DEFINITION : Respirer = absorber du dioxygène et rejeter du
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DEFINITION : Respirer = absorber du dioxygène et rejeter du dioxyde de carbone. Qu’est-ce qui respire ? Voir activité 1. Tous les êtres vivants, animaux comme végétaux, respirent. Certains respirent dans l’air tandis que d’autres respirent dans l’eau. Comment les animaux respirent-ils en milieu aquatique ? Voir activité 2. Les animaux qui respirent en milieu aquatique possèdent des branchies, avec de nombreux filaments baignant dans l’eau. Les branchies font passer le dioxygène présent dans l’eau dans le sang. Elles éliminent aussi le dioxyde de carbone présent dans le sang en le rejetant dans l’eau. Comment les animaux respirent-ils en milieu aérien ? Voir chapitre 2. Certains animaux qui respirent en milieu aérien possèdent des poumons (homme, souris, grenouille, mouette...), avec de nombreuses poches remplies d’air. Les poumons font passer le dioxygène présent dans l’air dans le sang. Ils éliminent aussi le dioxyde de carbone présent dans le sang en le rejetant dans l’air. Voir activité 3. D’autres animaux qui respirent en milieu aérien possèdent des trachées (criquet, mouche...) qui sont des tuyaux très nombreux et très fins conduisant l’air directement jusqu’aux organes. Les échanges de dioxygène et de dioxyde de carbone se font entre l’air et les organes. Comment certains animaux peuvent-ils vivre sous l’eau avec des trachées ou vivre dans l’air avec des branchies ? Voir activité 4. Certains animaux aquatiques comme le dytique et l’argyronète emprisonnent une bulle d’air sous l’eau ce qui leur permet de respirer avec leurs trachées. D’autres, comme le dauphin, remontent régulièrement à la surface pour renouveler l’air contenu dans leurs poumons. Les crabes, eux, peuvent se déplacer en milieu aérien malgré leurs branchies, car ils emprisonnent dans leur carapace l’eau nécessaire à leur respiration. Comment trouver dans une rivière les animaux ayant les plus forts besoins en dioxygène? Voir activité 5. Les différentes espèces n’ont pas les mêmes besoins en dioxygène. Celles qui ont les besoins les plus importants se trouvent dans les endroits les plus oxygénés. La quantité de dioxygène présente dans l’eau diminue lorsque la température augmente, ou la végétation et le courant diminuent. Influence de la quantité de dioxygène dans l’eau sur la répartition des espèces : Comment l’homme, par ses activités, peut-il réduire la biodiversité ? Voir activité 6. DEFINITION : Biodiversité = diversité des espèces dans un milieu. L’homme par ses activités (construction de barrages, aménagement des rivières, pollution, agriculture…) peut réduire la quantité de dioxygène dans les milieux aquatiques. Cela entraîne une baisse de la biodiversité et modifie la répartition des espèces dans les milieux. Comment trouver dans une rivière les animaux ayant les plus forts besoins en dioxygène? IV/ La quantité de dioxygène varie selon les caractéristiques de la rivière. Voir activité 5. Les différentes espèces n’ont pas les mêmes besoins en dioxygène. Celles qui ont les besoins les plus importants se trouvent dans les endroits les plus oxygénés. La quantité de dioxygène présente dans l’eau diminue lorsque la température augmente, ou la végétation et le courant diminuent. Influence de la quantité de dioxygène dans l’eau sur la répartition des espèces : Comment trouver dans une rivière les animaux ayant les plus forts besoins en dioxygène? IV/ La quantité de dioxygène varie selon les caractéristiques de la rivière. Voir activité 5. Les différentes espèces n’ont pas les mêmes besoins en dioxygène. Celles qui ont les besoins les plus importants se trouvent dans les endroits les plus oxygénés. La quantité de dioxygène présente dans l’eau diminue lorsque la température augmente, ou la végétation et le courant diminuent. Influence de la quantité de dioxygène dans l’eau sur la répartition des espèces : Activité 1 : expériences sur la respiration. Alexis et Erwan ne sont pas d’accord. Pour Alexis, tous les êtres vivants respirent. Erwan, lui, pense que certains êtres vivants comme les vers ou les carottes ne respirent pas. 1. Utilise le matériel ci-dessous pour prouver à l’aide d’expériences que l’être vivant qui t’a été confié respire ou ne respire pas. Avant de réaliser l’expérience, schématise-la et montre ton schéma à ton professeur. Rouge de crésol qui devient jaune en présence de CO2 Autre matériel disponible sur demande. Différents récipients Etres vivants variés Divers outils Activité 1 : expériences sur la respiration. Alexis et Erwan ne sont pas d’accord. Pour Alexis, tous les êtres vivants respirent. Erwan, lui, pense que certains êtres vivants comme les vers ou les carottes ne respirent pas. 1. Utilise le matériel ci-dessous pour prouver à l’aide d’expériences que l’être vivant qui t’a été confié respire ou ne respire pas. Avant de réaliser l’expérience, schématise-la et montre ton schéma à ton professeur. Rouge de crésol qui devient jaune en présence de CO2 Autre matériel disponible sur demande. Différents récipients Etres vivants variés Divers outils Activité 1 : expériences sur la respiration. Alexis et Erwan ne sont pas d’accord. Pour Alexis, tous les êtres vivants respirent. Erwan, lui, pense que certains êtres vivants comme les vers ou les carottes ne respirent pas. 1. Utilise le matériel ci-dessous pour prouver à l’aide d’expériences que l’être vivant qui t’a été confié respire ou ne respire pas. Avant de réaliser l’expérience, schématise-la et montre ton schéma à ton professeur. Rouge de crésol qui devient jaune en présence de CO2 Autre matériel disponible sur demande. Différents récipients Etres vivants variés Divers outils Correction activité 1 : Etre vivant Bocal hermétique Air Récipient contenant du rouge de crésol Schéma d’expériences permettant de prouver qu’une carotte respire. Dans le bocal de gauche, qui constitue le témoin, le rouge de crésol garde sa couleur rouge. En revanche, dans le bocal de droite, il devient jaune au bout de quelques heures. Cela prouve que la carotte libère du dioxyde de carbone dans l’air et donc qu’elle respire. On peut imaginer une expérience similaire adaptée à chaque être vivant. Dans tous les cas, on pourra vérifier qu’il rejette du dioxyde de carbone et donc qu’il respire. Alexis a donc raison, tous les êtres vivants respirent. Activité 2 : observer les organes respiratoires des poissons. 1. Après avoir prélevé l’un des organes respiratoires d’un poisson, observe-le à l’œil nu puis à la loupe et réalise un dessin d’observation. Explique ensuite quelles caractéristiques de cet organe font qu’il est bien adapté à son rôle. Document 1: l’appareil respiratoire des poissons. Document 2 : quelques conseils pour réussir son dessin d’observation. Sur le trajet de l’eau qui circule entre la bouche et les ouïes se trouvent les branchies. Ce sont les organes respiratoires des poissons ; elles prélèvent le dioxygène dissous dans l’eau et y rejettent du dioxyde de carbone. On peut les observer en soulevant les opercules situés de part et d’autre de la tête du poisson. Elles sont au nombre de quatre sous chaque opercule. Chacune d’entre elles est soutenue par un os, au niveau duquel s’insèrent de très nombreux et très fins filaments branchiaux de couleur rouge car étant constitués de très nombreux vaisseaux sanguins. . Activité 2 : observer les organes respiratoires des poissons. 1. Après avoir prélevé l’un des organes respiratoires d’un poisson, observe-le à l’œil nu puis à la loupe et réalise un dessin d’observation. Explique ensuite quelles caractéristiques de cet organe font qu’il est bien adapté à son rôle. Document 1: l’appareil respiratoire des poissons. Document 2 : quelques conseils pour réussir son dessin d’observation. Sur le trajet de l’eau qui circule entre la bouche et les ouïes se trouvent les branchies. Ce sont les organes respiratoires des poissons ; elles prélèvent le dioxygène dissous dans l’eau et y rejettent du dioxyde de carbone. On peut les observer en soulevant les opercules situés de part et d’autre de la tête du poisson. Elles sont au nombre de quatre sous chaque opercule. Chacune d’entre elles est soutenue par un os, au niveau duquel s’insèrent de très nombreux et très fins filaments branchiaux de couleur rouge car étant constitués de très nombreux vaisseaux sanguins. . Correction activité 2 : En guise de correction, un dessin d’élève qui n’est cependant pas parfait. Pour améliorer le travail, il aurait fallu : - indiquer le grossissement (il est d’environ deux fois), - rajouter des flèches au bout des traits de légendes pointant vers ce qui est montré, - corriger l’orthographe de « grossissement » et « arcs osseux branchiaux » Activité 3 : observer les organes respiratoires des vers de farine. 1. Après avoir lu attentivement le descriptif de l’appareil respiratoire du ver de farine (document 1), observe-le-en suivant le protocole indiqué (document 2) puis réalise un dessin d’observation de ton observation microscopique à un grossissement adapté. Document 1 : l’appareil respiratoire des vers de farine. De chacun des orifices respiratoires (stigmates), visibles de chaque côté du corps de l’insecte, partent des tubes très fins, les trachées qui se ramifient dans l’ensemble du corps. Les trachées se ramifient en trachéoles qui conduisent l’air au contact de toutes les cellules de l’organisme. Document 2 : protocole à suivre. A l’aide des ciseaux, réalise une perpendiculaire dans le bas de l’abdomen. entaille Découpe ensuite l’abdomen sur toute la longueur en remontant vers la tête. Maintient la larve à l’aide de 4 épingles. Repère les stigmates et les trachées blanches qui partent des stigmates. Prélève quelques trachées à l'aide des pinces fines. Dépose une goutte d'eau sur la lame. Pose la trachée entre lame et lamelle et observe aux différents grossissements du microscope. Activité 3 : observer les organes respiratoires des vers de farine. 1. Après avoir lu attentivement le descriptif de l’appareil respiratoire du ver de farine (document 1), observe-le-en suivant le protocole indiqué (document 2) puis réalise un dessin d’observation de ton observation microscopique à un grossissement adapté. Document 1 : l’appareil respiratoire des vers de farine. De chacun des orifices respiratoires (stigmates), visibles de chaque côté du corps de l’insecte, partent des tubes très fins, les trachées qui se ramifient dans l’ensemble du corps. Les trachées se ramifient en trachéoles qui conduisent l’air au contact de toutes les cellules de l’organisme. Document 2 : protocole à suivre. A l’aide des ciseaux, réalise une perpendiculaire dans le bas de l’abdomen. entaille Découpe ensuite l’abdomen sur toute la longueur en remontant vers la tête. Maintient la larve à l’aide de 4 épingles. Repère les stigmates et les trachées blanches qui partent des stigmates. Prélève quelques trachées à l'aide des pinces fines. Dépose une goutte d'eau sur la lame. Pose la trachée entre lame et lamelle et observe aux différents grossissements du microscope. Correction activité 3 : En guise de correction, un dessin d’élève qui n’est cependant pas parfait. Pour améliorer le travail, il aurait fallu : - rajouter des flèches au bout des traits de légendes pointant vers ce qui est montré, - tracer les traits de légende plus droits, - corriger l’orthographe de « observées». Activité 4 : des comportements respiratoires étranges. Andréa a trouvé dans un livre deux animaux bien étranges. Le dytique et l’argyronète vivent en effet sous l’eau alors qu’ils ne possèdent pas de branchies. Andréa a pourtant appris en SVT la semaine dernière que seules les branchies permettaient de respirer sous l’eau. 1. A l’aide des documents, explique à Andréa comment ces animaux peuvent-ils respirer sous l’eau ? Argyronète et sa bulle d’air sous l’eau Argyronète Correction activité 4 : Le dytique vit sous l’eau mais il remonte régulièrement à la surface pour renouveler l’air qu’il stocke sous ses élytres. Cet air est en contact avec ses stigmates, et il peut donc respirer de l’air sous l’eau avec ses trachées. Poils Stigmate Elytres Réserve d’air Trachées L’argyronète, elle, vit dans une poche d’air qu’elle place sous sa toile sous l’eau. Elle peut ainsi respirer de l’air sous l’eau à l’aide de ses trachées. Le dytique vit sous l’eau mais il remonte régulièrement à la surface pour renouveler l’air qu’il stocke sous ses élytres. Cet air est en contact avec ses stigmates, et il peut donc respirer de l’air sous l’eau avec ses trachées. Activité 5 : choisir son lieu de pêche. Celia et Charlène, 12 et 13 ans, en vacances à la montagne, décident d’aller pêcher la truite fario en rivière. En effet, leur cousin Franck leur a dit avant leur départ qu’il y en avait beaucoup là-bas. A côté de leur camping, sur les hauteurs, au lieu-dit du Hameau, coule une étroite rivière au courant rapide et à l’eau fraîche. Plus loin dans la vallée, la rivière s’élargit, le courant ralentit et l’eau se réchauffe quelque peu. Elles se demandent quel endroit choisir pour pêcher ce poisson qui a besoin de beaucoup de dioxygène pour vivre. Elles te demandent de les conseiller. 1. Pour cela, utilise le logiciel fourni pour compléter le tableau ci-dessous puis conseille-les en justifiant ta réponse. 2°C 10°C 15°C 25°C 30°C Sans courant Avec courant Quantité de dioxygène dans l’eau (en mg/L) en fonction de sa température et de son agitation. Activité 5 : choisir son lieu de pêche. Celia et Charlène, 12 et 13 ans, en vacances à la montagne, décident d’aller pêcher la truite fario en rivière. En effet, leur cousin Franck leur a dit avant leur départ qu’il y en avait beaucoup là-bas. A côté de leur camping, sur les hauteurs, au lieu-dit du Hameau, coule une étroite rivière au courant rapide et à l’eau fraîche. Plus loin dans la vallée, la rivière s’élargit, le courant ralentit et l’eau se réchauffe quelque peu. Elles se demandent quel endroit choisir pour pêcher ce poisson qui a besoin de beaucoup de dioxygène pour vivre. Elles te demandent de les conseiller. 1. Pour cela, utilise le logiciel fourni pour compléter le tableau ci-dessous puis conseille-les en justifiant ta réponse. 2°C 10°C 15°C 25°C 30°C Sans courant Avec courant Quantité de dioxygène dans l’eau (en mg/L) en fonction de sa température et de son agitation. Activité 5 : choisir son lieu de pêche. Celia et Charlène, 12 et 13 ans, en vacances à la montagne, décident d’aller pêcher la truite fario en rivière. En effet, leur cousin Franck leur a dit avant leur départ qu’il y en avait beaucoup là-bas. A côté de leur camping, sur les hauteurs, au lieu-dit du Hameau, coule une étroite rivière au courant rapide et à l’eau fraîche. Plus loin dans la vallée, la rivière s’élargit, le courant ralentit et l’eau se réchauffe quelque peu. Elles se demandent quel endroit choisir pour pêcher ce poisson qui a besoin de beaucoup de dioxygène pour vivre. Elles te demandent de les conseiller. 1. Pour cela, utilise le logiciel fourni pour compléter le tableau ci-dessous puis conseille-les en justifiant ta réponse. 2°C 10°C 15°C 25°C 30°C Sans courant Avec courant Quantité de dioxygène dans l’eau (en mg/L) en fonction de sa température et de son agitation. Correction activité 5 : 2°C 10°C 15°C 25°C 30°C Sans courant 14 10.8 9.5 8 7.5 Avec courant 14.9 11.9 8.3 Quantité de dioxygène dans l’eau (en mg/L) en fonction de sa température et de son agitation. L’oxygénation de l’eau augmente lorsque la température de l’eau diminue mais aussi lorsque le courant augmente. La truite fario ayant besoin de beaucoup de dioxygène, elle en trouvera un maximum là où il y a l’eau la plus fraîche et la plus agitée. Célia et Charlène devrait donc aller pêcher au hameau car, à cet endroit, la rivière est plus agitée et l’eau est plus froide, ce qui augmente la quantité de dioxygène dans l’eau par rapport à la rivière dans la vallée. Pour utiliser à nouveau cette animation à la maison, va sur le site internet suivant : http://www.editions-breal.fr/svt_college/5eme/milieu_vie/main.htm Activité 6 : la baisse de la biodiversité. Océane, élève de 5e, en feuilletant le journal « Ma région » reçu dans sa boîte aux lettres, a trouvé l’article ci-dessus sur la baisse de la biodiversité en Haute-Normandie. Elle se demande si cette baisse pourrait avoir un rapport avec la respiration des êtres vivants qu’elle étudie actuellement en SVT. Tu dois aider Océane à savoir si l’Homme, par ses activités, peut ou non réduire la biodiversité en perturbant la respiration des animaux. 1. Pour cela, utilise les documents distribués pour compléter le tableau ci-dessous et prépare-toi à passer à l’oral pour lui expliquer tes découvertes. Action humaine N°1 Action humaine But de cette action Cause de variation de l’oxygénation Sens de variation de l’oxygénation. Effets sur la biodiversité ou sur la répartition des espèces. Action humaine N°2 Action humaine N°3 Action humaine N°4 Ta présentation orale est réussie si : Ta présentation orale est réussie si : - Dès la première phrase, tu as nommé l’action humaine concernée. - Dès la première phrase, tu as nommé l’action humaine concernée. - Toutes les réponses ont été apportées et sont correctes. - Toutes les réponses ont été apportées et sont correctes. - Tu as été clair dans tes explications. - Tu as été clair dans tes explications. - Tu as su répondre aux questions des élèves. - Tu as su répondre aux questions des élèves. - Tu as utilisé le document vidéo-projeté lors de ta présentation. - Tu as utilisé le document vidéo-projeté lors de ta présentation. - Tu as parlé suffisamment fort pour être entendu de tous. - Tu as parlé suffisamment fort pour être entendu de tous. - Tu as regardé ton auditoire. - Tu as regardé ton auditoire. - Tu as varié l’intonation de ta voix. - Tu as varié l’intonation de ta voix. Ta présentation orale est réussie si : Ta présentation orale est réussie si : - Dès la première phrase, tu as nommé l’action humaine concernée. - Dès la première phrase, tu as nommé l’action humaine concernée. - Toutes les réponses ont été apportées et sont correctes. - Toutes les réponses ont été apportées et sont correctes. - Tu as été clair dans tes explications. - Tu as été clair dans tes explications. - Tu as su répondre aux questions des élèves. - Tu as su répondre aux questions des élèves. - Tu as utilisé le document vidéo-projeté lors de ta présentation. - Tu as utilisé le document vidéo-projeté lors de ta présentation. - Tu as parlé suffisamment fort pour être entendu de tous. - Tu as parlé suffisamment fort pour être entendu de tous. - Tu as regardé ton auditoire. - Tu as regardé ton auditoire. - Tu as varié l’intonation de ta voix. - Tu as varié l’intonation de ta voix. Action humaine N°1 Localisation de la rivière Drugeon Action humaine N°2 Spirlin Chevesne Brochet Gardon Hotu Localisation du Doubs Hotu Action humaine N°3 Action humaine N°4 Application d’herbicides dans un champ. Dytique Ombre Vairon Brochet Argyronète Correction activité 6 : Action humaine But de cette action Action humaine N°1 Modification du lit d’une rivière. Action humaine N°2 Création de barrages. Action humaine N°3 Incendie d’un hangar de pommes. Gagner des terres agricoles. Loisirs (baignade, sports nautiques). L’agitation de l’eau diminue en amont et augmente en aval. L’oxygénation est plus faible en amont et plus forte en aval. Moins d’espèces sont présentes en amont qu’en aval. Involontaire. Action humaine N°1 Modification du lit d’une rivière. Gagner des terres agricoles. La température Cause de variation de l’eau augmente. de l’oxygénation L’oxygénation Sens de variation diminue. de l’oxygénation. Baisse de la Effets sur la biodiversité : biodiversité ou sur disparition des la répartition des truites fario et des écrevisses espèces. Action humaine N°4 Utilisation d’herbicides dans les cultures. Désherber les champs cultivés. Augmentation du nombre de microorganismes dans l’eau. L’oxygénation diminue. Mort des algues vertes. Trois tonnes de poissons sont morts. Baisse de la biodiversité : presque plus de vairons et d’ombres. Action humaine N°2 Création de barrages. Action humaine N°3 Incendie d’un hangar de pommes. Loisirs (baignade, sports nautiques). L’agitation de l’eau diminue en amont et augmente en aval. L’oxygénation est plus faible en amont et plus forte en aval. Moins d’espèces sont présentes en amont qu’en aval. Involontaire. Action humaine N°4 Utilisation d’herbicides dans les cultures. Désherber les champs cultivés. L’oxygénation diminue. à pieds blancs. Correction activité 6 : Action humaine But de cette action La température Cause de variation de l’eau augmente. de l’oxygénation L’oxygénation Sens de variation diminue. de l’oxygénation. Baisse de la Effets sur la biodiversité : biodiversité ou sur disparition des la répartition des truites fario et des écrevisses espèces. à pieds blancs. Augmentation du nombre de microorganismes dans l’eau. L’oxygénation diminue. Mort des algues vertes. Trois tonnes de poissons sont morts. Baisse de la biodiversité : presque plus de vairons et d’ombres. L’oxygénation diminue.
