5e Thème 2

Thème 2 : le vivant et son évolution

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Vocabulaire chapitre 1: la nutrition des végétaux

Amidon : substance constituant la matière organique, qui appartient à la famille des glucides (sucres). Chloroplaste : structure à l’intérieur des cellules végétales contenant de la chlorophylle et assurant la photosynthèse. Mycorhize : symbiose d’un champignon et d’une plante verte. Nodosité (une) : boursouflure se formant sur les racines sous l’action de bactéries vivant en symbiose avec la plante. Photosynthèse (une) : processus de production de matière organique par une plante placée à la lumière. Sève brute : liquide formé dans les racines permettant la distribution de l’eau et des sels minéraux aux organes de la plante. Sève élaborée : liquide formé dans les feuilles permettant la distribution de la matière organique vers le reste de la plante. Stomate (un) : orifice de petite taille dans l’épiderme des organes aérien d’un végétal permettant les échanges gazeux entre la plante et l’air. Symbiose (une) : association durable entre deux espèces dans laquelle chaque partenaire trouve un avantage.

Vocabulaire chapitre 2: la nutrition des animaux

Appareil circulatoire (un) : ensemble des vaisseaux et du cœur assurant la circulation du sang dans l'organisme. Appareil urinaire (un) : ensemble composé des deux reins, de la vessie, de l’orifice urinaire et des canaux (uretères et urètre) qui les relient. Branchie (une) : organe permettant de respirer dans l’eau. Comportement respiratoire (un) : manière d’agir pour respirer. Digestion (une) : transformation des aliments sous l’action des sucs digestifs. Être vivant (un) : être qui naît, grandit se nourrit, se reproduit et respire. Expiration (une) : action de rejeter de l’air (air expiré) des organes respiratoires lors de la respiration. Inspiration (une) : action de faire pénétrer de l’air (air inspiré) dans les organes respiratoires lors de la respiration. Milieu de respiration (un) : lieu de l’environnement où les êtres vivants respirent. Milieu de vie (un) : lieu de l’environnement où vivent les êtres vivants. Mouvement respiratoire (un) : mouvement réalisé par un animal pour effectuer les échanges de gaz lors de la respiration. Nutriment (un) : élément utilisé par les organes pour leur fonctionnement. Ils proviennent de la transformation chimique des aliments. Organe respiratoire (un) : organe qui sert à la respiration. Chez l’Homme, ce sont les poumons. Poumon (un) : organe permettant de respirer dans l’air. Réaction chimique (une) : transformation de composés chimiques en d’autres composés. Certaines réactions chimiques libèrent de l’énergie. Respiration (une) : processus par lequel on consomme du dioxygène et on produit du dioxyde de carbone. Symbiose (une) : association durable entre deux espèces dans laquelle chaque partenaire trouve un avantage. Trachée (une) : organe en forme de tube permettant de respirer dans l’air et parfois dans l’eau. Urine (une) : liquide fabriqué par les reins et collecté par la vessie qui l’évacue vers l’extérieur de l’organisme.

Quelques rappels de 6ème : 1) Les êtres vivants sont : Les animaux, les végétaux les champignons et les bactéries. 2) Les êtres vivants : naissent grandissent se nourrissent se reproduisent meurent

Les animaux

Les végétaux

Les bactéries

clique sur le microscope pour aller les voir

E. coli

Legionella

Photo de bactéries observées au microscope

Staphylococcus aureus

Pseudomonas aeruginosa

Les champignons

Aspergillus

Levure

Penicillium italicum

Ulocladium botritis

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Sommaire:

1) Rappels : de quoi a besoin une plante pour produire sa matière organique ?

2) Localisation de la production de matière organique par une plante

3) Le prélèvement de l’eau et des sels minéraux

4) Activité 3: comment ces différents éléments circulent au sein de la plante ?

5) Activité 4: que devient la matière organique produite par la plante ?

6) Activité 5: quel rôle jouent les microorganismes dans la nutrition des végétaux?

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

1) Rappels : de quoi a besoin une plante pour produire sa matière organique ?

Une plante chlorophyllienne a besoin de dioxyde de carbone, d’eau et de sels minéraux pour produire sa matière organique et du dioxygène en présence de lumière. Ce processus s’appelle la photosynthèse.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

2) Localisation de la production de matière organique par une plante Activité 1 : où la plante produit-elle sa matière organique ?

documents p128-129

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

2) Localisation de la production de matière organique par une plante Activité 1 : où la plante produit-elle sa matière organique ?

plante éclairée

plante à l'obscurité

Une plante est placée pendant plusieurs heures à la lumière, paramètre indispensable à la production d'amidon par photosynthèse. On dépose un cache opaque sur l'une de ses feuilles. On place une deuxième plante à l'obscurité.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Quelle est la couleur de l'amidon en présence d'eau iodée? Où est fabriqué la matière organique chez une plante ?

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

L'amidon devient bleu-noir en présence d'eau iodée.

On voit que les parties de la feuille qui était à la lumière se colorent en noir en présence d’eau iodée.On sait que les plantes ont besoin de lumière pour fabriquer l’amidon et qu’il se colore en bleu-noir en présence d’eau iodée.On en déduit que l’amidon est fabriqué dans les feuilles.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Prendre une feuille, la mettre dans l'eau iodée, puis cliquer sur la fléche pour l'observer au microscope

eau iodée

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Photo d'une élodée placée à la lumière et colorée à l'eau iodée, observée au microscope

Photo d'une élodée placée à l'obscurité et colorée à l'eau iodée, observée au microscope

Où est produit l'amidon dans les feuilles d'élodée? - Que voit-on? - Que sait-on? - Que peut-on en déduire?

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

On voit que les chloroplastes des feuilles d’élodée à la lumière se colorent en noir en présence d’eau iodée mais pas ceux qui était à l’obscurité.On sait que la plante a besoin de lumière pour produire sa matière organique, et que l’amidon se colore en noir en présence d’eau iodée.On en déduit que l’amidon (matière organique) est produit dans les chloroplastes des cellules à la lumière.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Une plante produit sa matière organique, en présence de lumière, au niveau des chloroplastes de ses organes chlorophylliens tels que les feuilles. L’eau iodée permet de colorer l’amidon en bleu-noir.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

3)où la plante prélève-t-elle les éléments dont elle a besoin pour produire sa matière organique ?

a) Par où l’eau et les sels minéraux entrent-ils?

Documents 1 et 2 p 132

Je vois que.... Je sais que... J'en déduis que...

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

b) Par où le CO2 entre-t-il? documents 1 et 2 p 130

On réalise une expérience assistée par ordinateur (ExAO) qui consiste à mesurer, pendant plusieurs minutes, la quantité de dioxyde de carbone dans une enceinte éclairée. Les mesures sont faites avec une enceinte contenant des fragments de feuilles, puis des fragments de racines. Une enceinte vide sert de témoin.

Quantité de CO2 dans l'air de l'enceinte

Que voit-on? Que sait-on? Qu'en déduit-on?

temps

Résultats de l’expérience montrant l'évolution de la quantité de dioxyde de carbone de l'air de l'enceinte en fonction du temps.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Une plante prélève l’eau et les sels minéraux par les poils absorbants de ses racines. Elle prélève le dioxyde de carbone de l’air par les stomates de ses feuilles.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Photographie de stomate de géranium

Cellule de garde

Stomate

Oestiole

Cellule épidermique

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Eau + CO2 => MO + O2

Comment ces différents éléments circulent au sein de la plante ?

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

4) Activité 3: comment ces différents éléments circulent au sein de la plante ?

documents p 136-137 + 4p142

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

1) A partir du document 4 p142, expliquer l'intérêt d'utiliser du CO2 radioactif dans l'expérience. 2) A partir du document 4 p142, indiquer ce que prouve l'expérience. 3) Rappeler le lieu de fabrication de l'amidon et le lieu de prélèvement des sels minéraux. 4) A partir des documents 3 p136 et 5 p137, nommer les 2 systèmes de transport et dire ce qu'ils apportent. 5) Schématiser une plante avec sa racine, sa tige et une feuille. Représenter dessus: - un vaisseau noir où circule la sève brute - un vaisseau vert où circule la sève élaborée - indiquer par des flèches le sens de circulation de ces deux liquides.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Correction activité 3

1) la radioactivité permet de voir ce gaz. 2) Cette expérience prouve que la matière organique issue du CO2 circule dans la plante. 3)L’amidon est fabriqué au niveau des feuilles et les sels minéraux sont prélevés dans la racine. 4) Les 2 systèmes de transport sont: - la sève élaborée qui transporte de l’eau et de l’amidon. - la sève brute qui transporte de l’eau et les sels minéraux.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

5) Schéma de la circulation de la sève dans une plante

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

L’eau et les sels minéraux prélevés par les racines atteignent les feuilles en circulant dans la sève brute, grâce à un système de transport. La matière organique produite dans les feuilles atteint les autres organes en circulant dans la sève élaborée grâce à d’autres vaisseaux. Ces deux systèmes de transports sont composés d’un enchaînement de cellules.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Schéma de la circultation de la sève dans une plante

Feuille

Sève élaborée

Sève brute

Tige

Racine

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

5) Activité 4: que devient la matière organique produite par la plante?

Consigne: A partir des documents p134-135 expliquer ce que devient la matière organique produite par la plante.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Correction

On voit que la matière organique peut être utilisée pour produire de l’énergie indispensable au fonctionnement de la plante. (Doc 1) Je vois qu’il y a 8 fois plus d’amidon dans les feuilles de pomme de terre juste à la fin de l’éclairement que 8h après. J’en déduis qu’il s’est déplacé ou qu’il a été utilisé par les organes de la feuille (doc4). Je vois que le tubercule de pomme de terre est plein de matière organique (doc 2) : il y a de l’amidon dans ses cellules (doc 3). Ces réserves permettent à une plante de se développer.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Suite correction

On voit également qu’il y a de la matière organique stockée dans les graines de ricin (doc 5). On sait que la plante produit la matière organique dans les chloroplastes de ses feuilles et qu’elle en a besoin pour grandir et se développer. On en déduit que la matière organique est utilisée pour le fonctionnement et la croissance de la plante ou stockée (graine, tubercule…) après avoir été produite par la feuille.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Bilan

La photosynthèse permet à la plante de produire de la matière organique. Elle pourra être utilisée pour la croissance de la plante ou stockée dans des organes de réserves (fruits, tubercules, graines). Pour certaines plantes (exemple : tubercule de pomme de terre), de nouvelles plantes pourront se développer à partir de ces organes de réserves l’année suivante.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

6) Activité 5: quel rôle jouent les microorganismes dans la nutrition des végétaux?

Consigne: A partir de documents p 138-139, expliquer si les nodosités sont bénéfiques à la plante.

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Correction:

Les nodosités sont des associations entre des bactéries et la racine de la plante. On voit que la production de graine de la parcelle 2 (inoculée sans engrais) est plus importante (1.6kg) que celles de la parcelle 3 (non inoculée avec de l’engrais: 1.45kg)qui est plus importante que celle de la parcelle 1 (non inoculée, sans engrais: 0.45kg). On sait que la plante a besoin de produire de la matière organique pour produire des graines et qu’elle produit cette matière organique en faisant de la photosynthèse (en se nourrissant). On en déduit que l’apport d’engrais azoté est bénéfique à la nutrition de la plante, mais que les nodosités le sont encore plus. Il est donc intéressant d’utiliser la bactérie Rhizobium à la place des engrais azoté (qui polluent les sols).

Chapitre 1: la nutrition des végétaux

Bilan

On peut rencontrer deux types de symbiose chez les plantes. Au niveau des racines, des bactéries se logent dans des nodosités. Elles transforment le diazote de l’air en sel minéral azoté utile à la croissance de la plante. En échange, le végétal nourrit les bactéries de matière organique. Cette association est une symbiose. Une mycorhize est une symbiose entre un champignon et les racines d’une plante. Le champignon prélève les sels minéraux pour la croissance de son hôte tandis que l’arbre fournit la matière organique à son symbiote.

Chapitre 2: la nutrition des animaux

I- Les rôles de la nutrition des animaux Activité n°1 : « En quoi consiste la nutrition chez les animaux ? » Consigne: Après avoir observé les images suivantes, indique sur ton cahier en quoi consiste la nutrition de chaque animal (= ce qu’il prélève dans le milieu) et à quoi sert la matière prélevée.

Bilan: Les animaux doivent produire de l’énergie pour assurer le fonctionnement de leur organisme et leur croissance. Pour cela, ils prélèvent de la matière (dioxygène + aliments) dans leur milieu : c’est la nutrition.

II. Les besoins nutritifs des organes et des cellules

milieu de vie

être vivant

dioxygène

dioxyde de carbone

Schéma des échanges gazeux entre un être vivant et son milieu de vie

ACTIVITE N°3 : « QUELS SONT LES BESOINS NUTRITIFS DES ORGANES ET DES CELLULES DES ANIMAUX ?»

A) DECOUVRIR LES BESOINS NUTRITIFS D’UN ORGANE, LE MUSCLE : Un dispositif ExAO permet de suivre la teneur en dioxygène de l’air d’une enceinte contenant un muscle frais d’animal. La même expérience est reproduite sans organe. Les résultats sont présentés sur le graphique de droite. 1) Quels sont les résultats de ces 2 expériences ? 2) Que peux-tu en conclure ? 3) Quelles informations supplémentaires t’apporte l’analyse du 2e graphique à droite ?

B) METTRE EN EVIDENCE LES BESOINS NUTRITIFS A L’ECHELLE DES TISSUS ET DES CELLULES :

4) Quelle information t’apporte la comparaison de ces deux photos ?

Bilan:

Les besoins des organismes animaux sont liés à ceux de leurs organes et cellules : ils utilisent du dioxygène et des nutriments pour fabriquer, au cours d’une réaction chimique, l’énergie dont ils ont besoins pour fonctionner.

Schéma bilan de l’utilisation des nutriments et du dioxygène pour le fonctionnement des cellules des organes.

nutriments

Energie

dioxygène

III- L’approvisionnement en dioxygène

Activité 4: Comment les animaux prélèvent le dioxygène dont ils ont besoin?

Consigne: à partir des documents page 110-111 explique comment un animal peut prélever le dioxygène dont il a besoin.

Correction (passe la souris ici pour la faire apparaitre):

Correction : La truite (docs1 et 2) utilise des branchies qui sont cachées derrière ses opercules. L’eau rentre par la bouche, traverse les branchies qui récupèrent le dioxygène puis ressort par l’opercule. La paramécie (doc 3) est un animal composé d’une seule cellule, elle ne possède donc pas d’organe respiratoire. Le dioxygène de l’eau passe donc directement à travers la membrane cellulaire. Le criquet (doc 4) fait rentrer le dioxygène de l’air par ses stigmates (orifices sur le côté de l’abdomen) puis il passe dans ses trachées puis trachéoles qui le conduisent à ses différentes cellules. L’être humain fait rentrer l’air par son nez ou sa bouche, puis passe par la trachée pour arrivé aux poumons. Il y a moins de dioxygène dans l’air expiré (16%) que dans l’air inspiré (21%). On voit que cet appauvrissement se fait au niveau des alvéoles.

Bilan:

La diversité des appareils et des comportements respiratoires permet aux animaux d’occuper différents milieux. Chez les animaux les échanges gazeux se font entre l’air ou l’eau et l’organisme par l’intermédiaire d’organes respiratoires : poumons, trachées, branchies. Le dioxygène passe dans le sang au niveau de parois très fines des appareils respiratoires. Pour certains (comme les unicellulaires) il passe directement à travers la membrane cellulaire.

IV- La distribution des nutriments et du dioxygène

Activité 5: comment les nutriments et le dioxygène arrivent jusqu’aux différents organes?

Consigne: à partir des documents page 114: décrire comment les nutriments et le dioxygène circulent dans un animal.

Correction (passe la souris ici pour la faire apparaitre):

Correction :Je vois que (doc1) l’air inspiré (21% O2) est plus riche en dioxygène que l’air expiré (16% O2) et que le sang entrant est moins riche en dioxygène que le sang sortant de l’alvéole. Je sais que (doc1) ces alvéoles sont en contact avec des capillaires sanguins sur une très grande surface (75 m²). J’en déduis que le dioxygène passe dans le sang au niveau des alvéoles pulmonaires. Je vois que (doc 2) les nutriments passent dans le sang et la lymphe au niveau du tube digestif. Je sais que (doc 2) il y a une surface de contact très grande (250 m²) entre le tube digestif et les capillaires sanguins et vaisseaux lymphatiques. De plus (doc3-4-5-6), je vois qu’il y a des vaisseaux sanguins partout pour aller irriguer les différents organes. J’en déduis que les nutriments et le dioxygène sont transportés vers les différents organes grâce aux différents vaisseaux sanguins.

Bilan:

La mise en mouvement du milieu intérieur permet d’apporter des nutriments et du dioxygène à toutes les cellules de l’organisme. Cette circulation peut être en circuit clos ou ouvert. L’appareil circulatoire est un système clos qui nécessite la présence d’une « pompe » (= le cœur) où les échanges se font au niveau des capillaires (= vaisseaux très fins)

V- l’élimination des déchets produits

Activité 6: l'élimination des déchets produits

Consigne: À partir des différents documents ( p118-119), rédiger un texte pour expliquer comment sont éliminés les différents déchets produits au cours de la réaction chimique permettant de produire de l’énergie pour le fonctionnement des cellules

Correction:

Sur le doc 1 j’observe que l’eau de chaux est troublée au bout d’1h lorsqu’il y a des criquets dans l’enceinte mais pas quand elle est vide. Je sais que l’eau de chaux se trouble en présence de CO2. J’en déduis que les criquets ont produit du CO2. J’observe dans le doc 2 que le CO2 est produit au niveau des organes, qu’il passe dans les trachées pour ressortir par les stigmates. Je vois dans le doc 3 que le CO2 produit par les organes des mammifères arrive aux poumons par la circulation sanguine (sang entrant riche en CO2, sang sortant pauvre en CO2). Il est ensuite éliminé lors de l’expiration dans l’air qui sort des poumons. Les doc 4 et 5 montrent que l’urée produite par les organes arrivent aux reins par la circulation sanguine. Les reins sont richement irrigués par des capillaires sanguins. Les reins filtrent le sang et récupèrent l’urée pour produire de l’urine qui sera stockée dans la vessie puis évacuée lors de la miction. Le doc 6 montre que chez les insectes, les autres déchets que le CO2 produits par les cellules passe dans un liquide circulant pour être éliminés au niveau des tubes de Malpighi dont le contenu se déverse dans le tube digestif.

Bilan:

Le dioxyde de carbone passe dans le sang (appareil circulatoire) puis est éliminé vers le milieu extérieur au niveau des organes respiratoires. Chez les mammifères les autres déchets, tel que l’urée, sont rejetés dans le sang et éliminés dans l’urine grâce au système urinaire comportant notamment les reins. Chez les insectes ces déchets sont éliminés par le tube digestif grâce aux tubes de Malpighi.

VI- activité 7: Des modifications de la nutrition par des microorganismes

Consigne: à l’aide des documents fournis, montrer comment les micro-organismes peuvent modifier la nutrition des animaux.

Correction page suivante

Correction: Introduction : Les animaux ont des micro-organismes dans leur corps. Comment des micro-organismes peuvent-ils modifier la nutrition des animaux ? I- Comment les micro-organismes peuvent-ils perturber la nutrition des animaux ? Le moustique peut transmettre aux animaux en les piquants le paludisme qui est une maladie qui sévit dans les zones intertropicales. Cette maladie est causée par un animal unicellulaire qui s’appelle Plasmodium. Cette maladie a provoqué 438 000 morts en 2015, elle provoque de la fièvre, de la fatigue et des troubles digestifs. Plasmodium pénètre dans les globules rouges, s’y multiplie puis les fait éclater. La quantité de globules est donc moins importante chez un individu atteint de paludismes que chez un individu sain. Or les globules rouges assurent le transport du dioxygène qui est indispensable à la nutrition des cellules. Les cellules n’ont donc pas assez de dioxygène pour fonctionner correctement. II- Comment les micro-organismes peuvent-ils apporter un bénéfice à la nutrition des animaux ? Les termites se nourrissent de bois. Ils ont des micro-organismes dans leur tube digestif. Lors d’une expérience, si on tue ces micro-organismes et que l’on n’en rajoute pas, le termite qui se nourrit à base de végétaux perd de la masse puis meurt, alors que si on lui en rajoute, il vit et se nourrit normalement. On peut en déduire que ces micro-organismes leur permettent de digérer les végétaux et donc de se nourrir correctement. Le système digestif d’une vache contient beaucoup de micro-organismes qui transforment la cellulose des végétaux en glucose (sucre). La vache digère ensuite ces micro-organismes pour se nourrir. Si les éleveurs rajoutent des micro-organismes vivants dans l’alimentation de leur vache, l’efficacité de la digestion de cellulose augmente. Elles se nourrissent donc mieux si on rajoute des micro-organismes à leur alimentation. Conclusion : Certains micro-organismes peuvent faciliter ou au contraire perturber la nutrition des animaux. Leur action passe par une modification de l’apport en dioxygène et/ou en nutriments.

Bilan:

Certains micro-organismes peuvent faciliter ou au contraire perturber la nutrition des animaux. Leur action passe par une modification de l’apport en dioxygène et/ou en nutriments.

Quelques vidéo pour réviser:

- le coeur: https://www.youtube.com/watch?v=s7SuTXiGupQ

- les poumons: https://www.youtube.com/watch?v=drSiOlmp7N4