Ecosystème 2023 1ère spé

THEME 2: Enjeux contemporains de la planète

Chapitre 1: LES ECOSYSTEMES : DES INTERACTIONS DYNAMIQUES DES ETRES VIVANTS ENTRE EUX ET AVEC LEUR MILIEU

Les interactions au sein des écosystèmes

ACTIVITE 2

Je teste mes acquis

Décrire un écosystème

ACTIVITE 1

La dynamique des écosystèmes

ACTIVITE 3

Les cycles de matière

ACTIVITE 4

A la fin du chapitre

Testez vous!

Activité 1 : Décrire un écosystème

Consignes: A partir de l’analyse des documents proposés, vous dégagerez les principaux critères permettant de définir un écosystème. Votre réponse devra intégrer un schéma.

Un arbre mort en forêt tempérée

Relevé biologique dans la réserve intégrale de Fontainebleau

Paramètres physico-chimiques moyens relevés dans la réserve intégrale de Fontainebleau

Intro

Vidéo La biodiversité en forêt

La forêt tempérée, dans la réserve intégrale de Fontainebleau

BILAN

BILAN

(A recopier dans vos cahiers)

I La composition d’un écosystème et les diverses interactions en son sein A) Définition d'un écosystème

Un écosystème est formé par une communauté d'êtres vivants en interaction entre eux et avec leur milieu de vie. Le milieu, appelé biotope, est défini par l'ensemble des paramètres physico-chimiques. Ils influencent la composition et la répartition de la communauté des êtres vivants, appelée biocénose.

Qu'est ce qu'un écosystème?

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Activité 2

Les interactions au sein des écosystèmes

Dans un écosystème, les organismes entretiennent des relations les uns avec les autres. Consigne: A partir de l'analyse des documents proposés, montrer comment les interactions entre les organismes d'un écosystème peuvent conduire à des modifications de leur capacité de reproduction. 1) Pour chaque exemple proposés sur le padlet ci-dessous, vous pouvez réaliser à réaliser une courte fiche sur l'interaction étudiée. La fiche devra contenir le nom du type d'interaction, ses caractéristiques, les espèces impliquées, la nature de leur relation et l'effet sur leur capacité de reproduction (valeur sélective). 2) Une fois toutes les interactions étudiées, vous réaliserez un tableau de synthèse rappelant pour chaque type d'interaction, les effets sur chacun des partenaires.

Notion de valeur sélective

PADLET

BILAN

BILAN

(A recopier dans vos cahiers)

B) Une diversité d’interactions au sein d’un écosystème

Les êtres vivants d'un écosystème sont liés par des interactions diverses :- relation de compétition (pour la lumière, pour l’eau, les nutriments, etc) : elle a des effets négatifs sur les deux partenaires (réduit leur survie et/ou leur reproduction),- relation d’exploitation : la prédation ou le parasitisme où la relation est favorable pour un partenaire mais néfaste pour l’autre. - relation de coopération : le mutualisme dont la symbiose où la relation est bénéfique pour les deux partenaires.

Tableau récapitulatif

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Les relations entre les espèces

Activité 3 : La dynamique des écosystèmes

Problème : Comment un écosystème forestier réagit-il face à différentes perturbations ?

Consignes: 1) Lire les documents des icônes 1 et 2 et visionner la vidéo de l'icône 3 concernant le principe d'un Edu'modèle. 2) Faire tourner les différents modèles à votre disposition dans l'icône 4 et exploiter les résultats obtenus. Pour cela, vous devez faire une capture d'écran du graphique, le décrire et l' analyser pour chacun des 4 modèles.

Exemple de perturbations et Notion de résilience

Modéliser la dynamique et la résilience d'un forêt mixte

Les différentes phases d"évolution d'un écosystème forestier

Comprendre ce qu'est un Edu'modèle

BILAN

Activité 3 : La dynamique des écosystèmes

Comprendre ce qu'est un Edu'modèle

Fiche technique du logiciel

Vidéo "Tutoriel"

Logiciel de modélisation : "Edu'modèles"

Activité 3 : La dynamique des écosystèmes

Modéliser la dynamique et la résilience d'une forêt mixte

Consigne: Faire tourner les 4 modèles ci-dessous et exploiter les résultats obtenus : vous devez faire une capture d'écran du graphique, le décrire et l'analyser pour chacun des 4 modèles et déposer votre travail sur Pronote (en PDF).

Modèle 1 Forêt mixte sans perturbation

Modèle 2Forêt mixte avec compétition

Modèle 3Forêt mixte avec compétition + incendie

Modèle 4Forêt mixte + maladie du hêtre

AIDE résultats

BILAN :

II) Fonctionnement des écosystèmes

(A recopier dans vos cahiers)

A) L'équilibre dynamique des écosystèmes

Au cours du temps, un écosystème se modifie naturellement sous l’effet de la croissance des organismes, de leur vieillissement, des changements de biodiversité et de la modification des interactions qui en résultent. En effet, les paramètres physico-chimiques peuvent changer au cours du temps ce qui modifie la répartition des organismes. Un écosystème n’est alors jamais stable : il est en permanence en équilibre dynamique. Une perturbation est une modification brutale de l’écosystème (compétition entre espèce, incendie, épidémie…). Les conséquences sur l’écosystème dépendent de l’intensité et de la fréquence des perturbations mais aussi de la richesse et la diversité biologique initiales. En effet, l’importante diversité d’un écosystème limitera les effets à long terme d’une perturbation et facilitera le retour à la situation précédant la perturbation. C’est ce qu’on appelle la résilience. En l’absence de résilience, un écosystème peut être irrémédiablement modifié.

Schéma associé au bilan

BILAN :

(A recopier dans vos cahiers)

II) Fonctionnement des écosystèmes

A) L'équilibre dynamique des écosystèmes

Schéma de la dynamique des écosystèmes

Vidéo : Succession forestière

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Activité 4 : Le cycle de la matière dans les écosystèmes

Problème : Comment quantifier les flux de matière dans un écosystème ?

Consigne : A partir de l’ensemble des ressources, construire un schéma représentant le cycle du carbone au sein d’un écosystème. Poster votre travail sur pronote dans les devoirs.

Interview d'une écophysiologiste

Le rôle des êtres vivants dans les flux de matières

Le recyclage de la matière

L'organisation pyramidale en niveaux trophiques

Les stocks de carbone

Notion de flux et de réservoirs

Aide (si besoin seulement) : trame du schéma

BILAN

BILAN :

(A recopier dans vos cahiers)

II) Fonctionnement des écosystèmes

B) Les cycles de matière dans les écosystèmes

Un écosystème contient généralement de nombreuses chaines alimentaires qui constituent un réseau trophique. Au sein d’un réseau trophique, on peut définir : • les producteurs primaires (végétaux chlorophylliens) qui convertissent l’énergie lumineuse en énergie stockée dans la matière organique qu’ils produisent. Néanmoins, une faible proportion (1%) de l’énergie solaire captée est utilisée pour la photosynthèse. • les consommateurs qui se nourrissent de matière organique et dépendent donc des producteurs • les décomposeurs qui sont des consommateurs ayant pour rôle de transformer la matière organique morte en matière minérale. Ils participent activement au recyclage de la matière dans un écosystème. A chaque niveau trophique, une partie seulement de la biomasse est utilisée par le niveau suivant, le reste est non utilisé ou converti en énergie dissipée par l’organisme. Ces pertes sont visibles sur la représentation en pyramides écologiques.

Schéma associé

BILAN :

(A recopier dans vos cahiers)

II) Fonctionnement des écosystèmes

B) Les cycles de matière dans les écosystèmes

Schéma de l'exemple de la pyramide de la biomasse

Suite bilan

Pour aller plus loin... ???

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BILAN :

(A recopier dans vos cahiers)

II) Fonctionnement des écosystèmes

B) Les cycles de matière dans les écosystèmes

Les différentes interrelations entre les composantes d’un écosystème sont à l’origine de flux de matière et d’énergie. Ainsi, les êtres vivants génèrent et facilitent les flux d’eau, de CO2, de matière organique et d’énergie qui : - entrent grâce à la photosynthèse - circulent au travers des diverses chaines d’un réseau trophique - sortent à cause de la respiration

La biomasse est une description statique de la biocénose puisqu’elle définit les stocks de matière (d’une espèce, d’un groupe d’espèces ou même d’un niveau trophique). Nombreux sont les éléments qui circulent au sein d’un écosystème tels que l’azote ou l’eau. Le carbone est un élément important puisqu’il entre dans la composition des molécules organiques. Il « entre » dans la biosphère par la photosynthèse et en « sort » par la respiration et les fermentations. Les microorganismes du sol jouent un rôle important dans le recyclage de la matière au sein des écosystèmes (d’où le terme de « cycle de… ») car ils permettent un stockage temporaire dans les éléments du sol.

Schéma associé

BILAN :

(A recopier dans vos cahiers)

II) Fonctionnement des écosystèmes

B) Les cycles de matière dans les écosystèmes

Schéma des flux de matière et d'énergie dans un écosystème

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Vidéo Les écosystèmes

L'essentiel

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Vidéo Les écosystèmes

La dynamique des écosystèmes

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Pour aller plus loin...

FILM Il était une forêt

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