Biologie 3

Biotavco3e_Mise en page 1 20/10/10 14:35 Page1

collection

Sciences de base et Sciences générales

3 Biologie

et ouvrage, destiné aux enseignants, accompagne le manuel Biologie 3e (sciences de base et sciences générales).

Il contient : • la réponse aux Pistes d’exploitation clôturant les Activités pratiques. Chaque question relative aux documents est soigneusement analysée et une réponse est donnée avec le souci du détail ; • la réponse aux exercices J’exerce mes compétences.

C

ISBN : 978-2-8041-6139-2

www.deboeck.com

9782804161392 BIOTAV3CO

Conception graphique : Primo&Primo®

Il propose également près de 100 notes méthodologiques apportant un éclairage approfondi sur la théorie étudiée.

Biologie 3e

CORRIGÉ ET NOTES MÉTHODOLOGIQUES

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3

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Michèle CORNET

collection

Sciences de base et Sciences générales

Sommaire

Thème 1 La nutrition et la transformation d’énergie chez les autotrophes Chapitre 1 Chapitre 2 Chapitre 3

L’absorption des éléments inorganiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Du carbone minéral aux composants du vivant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Les cellules végétales, structures de base de la photosynthèse . . . . . . . . . 31

Thème 2 La nutrition et la transformation d’énergie chez les hétérotrophes Chapitre 1 Chapitre 2 Chapitre 3

La transformation des aliments en nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Les rôles des nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Les cellules, structures de base du métabolisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Thème 3 Les relations des êtres vivants entre eux et avec leur milieu Chapitre 1 Chapitre 2

La dynamique des écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 L’homme, responsable de son environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3

chapitre

2

Du carbone minĂŠral aux composants du vivant

17

Activités pratiques 1

p. 26 – 27

Des conditions strictes de production de la matière organique Réponses proposées aux pistes d’exploitation

1 Doc. 1 et 2

Que peut-on déduire des résultats de ces expériences ?

La croissance de la population d’algues (c’est-à-dire l’augmentation du nombre d’algues) peut être estimée par colorimétrie en fonction de l’intensité de la coloration verte. Le document 1 permet de comprendre la méthode suivie pour estimer la croissance des populations d’algues dans les expériences décrites aux documents 2 et 3.

Les résultats présentés au document 2 montrent que la croissance des algues chlorophylliennes est identique, que le milieu contienne ou non des substances organiques. Celles-ci ne leur sont donc pas indispensables. Par contre, pour survivre, les algues dépourvues de chlorophylle ont absolument besoin de la présence de substances organiques dans leur milieu. Elles sont donc incapables de synthétiser leur matière organique par elles-mêmes.

Remarque : il peut être utile de se poser la question de la présence de sels minéraux. Ceux-ci sont indispensables à la survie des algues, chlorophylliennes ou non, tout comme ils l’étaient pour les végétaux étudiés au chapitre 1.

 Les plantes ou végétaux et les algues Dans la vie courante, et même pour les botanistes, une plante est un végétal eucaryote, pluricellulaire, autotrophe et photosynthétique. Il s’agit essentiellement d’organismes terrestres, bien que certains végétaux soient retournés secondairement à une vie aquatique.

18

Les algues sont également eucaryotes, autotrophes et photosynthétiques, mais elles sont actuellement classées dans un autre règne du Vivant, celui des Protistes. Parmi ceux-ci, on trouve une majorité d’organismes unicellulaires, mais également des organismes pluricellulaires comme certaines algues parfois très grandes (fucales, laminaires...). Parmi les Protistes, on distingue ceux qui,

comme les végétaux sont autotrophes (protophytes, algues) ; ceux qui, comme les animaux, sont hétérotrophes (protozoaires) et enfin ceux qui, comme les eumycètes, se nourrissent par absorption (mycétozoaires).

Les algues unicellulaires et photosynthétiques utilisées dans ces Activités pratiques et dans la suite du manuel constituent un matériel facile pour l’étude du métabolisme cellulaire, tout comme les levures, eumycètes (champignons) unicellulaires, qui seront utilisées au Thème 2. Il ne faut cependant pas oublier que ces algues ne sont pas des « plantes » à proprement parler.

Il existe des bactéries qui réalisent la photosynthèse, dont notamment les Cyanobactéries (autrefois appelées « algues bleues »). Ces procaryotes n’ont pas de chloroplastes et leurs pigments photosynthétiques (bactériochlorophylle a et b, caroténoïdes...) est associée à des replis internes de la membrane plasmique.

2 Doc. 2 et 3

Quelles sont les conditions indispensables à la survie des algues unicellulaires comme les euglènes et Dunaliella ?

L’expérience relatée dans le document 2 permet de démontrer que la présence de chlorophylle est indispensable à la survie des euglènes ; on peut supposer qu’il en est de même pour Dunaliella salina.

L’expérience présentée au document 3 démontre l’influence de la lumière sur la croissance des populations d’algues. En présence d’une lumière faible, la croissance de la population d’algues est ralentie par rapport à des conditions de fort éclairement. Par analogie avec les résultats obtenus chez les euglènes, on peut logiquement supposer que ce ralentissement résulte d’une diminution de la synthèse de matière organique par les algues Dunaliella en condition de faible éclairement.

La lumière est donc la source d’énergie nécessaire à la croissance des populations d’algues et pour pouvoir capter cette lumière, celles-ci ont besoin de chlorophylle.

p. 28 – 29

La photosynthèse chez les végétaux Réponses proposées aux pistes d’exploitation

1 Doc. 1 et 2

Dégagez des conclusions de chacune des expériences présentées.

Les résultats de la première expérience (document 1) montrent que seules les parties non recouvertes d’aluminium, donc exposées à la lumière, sont colorées par l’eau iodée et contiennent donc de l’amidon. Ainsi, les feuilles des plantes doivent être directement soumises à la lumière afin de pouvoir effectuer une synthèse de matière organique ou photosynthèse.

D’autre part, la deuxième expérience (document 2) montre que la synthèse de matière organique ne s’effectue que dans les parties de feuilles contenant de la chlorophylle.

Ces résultats sont en accord avec ce qui a été démontré précédemment pour des algues. Les conclusions de ces expériences peuvent aussi être étendues à tous les végétaux : les végétaux ont besoin de chlorophylle pour capter l’énergie lumineuse nécessaire à la synthèse de leurs molécules organiques.



Il existe quelques végétaux non chlorophylliens, comme, par exemple, les cuscutes présentées à la page 148 du manuel de l’élève. Dans ces rares cas, la perte de la chlorophylle résulte d’une adaptation secondaire liée à un mode de vie parasite.

2 Doc. 3

Quelles précisions apporte cette expérience

sur les conditions nécessaires à la synthèse de l’amidon ?

Les expériences présentées préalablement (page 15 du manuel de l’élève) ont montré qu’en l’absence de CO2 atmosphérique, la feuille ne réalise aucune synthèse d’amidon. Ceci a permis de conclure, de manière indirecte, que le carbone atmosphérique était absorbé par la feuille, ce qui permettait à la plante de synthétiser ses propres molécules organiques. Les expériences réalisées avec du 14C permettent de suivre de manière directe le parcours de l’élément carbone depuis son intégration sous forme de 14CO2 atmosphérique jusqu’à

3 Bilan Expliquez pourquoi les végétaux sont qualifiés d’autotrophes, au contraire des animaux qui sont des hétérotrophes.

Les végétaux sont qualifiés d’autotrophes car, en présence de lumière, ils sont capables de synthétiser par eux-mêmes leur propre matière organique, en ne puisant dans leur milieu que des substances inorganiques : eau, dioxyde de carbone et sels minéraux. Les organismes dépourvus de chlorophylle doivent trouver des nutriments organiques dans leur milieu car ils sont incapables de les synthétiser par eux-mêmes ; ils sont hétérotrophes.

 Les différentes formes de métabolisme Les êtres vivants ont acquis par leur évolution différentes manières de se procurer l’énergie et les nutriments nécessaires à leur croissance et à leur reproduction. La source d’énergie peut être soit la lumière, soit l’énergie contenue dans des molécules inorganiques. La source du carbone peut être soit le CO2 minéral, soit une molécule organique.

En combinant ces critères, on peut déterminer quatre formes de métabolisme : – la photoautotrophie qui utilise la lumière comme source d’énergie et le CO2 comme source de carbone. La molécule servant de donneur d’électron (voir page 22) est souvent le H2O, avec libération d’O2 comme sous-produit. C’est le cas des végétaux, des algues et autres protophytes (protistes à affinité végétale), mais aussi des bactéries photosynthétiques comme les cyanobactéries.

Cependant, l’eau peut être remplacée par du sulfure d’hydrogène H2S, avec libération de soufre S comme sous-produit. C’est le cas de nombreuses bactéries qui utilisent la bactériochlorophylle a comme pigment photosynthétique ; – la chimioautotrophie qui utilise comme source énergétique l’énergie chimique contenue dans les molécules inorganiques et le CO2 comme source de carbone. De nombreuses bactéries

D u c a r b o n e m i n é r a l a u x c o m p o s a n t s d u v i v a n t Chapitre 2

19

Activités pratiques 2

son intégration dans les molécules organiques sous forme d’amidon. Les atomes de 14C se retrouvent en effet intégrés au tissu des feuilles, leur présence étant attestée par les zones noires qui apparaissent sur la pellicule photographique. Les deux conditions nécessaires à la photosynthèse sont également retrouvées : nécessité de la lumière (photographies a et b) et présence de chlorophylle (photographies c et d).

totalement privées de lumière sont chimioautotrophes et oxydent diverses molécules inorganiques comme, entre autres, l’hydrogène gazeux ou les ions ferreux Fe2+. Les bactéries nitrifiantes oxydent l’ammonium (voir page 13) ou les nitrites pour obtenir de l’énergie et produisent du nitrate.

Les bactéries des fonds océaniques utilisent le sulfure d’hydrogène s’échappant des sources thermales à la fois comme donneur d’électron et comme source d’énergie. Cette forme de chimioautotrophie est abordée dans le cadre de l’exercice 4, page 46 du manuel de l’élève ; – la chimiohétérotrophie qui consiste à trouver les atomes de carbone et l’énergie dans les nutriments organiques absorbés. C’est le cas des animaux qui les trouvent dans les aliments qu’ils consomment, mais aussi des organismes décomposeurs et des organismes parasites ou symbiotiques (voir Thème 3) ; – la photohétérotrophie qui consiste à utiliser l’énergie lumineuse, mais à trouver le carbone dans des molécules organiques comme les glucides ou les alcools produits par d’autres organismes. C’est un métabolisme propre à quelques bactéries comme les bactéries pourpres non sulfureuses.

Pour être complet, il est également possible de distinguer les organismes en fonction de leur source d’électrons (ou d’hydrogène), les lithotrophes puisant les électrons de molécules inorganiques réduites et les organotrophes trouvant les électrons dans les molécules organiques.

Activités pratiques 3

p. 30 – 31

Un premier bilan des évènements chimiques liés à la photosynthèse Réponses proposées aux pistes d’exploitation

1 Doc. 1

En quoi consiste cette expérience ?

Interprétez les résultats.

20

Cette expérience doit être facilement interprétée par les élèves. Elle permet de démontrer que lorsqu’une plante est placée à la lumière, elle dégage du dioxygène, ce qui n’est pas le cas lorsqu’elle reste à l’obscurité.

Remarques : pour prouver qu’il n’y a pas d’autre gaz produits que l’oxygène, on peut réaliser le test à l’eau de chaux pour vérifier l’absence de dioxyde de carbone ou vérifier qu’il n’y a pas l’aboiement caractéristique du dihydrogène...

Lors de la réalisation de cette expérience en classe, il vaut mieux utiliser de jeunes pousses d’élodée, car les parties plus âgées présentent de vastes lacunes qui peuvent accumuler les gaz. Une pousse « fraîche » évacue plus facilement ceux-ci.

2 Doc. 2

Comment varient les teneurs en CO2 et en O2 dans le milieu de culture ? Ces échanges sont-ils influencés par les modifications d’éclairement ? Comment expliquez-vous les variations constatées ?

Les enregistrements montrent clairement que la lumière modifie les concentrations gazeuses mesurées. À la lumière, la concentration en oxygène du milieu augmente nettement, tandis que celle en dioxyde de carbone diminue.

Ceci peut s’expliquer par les phénomènes liés à la photosynthèse qui ont préalablement été démontrés : les algues photosynthétiques absorbent du CO2 pour élaborer leurs molécules organiques, ce qui diminue d’autant la concentration de ce gaz dans le milieu. Par ailleurs, lors de la photosynthèse, les algues chlorophylliennes rejettent de l’O2 dans leur milieu, ainsi que cela a été démontré dans le document 1 pour les élodées.

Si la présence de chlorophylle n’est pas démontrée par la présente expérience, la nécessité de l’énergie lumineuse dans le processus de photosynthèse, et notamment dans les échanges gazeux qui l’accompagnent, est par contre clairement établie.

Par ailleurs, on peut constater sur les enregistrements que les changements dans les deux concentrations gazeuses ne suivent pas immédiatement les variations lumineuses mais demandent un petit délai. Si l’apparition et la disparition de la lumière (donc de l’énergie) sont instantanées, il n’en est pas de même pour des processus métaboliques complexes comme ceux de la photosynthèse qui mettent un certain temps avant s’installer ou de disparaître complètement.

Remarque : à l’obscurité, on enregistre une faible diminution de la concentration en O2 et une légère augmentation de celle en CO2. Ceci est évidemment à mettre en rapport avec la respiration cellulaire des algues. Une expérience similaire est présentée page 122 du manuel de l’élève dans le cadre de l’étude de la respiration cel-

chapitre

1

La dynamique des écosystèmes

95

Pour retrouver les acquis

p. 1 3 8 – 1 3 9

Doc. 1 : En utilisant les informations fournies par

les dessins, écrivez deux chaînes alimentaires à 3 maillons et deux chaînes à deux maillons.

En examinant le document, on peut repérer de nombreuses chaînes à trois maillons : débris végétaux lombric renard ; feuilles escargot hérisson ; glands écureuil buse ; graines campagnol chouette ; graines mulot buse ; graines mulot chouette ; graines mulot renard ; graines campagnol renard ; herbes lapin renard.

Par contre, les chaînes à deux maillons sont rares, on n’en trouve qu’une seule sur le document : glands sanglier. Ceci doit amener les élèves à se questionner sur une telle rareté. Elle s’explique parce que les prédateurs sont en général eux-mêmes des proies et parce que les consommateurs se trouvant en fin de chaîne ne sont généralement pas des herbivores. Le fait que le sanglier soit le dernier maillon d’une chaîne découle de la disparition dans nos régions de ses prédateurs naturels comme le loup. Il existe un autre prédateur du sanglier, mais qui n’est pas représenté sur le document : il s’agit bien sûr de l’homme.

primaire, consommateurs primaires et secondaires ?

Un producteur primaire est un être vivant qui produit sa propre matière ; c’est un autotrophe.

Un consommateur est un être vivant qui utilise la matière organique prélevée dans son milieu pour produire sa propre matière organique ; c’est un hétérotrophe. Un consommateur primaire est un consommateur qui se nourrit directement de producteurs primaires. Un consommateur secondaire se nourrit quant à lui de consommateurs primaires. Le consommateur tertiaire se nourrit de consommateurs secondaires et ainsi de suite.

Doc. 3 :Les deux grands types de chaînes alimentaires.

Donnez un exemple pour chacun des maillons de ces chaînes trophiques en milieu terrestre et en milieu aquatique.

Milieu terrestre : – Chaîne des producteurs végétaux : Producteurs : feuille consommateur primaire : chenille consommateur secondaire : mésange consommateur tertiaire : buse.

feuilles chenille mésange buse ;

– Chaîne des détritivores : Matière organique morte : feuilles mortes consommateurs primaires (détritivores) : microorganismes (bactéries, champignons) ou insecte des sols (collemboles par exemple) consommateurs secondaires (carnivores) : larves d’insectes… consommateurs tertiaires : araignées…

Remarque : une telle chaîne fait l’objet de l’exercice 2 page 157 du manuel de l’élève.

graines mulot vipère hérisson.

Milieu aquatique :

Remarque : il existe également deux chaînes à quatre maillons :

Que trouve-t-on au début de chacune de ces chaînes ?

Au début de chaque chaîne, on trouve des végétaux ou des produits végétaux (feuilles, fruits).

Qu’appelle-t-on un réseau trophique ?

96

Doc. 2 : Que signifient les expressions : producteur

Un réseau trophique est l’ensemble des chaînes alimentaires reliées entre elles au sein d’un écosystème ( et par lesquelles circulent la matière et l’énergie).

– Chaîne des producteurs végétaux (par exemple dans la mer) : Producteurs : phytoplancton ou algue ou végétaux aquatiques consommateurs primaires : zooplancton ou invertébrés (moules, vers, oursins, crustacés…) ou poissons herbivores (saupes, blennies, poissons perroquets ou chirurgiens…) consommateurs secondaires : invertébrés (étoiles de mer, crabes…), poissons carnivores (éperlan, sar, sardine, truite de mer…) consommateurs tertiaires : poissons (barracuda, requins, perches de mer…), oiseaux (goélands, cormorans…) ou mammifères carnivores (cétacés, otaries…) ;

p. 140 – 141

La biosphère Réponses proposées aux pistes d’exploitation

1 Doc. 1

Dans quelle partie du globe terrestre trouve-t-on des êtres vivants ?

Les êtres vivants se rencontrent presque sur tout le globe terrestre, sur la terre et sous les eaux, mais ils se raréfient aux profondeurs et aux altitudes extrêmes.

Quelles zones de la surface terrestre sont finalement inhabitées et pourquoi ?

Si presque toute la surface de la Terre (eaux comprises) est habitée, les milieux extrêmes sont très pauvres en êtres vivants : milieux très froids ou très chauds, peu oxygénés, peu ou pas éclairés, profondeurs ou altitudes extrêmes, milieux à fortes concentrations en sels, à très forte acidité ou basicité…

 Les organismes extrêmophiles Les organismes extrêmophiles, comme leur nom l’indique, sont adaptés à la vie en conditions extrêmes. Il s’agit essentiellement de bactéries et surtout d’archéobactéries, mais aussi parfois d’eucaryotes simples comme certaines algues unicellulaires. On rencontre ainsi des organismes : – thermophiles : avec un optimum de 60 °C pour certaines bactéries, de 70-73 °C pour certaines cyanobactéries photosynthétiques ou même de 80 °C pour les archéobactéries hyperthermophiles ;

2 Doc. 2

Comparez les deux planisphères. Expliquez comment l’énergie solaire reçue influence la répartition des espèces sur la Terre.

La comparaison des deux planisphères montre clairement que l’énergie solaire reçue à la surface du globe est plus importante en janvier dans l’hémisphère sud et en juillet dans l’hémisphère nord. La position de la Terre par rapport au soleil varie en cours d’année, ce qui modifie les températures mensuelles aux différentes latitudes mais aussi la durée relative des jours et des nuits. Ainsi, alors que dans les régions équatoriales les températures sont élevées approximativement toute l’année et que les jours sont longs et les nuits courtes, aux pôles les températures sont plus froides, même très froides en hiver, et les journées sont très longues en été et très courtes en hiver. Entre ces deux extrêmes, les régions sont plus tempérées avec des températures et des ensoleillements moyens ainsi que des saisons plus marquées. Pour survivre, les organismes vivants doivent donc être adaptés aux conditions climatiques des milieux dans lesquels ils évoluent.

Remarque : sur les terres émergées, la pluviosité joue un rôle aussi important que l’ensoleillement. Les zones les plus sèches comme en Afrique, au Moyen Orient, à l’ouest de l’Amérique ou encore en Australie sont les régions du globe où la biomasse végétale est la plus faible. Pour les océans, le phytoplancton est essentiellement localisé près des côtes où les eaux sont plus riches en nutriments et moins profondes donc mieux

L a d y n a m i q u e d e s é c o s y s t è m e s Chapitre 1

Activités pratiques 1

– psychrophiles (du grec pykhron, froid) : adaptés à de faibles températures, de l’ordre de 2 °C même si certains se multiplient encore à –12 °C ; – barophiles : adaptés à des pressions élévées comme les bactéries des fonds océaniques trouvées notamment dans la fosse des Mariannes à 10 700 m, soit à une pression de 1 100 atmosphères ; – acidophiles : adaptés à des pH compris entre 0 et 2, dans le jus de citron, les sols volcaniques ou les sucs gastriques ; – alcalinophiles : vivant à des pH de 10 à 12, dans les lacs de soude ou les effluents de cimenteries ; – halophiles : adaptés à de fortes concentrations salines comme dans la Mer Morte (27 à 30 % – la salinité de l’eau de mer varie entre 2 et 4 %, soit en moyenne 35 g/L) ou le Grand Lac Salé de l’Utah (USA)(15 %).

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– Chaîne des détritivores : Matière organique morte : algues ou végétaux morts consommateurs primaires (détritivores) : microorganismes, invertébrés (vers, limaces de mer, holothuries, pagures (bernard l’Hermite, crabes, crevettes, oursins…) consommateurs secondaires : invertébrés (pagures, crabes, crevettes, étoiles de mer…)…

Remarque : les deux types de chaînes ne sont pas indépendantes : elles sont reliées via la production de matière morte par les maillons de la chaîne des producteurs végétaux, matière morte servant de base à la chaîne des détritivores ou décomposeurs.

éclairées, ainsi que dans les régions plus septentrionales qui sont plus froides et donc mieux oxygénées.

3 Doc. 3

Expliquez comment la présence d’un relief important modifie la répartition des espèces.

Lorsque l’air humide en provenance de l’océan rencontre un relief important comme une chaîne montagneuse, il s’élève et refroidit. Dès lors, l’eau se condense et il pleut sur le versant océanique de la montagne, ce qui permet l’implantation d’une flore et donc d’une faune importantes. De l’autre côté de la montagne, l’air déchargé de son eau redescend et se réchauffe. En outre, sa capacité à emmagasiner de l’eau a augmenté ce qui lui permet d’absorber l’humidité du milieu qu’il traverse. Dès lors, ces régions s’assèchent et deviennent semi-désertiques.

4 Doc. 4

De la latitude ou de l’altitude, quel facteur influence le plus fortement la répartition des espèces ?

Justifiez votre réponse.

Comme cela a été vu au document 2, les températures sont plus élevées dans les écosystèmes tropicaux puisque ceux-ci reçoivent plus de lumière solaire par unité de surface. Plus la latitude augmente, plus les rayons solaires frappent la Terre sous un angle plus oblique et moins l’ensoleillement par unité de surface est important. En outre, la température varie plus fortement au cours de l’année et les saisons sont plus marquées. En conséquence, on observe une gradation de la flore allant de la forêt tropicale à la toundra polaire.

L’altitude influence encore plus fortement la répartition des espèces. Des espèces et des écosystèmes qui apparaissent normalement loin de l’équateur comme la taïga ou la toundra peuvent se retrouver dans des régions équatoriales à des altitudes élevées. Sur une haute montagne tropicale, en raison de la diminution de température et de la raréfaction de l’air, on peut donc observer une succession d’écosystèmes tels que ceux représentés à droite sur le document 4.

98

Remarque : pour une même latitude, la température de l’air tombe d’environ 6 °C par 1 000 mètres de dénivellation, ce qui peut correspondre à une augmentation de latitude d’environ 880 kilomètres. Ceci explique pourquoi la limite supérieure de présence des arbres se situe à des altitudes de plus en plus basse au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’équateur.

Activités pratiques 2

p. 142 – 143

Les écosystèmes Réponses proposées aux pistes d’exploitation

1 Doc. 1 et 2

Citez les éléments du biotope et de la biocénose (même invisibles sur les documents) des écosystèmes terrestres et aquatiques, après avoir identifié ceux-ci. Écosystèmes terrestres : a– savane africaine traversée par une rivière ; b– désert de cactus américain ; c– toundra ; d– forêt tropicale ; e– savane africaine semi-aride ; f– prairie belge. Écosystèmes aquatiques : a– rivière vive traversant une forêt de nos régions ; b– littoral (estran) de la côte française ; c– banc de poissons en haute mer ; d– lac ; e– récif corallien ; f– estuaire de l’amazone ; g– mare artificielle dans un jardin.

Un écosystème est constitué par l’ensemble des organismes qui y vivent (la biocénose), par leur environnement physico-chimique (le biotope) et par les interactions dynamiques que les êtres vivants établissent entre eux et avec leur environnement.

La notion d’écosystème n’est pas liée à une taille définie, un écosystème pouvant être extrêmement petit (un morceau de chemin, un terrarium dans une chambre, une mare, voire une flaque d’eau…) ou extrêmement grand (des forêts, des mers…). Pour certains auteurs, la biosphère n’est autre que l’ensemble des écosystèmes locaux de la planète.

Les biocénoses des écosystèmes terrestres et aquatiques sont constituées à la fois par des macroorganismes visibles à l’œil nu, et des microorganismes qui requièrent pour la plupart l’utilisation d’un microscope. On peut ainsi classer les êtres vivants en fonction de leur appartenance biologique : bactéries et êtres unicellulaires ( microbiocénose), champignons ( mycocénose), végétaux ( phytocénose) et animaux ( zoocénose).

Les biotopes comprennent tous les éléments physicochimiques de l’écosystème : température, ensoleillement, humidité, pluviosité, ventilation, nature du sol, orientation, altitude, latitude, salinité, acidité, etc.

En prenant des écosystèmes proches des élèves, à savoir une prairie et une mare, comme exemples d’éco-