Énigma - Version définitive by Éditions VAN IN - Secondaire

BĂŠatrice Loriau-Vandenbroeck Barbara Evrard

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Enigma 1 Auteurs : Couverture : Mise en page : Illustrations : Dessins scientiﬁques : Dessins (p. 85 et 113 ht) : Photos de laboratoire : Photos : Autres photos :

Lexique :

Béatrice Loriau-Vandenbroeck et Barbara Evrard Nor production Nor production Astrid Cornet WeM Éric Dubois Ilôt Production Shutterstock Jim West / Science Photo Library (poumons, p. 87), Marek Mis Science Source / ImageSelect (trachées, p. 87), Kateryna Kon / Science Photo Library (p. 91), Biophoto Associates Science Source / ImageSelect (artère, p. 93), Jose Calvo / Science Photo Library (veines, p. 93), Astrid & Hanns-Frieder Michler / Science Photo Library (capillaires, p. 93). d’après Wikipédia et Larousse en ligne

Les photocopieuses sont d’un usage très répandu et beaucoup y recourent de façon constante et machinale. Mais la production de livres ne se réalise pas aussi facilement qu’une simple photocopie. Elle demande bien plus d’énergie, de temps et d’argent. La rémunération des auteurs, et de toutes les personnes impliquées dans le processus de création et de distribution des livres, provient exclusivement de la vente de ces ouvrages. En Belgique, la loi sur le droit d’auteur protège l’activité de ces différentes personnes. Lorsqu’il copie des livres, en entier ou en partie, en dehors des exceptions définies par la loi, l’usager prive ces différentes personnes d’une part de la rémunération qui leur est due. C’est pourquoi les auteurs et les éditeurs demandent qu’aucun texte protégé ne soit copié sans une autorisation écrite préalable, en dehors des exceptions définies par la loi. L’éditeur s’est efforcé d’identifier tous les détenteurs de droits. Si, malgré cela, quelqu’un estime entrer en ligne de compte en tant qu’ayant droit, il est invité à s’adresser à l’éditeur.

© Éditions VAN IN, Mont-Saint-Guibert – Wommelgem, 2019 Tous droits réservés. ,U KLOVYZ KLZ L_JLW[PVUZ KtÄUPLZ WHY SH SVP JL[ V\]YHNL UL WL\[ v[YL YLWYVK\P[ LUYLNPZ[Yt KHUZ \U ÄJOPLY PUMVYTH[PZt V\ YLUK\ W\ISPJ TvTL WHY[PLSSLTLU[ WHY X\LSX\L TV`LU X\L JL ZVP[ ZHUZ S»H\[VYPZH[PVU tJYP[L KL S»tKP[L\Y 1re édition, 2019 ISBN 978-90-306-9300-0 D/2019/0078/116 Art. 590886/01

Remerciements Nous tenons à remercier les différents relecteurs, la direction et les préparateurs des différents départements des sciences de l’École Européenne Bruxelles 1, nos maris pour leur grande patience et notre éditeur pour son soutien. Les auteures

Comment utiliser Enigma ?

Bonjour ! Nous sommes Charlotte et Adrien, nous te souhaitons la bienvenue dans ton nouveau livre-cahier de sciences Enigma ! Nous t’accompagnerons très souvent pour te montrer que les sciences, on en fait tous les jours et c’est chouette ! Bon travail avec Enigma !

L’énigme au service de la démarche scientifique ! Chaque chapitre est constitué de plusieurs activités qui commencent toutes par une énigme illustrée par Charlotte et Adrien : à toi de la résoudre ! Tout d’abord, émets une hypothèse, propose une solution de l’énigme qui te vient directement en tête. Ensuite, l’investigation va te permettre, sur base d’expérience(s) ou d’étude de documents, de répondre à plusieurs questions et de formuler progressivement la résolution de l’énigme. Tu pourras dès lors confronter cette résolution à tes hypothèses de départ et, le cas échéant, te corriger ! Lorsque tu as terminé une activité, complète l’encadré Va à l’essentiel. Il te permet de t’approprier la matière en lien avec l’activité. Tu pourras également mettre en pratique les acquis de l’activité au travers des Applications. Et quand tu auras réalisé toutes les activités du chapitre, tu retrouveras la théorie à bien connaître dans l’encadré À retenir. C’est ce que tu dois absolument connaître ! En fin de partie, les Applications globales te permettront de te tester avec des exercices transversaux et de faire face à certains exercices de type CE1D. Enfin, des Doc + te donneront envie d’aller plus loin ou t’apporteront un éclairage différent sur certaines parties de la matière.

Comment utiliser ton livre-cahier

La « Malle » regorge d’outils pour t’aider Ton livre-cahier se termine par une Malle à outils, qui regroupe un ensemble de ﬁches qui te seront utiles tout au long de l’ouvrage.

Des logos pour mieux structurer les contenus Tu remarqueras que plusieurs logos apparaissent au ﬁl des pages.

Indique qu’il y a une manipulation ou expérience qui doit être effectuée par toi ou par ton professeur. Indique que l’activité concerne un rappel de l'enseignement fondamental.

OBJECTIF

CE1D

Fait référence à la Malle à outils : le chiffre indique le numéro de la ﬁche que tu dois utiliser.

Indique un exercice qui te permet de t’entraîner pour ton prochain CE1D.

Indique que l’exercice concerné est un exercice de dépassement.

Un lexique pour les nouveaux termes Tu trouveras des termes inscrits en vert et en gras. Ce sont des termes nouveaux pour toi et tu trouveras leur déﬁnition dans le lexique en ﬁn d’ouvrage.

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Sommaire

BIOLOGIE 1

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre Introduction − Vivant ou non-vivant ? ............................................................................................ 11 1. 2. 3. 4. 5.

Se nourrir .........................................................................................................................................12 La digestion et l’absorption ......................................................................................................40 Capter le dioxygène de l’air ...................................................................................................... 68 Transporter les nutriments et le dioxygène ........................................................................ 92 Se reproduire .................................................................................................................................118

Synthèse ............................................................................................................................................... 143 Applications globales ...................................................................................................................... 144

PHYSIQUE 2

La matière dans tous ses états Introduction − Les états de la matière .......................................................................................... 155 1. Propriétés des états de la matière ........................................................................................ 158 2. Partons en voyage au centre de la matière… .................................................................... 182 3. Mélanges homogènes et hétérogènes ................................................................................. 196 Synthèse ............................................................................................................................................... 214 Applications globales ...................................................................................................................... 215

Malle à outils ....................................................................................................................................... 219 Lexique ..................................................................................................................................................244

Sommaire

O L O

Les vivants transforment lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie en milieu terrestre

E I G

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre Savoirs • • • •

Savoir-faire Observer, émettre des hypothèses, expérimenter, réaliser des recherches et les synthétiser pour expliquer que la plupart des vivants de milieux de vie très variés sont obligés de se nourrir et de respirer pour vivre et se reproduire.

• • • • • • • •

Nutriments, régimes alimentaires, réseaux trophiques Niveaux d’organisation du vivant Digestion et absorption Composition de l’air, ventilation pulmonaire, modes de respiration Sang et vaisseaux sanguins Cœur et modes de circulation Excrétion Modes de reproduction et de développement Stimuli en lien avec la reproduction Cycle de vie Croissances continue et discontinue, métamorphoses, mues Cellules reproductrices, fécondation, développement embryonnaire, mise bas, éclosion

• Rechercher et identiﬁer des indices. • Recueillir des informations par des observations qualitatives et quantitatives. • Repérer et noter une information. • Réaliser un emboîtement / classer des êtres vivants (phylogénétique). • Concevoir ou adopter une procédure expérimentale pour résoudre une énigme. • Comparer et trier des éléments. • Recueillir ou rassembler des informations sous la forme d’un tableau de données. • Réaliser un graphique à partir d’un tableau de données. • Analyser une étiquette d’un aliment. • Déterminer la composition de l’air. • Mettre en évidence la ventilation et le rôle du diaphragme. • Décrire et comparer le système respiratoire de quelques vivants. 8

• Mettre en évidence l’intérêt de pratiquer un sport sur la capacité respiratoire. • Mettre en évidence les méfaits de l’inhalation de substances toxiques sur la santé et la capacité respiratoire. • Formuler une hypothèse. • Réaliser un tri. • Rassembler des informations. • Communiquer des informations. • Élaborer une synthèse. • Décoder des documents variés. • Analyser, interpréter et organiser des informations. • Dégager les caractéristiques principales de la reproduction chez les vivants sexués. • Construire le cycle de vie de quelques vivants. • Construire / utiliser une clé dichotomique.

Énigme à résoudre en ﬁn de chapitre dans la synthèse

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Quel est l'intérêt pour les petits d'être nourris par leur mère ?

Table des matières

Introduction − Vivant ou non-vivant ? ..................................................................................................... 11 1.

Se nourrir ................................................................................................................................................12 Activité 1 − Le poulailler au fond du jardin ................................................................................12 Activité 2 − Qui mange quoi ? ......................................................................................................13 Activité 3 − Dis-moi comment tu manges et je te dirai qui tu es ! ..................................... 20 Activité 4 − Qui mange qui ? ....................................................................................................... 27 Activité 5 − Griffes, crocs, bec… pour quoi faire ? .................................................................. 32 Activité 6 − Les êtres vivants… ça se classe ? ........................................................................... 35

La digestion et l’absorption .............................................................................................................40 Activité 1 − Chaque organe a / à sa place .................................................................................40 Activité 2 − Les aliments à réduire en miettes ! ........................................................................41 Activité 3 − Transformation des miettes ? ................................................................................. 44 Activité 4 − Aliments ou nutriments ? ....................................................................................... 48 Activité 5 − Apports énergétiques et rations alimentaires ......................................................51 Activité 6 − Origine des matières fécales ..................................................................................60 Activité 7 − Modes alimentaires vs régimes alimentaires ...................................................... 65

Capter le dioxygène de l’air .............................................................................................................. 68 Activité 1 − Chaque organe a / à sa place ................................................................................. 68 Activité 2 − Respirer ou ventiler ? ............................................................................................... 70 Activité 3 − L’air, ça n’en a pas l’air ! ........................................................................................... 75 Activité 4 − Où va l’air après être entré dans les poumons ? ............................................... 78 Activité 5 − Poumons ou pas poumon ? ................................................................................... 82 Activité 6 − Les méfaits des inhalations des substances toxiques ....................................... 89

Transporter les nutriments et le dioxygène ................................................................................ 92 Activité 1 − Chaque organe a / à sa place ................................................................................. 92 Activité 2 − Du sang, pour quoi faire ? ...................................................................................... 94 Activité 3 − Une « pompe » pour faire circuler le sang .......................................................... 97 Activité 4 − Circuler ! ...................................................................................................................100 Activité 5 − « Buvez, éliminez ! » .............................................................................................. 105 Activité 6 − Cœur ou pas cœur ? ............................................................................................. 109

Se reproduire ........................................................................................................................................118 Activité 1 − Espèce ? ....................................................................................................................118 Activité 2 − C’est le printemps ! ................................................................................................ 120 Activité 3 − Tu veux ou tu veux pas ? ....................................................................................... 123 Activité 4 − 1 + 1 ≥ 3 .................................................................................................................... 126 Activité 5 − Avec ou sans coquille ? ......................................................................................... 128 Activité 6 − Qu’en est-il des insectes ? ................................................................................... 134 Activité 7 − Vous avez dit « bizarre » ? ................................................................................... 136 Activité 8 − Et chez les plantes ? .............................................................................................. 138

Synthèse ........................................................................................................................................................ 143 Applications globales ............................................................................................................................... 144

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Introduction Vivant ou non-vivant ? 1.

La coccinelle, présente sur l’illustration, est-elle vivante ou non-vivante dans la nature ?

Comment peux-tu justiﬁer ta réponse ?

Ce sont les besoins du vivant. 3.

Au regard des besoins du vivant, les plantes sont-elles vivantes ou non-vivantes ? Justiﬁe ta réponse.

Place une croix dans la case adéquate. Respirer

Répondre aux stimuli

Se reproduire

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Se nourrir

Introductio Introduction

Chapitre 1 Se nourrir

Activité 1 Le poulailler au fond du jardin Rappel

Cite les êtres vivants présents sur l’illustration ci-dessus (hormis Adrien et Charlotte).

Quel lien alimentaire peux-tu établir entre eux ?

Explique la présence du grillage dans le poulailler.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 2 Qui mange quoi ? Énigme

Au fond du jardin vit une chouette. Au pied de l’arbre où elle niche, Charlotte et Adrien ont trouvé de drôles de petites « boulettes ». De quoi peut-il s’agir ? • Émets une hypothèse.

Investigation 16

Sais-tu lire un diagramme ? S À partir du graphique ci-dessous, détermine de quoi se nourrit le renard en milieu campagnard.

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L’ensemble des aliments consommés par un animal constitue son régime alimentaire. Chaque régime alimentaire porte un nom en fonction de sa composition. Les deux régimes alimentaires les plus généraux sont herbivore et carnivore. Chapitre 1 Se nourrir

De quoi se nourrissent ces organismes ? Herbivore :

Carnivore :

Pour comprendre la signiﬁcation d’un terme biologique, on peut souvent se baser sur son étymologie. Voici quelques « racines » grecques (G) et latines (L) intéressantes :

-vore : dévorer (L)

myco- : champignon (G)

hémato- : sang (G)

herbi- : herbe (L)

-phage : manger (G)

o(v)o- : œuf (L)

ophi(o)- : serpent (G)

carni- : chair (L)

détrit- : écraser, broyer (L)

xylo- : bois (G)

nécro- : cadavre (G)

auto- : soi-même (G)

omni(s) : tout (L)

pisc(i)- : poisson (L)

copro- : excrément (G) hétéro- : autre (G)

Attention, la construction du mot se fait dans le sens inverse de sa déﬁnition ! Généralement, les racines latines s’associent entre elles, ainsi que les grecques.

Construis, à partir de l’étymologie, le terme caractérisant le régime alimentaire du renard.

Après lecture des informations données, détermine le nom du régime alimentaire des organismes proposés.

a) Le régime alimentaire des poules se compose de quelques végétaux, mais surtout de graines, de vers, d’insectes…

b) Le régime alimentaire de la chouette effraie se compose essentiellement de campagnols, de musaraignes, de mulots et de souris qu’elle capture dans les champs.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

c) Le régime alimentaire du lapin se compose essentiellement de plantes herbacées, de tiges et écorces d’arbrisseaux. Il peut également creuser pour trouver des racines, des graines et des bulbes.

d) Le régime alimentaire du ver de terre se compose essentiellement de matière végétale morte en décomposition.

Comment pourrait-on procéder pour déterminer le régime alimentaire d’un organisme ? Propose des solutions.

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DOC +

Pelote de réjection Contrairement aux êtres humains, les oiseaux ne possèdent pas de dents. Ils ne mâchent donc pas leur nourriture. On dit qu’ils boulottent ! Les rapaces avalent leurs proies entières, d’un seul coup. Dans leur estomac, les sucs digestifs décomposent ce qui leur servira de nourriture. Leur gésier accumule toutes les parties indigestes (os, dents, plumes, poils) restantes pour former une pelote qui sera, ensuite, rejetée par le bec. On parle de pelote de réjection. Il ne faut pas confondre réjection et déjection !

Chapitre 1 Se nourrir

Démarche de résolution Décris les étapes à suivre aﬁn de pouvoir résoudre l’énigme proposée.

Résolution de l’énigme Au fond du jardin vit une chouette. Au pied de l’arbre où elle niche, Charlotte et Adrien ont trouvé de drôles de petites « boulettes ». De quoi peut-il s’agir ?

Va à l’essentiel L’ensemble des aliments consommés par un animal constitue son . Chaque régime alimentaire porte un nom en fonction de sa composition. Un animal qui se nourrit exclusivement de végétaux est qualifié d’ . Un animal qui se nourrit majoritairement d’autres animaux vivants est qualifié de . Un animal qui se nourrit d’aliments variés profite des ressources à sa disposition. Il s’agit d’un animal opportuniste qualifié d’ .

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Applications 1.

Relie le régime alimentaire à sa composition. Piscivore

•

• Bois

Frugivore

•

• Graines

Granivore

•

• Bactéries • Fruits

Bactériophage • Xylophage

• « Poissons »

•

Complète les phrases suivantes. Un carnivore est un organisme qui mange

Un herbivore est un organisme qui mange

Un insectivore est un organisme qui mange

Un mycophage est un organisme qui mange

Un oophage est un organisme qui mange

Retrouve le nom du régime alimentaire des animaux suivants.

La sangsue, qui se nourrit de sang, est

Le raton laveur, qui se nourrit aussi bien de fruits, de noix, que d’insectes, d’écrevisses, d’œufs…, est .

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Le cobra royal, qui se nourrit de serpents, est .

Le bousier, qui se nourrit d’excréments, est .

L’écureuil roux, qui se nourrit essentiellement de bourgeons, graines, mais parfois aussi d’insectes, œufs et oisillons…, est .

Le cloporte, qui se nourrit de matière végétale morte, est .

Chapitre 1 Se nourrir

Donne les noms des régimes alimentaires généraux et spéciﬁques des animaux suivants. Animal

Aliments mangés

Régimes alimentaires

Cerf

Régime général : Graines de pin, sapin et épicéa

Régime spéciﬁque :

Musaraigne

Régime général : Vers de terre, mais surtout insectes

Régime spéciﬁque :

Vautour

Régime général : Cadavres d’animaux Régime spéciﬁque :

Colibri

Régime général : Nectar de ﬂeurs Régime spéciﬁque :

18 8

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

DOC +

Histoire incroyable d’un adorable bandit masqué Le raton laveur, considéré comme mascotte des forces militaires américaines, a été introduit en Allemagne en 1934. La population de cette espèce exotique invasive a explosé dans nos régions depuis les années 2000. Son comportement opportuniste et son régime alimentaire omnivore lui ont permis de s’adapter à tous les milieux de vie, se rapprochant de plus en plus des habitations, en quête de nourriture. Il entre dans les habitations, fouille les poubelles… Malgré son joli minois, le raton laveur a un impact important sur notre environnement. Il consomme tout ce qu’il trouve : oiseaux, batraciens, vers, écrevisses, moules, œufs, mais aussi des fruits, baies, maïs… Il peut également occasionner des dommages agricoles dans les vergers, les champs de maïs et les poulaillers. Il pourrait être porteur de maladies et de parasites transmissibles à l’Homme ou à d’autres animaux (rage, maladie de Carré). L’espèce s’est naturalisée en Wallonie ; sa présence est faible en Flandre.

Campine

Maritime

Flandre

Brabant

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Meuse

Ardenne N

50km Lorraine

absente de la région populations isolées (1-5 localités par région) populations répandues (> 5 localités par région)

Chapitre 1 Se nourrir

Activité 3 Dis-moi comment tu manges et je te dirai qui tu es ! Énigme

Au cours d’une visite au Musée de zoologie, Charlotte et Adrien ont pu observer une collection de crânes. Peux-tu trier ces crânes en fonction de leur régime alimentaire ?

10 cm

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

1 cm

5 cm 1 cm

1 cm

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

10 cm

Chapitre 1 Se nourrir

Investigation 1.

De quelles informations as-tu besoin pour réaliser ce tri ?

Les étiquettes nominatives des crânes présentés au Musée sont tombées. Propose une solution pour aider le responsable du Musée à remettre les étiquettes qui correspondent.

Chez l’Homme adulte, combien de types de dents existe-t-il ? Cite-les.

Quelles sont les fonction, forme et position (de l’avant vers le fond) de ces différents types de dents dans la mâchoire ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Complète le tableau ci-dessous en comptant TES dents.

Type de dents

Canines (C)

Incisives (I)

Prémolaires (PM)

Molaires (M)

Mâchoire supérieure Mâchoire inférieure

La formule dentaire d’un animal s’établit sur base d’une demi-mâchoire supérieure (au numérateur) et d’une demi-mâchoire inférieure (au dénominateur). La denture correspond au nombre, à la disposition et au type de dents d’un animal. La dentition correspond à la formation et à l’éruption des dents. On appelle diastème ou barre, chez les herbivores, l’intervalle sans dent entre les incisives et les (pré)molaires. 5.

Donne ta formule dentaire.

Complète le titre de l’étiquette.

N°

Nom

Raton laveur

3.1.4.2 3.1.4.2

Associe les crânes et leurs étiquettes.

Crâne

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N° de Animal

Chapitre 1 Se nourrir

Résolution de l’énigme Au cours d’une visite au Musée de zoologie, Charlotte et Adrien ont pu observer une collection de crânes. Peux-tu trier ces crânes en fonction de leur régime alimentaire ? 1.

Complète le tableau synthétique.

Nom

Régime alimentaire

Formule dentaire

Écureuil

1.0.2.3 1.0.1.3

Lapin

2.0.3.3 1.0.2.3

Vache

0.0.3.3 4.0.3.3

Loup

3.1.4.2 3.1.4.3

Raton laveur

3.1.4.2 3.1.4.2

Chat

3.1.3.1 3.1.2.1

Particularité(s) de la denture (demi-mâchoires)

À partir des informations contenues dans le tableau ci-dessus, peux-tu donner les caractéristiques propres de la denture de chaque régime alimentaire ? Herbivore : Carnivore : Omnivore :

Ces caractéristiques sont-elles suffisantes pour construire une clé dichotomique ?

•

Observe de plus près, sur les crânes, la denture de l’écureuil par rapport à celle des herbivores, et celle du raton laveur par rapport à celle des carnivores.

Quelle particularité supplémentaire possèdent les herbivores que ne possède pas l’écureuil ?

Quelle particularité supplémentaire possèdent les carnivores que ne possède pas le raton laveur ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Ces informations sont-elles suffisantes pour construire une clé dichotomique ?

Sais-tu utiliser une clé dichotomique ? S

Complète la clé dichotomique des régimes alimentaires en fonction de la denture.

RÉGIMES ALIMENTAIRES

oui

Les canines sont-elles des crocs ?

non

oui

Les incisives sont-elles projetées vers l’avant ?

non

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Va à l’essentiel La denture d’une espèce animale correspond au nombre, aux types et à la disposition de ses . Celle-ci varie selon les organismes et est, en général, caractéristique du

de l’espèce.

On reconnaît la denture d’un crocs, celle d’un

à la présence de canines en formes de à l’absence de canines et à la présence d’incisives

projetées vers l’avant. La denture des omnivores est un

entre celle

des carnivores, sans les crocs, et celle des herbivores, sans la projection.

Chapitre 1 Se nourrir

Applications 1.

Recherche, à partir de leur denture, le régime alimentaire des organismes présentés.

Animal

Chien

Cerf

Crâne

Régime alimentaire

Sais-tu réaliser et utiliser une clé de détermination avec numérotation ? S

Complète le tableau précédent en utilisant la clé de détermination proposée à propos de la denture.

Présence d’une barre Absence de barre

Présence d’incisives sur les mâchoires supérieure et inférieure Absence d’incisives à la mâchoire supérieure

Les canines ne sont pas développées en crocs Les canines sont développées en crocs

Les canines se présentent sous forme de défenses Les canines ne se présentent pas sous forme de défenses

La denture comporte 26 prémolaires et molaires La denture comporte moins de 26 prémolaires et molaires

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

2 3 Lapin Vache 4 5 Sanglier Homme Chien Chat

Activité 4 Qui mange qui ? Énigme

« Pavarotti » n’a pas chanté ce matin ! En allant chercher les œufs au poulailler, Charlotte et Adrien découvrent qu’il ne reste plus que des œufs et des plumes. Qui est l’auteur de cette disparition ? • Émets une hypothèse.

Investigation

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

• Découpe, sur la feuille en page 247, les animaux proposés. • Colle-les aux endroits appropriés sur l’agrandissement de ce panorama (en page 245).

Chapitre 1 Se nourrir

À partir de tes connaissances et des indications précédentes (Activité 2), trace sur le panorama des ﬂèches ( ) « est mangé par » entre les organismes proposés.

Une chaîne alimentaire est une représentation des relations alimentaires au sein d’un milieu de vie. Cette représentation montre une suite d’êtres vivants dans laquelle chacun « est mangé par » le suivant. Chaque être vivant d’une chaîne alimentaire en constitue un maillon. 2.

Note différentes chaînes alimentaires présentes dans ton panorama.

Chaque organisme occupe une place particulière dans une chaîne alimentaire. On les différencie de différentes manières. L’une d’entre elles distingue les producteurs, les consommateurs et les décomposeurs. Les producteurs sont les végétaux. Ils fabriquent de la matière organique (protéines, sucres, graisses) à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone, et ce, grâce à l’énergie apportée par la lumière du soleil. Ce sont donc les seuls êtres vivants qui ne se nourrissent pas d’autres êtres vivants. On les qualiﬁe aussi d’autotrophes. 3.

Où se situent les producteurs dans les chaînes relevées ci-dessus ?

Les consommateurs se nourrissent d’autres êtres vivants. On parlera de consommateurs de premier ordre (I) s’ils se nourrissent de producteurs. On parlera de consommateurs de deuxième ordre (II) s’ils se nourrissent de consommateurs I, et ainsi de suite. Enﬁn, les décomposeurs sont des organismes vivants (bactéries, champignons) qui se nourrissent de matière organique morte et qui la transforment pour en extraire les substances minérales remises à la disposition des producteurs. Ils agissent à tous les niveaux du réseau alimentaire. Consommateurs et décomposeurs sont qualiﬁés d’hétérotrophes. 4.

Complète le cycle de la matière.

La matière minérale est transformée en matière .

Producteurs

La matière en matière

est transformée .

Consommateur I

Consommateur II

Décomposeurs La matière en matière

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

est transformée .

Consommateur III

Sélectionne une chaîne alimentaire de 4 maillons parmi celles proposées précédemment. Complète le graphique ci-dessous avec le nom des organismes et indique les noms généraux des maillons qu’ils représentent.

Si l’on étudie la quantité de brins d’herbe mangés par un lapin et combien de lapins sont mangés par un renard, on peut construire une pyramide des biomasses comme ci-dessous. 6.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

Complète le graphique ci-dessous (pyramide des biomasses) à partir de la chaîne à 4 maillons étudiée précédemment.

Observe le document ci-dessous.

Réseau alimentaire d’un champ

Quelle est la particularité des chaînes alimentaires présentées ?

Un réseau alimentaire montre les connexions qui existent entre différentes chaînes alimentaires. En effet, une même espèce peut occuper des places différentes dans des chaînes différentes. Cette espèce constitue alors un maillon commun à chacune de ces chaînes qui constituent ensemble un réseau alimentaire. Chapitre 1 Se nourrir

DOC +

Fouine, renard, martre, putois… pas les mêmes restes ! La fouine est incapable de creuser sous les grillages. Elle s’intéresse essentiellement aux œufs. Elle perce la coquille en forme d’étoile et mange ensuite le contenu. S’il n’y a pas d’œuf, les poules sont attaquées à la nuque, tuées et entamées au niveau de la poitrine. Les carcasses sont laissées sur place. Le hérisson ne s’intéresse qu’aux œufs qu’il casse pour ne gober que le jaune. La martre saigne sa proie à la nuque. Elle laisse l’animal entier et intact, mais totalement vidé de l’intérieur. La pie s’intéresse aussi aux œufs qu’elle perce de deux oriﬁces positionnés de façon opposée. Elle peut aussi tuer de jeunes poussins d’un coup de bec dans le crâne. Le putois décapite ses proies. Quelques poules manquent dans le poulailler, mais les autres sont intactes. On peut observer un trou d’entrée dans l’enclos. Le renard peut laisser une ou plusieurs carcasses avec des plumes. Certaines poules manquent et d’autres, tuées, sont enterrées à proximité du poulailler.

Résolution de l’énigme « Pavarotti » n’a pas chanté ce matin ! En allant chercher les œufs au poulailler, Charlotte et Adrien découvrent qu’il ne reste plus que des œufs et des plumes. Qui est l’auteur de cette disparition ?

Va à l’essentiel Une chaîne

est une représentation des relations alimentaires

au sein d’un milieu de vie. Chaque être vivant d’une chaîne alimentaire en constitue un qui est mangé par le suivant. On y distingue les

, qui produisent leur propre nourriture à

partir d’eau, de substances minérales et de la lumière, les qui se nourrissent d’autres êtres vivants, et les

, , qui

transforment les êtres vivants morts en substances minérales. Un

alimentaire montre les connexions qui existent entre

différentes chaînes alimentaires.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Applications 1.

À partir de tes connaissances et des informations précédentes, imagine une chaîne alimentaire autour du poulailler.

Observe la photographie ci-contre et indique à quelle catégorie font partie les organismes présents sur la tartine.

Analyse le réseau alimentaire suivant.

a) Souligne dans le texte : en vert, les producteurs ; en rouge, les consommateurs. b) Dessine le réseau alimentaire de la savane africaine en plaçant, entre les organismes, des ﬂèches ( ) signiﬁant « est mangé par ».

Savane africaine

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

« La savane africaine est une grande prairie sèche et chaude caractérisée par de faibles précipitations et soumise à un climat tropical. La végétation se compose d’herbes sèches et d’acacias. Les girafes se nourrissent des bourgeons et des feuilles hautes et tendres de l’acacia. Les termites sont des insectes sociaux vivant en colonies dans des galeries creusées dans le sol ainsi que dans de grandes constructions faites de bois mort digéré et de particules de terre : les termitières. Ces galeries souterraines permettent l’aération des sols, et facilitent l’enracinement des plantes. Les grands koudous font partie des nombreuses antilopes. Ils se nourrissent des herbes poussant à proximité des termitières. Ils mangent également, suivant la saison, le feuillage bas et les fruits de l’acacia. Les graines des fruits se ramollissent dans leur système digestif et peuvent germer une fois rejetées dans la nature avec les excréments de l’animal. L’oryctérope, parfois appelé aussi “cochon de terre”, est un mammifère nocturne exclusivement africain et essentiellement termitivore. Il creuse le sol à l’aide de ses griffes et capture les insectes dont il se nourrit à l’aide de sa longue langue gluante. Le léopard, ou panthère, est un félin dont la particularité est de hisser les cadavres des animaux chassés (antilopes et oryctérope) à la fourche d’un arbre pour s’en nourrir et éviter la concurrence d’autres animaux. »

Chapitre 1 Se nourrir

Activité 5 Griffes, crocs, bec… pour quoi faire ? Énigme

En recherchant de la documentation pour un exposé sur le renard polaire (Vulpes lagopus), Charlotte et Adrien lisent une information curieuse : cet animal voit la couleur de son pelage se modiﬁer totalement en fonction des saisons (brun en été et en automne et totalement blanc en hiver). Quel est l’intérêt de ce changement ? • Émets une hypothèse.

Investigation Chaque espèce a un comportement alimentaire spéciﬁque. Des adaptations des organes des sens, de l’appareil locomoteur, de l’appareil digestif… sont associées à son comportement et à son régime alimentaire.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

À partir de la coupe proposée de l’appareil digestif, relève et nomme les organes présents chez la poule et absents chez l’Homme.

Appareil digestif de la poule

Quels sont les rôles du bec chez les poules ?

En lien avec la défense, une autre façon d’envisager les animaux est de les catégoriser en proies et prédateurs. 3.

Dans le poulailler, quelle est la proie ?

Dans le poulailler, quel est le prédateur ?

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

R Renard d polaire l i en hi hiver

Renard R d polaire l i en é été é Chapitre 1 Se nourrir

Application Quel est le rôle des adaptations présentées ?

Serres d’un aigle

Mante religieuse « feuille »

Hérisson

Pélican

Coccinelle à sept points

Tortue de Hermann

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 6 Les êtres vivants... ça se classe ? Énigme

Au fond de la classe d’Adrien et Charlotte se trouve une affiche dont le titre est « La classiﬁcation des animaux en groupes emboîtés ». Mais de quoi s’agit-il ?

Investigation 13

S Sais-tu réaliser et utiliser une clé de détermination sans numérotation ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Voici un échantillon d’êtres vivants : coccinelle, poule, lapin, ver de terre, musaraigne, cobra royal. Si nous cherchions à déterminer le nom de l’un de ces êtres vivants, nous utiliserions une clé de détermination. oui oui

oui

Des plumes sur le corps

Poule

Deux paires de pattes

oui

Lapin non

De longues oreilles Musaraigne non

Des pattes

non

Coccinelle oui

Cobra royal non

Des écailles sur le corps Ver de terre non Chapitre 1 Se nourrir

En utilisant une clé dichotomique (organigramme) ou une clé de détermination, on réalise une activité de « trier ». Trier, c’est se poser une suite de questions pour trouver la réponse attendue, en tenant compte aussi bien des « oui » que des « non », des caractères que les organismes ou organes possèdent ou ne possèdent pas. Il s’agit donc de répondre à la question : qui est qui ? Classer les êtres vivants, c’est les regrouper en fonction des caractères observables qu’ils ont en commun, qu’ils possèdent et partagent. Il s’agit ici de répondre à la question : qui est le plus proche parent de qui ? 1.

À partir de tes connaissances et de ﬁches descriptives proposées par ton professeur, complète le tableau en indiquant les caractères que les organismes possèdent.

Caractères Organismes

Bouche

Yeux

4 membres

6 pattes

Poils

Plumes

Ver de terre Coccinelle Cobra royal Poule Lapin Musaraigne

Ce tableau porte le nom de tableau des caractères partagés ou matrice de caractères. 2.

À partir du tableau précédent, regroupe les êtres vivants en fonction des caractères qu’ils ont en commun. • Entoure d’un trait bleu le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) une bouche. • Entoure d’un trait vert le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) des yeux. • Entoure d’un trait rouge le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) 6 pattes. • Entoure d’un trait orange le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) 4 membres. • Entoure d’un trait mauve le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) des plumes. • Entoure d’un trait gris le groupe du (ou des) organisme(s) qui possède(nt) des poils.

Cobra royal Lapin Poule

Ver de terre

Musaraigne Coccinelle

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Pour chaque groupe, indique dans la même couleur que le trait qui le délimite le (ou les) caractère(s) partagé(s).

Ces regroupements sont présentés traditionnellement dans des boîtes, imbriquées les unes dans les autres et portant chacune une étiquette du (ou des) caractère(s) partagé(s). On parle de classiﬁcation en groupes emboîtés. 4.

Place les organismes à classer dans l’emboîtement et les groupes proposés. Présence d’une bouche Présence d’yeux

Présence de 6 pattes

Présence de 4 membres Présence de plumes

Présence de poils

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Au fond de la classe d’Adrien et Charlotte se trouve une affiche dont le titre est « La classiﬁcation des animaux en groupes emboîtés ». Mais de quoi s’agit-il ?

Chapitre 1 Se nourrir

Applications 1.

Utilise une clé de détermination et identiﬁe le nom de l’arbre dont la feuille est ici présentée.

oui

Laurier rose oui

Feuilles simples à bords non non dentés

oui

Chêne

Bords à lobes arrondis oui

Peuplier non

Feuilles simples

Bords à dents très petites Houx non oui

Marronnier

non

Feuilles composées digitées

Robinier non

Utilise les informations apportées par l’emboîtement proposé pour compléter le tableau des caractères partagés.

Caractères Yeux

Bouche

Organismes Aigle Panda Chien Cloporte Écureuil Tortue

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

4 membres

Poils

Plumes

Crocs

Serres

Présence d’une bouche, d’yeux Présence de 4 membres Cloporte Tortue

Présence de plumes, de serres Aigle

Présence de poils Écureuil

Présence de crocs

Panda

Chien

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

À RETENIR ¥

L’ensemble des aliments consommés par un animal constitue son régime alimentaire. Chaque régime alimentaire porte un nom en fonction de sa composition.

Un animal qui se nourrit exclusivement de végétaux est qualiﬁé d’herbivore.

Un animal qui se nourrit majoritairement d’autres animaux vivants est qualiﬁé de carnivore.

Un animal qui se nourrit d’aliments variés proﬁte des ressources à sa disposition. Il s’agit d’un animal opportuniste qualiﬁé d’omnivore.

La denture d’une espèce animale correspond au nombre, aux types et à la disposition de ses dents. Celle-ci varie selon les organismes et est, en général, caractéristique du régime alimentaire de l’espèce. On reconnaît la denture d’un carnivore à la présence de canines en forme de crocs, celle d’un herbivore à l’absence de canines et à la présence d’incisives projetées vers l’avant. La denture des omnivores est un intermédiaire entre celle des carnivores, sans les crocs, et celle des herbivores, sans la projection.

Une chaîne alimentaire est une représentation des relations alimentaires au sein d’un milieu de vie. Chaque être vivant d’une chaîne alimentaire en constitue un maillon qui est mangé par le suivant.

On y distingue les producteurs, qui produisent leur propre nourriture à partir d’eau, de substances minérales et de la lumière, les consommateurs, qui se nourrissent d’autres êtres vivants, et les décomposeurs, qui transforment les êtres vivants morts en substances minérales.

Un réseau alimentaire montre les connexions qui existent entre différentes chaînes alimentaires.

Chapitre 1 Se nourrir

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Activité 1 Chaque organe a / à sa place Rappel Si les dents jouent un rôle important dans la digestion des aliments que nous ingérons, bien d’autres organes y participent aussi. 1.

À partir de tes connaissances et du schéma de l’appareil digestif de la poule, complète la légende du schéma de l’appareil digestif humain. glandes salivaires

Un appareil est un ensemble d’organes fonctionnant conjointement pour contribuer à une même fonction. On appelle tube digestif l’ensemble des conduits de l’appareil digestif. Chez les mammifères, ces conduits sont la bouche, le pharynx, l’œsophage, l’estomac, les intestins, le rectum et le canal anal. Un organe est une partie bien délimitée du corps d’un être vivant, qui exerce des fonctions particulières. 2.

Quels sont les organes présents sur le schéma de l’appareil et absents de la déﬁnition du tube digestif ?

On appelle glandes annexes des organes produisant des substances ou sécrétions qui interviennent dans le fonctionnement de l’organisme. Attention, la vésicule biliaire sert uniquement au stockage de la sécrétion produite par le foie. 3.

Quelles sont les glandes de l’appareil digestif ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 2 Les aliments à réduire en miettes ! Énigme

En observant une poule manger, Charlotte et Adrien remarquent qu’en plus des aliments qu’elle ingère habituellement, elle picore aussi des petits cailloux. Pour quelle raison ? • Émets une hypothèse.

Investigation

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

• Complète la légende du schéma suivant chez l’être humain.

luette

épiglotte mâchoire

larynx

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Quel est le rôle des dents ?

Quel est le rôle de la langue dans la digestion ?

Quelle(s) glande(s) produi(sen)t la salive ?

Quel est le rôle de la salive ?

•

Trace le chemin emprunté par les aliments sur le schéma précédent.

Quel est le rôle du pharynx ?

Quels mouvements doivent faire la luette et l’épiglotte pour éviter que les aliments ne passent dans l’appareil respiratoire ?

Sais-tu ce qu’est un modèle et à quoi il sert ? Réalise un modèle de la déglutition. • Prends un bas et découpe la partie du « pied ». • Introduis une balle de ping-pong à l’une des extrémités du bas. • Tiens le bas verticalement avec la balle dans sa partie haute.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Que faut-il faire pour que la balle descende ?

Les processus mécaniques de la digestion sont des mouvements des organes du tube digestif. Ces mouvements assurent le découpage, la progression et le malaxage des aliments. • Lis le texte proposé. « Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679), mathématicien, médecin et physiologiste italien, était un observateur de la nature qui s’est posé la question de savoir comment font les poules pour digérer des graines alors qu’elles n’ont pas de dents. Il remarquera toutefois que ces oiseaux possèdent un organe absent chez l’Homme : le gésier. Il décide de donner des billes de verre à manger à des poules. Les billes sont broyées. Il en déduit que la digestion est un phénomène purement mécanique. »

Résolution de l’énigme En observant une poule manger, Charlotte et Adrien remarquent qu’en plus des aliments qu’elle ingère habituellement, elle picore aussi des petits cailloux. Pour quelle raison ?

Va à l’essentiel Les processus

de la digestion sont des

des organes du tube digestif. Ces mouvements assurent le et le malaxage des aliments.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Activité 3 Transformation des miettes ? Énigme

La salive n’a pas qu’une action mécanique sur les aliments. Existe-t-il d’autres substances du même genre dans le système digestif ? • Émets une hypothèse.

Investigation On parle d’appareil quand on se place du point de vue anatomique, et de système quand on s’intéresse au fonctionnement (physiologie). • Lis le texte proposé. « René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757), physicien et naturaliste français, remettra en question la théorie de Giovanni Borelli après avoir étudié et réalisé des expériences sur les rapaces. Il connaît la capacité de certains oiseaux, comme la buse, de rejeter ce qu’ils ne peuvent pas digérer sous la forme d’une pelote de réjection. Il proﬁte de cette particularité pour faire ingérer à un oiseau un tube en fer, ouvert aux deux extrémités, à l’intérieur duquel un morceau de viande est solidement attaché. Le lendemain, quand il retrouve le tube, il est intact. La viande a été réduite à son quart et est recouverte d’une bouillie probablement venue des parties qui ont été dissoutes. » Un processus mécanique peut-il expliquer les résultats de cette expérience ? Justiﬁe ta réponse.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Expérience 1.

Observe et note la couleur prise par la mie de pain en présence d’eau iodée (Lugol), sur le bureau de ton professeur.

À partir du tableau ci-dessous, indique quel est le composant mis en évidence par le Lugol.

Lugol

Amidon

Noire / bleue

Maltose

Jaune / orange

• • 3.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Couleur

Structure

Prends un petit morceau de mie de pain blanc. Mets-le en bouche et mâche-le pendant 10 minutes, SANS l’avaler. Décris ce qui se passe durant ce laps de temps.

•

Crache ce que tu as en bouche sur un verre de montre.

Teste-le en y versant 2 gouttes de Lugol et note la couleur observée.

À partir du tableau ci-dessus, indique quel est le composant mis en évidence par le Lugol.

Quel est le rôle de la salive mis en évidence par cette expérience ?

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Modélise l’action de la salive sur l’amidon.

Les glandes salivaires sont des glandes annexes produisant la salive qui a une action chimique sur les aliments. Toutes les glandes annexes ont ce même rôle : le foie produit la bile et le pancréas produit le suc pancréatique. Il existe également deux organes du tube digestif qui produisent une substance à action chimique : l’estomac avec le suc gastrique et l’intestin grêle avec le suc intestinal.

Résolution de l’énigme La salive n’a pas qu’une action mécanique sur les aliments. Existe-t-il d’autres substances du même genre dans le système digestif ?

Va à l’essentiel Les processus

de la digestion sont assurés, tout au long

du parcours, par les sécrétions des glandes digestives. Ces sécrétions transforment les en nutriments de nature différente. La digestion est la transformation des aliments par des processus et

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Application Complète le tableau suivant. Action mécanique

Action chimique

Rôles

Dents et mâchoires

Langue

Glandes salivaires Pharynx, luette, épiglotte Œsophage

Estomac

Foie

Vésicule biliaire

Pancréas

Intestin grêle

Colon

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Rectum et canal anal

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Activité 4 Aliments ou nutriments ? Énigme

Si la mie de pain était un aliment, comment qualiﬁerait-on le maltose qui résulte des actions physico-chimiques du système digestif ?

Investigation • Lis l’étiquette de lait entier enrichi en vitamine D ci-contre. • Complète le tableau ci-dessous à partir de l’étiquette. Aliment

Composition

Étiquette d’une bouteille de lait entier É

L’étiquette d’un aliment donne une indication sur sa composition. On appelle nutriment un composant d’un aliment que l’organisme peut utiliser, généralement après digestion.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Résolution de l’énigme Si la mie de pain était un aliment, comment qualiﬁerait-on le maltose qui résulte des actions physico-chimiques du système digestif ?

Va à l’essentiel L’

est l’ensemble des produits que nous ingérons (manger, boire)

pour obtenir de l’énergie et fonctionner correctement. Les aliments ingérés qui sont transformés en substances de natures différentes et susceptibles de passer dans la circulation sanguine sont appelés

Application

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Colorie les bandelettes pour les aliments proposés, à partir des informations fournies, en respectant pour chaque pourcentage la légende suivante : en bleu pour l’eau, en vert pour les glucides, en rouge pour les protides, en jaune pour les lipides et en gris pour les sels minéraux et les vitamines.

Sels minéraux Vitamines

Énergie

0 kJ/100 mL

Chips paprika Eau 1% Glucides 56 % Protides 6% Lipides 35 % Sels minéraux 2% Vitamines Énergie 2330 kJ/100 g

Steak haché cru Eau 57 % Glucides 0% Protides 17 % Lipides 25 % Sels minéraux 1% Vitamines Énergie 544 kJ/100 g

Chocolat blanc Eau 16 % Glucides 21 % Protides 16 % Lipides 46 % Sels minéraux 1% Vitamines Énergie 2300 kJ/100 g

Eau Glucides Protides Lipides

Eau 99 % 0% 0% 0%

Pomme de terre crue Eau 76 % Glucides 21 % Protides 2% Lipides 0% Sels minéraux 1% Vitamines Énergie 379 kJ/100 g

Salade Eau 91 % Glucides 4% Protides 2% Lipides 1% Sels minéraux 2% Vitamines Énergie 65,3 kJ/100 g

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Eau Glucides Protides Lipides Sels minéraux Vitamines Énergie

Cola 88 % 11 % 0% 0% 1% 180 kJ/100 g

Ketchup Eau 67 % Glucides 29 % Protides 2% Lipides 1% Sels minéraux 1% Vitamines Énergie 505 kJ/100 g

Fromage chester Eau 57 % Glucides 8% Protides 15 % Lipides 17 % Sels minéraux 3% Vitamines Énergie 1040 kJ/100 g

Pain de mie Eau 35 % Glucides 50 % Protides 8% Lipides 5% Sels minéraux 2% Vitamines Énergie 281 kJ/100 g

Sels minéraux et vitamines Lipides

Protides Glucides Eau

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 5 Apports énergétiques et rations alimentaires Énigme

En regardant à la télévision un reportage sur la vie des astronautes dans la Station spatiale internationale (ISS), Adrien et Charlotte découvrent des informations sur les rations alimentaires fournies dans l’espace. Connais-tu les facteurs qui inﬂuencent celles-ci ? • Émets une hypothèse.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Investigation

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

DOC +

L’alimentation dans l’ISS Les astronautes, comme Frank De Winne ou Thomas Pesquet, partent pour des missions de longue durée dans l’espace. Ils emportent avec eux, pour ces longs voyages, leurs aliments. Ceux-ci se trouvent sous de multiples formes et seront éventuellement réhydratés et chauffés sur place dans un petit four.

©A Agence spatiale i l canadienne di

Avant leur départ, comme en vol, les astronautes sont suivis sur le plan médical. Il arrive parfois que leur nouvel environnement provoque une perte d’appétit, ce qui peut occasionner des problèmes de santé. À chaque repas, l’astronaute choisit librement son menu et scanne ce qu’il a consommé. Un programme permet de savoir ce que cela représente en nutriments. Les informations sont envoyées sur Terre où une nutritionniste vérifie les apports et peut fournir des recommandations aux astronautes. Les rations alimentaires sont augmentées si une sortie extravéhiculaire, demandant une dépense énergétique supplémentaire, est prévue dans leur programme. En plus de leur travail quotidien (entretien, expériences scientifiques…), les astronautes doivent faire quotidiennement deux heures d’exercices physiques afin d’éviter des pertes osseuses et musculaires durant le vol.

Thomas Pesquet (France)

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Frank De Winne (Belgique)

Quelle est l’information présente sur l’étiquette de la bouteille de lait et dont nous n’avons pas encore parlé ?

Classe par ordre croissant les aliments du tableau en fonction de leur valeur énergétique. Aliment Eau Chips paprika Pommes de terre crue Steak haché cru Chocolat blanc Salade Cola Fromage chester Ketchup Pain de mie

Valeur énergétique (en kJ/100 g) 0 2330 379 544 2300 65,3 180 1040 505 281

Les besoins énergétiques quotidiens varient d’une personne à l’autre en fonction de différents facteurs. 3.

Relève les facteurs qui inﬂuencent les besoins énergétiques des individus présentés.

Ration quotidienne moyenne

12100 kJ

10400 kJ

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Facteur :

Ration quotidienne moyenne

10500 kJ

12100 kJ

8300 kJ

Facteur :

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Ration quotidienne moyenne

8400 kJ

11000 kJ

Facteur :

Ration quotidienne moyenne

8400 kJ

9000 kJ

11000 kJ

Facteur :

Quels autres facteurs peuvent également inﬂuencer la ration quotidienne moyenne ?

Facteur :

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

La ration alimentaire est la quantité et la nature des aliments qu’une personne doit consommer en une journée pour subvenir aux besoins de son organisme. Cette ration tient compte de l’ensemble de ses repas et collations. Les apports conseillés dépendent de la dépense énergétique mais ils doivent aussi être qualitativement équilibrés. La pyramide alimentaire est un outil de référence pour adopter une alimentation équilibrée. Elle distingue les aliments à favoriser (sur sa base), les aliments qui sont tolérés (en son milieu) et les aliments à consommer occasionnellement (à son sommet). Celle-ci est indissociable d’une activité physique régulière.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Résolution de l’énigme En regardant à la télévision un reportage sur la vie des astronautes dans la Station spatiale internationale (ISS), Adrien et Charlotte découvrent des informations sur les rations alimentaires fournies dans l’espace. Connais-tu les facteurs qui inﬂuencent celles-ci ?

Va à l’essentiel L’alimentation doit être suffisamment

, qualitativement et quantitativement,

aﬁn d’assurer une ration alimentaire suffisante et équilibrée. Les

énergétiques dépendent de l’âge, du sexe, de l’état de santé,

de l’état physiologique, de la température extérieure et de l’activité physique.

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Applications 1.

Une chaîne de restaurants de salades américains a réalisé un shooting photo qui met en avant les repas typiques à la cantine scolaire dans différents pays, tous les repas étant accompagnés d’eau. a) Pour chaque repas, vériﬁe s’il contient bien les éléments de base de la pyramide alimentaire en entourant les aliments mentionnés. •

Le repas « type » d’une cantine scolaire italienne contient du poisson, de la roquette, des pâtes, de la sauce tomate, de la salade, du pain et des grains de raisin.

Source : mymodernmet.com

•

En France, le repas contient du steak, des carottes, des haricots verts, du fromage, une pomme et un kiwi.

Source : mymodernmet.com

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

•

En Corée du Sud, il y a au menu de la soupe de poisson, du tofu (fromage de soja), du riz, du kimchi (composé de chou et de piments) et des légumes frais.

Source : mymodernmet.com

•

Aux États-Unis, le repas de la cantine scolaire contient des nuggets de poulet, des pois, de la purée de pomme de terre, une coupe de fruits et des cookies.

Source : mymodernmet.com

Au Brésil, il y a au menu du jour du porc aux légumes, des haricots noirs, du riz, de la salade, du pain, des bananes plantains cuites au four.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

Source : mymodernmet.com

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

b) Que remarques-tu globalement dans la composition de ces différents repas ?

c) Quel est le pays où le repas proposé semble le moins équilibré ?

Tes parents décident de se rendre avec toi dans une grande enseigne pour manger un hamburger. Tu peux lire, sur le set de table, des renseignements sur la composition de ton hamburger préféré.

Sais-tu construire un graphique ? S

a) Calcule la quantité d’eau présente dans ton hamburger.

b) Réalise un graphique sectoriel de la composition massique de ton hamburger. lipides sel protéines glucides eau

c) Quelle(s) est (sont) la (les) différence(s) entre les produits crus étudiés précédemment et le produit cuit présenté ici ?

•

Lis le texte et réponds aux questions. « Au printemps de l’année 1747, le Dr James Lind est à bord du HMS Salisbury où de nombreux marins sont malades du scorbut. Cette maladie donnait initialement un sentiment de fatigue et se terminait rapidement en gencives qui saignent, dents avariées et taches bleues sur tout le corps. De vieilles blessures se rouvraient et les os guéris se cassaient simplement en deux. Les corps des matelots tombaient littéralement en ruine. Le 20 mai, il entreprend de comparer divers traitements sur un groupe de 12 hommes d’équipage atteints, et pratique ainsi le “premier essai clinique de l’histoire de la médecine”.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Le médecin constitue des paires et attribue à chacune un remède expérimental bien spéciﬁque associé à la nourriture du bord : un citron et deux oranges pour le groupe 1 ; une pinte de cidre quotidienne pour le groupe 2 ; six cuillerées de vinaigre pour le groupe 3 ; une pâte avec de l’orgeat pour le groupe 4 ; des gouttes d’élixir de vitriol (acide sulfurique) pour le groupe 5 et la moitié d’une pinte d’eau de mer pour les deux plus atteints (du groupe 6). Au bout de six jours, les oranges et les citrons vinrent à manquer. Mais l’état de santé des deux cobayes concernés s’était nettement amélioré. L’un des deux était guéri et l’autre était suffisamment valide pour servir d’inﬁrmier à ses compagnons de chambrée. »

HMS Salisbury

À partir du texte ci-dessus, identiﬁe les aliments ayant permis d’améliorer l’état de santé des malades du scorbut.

Quelle vitamine est particulièrement abondante dans ces aliments ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Activité 6 Origine des matières fécales Énigme

Les aliments ingérés sont-ils entièrement absorbés par l’organisme ? Que deviennent-ils ? • Émets une hypothèse.

Investigation •

Observe le tableau ci-dessous réalisé chez une personne après un repas, et réponds aux questions.

Nutriments

Sang entrant dans la paroi de l’intestin grêle (en g pour 100 mL)

Sang sortant de la paroi de l’intestin grêle (en g pour 100 mL)

4à8

35 à 40

À quel niveau de l’appareil digestif se fait la mesure ?

Comment évolue la quantité de nutriments dans le sang ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

D’où proviennent ces nutriments ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

On appelle absorption (intestinale) la pénétration des nutriments à travers une paroi perméable.

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

•

Observe l’appareil digestif du lapin.

cæcum

Appareil digestif du lapin

À partir du document ci-dessus, place des ﬂèches entre les « assiettes » aﬁn de présenter la chronologie des étapes proposées.

estomac

cæcum intestin grêle

gros intestin

bouche

Contenus des différentes parties du tube digestif du lapin. Source : http://echapot.wixsite.com/svtaubrac/copie-de-cloaca 62

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Que constates-tu en comparant la consistance des contenus du cæcum et du gros intestin ?

• 6.

Observe la ligne du temps qui reconstitue l’horaire d’une digestion chez un être humain. Retrouve les organes où les différents événements présentés ont lieu et complète cette ligne du temps. Ingestion 8:00:00 Mastication 8:00:01 Déglutition Digestion gastrique = transformation

8:01:00

Digestion intestinale = transformation (suite) + absorption

8:01:05

Digestion colique = assèchement

9:30

14:00 Défécation + 24 h

Donne ta déﬁnition des termes suivants : • Ingestion : • Digestion :

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

• Absorption :

Les résidus non digérés vont être pris en charge par l’abondante population bactérienne que compte notre côlon. Le côlon réabsorbe une partie de l’eau aﬁn de concentrer les matières fécales qui sont encore à l’état liquide à leur sortie de l’intestin grêle. On parle d’assèchement. • « Digestion » colique :

• Défécation :

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Résolution de l’énigme Les aliments ingérés sont-ils entièrement absorbés par l’organisme ? Que deviennent-ils ?

Va à l’essentiel Complète la clé dichotomique ci-dessous.

ALIMENTS

oui

Les composants sont-ils directement absorbables ?

oui

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

non n

Les composants sont-ils absorbables après digestion ?

non

Activité 7 Modes alimentaires vs régimes alimentaires Énigme

Si, chez les animaux, nous avons parlé de régimes alimentaires, chez l’Homme, il n’en est pas de même. Pourquoi ? • Émets une hypothèse.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Investigation 1.

Existe-t-il des variantes dans la denture des êtres humains ?

Les besoins nutritionnels des êtres humains diffèrent-ils d’un individu à l’autre ?

Les menus diffèrent-ils d’une région du monde à l’autre ? Justiﬁe.

Les menus diffèrent-ils d’une saison à l’autre dans une même région du monde ? Justiﬁe.

Certains problèmes de santé peuvent-ils inﬂuencer l’alimentation ? Justiﬁe.

Les goûts et les convictions philosophiques sont-elles identiques pour tous les individus ?

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

On parle, chez l’Homme, de modes alimentaires. La seule norme est que l’alimentation doit couvrir les besoins en évitant les carences. 7.

Indique quelques modes alimentaires observés chez les êtres humains, et leurs particularités.

L’un de ces modes alimentaires est-il à proscrire pendant l’enfance et l’adolescence ? Justiﬁe.

Résolution de l’énigme Si, chez les animaux, nous avons parlé de régimes alimentaires, chez l’Homme, il n’en est pas de même. Pourquoi ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

À RETENIR

La digestion est la transformation des aliments par des processus mécaniques et chimiques.

Les processus mécaniques de la digestion sont des mouvements des organes du tube digestif. Ces mouvements assurent le découpage, la progression et le malaxage des aliments.

Les processus chimiques de la digestion sont assurés, tout au long du parcours, par les sécrétions des glandes digestives.

Les aliments sont l’ensemble des produits que nous ingérons (manger, boire) pour obtenir de l’énergie et fonctionner correctement.

Les aliments ingérés qui sont transformés en substances de nature différente et susceptibles de passer dans la circulation sanguine sont appelés nutriments.

L’alimentation doit être suffisamment variée, qualitativement et quantitativement, aﬁn d’assurer une ration alimentaire suffisante et équilibrée.

Les besoins énergétiques dépendent de l’âge, du sexe, de l’état de santé, de l’état physiologique, de la température extérieure et de l’activité physique.

On divise les produits composants les aliments en trois catégories : les nutriments directement absorbables, les nutriments absorbables après digestion et les produits non digérables qui seront éliminés durant la défécation.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 2 La digestion et l’absorption

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Activité 1 Chaque organe a / à sa place Rappel 1.

À partir de tes connaissances, associe les lettres et les chiffres correspondant à la légende de l’appareil respiratoire.

pharynx poumon droit cavité nasale trachée épiglotte larynx diaphragme bronche

Pour quelle raison le poumon gauche se compose-t-il de 2 lobes, alors que le poumon droit en compte 3 ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Complète, à partir de la dissection du poumon, la légende du schéma ci-dessous.

Appareil respiratoire

Complète la coupe proposée et trace le chemin emprunté par l’air pour entrer dans l’appareil respiratoire.

Quels mouvements doivent faire la luette et l’épiglotte pour que l’air arrive aux poumons ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Activité 2 Respirer ou ventiler ? Énigme

En suivant un programme de ﬁtness à la télévision, Adrien et Charlotte ont entendu la consigne : « Inspirer, expirer… ». Ces termes correspondent-ils à la respiration ? • Émets une hypothèse.

Investigation • Imagine et réalise un modèle de l’appareil respiratoire.

Complète le tableau ci-dessous en comparant le modèle de l’appareil respiratoire et la réalité. modèle

Bouteille Membrane obturant la bouteille Grosse paille Fines pailles Ballon de baudruche

70 0

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

modèle

Expérience 1 • Tire le diaphragme du modèle vers le bas.

À partir du modèle de l’appareil respiratoire, détermine le rôle du diaphragme.

Quels sont les rôles des muscles intercostaux ?

Expérience 2 Mode opératoire Mesure de la capacité pulmonaire à l’aide d’un spiromètre « maison ». Mets de l’eau dans le récipient. Remplis la bouteille d’eau graduée à ras bord. Bouche le goulot avec ta main. Retourne la bouteille et place-la dans le récipient sans laisser couler d’eau. Enﬁle un bout de tuyau dans le goulot. Expire normalement dans le tuyau.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

• • • • • •

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Que constates-tu ?

• Note le volume d’air expiré. V =

On appelle volume d’air courant le volume d’air échangé normalement, qui correspond environ à 0,5 L. • Remplis la bouteille d’eau et refais le montage. • Souffle maintenant le plus longtemps possible dans le tuyau, après avoir pris une grande inspiration. • Note le volume d’air expiré. V = L On appelle volume d’air complémentaire l’air entré durant une inspiration forcée et expiré lors d’une expiration forcée. Pour déterminer la capacité pulmonaire totale (c’est-à-dire la quantité maximale d’air que peuvent contenir les poumons), on utilisera un appareil médical appelé « spiromètre » qui sera plus précis. Cette capacité est d’environ 4,5 L chez la femme et de 5,4 L chez l’homme.

Résolution de l’énigme En suivant un programme de ﬁtness à la télévision, Adrien et Charlotte ont entendu la consigne : « Inspirer, expirer… ». Ces termes correspondent-ils à la respiration ?

Va à l’essentiel Le

sépare les organes du thorax et de l’abdomen mais, surtout, sa

contraction participe à l’ l’

du volume de la cage thoracique et ; sa décontraction participe à l’

désigne le processus qui permet de renouveler

les gaz respiratoires. La

est le volume maximal d’air que peuvent

contenir les poumons et les voies respiratoires, à la suite d’une inspiration forcée. Elle se mesure avec un spiromètre.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Applications

L’air sort des poumons

L’air entre dans les poumons

La cage thoracique se contracte

Place une croix dans les colonnes adéquates.

La cage thoracique se dilate

Inspiration Expiration Les poumons se gonﬂent Les poumons se dégonﬂent Le diaphragme reprend sa place Le diaphragme s’abaisse Les muscles intercostaux sont contractés Les muscles intercostaux sont relâchés

Note sous les dessins les termes appropriés : inspiration ou expiration.

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Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

DOC +

Comment augmenter sa capacité pulmonaire ? Les médecins conseillent souvent d’augmenter sa capacité pulmonaire dans les cas de pathologies de type respiratoire. Cette capacité peut être augmentée, entre autres, par un développement des muscles du thorax et par la pratique régulière d’un sport. Ainsi, ils proposent fréquemment aux patients asthmatiques de nager.

Pieter Timmers, médaille d’argent aux J.O. 2016

La natation offre de nombreux avantages. En effet, le fait de mettre sa tête dans l’eau durant certains mouvements demande une organisation particulière de sa ventilation. Celle-ci est, en effet, inversée par rapport « au terrien » : le nageur a une inspiration passive et brève et une expiration active et complète durant des apnées contrôlées, sous le niveau de l’eau. Ces mécanismes rythmés augmentent l’amplitude respiratoire et donc la capacité pulmonaire.

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Activité 3 L’air, ça n’en a pas l’air ! Énigme

Quelle est la composition de l’air ? • Émets une hypothèse.

Investigation

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

DOC +

Composition de l’air L’atmosphère est l’enveloppe gazeuse qui entoure notre planète. C’est un véritable cocon protecteur pour tous les êtres vivants. Jusqu’à 15 km d’altitude, la composition de l’air qui constitue l’atmosphère varie peu. En 1774, le chimiste français Antoine de Lavoisier montre que l’air est un mélange de gaz contenant essentiellement du diazote (environ 78 %), du dioxygène (environ 21 %) ainsi que des traces d’autres gaz dont le dioxyde de carbone.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Cite quelques propriétés de l’air.

Pourrions-nous nous passer de dioxygène ?

Expérience Mode opératoire Détermination de la concentration en dioxygène de l’air. • • • •

Verse un fond d’eau dans le récipient. Place une bougie « chauffe-plat » au centre du récipient. Allume la bougie. Pose la cloche au-dessus de la bougie, sur ses cales.

Que constates-tu, dans le récipient, après quelques minutes ?

Schématise la situation ﬁnale.

Quel est le gaz qui a permis la combustion de la bougie ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Pourquoi la bougie s’éteint-elle ?

La valeur exacte, actuellement, de la concentration en dioxygène de l’air est de 20,95 %. La composition de l’air varie en fonction de l’altitude, de la température et de l’importance de la pollution.

Résolution de l’énigme Quelle est la composition de l’air ?

Va à l’essentiel L’air se compose d’un mélange de différents gaz :

% de diazote,

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

de dioxygène et des traces d’autres gaz.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Activité 4 Où va l’air après être entré dans les poumons ? Énigme

Lors d’une formation aux premiers secours, Adrien et Charlotte apprennent les techniques de réanimation. Les conseils de la Croix-Rouge en cas de réanimation cardio-pulmonaire sont, entre autres, de réaliser un « bouche-à-bouche ». Mais les gaz présents à l’expiration sont-ils suffisants pour une réanimation ? • Émets une hypothèse.

Investigation Des scientiﬁques qui s’intéressent à la composition de l’air inspiré et expiré par un être humain ont noté les valeurs dans un tableau :

Dans 100 L d’air ambiant (air inspiré), il y a :

Dans 100 L d’air expiré, il y a :

20,9 L de dioxygène

16 L de dioxygène

78,6 L de diazote

0,46 L de vapeur d’eau

0,9 L de vapeur d’eau

0,04 L de dioxyde de carbone

4,5 L de dioxyde de carbone

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Compare, pour chaque gaz, leur quantité dans l’air inspiré et l’air expiré.

Que peux-tu en conclure ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

Observe les schémas suivants.

Où va l’air après être entré dans les poumons ?

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Complète la légende en indiquant le pourcentage en dioxygène pour le sang entrant et le sang sortant de la vésicule pulmonaire.

Échanges sanguins au niveau de la vésicule pulmonaire

Une fois dans les alvéoles pulmonaires, où va le dioxygène ?

Résolution de l’énigme Lors d’une formation aux premiers secours, Adrien et Charlotte apprennent les techniques de réanimation. Les conseils de la Croix-Rouge en cas de réanimation cardio-pulmonaire sont, entre autres, de réaliser un « bouche-à-bouche ». Mais les gaz présents à l’expiration sont-ils suffisants pour une réanimation ?

Exe Exercice de « bouche-à-bouche »

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Va à l’essentiel La

désigne le processus qui permet les échanges gazeux entre

l’air et le sang. Chez l’Homme, cet échange se fait au niveau des pulmonaires.

DOC +

Pourquoi faut-il aérer une maison ?

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Dans une habitation, la production d’humidité est importante, notamment à cause de la respiration. Une famille de 4 personnes produit environ 12 litres d’eau par jour, c’est-à-dire environ un seau d’eau que nous verserions dans le salon, sans compter l’humidité due à la cuisson des repas, aux bains et aux douches, à la transpiration…

Il faut aérer une maison pour en chasser l’humidité, mais aussi pour renouveler l’air, ce qui augmente la quantité de dioxygène présent dans l’habitation.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Activité 5 Poumons ou pas poumon ? Énigme

Lors de la dissection du ver de terre, Charlotte et Adrien ne trouvent pas de poumons. Quels sont les organes permettant les échanges gazeux chez les êtres vivants qui ne possèdent pas de poumons ? • Émets une hypothèse.

Investigation 1.

Complète le schéma des échanges respiratoires.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Lis le document ci-dessous et réponds aux questions.

DOC +

Le lapin Comme tous les mammifères, l’appareil respiratoire du lapin comporte un nez et des fosses nasales formant sa partie supérieure. Par le pharynx, le larynx et la trachée, l’air est ensuite conduit dans les poumons où il est réparti dans les bronches et les bronchioles vers les très nombreuses alvéoles pulmonaires. Les poumons constituent la partie profonde des voies respiratoires.

a) Dans quel milieu vit le lapin ? b) Dans quel milieu respire-t-il ? c) Quel est le lieu des échanges gazeux ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

d) Par quel adjectif qualiﬁe-t-on cette respiration ? On appelle respiration pulmonaire le mode de respiration où les échanges gazeux se font au niveau des poumons.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Lis le document ci-dessous et réponds aux questions.

DOC +

Le ver de terre Le ver de terre, ou lombric, n’a pas d’appareil respiratoire ni de poumons. Les échanges gazeux se font à travers sa peau constamment lubriﬁée par un liquide spécialisé, « le mucus », qui est perméable au dioxygène entrant et au dioxyde de carbone sortant. Le dioxygène présent dans l’organisme au niveau de la peau de l’animal est pris en charge par le liquide circulant dans son organisme, ou hémolymphe. Cette respiration efficace permet un mode de vie actif au lombric. Les lombrics apprécient tout particulièrement la terre humide et fraîche. Dès que la sécheresse frappe, ils s’enfoncent dans la terre, là où l’humidité est plus importante.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

a) Dans quel milieu vit le lombric ? b) Dans quel milieu respire-t-il ? c) Quel est le lieu des échanges gazeux ? d) Par quel adjectif qualiﬁe-t-on cette respiration ? e) Pourquoi les lombrics s’enfoncent-ils dans la terre lorsque la sécheresse frappe ?

On appelle respiration cutanée le mode de respiration où les échanges gazeux se font au niveau de la peau. 4.

Lis le document ci-dessous et réponds aux questions.

DOC +

La coccinelle

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Chez les insectes, l’air entre par des orifices respiratoires appelés stigmates. Les stigmates de la coccinelle sont localisés le long de l’abdomen. Ils sont reliés à des tubes très fins appelés trachées, qui se ramifient en trachéoles. Les trachéoles conduisent l’air dans le corps de l’animal jusqu’aux organes. Les échanges respiratoires se font directement entre l’air contenu dans les trachéoles et les organes. L’air appauvri en dioxygène et enrichi en dioxyde de carbone est expulsé en suivant le trajet inverse.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

a) Dans quel milieu vit la coccinelle ? b) Dans quel milieu respire-t-elle ? c) Quel est le lieu des échanges gazeux ? d) Par quel adjectif qualiﬁe-t-on cette respiration ? On appelle respiration trachéenne le mode de respiration où les échanges gazeux se font au niveau des trachées. 5.

Quelle est la caractéristique commune aux trois organismes étudiés ?

Quel est l’organe généralement utilisé par les organismes aquatiques ?

On appelle respiration branchiale le mode de respiration où les échanges gazeux se font au niveau des branchies, en milieu aquatique.

Résolution de l’énigme Lors de la dissection du ver de terre, Charlotte et Adrien ne trouvent pas de poumons. Quels sont les organes permettant les échanges gazeux chez les êtres vivants qui ne possèdent pas de poumons ?

Va à l’essentiel La diversité des organes respiratoires permet aux êtres vivants de respirer et d’occuper tous les milieux de vie. •

Les animaux réalisent des échanges gazeux au niveau de leurs poumons, de leurs trachées ou de leur peau. o La respiration est des poumons.

si les échanges gazeux ont lieu au niveau

o La respiration est des trachées.

si les échanges gazeux ont lieu au niveau

o La respiration est peau nue et humide.

si les échanges ont lieu au niveau de la

• Les animaux o La respiration est de branchies.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

utilisent des branchies. si les échanges gazeux ont lieu au niveau

Applications Construis une clé dichotomique des modes respiratoires en fonction du milieu de vie.

Identiﬁe les organes respiratoires représentés sur les photographies suivantes.

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Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Indique le milieu de vie correspondant aux organes respiratoires.

Les vivants transforment lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie en milieu terrestre

Activité 6 Les méfaits des inhalations des substances toxiques Énigme

Charlotte et Adrien observent, depuis leur jardin, de la fumée provenant d’un feu et se mettent à tousser. Pourquoi toussent-ils ? • Émets une hypothèse.

Investigation

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

DOC +

Monoxyde de carbone Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore qui se forme lorsqu’une combustion a lieu en présence d’une quantité trop faible de dioxygène. Ce monoxyde de carbone se combine à l’hémoglobine du sang et empêche le transport du dioxygène. Sa ﬁxation sur des globules rouges est 210 à 260 fois plus forte que celle du dioxygène. Le dioxygène se fait alors plus rare et les poumons fonctionnent avec une efficacité amoindrie. La liaison du monoxyde de carbone à l’hémoglobine est réversible, mais il faudra 10 à 12 heures dans une atmosphère très riche en dioxygène pour permettre l’élimination de la majorité du gaz inhalé.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

DOC +

Particules ﬁnes et substances toxiques Les substances toxiques et les particules en suspension dans l’air peuvent pénétrer plus ou moins profondément dans l’appareil respiratoire en fonction de leur taille. Ces éléments sont produits par les activités humaines, comme les chauffages, les véhicules, les industries, les activités domestiques (feux) ou des événements naturels, comme les éruptions volcaniques, les incendies de forêt… Ils peuvent avoir des effets très nocifs sur l’organisme : – des effets passagers : yeux qui piquent, toux ; – être un facteur aggravant pour les personnes souffrant de maladies respiratoires comme l’asthme, la bronchite chronique, etc. ; – provoquer des maladies cardiovasculaires, le cancer du poumon…

DOC +

Tabagisme La combustion du tabac dégage un cocktail d’environ 4000 produits toxiques, dont des gaz toxiques, du goudron et de ﬁnes particules. L’appareil respiratoire est la cible directe et privilégiée du tabac. Les substances toxiques pénètrent dans les alvéoles pulmonaires et, combinées aux goudrons, elles favorisent l’inﬂammation des bronches et provoquent la toux. La nicotine entraîne, à chaque inhalation, la constriction des voies respiratoires et l’altération du fonctionnement des alvéoles pulmonaires. Ce cocktail pénètre ensuite dans la circulation sanguine, et donc dans tout le corps. Plus longtemps on fume, pire sont les séquelles… L’évolution est stoppée dès l’arrêt de la consommation de tabac. Combinés entre eux, les effets du tabac se traduisent par une augmentation de la fréquence respiratoire au repos et un essoufflement plus rapide à l’effort. Le tabac est également le principal facteur de risque des cancers des voies respiratoires, chez le fumeur lui-même et chez les fumeurs passifs. En Belgique, il est strictement interdit de fumer dans les lieux fermés accessibles au public et dans les établissements HoReCa depuis le 1er juillet 2011. Il est également interdit de fumer en voiture en présence de mineurs.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Poumons sains

Poumons tabagiques

Résolution de l’énigme Charlotte et Adrien observent, depuis leur jardin, de la fumée provenant d’un feu et se mettent à tousser. Pourquoi toussent-ils ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

À RETENIR ¥

Le diaphragme sépare les organes du thorax et de l’abdomen mais, surtout, sa contraction participe à l’augmentation du volume de la cage thoracique et l’inspiration ; sa décontraction participe à l’expiration.

La ventilation pulmonaire désigne le processus qui permet de renouveler les gaz respiratoires.

La capacité pulmonaire est le volume de gaz maximum que peuvent contenir les poumons et les voies respiratoires à la suite d’une inspiration forcée. Elle se mesure avec un spiromètre.

L’air se compose d’un mélange de différents gaz : 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces d’autres gaz.

La respiration désigne le processus qui permet les échanges gazeux entre l’air et le sang. Chez l’Homme, cet échange se fait au niveau des alvéoles pulmonaires.

La diversité des organes respiratoires permet aux êtres vivants de respirer et d’occuper tous les milieux de vie. o

Les animaux terrestres réalisent des échanges gazeux au niveau de leurs poumons, de leurs trachées ou de leur peau. •

La respiration est pulmonaire si les échanges gazeux ont lieu au niveau des poumons.

•

La respiration est trachéenne si les échanges gazeux ont lieu au niveau des trachées.

•

La respiration est cutanée si les échanges ont lieu au niveau de la peau nue et humide.

Les animaux aquatiques utilisent, généralement, des branchies. •

La respiration est branchiale si les échanges gazeux ont lieu au niveau des branchies.

Chapitre 3 Capter le dioxygène de l’air

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

Activité 1 Chaque organe a / à sa place Rappel 1.

À partir de tes connaissances, complète la légende de l’appareil circulatoire proposé.

Coche les cases adéquates. Artères

Vaisseaux sanguins microscopiques. Transportent le sang richement oxygéné. Transportent le sang pauvre en dioxygène et riche en déchets du métabolisme. Transportent le sang du cœur vers les organes. Transportent le sang des organes vers le cœur. Relient les artères et les veines. Siège de l’échange entre le dioxygène et le dioxyde de carbone.

92 2

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre ter erres restre tre r

Veines

Capillaires

DOC +

Les vaisseaux de l’appareil circulatoire

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Artères

Capillaires

Veines

Les artères partent du cœur.

Les capillaires relient les artérioles aux veinules.

Les veines vont au cœur.

Diamètre : de 2 mm pour les artérioles à 25 mm pour la plus grosse.

Diamètre : 0,009 mm

Diamètre : de 0,025 mm pour les veinules à 35 mm pour la plus grosse.

Leurs parois sont épaisses, élastiques et musculeuses.

Leurs parois sont excessivement ﬁnes et perméables aﬁn de permettre les échanges.

Leurs parois sont minces et ﬂasques.

Elles présentent, dans les membres inférieurs, des valvules anti-reﬂux qui empêchent le sang de faire marche arrière.

Le sang y circule de façon saccadée, par jets successifs.

La vitesse d’écoulement du sang y est très lente, permettant ainsi les échanges entre l’appareil circulatoire et les organes.

Le sang y circule de façon continue, lente et calme.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

Activité 2 Du sang, pour quoi faire ? Énigme

Charlotte a été malade. Le médecin a prescrit une prise de sang pour conﬁrmer son diagnostic. Charlotte et Adrien se demandent en quoi la prise de sang a aidé le médecin pour établir son diagnostic. • Émets une hypothèse.

Investigation • Analyse les résultats de la prise de sang et surligne l’anomalie présente.

Libellé

Résultats

Normes

14,2 g/dL 4,62 millions/μL

14,0 – 18,0 4,40 – 6,0

73,6 % 20,2 % 3% 2,4 % 0,8 % 283 milliers/μL

45,0 – 70,0 % 20,0 – 50,0 % < 12 % 0,0 – 5,0 % 0,0 – 4,0 % 150 – 400

31 mg/dL 5,0 mg/dL

15 – 45 3,5 – 7,2

141 U/L 2,52 U/L

136 – 146 2,03 – 2,60

HÉMATOLOGIE

Hémoglobine Globules rouges Globules blancs Neutrophiles Lymphocytes Monocytes Éosinophiles Basophiles Plaquettes PROTIDES ET DÉRIVÉS

Urée Acide urique IONOGRAMME

Sodium Calcium

94 4

Les vivants transforment l’énergie l’éne éne nergi rgie rgi e en en milieu mili mili il eu u terrestre terres ter restre res tre

D’où proviennent le sodium et le calcium présents dans le sang ?

•

Lis le document ci-après et réponds aux questions.

DOC +

Rôle des composants du sang Le sang se compose : – du plasma, partie liquide du sang, mélange d’eau, de nutriments, d’urée, de sels minéraux et de protéines (par exemple : les anticorps [éléments du système immunitaire] et la ﬁbrine [permettant la coagulation]) ; – des principales catégories d’éléments ﬁgurés (partie solide du sang) que sont les globules et les plaquettes : o les globules rouges qui constituent 45 % du sang et sont les cellules les plus abondantes de l’organisme : leur fonction est de transporter le dioxygène ou le dioxyde de carbone ; o les globules blancs qui font partie du système immunitaire : ils assurent la défense de l’organisme contre les agents infectieux comme les « microbes » (microorganismes pathogènes) ; o les plaquettes qui sont des fragments de cellules spécialisées activées lors de la coagulation du sang et la réparation des vaisseaux sanguins.

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Plasma

Éléments ﬁgurés

Échantillon fraîchement prélevé

Échantillon après centrifugation

Cite les composants principaux du sang.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

Quel est le rôle du plasma ?

Quel est le rôle des globules blancs ?

Quel est le rôle des globules rouges ?

Quel est le rôle des plaquettes ?

D’où provient le dioxygène ﬁxé par les globules rouges ?

Où sera éliminé le dioxyde de carbone ﬁxé sur les globules rouges ?

Résolution de l’énigme Charlotte a été malade. Le médecin a prescrit une prise de sang pour conﬁrmer son diagnostic. Charlotte et Adrien se demandent en quoi la prise de sang a aidé le médecin pour établir son diagnostic.

Va à l’essentiel Le sang est formé : • du

(partie liquide servant au transport) ;

• des globules

(transport du dioxygène ou du dioxyde de carbone) ;

• des globules • des

(défense de l’organisme) ; (coagulation).

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 3 Une « pompe » pour faire circuler le sang Énigme

Olivier, le professeur de Sciences d’Adrien et Charlotte, participe régulièrement à des marathons. Pourquoi consulte-t-il son rythme cardiaque pendant tout son parcours ? • Émets une hypothèse.

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Investigation 1.

Quel organe met le sang en mouvement ?

Quel est son rôle ?

• • • 3.

Place ton index et ton majeur sur ton poignet jusqu’à ce que tu sentes ton pouls. Compte le nombre de battements cardiaques pendant 15 secondes. Calcule ta fréquence cardiaque (par minute).

Quel mot pourrait remplacer le mot « battements » ?

Le cœur fonctionne de façon rythmique : à l’âge adulte, au repos, le nombre moyen de pulsations par minute est de 72. • Réalise 10 ﬂexions et calcule ta fréquence cardiaque.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

Comment évolue ta fréquence cardiaque à l’effort ?

La fréquence cardiaque maximale dépend de l’âge et peut être estimée à 220 - l’âge. Il est toutefois conseillé de ne pas dépasser 70 à 80 % de cette valeur maximale. 5.

Comment se nomment les différents compartiments du cœur ?

Quels éléments séparent les oreillettes des ventricules ?

Quel est leur rôle ?

Résolution de l’énigme Olivier, le professeur de Sciences d’Adrien et Charlotte, participe régulièrement à des marathons. Pourquoi consulte-t-il son rythme cardiaque pendant tout son parcours ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Arrivée du marathon de Paris 2017

Va à l’essentiel Le cœur se compose de – les oreillettes dans la partie haute ; – les ventricules dans la partie basse. Des

cavités :

séparent les oreillettes des ventricules.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

Activité 4 Circulez ! Énigme

Charlotte et Adrien questionnent leur professeur de Sciences à propos de sa préparation alimentaire avant et durant un marathon. Le matin, à 6 h, Olivier mange 300 g de pâtes à la cassonade. Pendant toute la durée de la course, il ingère des gels riches en sucre et en vitamines, et boit régulièrement de l’eau enrichie en sels minéraux. Mais, tout cela dans quels buts ? • Émets une hypothèse.

Investigation Le sang contient peu de dioxygène mais est riche en dioxyde de carbone lorsqu’il revient au cœur après avoir traversé tout le corps. 1.

100

Dans quelle partie du cœur se déroule ce scénario ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Par quels vaisseaux le sang arrive-t-il ?

Dans quel compartiment du cœur le sang arrive-t-il ?

Quel trajet doit-il suivre pour lui permettre d’éliminer le dioxyde de carbone et se charger en dioxygène ?

•

Trace, sur le schéma du cœur, le chemin emprunté par le sang dans sa partie droite.

Vers quels organes se dirige le sang ?

Par quels vaisseaux arrive au cœur le sang riche en dioxygène ?

Dans quel compartiment du cœur arrive le sang riche en dioxygène ?

Comment appelle-t-on le circuit sanguin qui « oxygène » le sang ?

•

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

Trace, sur le schéma du cœur précédent, le chemin emprunté par le sang dans sa partie gauche. Modélise le circuit cœur-poumons à partir du matériel mis à ta disposition, et dessine-le.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

101

Comment appelle-t-on le trajet sanguin qui permet au sang de circuler vers tous les organes ?

• •

Complète ta modélisation avec le circuit cœur-organes. Dessine le circuit cœur-organes.

10. Comment qualiﬁe-t-on une circulation passant deux fois par le cœur ?

Le sang circule à sens unique dans les vaisseaux sanguins qui forment un système clos. On dit que la circulation est fermée. Le sang oxygéné est complètement séparé du sang pauvre en dioxygène. On parlera de circulation complète. •

102

Analyse le document en comparant la composition du sang sortant, au repos et en activité.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

11. Que constates-tu ?

•

Fais 10 ﬂexions à côté de ton banc et réponds à la question suivante.

12. Quel phénomène accompagne l’augmentation du rythme cardiaque pendant un effort ?

13. Pourquoi, lorsqu’on fait un effort intense, notre ventilation s’accélère-t-elle ?

14. D’où provient le sucre circulant dans le sang ?

15. À quoi sert le sucre pour nos organes ?

Le sucre et le dioxygène réagissent ensemble pour produire l’énergie nécessaire au fonctionnement des organes. Les déchets de cette réaction sont l’eau et le dioxyde de carbone.

DOC +

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Organes – tissus – cellules Notre organisme se compose de plusieurs appareils, chacun étant lui-même formé de nombreux organes. Chaque organe est un assemblage de tissus constitués de cellules. Les cellules sont les plus petites unités du vivant. Pour fonctionner correctement, nos cellules doivent : – recevoir des nutriments et du dioxygène ; – éliminer les déchets de leur métabolisme. L’ensemble des substances reçues et éliminées par les cellules transite par le sang.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

103

Résolution de l’énigme Charlotte et Adrien questionnent leur professeur de Sciences à propos de sa préparation alimentaire avant et durant un marathon. Le matin, à 6 h, Olivier mange 300 g de pâtes à la cassonade. Pendant toute la durée de la course, il ingère des gels riches en sucre et en vitamines, et boit régulièrement de l’eau enrichie en sels minéraux. Mais, tout cela dans quels buts ?

Va à l’essentiel

•

La circulation sanguine des êtres tres humains est

•

Elle se compose : o d’une circulation ayant pour fonction d’éliminer le dioxyde de carbone et d’enrichir le sang en dioxygène ; o d’une circulation qui va distribuer les nutriments et le dioxygène à toutes les cellules du corps, et récupérer les déchets produits par l’organisme.

• Un effort physique s’accompagne d’une augmentation des rythmes et , d’une augmentation de la consommation en dioxygène et en sucre, et d’une production accrue de dioxyde de carbone par les cellules musculaires.

Application Pourquoi le muscle cardiaque est-il plus épais sur son côté gauche ?

104

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 5 « BUVEZ, ÉLIMINEZ ! » Énigme

Adrien est allé à la visite médicale où on lui a demandé de fournir un échantillon d’urine. Quelles informations peut-on détecter à partir des analyses et tests urinaires ? • Émets une hypothèse.

Investigation

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Quels sont les déchets produits que le corps élimine ?

Les déchets produits par l’organisme et transportés par le sang sont éliminés par différentes voies. On parlera d’évacuation dans le cas des nutriments qui transitent par les voies digestives.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

105

DOC +

Les déchets du fonctionnement des organes peuvent être toxiques et entraîner la mort Un adulte rejette entre 1 L et 1,8 L d’urine par jour en fonction de sa consommation d’eau. L’urine est fabriquée par les reins à partir de la filtration du plasma sanguin. Les éléments utiles à l’organisme sont retenus dans le sang, alors que les substances inutiles ou toxiques sont éliminées. Les reins participent, ainsi, au maintien constant de la composition du milieu intérieur. Les maladies rénales sont le plus souvent sans symptôme. Une détection précoce est donc importante. La présence de sucre dans l’urine donnera un indice de diabète. La présence de protéines peut être une indication d’un mauvais fonctionnement des reins. Toute insuffisance rénale doit être surveillée. Dans certains cas graves, il est nécessaire de remplacer la fonction purificatrice des reins par des séances de dialyse. Plusieurs techniques existent, mais la plus courante se passe dans un établissement médical. Deux à trois fois par semaine et pendant plusieurs heures, le patient est relié à une machine. Le sang pompé hors de l’organisme passe au travers d’un filtre avant d’être renvoyé dans le corps. Sans cette dialyse, le patient risque la mort.

Quelles sont les voies d’excrétion possibles pour l’organisme?

•

Analyse le tableau en comparant la composition des sangs entrant et sortant du rein. Sang entrant dans le rein (sang artériel)

Sang sortant du rein (sang veineux)

920

900

1,5

Protéines

76,5

Urée

0,5

Acide urique

0,05

Ammoniaque

Sodium

Quantité en g/L Eau Glucides Lipides

Composition partielle du sang

106

Que constates-tu ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Que deviennent les éléments ayant disparu du sang ?

•

Analyse le tableau de la composition de l’urine. Quantité en g/L Eau

Urine 950

Glucides

Lipides

Protéines

Urée

Acide urique

0,6

Ammoniaque Sodium

0,5 8 à 10 Composition partielle de l’urine

Que constates-tu ?

Que peux-tu en conclure ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Appareil urinaire chez la femme

À partir du schéma ci-dessus, cite d’autres éléments de l’appareil urinaire.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

107

À partir du schéma de l’appareil urinaire, réponds aux questions. a) Quel est le rôle de la vessie ?

b) Quelle est l’utilité des uretères ?

c) À quoi sert l’urètre ?

Résolution de l’énigme Adrien est allé à la visite médicale où on lui a demandé de fournir un échantillon d’urine. Quelles informations peut-on détecter à partir des analyses et tests urinaires ?

Va à l’essentiel L’appareil urinaire se compose des la

, des

et de l’

Les reins épurent le

, de

. en éliminant une partie des déchets produits par les

cellules, comme l’urée. Les uretères transportent l’urine jusqu’à la

où elle sera stockée.

L’urètre permettra son élimination vers l’

Applications

108

Calcule le nombre de passages journaliers de tout le sang par les reins, sachant que le corps humain contient en moyenne 5 L de sang et que les reins ﬁltrent 1500 L de sang par jour.

Relie les voies d’excrétion au(x) déchet(s) qui correspond(ent). Reins

•

Sueur

Poumons

•

Dioxyde de carbone

Peau

•

Vapeur d’eau

•

Urine

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Activité 6 Cœur ou pas cœur ? Énigme

Lors de la dissection du ver de terre, Charlotte et Adrien n’y trouvent pas d’organe ressemblant au cœur comme celui étudié chez l’être humain. Un cœur est-il présent chez tous les êtres vivants qu’ils connaissent, et a-t-il toujours la même structure ? • Émets une hypothèse.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Investigation 1.

À quel groupe d’êtres vivants appartient le lapin ?

Caractérise la circulation des mammifères.

Les animaux qui ont une circulation fermée, double et complète sont principalement les mammifères et les oiseaux.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

109

DOC + poumons

Le lapin circulation pulmonaire

aorte

circulation générale organes

Schéma simpliﬁé de la circulation sanguine du lapin

DOC +

La grenouille Les lissamphibiens, groupe auquel appartient la grenouille, sont des animaux « à sang froid » au mode de vie généralement lent. Leurs organes et muscles n’ont pas besoin d’un apport élevé en dioxygène. Le cœur des grenouilles est divisé en trois cavités contractiles : deux oreillettes et un ventricule. L’oreillette droite reçoit le sang pauvre en dioxygène venant des organes ; après contraction, le sang passe dans l’unique ventricule. L’oreillette gauche reçoit le sang oxygéné venant des « poumons » et de la peau. Les deux oreillettes se contractent et envoient donc le sang dans le même ventricule, où les sangs riche en dioxygène et pauvre en dioxygène se mélangent. Le sang est ensuite envoyé par contraction du ventricule aux poumons et aux organes. Schéma simpliﬁé de la circulation sanguine de la grenouille

110

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

aorte

organes

À quel groupe d’êtres vivants appartient la grenouille ?

La circulation sanguine est-elle fermée ? Justiﬁe.

La circulation est-elle double ? Justiﬁe.

La circulation sanguine est-elle complète ? Justiﬁe.

Caractérise la circulation sanguine de la grenouille.

DOC +

Le lombric

œsophage appareil reproducteur

jabot

cœur latéral

vaisseau sanguin dorsal

ganglions cérébroïdes

gésier

cavité buccale

vaisseau sanguin ventral

pharynx

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

rein

chaine nerveuse ventrale

réceptacle séminal

Les lombrics font partie du groupe des annélides. L’appareil circulatoire du lombric est formé de 2 vaisseaux sanguins et de 5 cœurs latéraux contractiles autour de l’œsophage. Les cœurs se composent des valvules et d’une seule cavité. Les deux vaisseaux sont longitudinaux, l’un ventral et l’autre dorsal. Ils sont reliés entre eux par de nombreuses anses vasculaires présentes dans chaque segment. La circulation sanguine fonctionne en boucle : le sang est amené vers l’arrière du corps par le vaisseau ventral. Il transite dans les organes distribuant les nutriments et le dioxygène. Le sang pauvre en dioxygène passe par les anses et rejoint l’avant du corps par le vaisseau dorsal. En dehors de cette boucle vasculaire, le sang se répand dans les capillaires, où les échanges et la distribution sont facilités. La circulation est unidirectionnelle.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

111

À quel groupe d’êtres vivants appartient le lombric ?

cœur

vaisseau dorsal vaisseau ventral

Schéma simpliﬁé de la circulation sanguine du lombric

La circulation sanguine est-elle fermée ?

La circulation du lombric est-elle double ? Justiﬁe.

La circulation sanguine du lombric est qualiﬁée de simple car le sang ne passe qu’une seule fois par le « cœur » pour revenir en un point quelconque du circuit. 4.

Caractérise la circulation sanguine du lombric.

DOC +

La coccinelle Comme les autres insectes, la coccinelle possède un cœur tubulaire formé d’un vaisseau dorsal constitué d’une aorte et de bulbes thoraciques. Il y a des valves qui assurent le mouvement du liquide, appelé hémolymphe, de l’arrière du corps vers la tête et dans toute la cavité générale. Le liquide circule donc librement, baignant les muscles et les organes. Les mouvements de l’insecte participent également à la circulation du liquide à l’intérieur du corps. Le liquide retourne au cœur grâce à des oriﬁces, les ostioles. L’hémolymphe des insectes ne possède pas de pigment respiratoire ou hémoglobine. C’est pourquoi il ne transporte pas le dioxygène. Par contre, il distribue les nutriments, l’eau, les hormones et des éléments ﬁgurés qui participent à la coagulation et à la défense de l’organisme, ainsi que les déchets du métabolisme.

112

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Appareil circulatoire de la coccinelle

À quel groupe d’êtres vivants appartient la coccinelle ?

cœur ostiole

La circulation « sanguine » est-elle fermée ?

Comment la qualiﬁe-t-on ? hémolymphe

Caractérise la circulation chez les insectes.

Schéma simpliﬁé de la circulation « sanguine » de la coccinelle ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Résolution de l’énigme Lors de la dissection du ver de terre, Charlotte et Adrien n’y trouvent pas d’organe ressemblant au cœur comme celui étudié chez l’être humain. Un cœur est-il présent chez tous les êtres vivants qu’ils connaissent, et a-t-il toujours la même structure ?

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

113

Va à l’essentiel La circulation peut être : •

: caractérisée par le fait que le sang oxygéné est complètement séparé du sang pauvre en dioxygène ;

•

: caractérisée par le fait que le sang oxygéné venant des organes respiratoires est partiellement mélangé au sang moins oxygéné ;

•

: caractérisée par le fait que le sang est entièrement canalisé dans des vaisseaux et circule en boucle(s) ;

•

ou lacunaire : caractérisée par le fait que le « liquide circulant » n’est pas entièrement canalisé dans des vaisseaux ; : caractérisée par le fait que le sang ne passe qu’une fois par

•

le cœur pour revenir en un point quelconque du circuit ; •

: caractérisée par le fait que le sang passe deux fois par le cœur pour revenir en un point quelconque du circuit.

Applications 1.

114

Construis une clé dichotomique des modes circulatoires.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Caractérise le mode de circulation en fonction des appareils circulatoires représentés.

Les mammifères

Les lissamphibiens

Les annélides

Les insectes

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

115

Caractérise l’appareil circulatoire de la poule.

Schéma simpliﬁé de l’appareil circulatoire des oiseaux

116

Quelle différence observe-t-on entre les oiseaux et les mammifères ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

À RETENIR

Le sang est formé : o du plasma (partie liquide servant au transport) ; o des globules rouges (cellules servant au transport du dioxygène ou du dioxyde de carbone) ; o des globules blancs (cellules servant à la défense de l’organisme) ; o des plaquettes (fragments de cellules servant à la coagulation).

Le cœur humain se compose de 4 cavités : o les oreillettes dans la partie haute ; o les ventricules dans la partie basse. o des valves séparent les oreillettes des ventricules.

Lorsque la circulation sanguine est double, elle se compose : o o

Un effort physique s’accompagne d’une augmentation des rythmes cardiaque et respiratoire, d’une augmentation de la consommation en dioxygène et en sucre, et d’une production accrue de dioxyde de carbone par les cellules musculaires.

La circulation peut être : o o o o o o

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

d’une circulation pulmonaire ayant pour fonction d’éliminer le dioxyde de carbone et d’enrichir le sang en dioxygène ; d’une circulation générale qui va distribuer les nutriments et le dioxygène à toutes les cellules du corps, et récupérer les déchets produits par l’organisme.

complète : caractérisée par le fait que le sang oxygéné est complètement séparé du sang moins oxygéné ; incomplète : caractérisée par le fait que le sang oxygéné venant des organes respiratoires est partiellement mélangé au sang pauvre en dioxygène ; fermée : caractérisée par le fait que le sang est entièrement canalisé dans des vaisseaux et circule en boucle(s) ; ouverte ou lacunaire : caractérisée par le fait que le sang n’est pas entièrement canalisé dans des vaisseaux ; simple : caractérisée par le fait que le sang ne passe qu’une fois par le cœur pour revenir en un point quelconque du circuit ; double : caractérisée par le fait que le sang passe deux fois par le cœur pour revenir en un point quelconque du circuit ;

L’appareil urinaire ou excréteur se compose des reins, des uretères, de la vessie et de l’urètre. o o o

Les reins épurent le sang en éliminant une partie des déchets produits par les cellules, comme l’urée. Les uretères transportent l’urine jusqu’à la vessie où elle sera stockée. L’urètre permettra son élimination vers l’extérieur.

Chapitre 4 Transporter les nutriments et le dioxygène

117

Chapitre 5 Se reproduire

Activité 1 Espèce ? Énigme

Adrien et Charlotte observent un âne et un cheval qui broutent dans une pâture à proximité de la maison. Ces animaux se ressemblent, mais font-ils partie de la même espèce ? • Émets une hypothèse.

118

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Investigation DOC +

Le mulet Le mulet (pour un individu mâle) et la mule (pour un individu femelle) sont issus du croisement entre un âne et une jument, alors que le bardot est, lui, issu du croisement entre un étalon et une ânesse. Si le premier est utilisé depuis l’Antiquité pour sa force, qu’il doit au cheval, et sa robustesse, qu’il doit à l’âne, le bardot est plus rare et souvent considéré par les éleveurs comme un « accident » dans l’élevage, car il ne possède pas les caractéristiques remarquables du mulet. Ces animaux ont pour particularité d’être stériles.

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Adrien et Charlotte observent un âne et un cheval qui broutent dans une pâture à proximité de la maison. Ces animaux se ressemblent, mais font-ils partie de la même espèce ?

Va à l’essentiel Deux individus sont de la même une descendance viable et féconde.

s’ils sont capables de produire

Chapitre 5 Se reproduire

119

Activité 2 C’est le printemps ! Énigme

Tous les êtres vivants utilisent-ils le même mode de reproduction ? • Émets une hypothèse.

Investigation 1.

Que signiﬁe le verbe « se reproduire » ?

•

Observe la photographie et réponds aux questions.

S’il n’y a que des poules dans le poulailler, aura-t-on des poussins ? Justiﬁe.

Le poussin, en grandissant, sera-t-il exactement semblable à ses parents ?

On parle, dans ce cas, de reproduction sexuée.

120

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

•

Observe les photographies et réponds aux questions.

Formation d’une bouture de géranium

Combien y a-t-il de parent(s) ?

La plantule ressemble-t-elle au plant « mère » ?

Il s’agit d’une reproduction asexuée. Ici, on parlera de bouturage.

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Tous les êtres vivants utilisent-ils le même mode de reproduction ?

Va à l’essentiel • La

est l’ensemble des processus par lesquels une espèce se

perpétue, en produisant de nouveaux individus. • Dans le cas de la reproduction

, le nouvel être vivant obtenu est la

copie conforme de son unique parent. • La reproduction

conduit à un nouvel être, différent de ses deux

parents. Elle nécessite, généralement, la rencontre d’individus mâle et femelle.

Chapitre 5 Se reproduire

121

Application 1.

Complète la légende du schéma précédent.

Modes de reproduction du fraisier Stolon

122

Décris les étapes de la reproduction sexuée.

Décris les étapes de la reproduction asexuée.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

plantule

Activité 3 Tu veux ou tu veux pas ? Énigme

Dans le parc qu’ils visitent, Adrien et Charlotte admirent un couple de paons. Pourquoi une telle différence entre les plumages du mâle et de la femelle ? • Émets une hypothèse.

Investigation Une multitude d’ornements et de comportements permettent à un animal de séduire un partenaire sexuel et de se reproduire.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Comme pour le hamster, retrouve pour chaque image les arguments de séduction ou stimuli sexuels. a) Le hamster Signaux de séduction : émission d’odeurs par la femelle

Chapitre 5 Se reproduire

123

b) Le cerf Signaux de séduction :

c) La grenouille Signaux de séduction :

d) Les lucioles Signaux de séduction :

e) Le colibri Signaux de séduction :

124

Est-ce le mâle ou la femelle qui utilise ces signaux ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Cite les types de signaux utilisés pour séduire et donne un exemple pour chaque type.

Les signaux de séduction sont d’une extrême diversité dans le monde animal. Ils sont généralement portés par les mâles qui s’investissent dans l’attraction d’une ou de plusieurs femelles. 4.

Pourquoi les mâles tentent-ils de séduire les femelles ?

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Dans le parc qu’ils visitent, Adrien et Charlotte admirent un couple de paons. Pourquoi une telle différence entre les plumages du mâle et de la femelle ?

Va à l’essentiel • Les stimuli liés à la

peuvent être, chez les animaux, ,

Chapitre 5 Se reproduire

125

Activité 4 1 + 1 ≥ 3 Énigme

Charlotte et Adrien observent le comportement sexuel de deux ânes dans la pâture. Comment un petit sera-t-il conçu ? • Émets une hypothèse.

Investigation DOC +

Accouplement, pas un hasard ! Au sein des populations d’êtres vivants, de nouveaux individus font saisonnièrement leur apparition. Au sein d’une espèce, la reproduction sexuée fait intervenir deux individus adultes de sexes différents. La fécondation est la rencontre des cellules reproductrices (gamètes) mâles, ou spermatozoïdes, et femelles, ou ovules. La fécondation peut être externe ou interne. Dans ce dernier cas, le mâle devra posséder un organe copulateur lui permettant, lors de l’accouplement, de déposer ses spermatozoïdes à l’intérieur du corps de la femelle. Une fois en contact, le spermatozoïde peut pénétrer à l’intérieur d’un ovule : c’est la fécondation. Elle aboutit à la formation une celluleœuf ou zygote. Ce zygote va se diviser en un grand nombre de cellules et se transformer en un embryon qui se développera pour former, par la suite, un nouvel être. Fécondation

126

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

•

Réponds aux questions à partir du document.

Quel est le « but » de l’accouplement ?

Comment appelle-t-on les cellules reproductrices mâles ?

Les mâles produisent pendant l’essentiel de leur vie de nombreux petits gamètes mobiles appelés spermatozoïdes. 3.

Comment appelle-t-on les gamètes femelles ?

Les femelles produisent pendant une durée plus limitée de gros gamètes immobiles appelés ovules. 4.

Quelle est la condition pour que la femelle soit fécondée ?

Comment appelle-t-on la cellule-œuf ?

Quelle étape intermédiaire existe-t-il entre la cellule-œuf et le nouvel être ?

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Charlotte et Adrien observent le comportement sexuel de deux ânes dans la pâture. Comment un petit sera-t-il conçu ?

Va à l’essentiel •

Chez les animaux, les gamètes femelles sont appelées mâles

•

et les gamètes

. de l’ovule par un spermatozoïde donne naissance à un qui se développera et formera un

Chapitre 5 Se reproduire

127

Activité 5 Avec ou sans coquille ? Énigme

Adrien et Charlotte observent les poussins et les chatons récemment nés à la maison. Ces animaux se reproduisent-ils et se développent-ils exactement de la même façon ? • Émets une hypothèse.

Investigation Chez le chat… 1.

Quel est le nom des gamètes mâles et des gamètes femelles ?

Comment s’appelle l’union des gamètes mâle et femelle ?

Les organes sexuels mâles et femelles sont-ils identiques ?

On dira qu’il y a dimorphisme sexuel. 4.

Où a lieu la fécondation?

Lorsque la fécondation a lieu dans le corps de la femelle, on parle de fécondation interne.

128

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Où se développe le zygote chez les mammifères ?

Qui apporte les nutriments et le dioxygène, et reprends les déchets du métabolisme de l’embryon ?

Comment se nomme la mise au monde des petits ?

Les mammifères sont vivipares, terme emprunté au latin viviparus et formé de vivus- (« vivant ») et -parere (« mettre au monde »). … et chez la poule

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Cycle de reproduction chez la poule

Quel est le nom des gamètes mâles et des gamètes femelles ?

Les organes sexuels mâles et femelles sont-ils identiques ?

Comment les gamètes mâles arrivent-ils chez la femelle ?

Où a lieu la fécondation ?

Où se développe l’embryon chez les oiseaux ?

L’œuf contient des réserves nutritives nécessaires au développement de l’embryon. La coquille laisse entrer le dioxygène et sortir le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau. Lorsque son développement est terminé, le petit brise la coquille de l’œuf : c’est l’éclosion.

Chapitre 5 Se reproduire

129

Le poussin ressemblera-t-il à l’adulte ?

Les oiseaux sont ovipares, terme formé de ovo- (« œuf ») et -parere (« mettre au monde »).

Résolution de l’énigme Adrien et Charlotte observent les poussins et les chatons récemment nés à la maison. Ces animaux se reproduisent-ils et se développent-ils exactement de la même façon ?

Va à l’essentiel •

Les mammifères et les oiseaux ont une fécondation

•

Chez les mammifères, l’embryon se développe à l’intérieur de la femelle. Des échanges nutritifs et respiratoires ont lieu entre l’embryon et la femelle. Celle-ci le mettra au monde, c’est la

Les mammifères sont

•

Chez les oiseaux, la femelle pond des œufs dans le milieu extérieur. L’œuf contient l’embryon issu de la fécondation ainsi que les réserves nécessaires à son développement. À la naissance, lorsque le petit sort de l’œuf, c’est l’ Les oiseaux sont

130

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

DOC +

L’orvet, une drôle de petite bête L’orvet est ovovivipare. Suite à une fécondation interne, la femelle produit de 6 à 12 œufs qui resteront dans son corps jusqu’à ce que les petits soient totalement formés, c’est-à-dire trois mois. Les petits vont s’en extraire en brisant leur coquille. La mère « met bas » des petits déjà libres. L’orvet vit en Europe du Nord, ainsi qu’en Belgique. Il se cache souvent dans des endroits humides. Il possède de nombreuses autres particularités, comme par exemple d’être un lézard sans patte. Il est capable de se séparer de sa queue s’il se sent menacé. Celle-ci repoussera partiellement une seule fois. Sa mâchoire particulière lui permet d’avaler des proies plus grosses que lui.

DOC +

La reproduction de la grenouille Lorsque les femelles rejoignent le lieu d’accouplement, plusieurs mâles s’assemblent autour de chaque femelle.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

C’est la qualité des vocalises du mâle qui déterminera le choix fait par la femelle. Le mâle grimpe sur le dos de la femelle. Celle-ci pond alors des ovules dans l’eau et le mâle les féconde au fur et à mesure qu’ils sont expulsés, en les aspergeant d’un liquide blanc appelé laitance. La fécondation est ici externe. L’embryon se développera dans un œuf, hors du corps de la femelle, grâce à ses réserves nutritives.

Chapitre 5 Se reproduire

131

Applications 1.

132

Construis une clé dichotomique sur les différents modes de reproduction sexués et de développement des animaux.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Relie chaque animal à son mode de reproduction.

Renard •

• Cobra royal

Chouette •

•

Vivipare

•

• Colibri

Cerf •

•

Ovipare

•

• Écureuil

Sangsue •

• Putois

Complète le cycle de vie des souris en te basant sur la taille du petit.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 5 Se reproduire

133

Activité 6 Qu’en est-il des insectes ? Énigme

Tous les insectes se développent-ils de la même façon et en passant par les mêmes étapes ?

Investigation •

Observe le mode de croissance du papillon et du criquet puis réponds aux questions.

Cycle de vie du papillon

Ces animaux ont-ils une croissance continue ?

Le papillon a une croissance discontinue. 2.

134

Le petit ressemble-t-il à l’adulte ?

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Cycle de vie du criquet

Changent-ils complètement d’aspect entre les différentes étapes de leur développement ?

Le cycle de vie du papillon comporte une métamorphose. 4.

Se débarrassent-ils de leur squelette externe pour en secréter un autre entre deux étapes de leur croissance ?

Le criquet se débarrasse de son squelette externe (exuvie) pour en secréter un nouveau, plus grand : c’est la mue. Tous les animaux n’ont pas une croissance continue. Certains animaux recouverts d’une carapace (par exemple les phasmes, les araignées, les crustacés) ou bien d’une peau trop rigide (les serpents) doivent muer. La croissance est alors dite continue.

Résolution de l’énigme

Exuvie d’un criquet

Tous les insectes se développent-ils de la même façon et en passant par les mêmes étapes ?

Va à l’essentiel

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

La plupart des animaux connaissent une croissance

Le petit ressemble à l’adulte et se développe progressivement. •

D’autres animaux, comme certains insectes, connaissent une croissance . Leur croissance passe par différentes étapes.

•

Si l’animal change complètement d’aspect et de mode de vie entre deux étapes de développement, on parle de

•

Si l’animal se développe en se débarrassant de son squelette externe pour en sécréter un nouveau, plus grand, on parle de

Chapitre 5 Se reproduire

135

Activité 7 Vous avez dit « bizarre » ? Énigme

Y a-t-il des mâles et des femelles chez le lombric et chez les abeilles ?

Investigation

DOC +

Il faut de tout pour faire un monde ! La parthénogenèse est un mode de reproduction particulièrement singulier et complexe. On l’observe chez de nombreuses espèces, dont certains insectes comme les abeilles. La reine ne sortira de la ruche qu’une seule fois durant sa vie. Au cours de ce vol « nuptial », elle rencontrera de nombreux mâles qui lui fourniront chacun des spermatozoïdes. Les gamètes mâles seront stockés dans une poche spéciale de l’abdomen ou spermathèque. Une fois de retour à la ruche, la reine va, durant tout le reste de sa vie, pondre des œufs. Elle décidera, en fonction des besoins de la ruche, de féconder ou non les œufs à l’aide des spermatozoïdes stockés. Les œufs non fécondés donneront naissance à des mâles ou faux bourdons. Les œufs fécondés produiront des femelles, des ouvrières ou, exceptionnellement, si elles sont nourries à la gelée royale, des reines.

136

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

L’hermaphrodisme est un mode de reproduction dans lequel l’individu possède à la fois les organes mâles et femelles, simultanément ou alternativement et passant de l’un à l’autre. Ainsi, chez l’escargot, les individus sont d’abord mâles, puis femelles. Ils ne peuvent donc pas se féconder eux-mêmes. Lorsque deux escargots se rencontrent à la saison des amours, il y aura échanges des spermatozoïdes d’un individu à l’autre. Ces gamètes seront stockés jusqu’à la transformation en femelles. Une fois la production des ovules faite, ils seront fécondés avec les spermatozoïdes qui auront été conservés.

La parthénogenèse est le mode de reproduction des abeilles

L’hermaphrodisme est le mode de reproduction des escargots

Résolution de l’énigme

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Y a-t-il des mâles et des femelles chez le lombric et chez les abeilles ?

Chapitre 5 Se reproduire

137

Activité 8 Et chez les plantes ? Énigme

Adrien et Charlotte ont lu un article sur la disparition des abeilles et les risques de ne plus avoir de fruits dans les vergers. Quel est le lien entre les deux ? • Émets une hypothèse.

Investigation • Réponds aux questions à partir du schéma suivant.

138

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Quels sont les organes sexuels de la plante ?

Quel est le nom de l’organe sexuel femelle ?

Quel est le nom du gamète femelle contenu dans l’organe sexuel femelle ?

La réalité est plus complexe. L’ovule d’une plante à ﬂeur se compose d’un ensemble de différentes cellules. Parmi celles-ci, c’est l’oosphère qui fusionne avec un spermatozoïde pour former un zygote. 4.

Quel est le nom de l’organe sexuel mâle ?

Quel est le nom des gamètes mâles contenus dans l’organe sexuel mâle ?

Quel est le rôle des pollinisateurs ?

Cite d’autres facteurs permettant la pollinisation.

Où le pollen est-il déposé ?

Que se forme-t-il après la fécondation ?

L’organe qui contient la (ou les) graine(s) porte le nom de fruit. La graine contient l’embryon qui va se développer lors de la germination grâce aux réserves nutritives qu’elle contient.

10. Complète le schéma suivant.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Étamine

Pistil +

Fruit

Résolution de l’énigme Adrien et Charlotte ont lu un article sur la disparition des abeilles et les risques de ne plus avoir de fruits dans les vergers. Quel est le lien entre les deux ?

Chapitre 5 Se reproduire

139

Va à l’essentiel Dans les

se trouvent généralement deux types de pièces, appelées

étamines et pistils, qui produisent les cellules

respectivement

mâles et femelles. Les étamines produisent les grains de pollen qui sont transportés d’une ﬂeur à une autre : c’est la

La fécondation se produit quand des grains de pollen ont été déposés sur le pistil. Une fois déposé, le grain de pollen germe et produit un tube pollinique qui s’enfonce dans le pistil. Ce tube véhicule les gamètes mâles jusqu’aux gamètes femelles, au fond du pistil. Il y a alors fécondation et formation d’une

qui contiendra l’embryon et des

réserves. L’organe qui contient la (les) graine(s) s’appelle le

DOC +

Il faut de tout pour faire un monde chez les végétaux aussi ! Chez les plantes, tous les « modèles » existent face à la sexualité. Certaines plantes ont des ﬂeurs qui portent en même temps les organes mâles et femelles.

Lys

140

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

D’autres portent des ﬂeurs mâles ou femelles sur le même pied.

Chatons mâles et ﬂeurs femelles d’un même châtaignier

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chez d’autres encore, il existe des plants uniquement mâles ou uniquement femelles.

Orties mâles (tiges dressées) et femelles (tiges tombantes)

Chapitre 5 Se reproduire

141

À RETENIR

Deux organismes sont de la même espèce s’ils produisent une descendance viable et fertile.

La reproduction est l’ensemble des processus par lesquels une espèce se perpétue, en produisant de nouveaux individus.

Dans le cas de la reproduction asexuée, le nouvel être vivant obtenu est la copie conforme de son unique parent.

La reproduction sexuée conduit à un nouvel être, différent de ses deux parents. Elle nécessite, généralement, la rencontre d’individus mâle et femelle.

Les stimuli liés à la reproduction peuvent être, chez les animaux, visuels, auditifs et olfactifs.

Les gamètes femelles sont appelées ovules et les gamètes mâles spermatozoïdes.

La fécondation de l’ovule par un spermatozoïde donne naissance à un zygote qui se développera et formera un embryon.

Les mammifères et les oiseaux ont une fécondation interne. o

La plupart des animaux connaissent une croissance continue. Le petit ressemble à l’adulte et se développe progressivement.

D’autres animaux, comme certains insectes, connaissent une croissance discontinue. Leur croissance passe par différentes étapes. Si l’animal change complètement d’aspect et de mode de vie entre deux étapes de développement, on parle de métamorphose.

Si l’animal se développe en se débarrassant de son squelette externe pour en sécréter un nouveau, plus grand, on parle de mue.

Dans les ﬂeurs se trouvent généralement deux types de pièces, appelées étamines et pistils, qui produisent les cellules reproductrices respectivement mâles et femelles.

Les étamines produisent les grains de pollen qui sont transportés d’une ﬂeur à une autre : c’est la pollinisation.

La fécondation se produit quand des grains de pollen ont été déposés sur le pistil. Une fois déposé, le grain de pollen germe et produit un tube pollinique qui s’enfonce dans le pistil.

142

Ce tube pollinique véhicule des spermatozoïdes jusqu’à l’ovule, au fond du pistil. Il y a alors fécondation et formation d’une graine qui contiendra l’embryon et des réserves.

L’organe qui contient la (les) graine(s) s’appelle le fruit.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

SYNTHÈSE

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Quel est l'intérêt pour les petits d'être nourris par leur mère ?

Synthèse

143

Applications globales 1.

144

Ordonne par taille décroissante les éléments représentés suivants : molécule, tissu, organe, appareil et cellule.

Colorie, sur la coupe proposée ci-dessous, en bleu l’intestin grêle, en jaune le foie, en vert le pancréas et en rouge l’estomac.

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Indique, sur le même schéma, par une série de ﬂèches, le chemin suivi par les aliments durant la digestion.

Lis le texte, compare les résultats à ceux de Réaumur (page 44) et complète le tableau ci-dessous. « Lazzaro Spallanzani (1729-1799), biologiste italien, décrit une expérience faite sur la digestion mais, cette fois, au laboratoire, après avoir récupéré un peu de son liquide (suc) gastrique. “Je ﬁs entrer dans un tube en verre […], je mis avec ce suc quelques brins de chair […]. Je le plaçai dans un fourneau où on éprouvait à peu près la chaleur de mon estomac ; j’y mis aussi un tube semblable avec une quantité d’eau qui était la même que le suc gastrique pour me servir de terme de comparaison […]. Voici les éléments que j’observai. La chair qui était dans le suc gastrique commença à se défaire avant 12 heures et elle continua insensiblement jusqu’à ce qu’au bout de 35 heures, elle ait perdu toute consistance […]. Il n’en fut pas de même dans le tube où j’avais mis de l’eau […] : la plus grande partie des ﬁbres charnues plongées dans l’eau étaient encore entières au bout du troisième jour.” »

Expérience de …

Réaumur (1752)

Spallanzani (1783)

Contexte historique

Situation initiale

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Résultats de l’expérience

Intérêts

Critiques

Applications globales

145

Observe les photographies et indique les stimuli que peuvent mettre en place les plantes pour attirer les pollinisateurs.

Tulipe

Observe les cycles de vie des organismes suivants et complète le tableau.

Êtres vivants

Lombric

Coccinelle

Lapin

Tomate

Milieu de la reproduction Accouplement Croissance continue Métamorphose Ovipare Vivipare

Cycle de vie d’une tomate

146

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Cycle de vie du lapin

Cycle de vie de la coccinelle

testicule ovaire clitelium

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

vésicule séminale

œufs

Cycle de vie du lombric

Applications globales

147

Complète la clé dichotomique des modes de reproduction sexués et de développement avec les informations récoltées à propos des insectes.

MODES DE REPRODUCTION

oui

non

La fécondation a-t-elle lieu dans le corps de la femelle ?

Fécondation interne ne

Fécondation externe

Le zygote se développe-t-il dans le corps de la femelle ?

non

Ovipare

oui

Le zygote est-il relié à la femelle ?

non

Ovovivipare

oui Vivipare

148

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

OBJECTIF

CE1D

Adrien a observé une série d’êtres vivants présents dans le jardin de la maison. Il a ensuite réalisé un classement en groupes emboîtés présentant les caractères partagés par ces êtres vivants. Bouche, yeux Squelette interne, 4 membres

Pied porteur Escargot

Tortue

Poils, mamelles

Plumes

Squelette externe, 6 pattes

Renard

Chouette

Abeille

Hérisson

Poule

Coccinelle

COMPLÈTE OMPLÈTE le tableau des caractères partagés en te basant sur l’emboîtement précédent.

Mamelles

Plumes

Poils

6 pattes

4 membres

Pied porteur

Squelette externe

Êtres vivants

Bouche

Yeux

Caractères

Squelette interne

CITE, sur base du tableau des caractères partagés, six caractères partagés par le renard et le hérisson.

Abeille Chouette Coccinelle Escargot

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Hérisson Poule Renard Tortue

CITE le(s) caractère(s) partagé(s) par le renard et la coccinelle.

OBJECTIF

CE1D

COCHE la réponse adéquate. Une alimentation équilibrée, au niveau énergétique, correspond à… … plus d’apports que de besoins. … autant d’apports que de besoins. … moins d’apports que de besoins. Applications globales

149

OBJECTIF

CE1D

OBJECTIF

CE1D

10. Pour chaque affirmation, INDIQUE si elle est vraie ou fausse. •

Au repos, les organes consomment du dioxygène.

•

Au repos, les organes ne produisent pas de dioxyde de carbone.

•

Les contractions des ventricules provoquent l’expulsion du sang dans les veines.

•

Quand l’intensité de l’effort augmente, les muscles consomment moins de dioxygène.

11. OBSERVE le tableau et COCHE les affirmations correctes. 1 orange (de 200 g)

1 madeleine (de 100 g)

398

1870

Valeurs énergétiques (en kJ)

Les valeurs énergétiques de l’orange et de la madeleine sont identiques. La valeur énergétique de l’orange est supérieure à celle de la madeleine. La madeleine a une valeur énergétique plus élevée que celle de l’orange. La valeur énergétique de l’orange est inférieure à celle de la madeleine. La madeleine a une valeur énergétique moins élevée que celle de l’orange. La valeur énergétique de la madeleine est plus élevée que celle de l’orange.

150

Les vivants transforment l’énergie en milieu terrestre

Y H

La matiĂ¨re dans tous ses ĂŠtats

Q I S

E U

La matière dans tous ses états

Savoirs • Caractéristiques des différents états de la matière • Unités de masse et de volume • Instruments de mesure de masse et de volume • Masse volumique • Modèle moléculaire des états de la matière • Molécule, corps pur et mélange • Mélanges homogène et hétérogène • Méthodes de séparation des mélanges

Savoir-faire Face à la variété des formes de la matière inanimée présentes dans l’environnement, imaginer des critères es permettant de faire un inventaire de ces formes, de les classer et de les organiser, en vue d’en communiquer une image sensée et cohérente.

• Établir les propriétés des solides, des liquides et des gaz. • Utiliser le modèle moléculaire pour distinguer les différents états de la matière. • Imaginer et construire un modèle scientiﬁque pour distinguer les corps purs des mélanges. • Distinguer les mélanges homogènes des mélanges hétérogènes. • Imaginer et appliquer des techniques de séparation des constituants d’un mélange. • Concevoir ou adopter une procédure expérimentale et recueillir des observations quantitatives et qualitatives. • Rédiger un rapport expérimental. • Élaborer un résumé illustré par des schémas. • Repérer et noter une information issue d’un document scientiﬁque. • Recueillir des informations par des observations quantitatives et qualitatives. • Prendre des mesures en utilisant un instrument de mesure adéquat et en exprimant leur résultat dans le Système International (SI). • Établir des relations entre deux grandeurs et exprimer ces relations dans le Système International (SI). • Construire et compléter une clé dichotomique / un organigramme.

152

Énigme à résoudre en ﬁn de chapitre dans la synthèse

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Pourquoi les objets dans la tour colorée ne sont-ils pas tous à la même profondeur ?

153 153

Table des matières

Introduction − Les états de la matière ................................................................................................... 155 1.

Propriétés des états de la matière ................................................................................................ 158 Activité 1 − L’air, ce n’est pas rien ! ........................................................................................... 158 Activité 2 − Les états de la matière et leurs formes .............................................................. 159 Activité 3 − Les états de la matière et leurs volumes ........................................................... 164 Activité 4 − Solides, pas tous solides ? .................................................................................... 167 Activité 5 − Mesure des volumes et des masses ................................................................... 169 Activité 6 − Qu’est-ce qui est plus lourd ? ..............................................................................174

Partons en voyage au centre de la matière… ........................................................................... 182 Activité 1 − Compressible ou pas, pourquoi ? ....................................................................... 182 Activité 2 − Et pourtant, elles bougent ! … ............................................................................... 189

Mélanges homogènes et hétérogènes ........................................................................................ 196 Activité 1 − Visible ou invisible ? ............................................................................................... 196 Activité 2 − Les mélanges sont-ils inséparables ? ................................................................. 201

Synthèse ........................................................................................................................................................ 214 Applications globales ............................................................................................................................... 215

154

La matière dans tous ses états

Introduction Les états de la matière

La Belgique est un pays où il pleut souvent et où il peut faire chaud ou froid… Te rappelles-tu comment se forment les nuages ? Pourquoi le niveau d’eau de l’étang diminue-t-il quand il fait chaud et pourquoi sa surface gèle-t-elle lorsqu’il fait très froid ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

c Étang plein d Étang gelé e Étang évaporé

Introduction

155

Cite les trois états de la matière.

Relie par des traits les points qui correspondent au cycle de l’eau.

Formation des nuages

∞ Fleuves ∞ Nuages SOLIDE ∞

∞ Glaciers

GAZEUX ∞

∞ Neige

LIQUIDE ∞

∞ Au-dessus de l’eau chauffée par le soleil ∞ Mers

Complète les noms des changements d’états pour l’eau. Eau liquide

Eau solide

156

La matière dans tous ses états

Vapeur d’eau

DOC +

Les nuages

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

L’air peut contenir un maximum de vapeur d’eau invisible, ce maximum dépend de la température. Plus la température de l’air est élevée, plus l’air peut contenir de vapeur d’eau. Lorsque la quantité maximale de vapeur d’eau est atteinte, on dit que l’air est saturé en vapeur d’eau. Lorsque cette quantité maximale de vapeur d’eau est dépassée, on dit que l’air est sursaturé.

Les nuages se forment lorsque l’air qui contient de la vapeur d’eau est soulevé en altitude et se refroidit. Plus la température diminue, plus l’air se sursature en vapeur d’eau ; le surplus de vapeur se condense autour de poussières. Le processus de condensation dans l’air rend les nuages visibles. L’eau s’y trouve dans les trois états.

Introduction

157

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière Activité 1 L’air, ce n’est pas rien ! Énigme

Que va-t-il se passer si Charlotte enfonce la bouteille fermée et sans fond dans un cristallisoir rempli d’eau ? • Émets une hypothèse.

Investigation • Schématise trois hypothèses proposées en classe. Que va-t-il se passer si l’on enfonce la bouteille dans un cristallisoir rempli p p d’eau ?

158

La matière dans tous ses états

• • •

Sélectionne, parmi les hypothèses proposées en classe, celles qui sont les plus vraisemblables. Observe les résultats de l’expérience faite par ton professeur. Réalise le schéma du résultat de l’expérience.

Résolution de l’énigme Que va-t-il se passer si Charlotte enfonce la bouteille fermée et sans fond dans un cristallisoir rempli d’eau ?

Activité 2 Les états de la matière et leurs formes

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Énigme

« Bubulle », le poisson rouge de Charlotte et Adrien, va passer les vacances chez leur Mamy. Comment vont-ils faire pour le transporter sans risque ? • Émets une hypothèse.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

159

Investigation Expérience 1 Mode opératoire • • • • • •

Place, devant toi, trois « verres » transparents de formes différentes. Remplis un de ces verres avec de l’eau du robinet. Schématise ce verre et son contenu. Transvase l’eau dans le deuxième verre et schématise-le. Répète l’opération avec le troisième verre. Note tes observations.

Verre 1

Verre 2

Verre 3

La surface d’un liquide qui est en contact avec l’air est appelée surface libre du liquide.

•

160

Incline le verre rempli d’eau et observe la surface du liquide.

La matière dans tous ses états

Expérience 2 Mode opératoire • • • • •

Vide l’eau encore contenue dans l’un de tes verres. Place à nouveau les trois verres devant toi. Dépose successivement un cube dans chaque verre. Schématise les trois situations. Note tes observations.

Verre 1

Verre 2

Verre 3

Expérience 3

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Mode opératoire • • • • • • •

Prends une seringue et un verre vide. Remplis le verre avec de l’eau. Prends la seringue et tire son piston. Plonge l’extrémité de la seringue dans l’eau. Enfonce le piston de la seringue. Schématise le résultat de ton expérience. Note tes observations.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

161

Expérience 4 Mode opératoire • • • • • • •

Place devant toi les trois verres précédents vides et une seringue. Remplis d’air la seringue en tirant le piston. Injecte l’air contenu dans la seringue dans le premier verre. Observe. Fais de même dans les deux autres verres. Observe. Note tes observations.

• •

Répète les expériences 1 et 2 avec un autre liquide et un autre solide. Généralise et complète la rubrique Va à l’essentiel ci-dessous.

Résolution de l’énigme « Bubulle », le poisson rouge de Charlotte et Adrien, va passer les vacances chez leur Mamy. Comment vont-ils faire pour le transporter sans risque ?

Va à l’essentiel Un solide a une forme Un liquide n’a pas de forme

. , il prend la

du récipient qui le contient. La surface d’un liquide qui est en contact avec l’air est appelée du liquide. Les liquides au repos ont une surface libre Le gaz n’a pas de forme du récipient qui le contient.

162

La matière dans tous ses états

et , il prend la

Applications 1.

Représente le niveau de l’eau dans les quatre récipients proposés, à hauteur des ﬂèches.

Entoure la bonne réponse. Réponse A

Réponse B

Réponse C

Combien y a-t-il d’états de la matière ?

Les liquides au repos ont une surface libre…

plane et verticale

plane et horizontale

plane et vers le bas

Lequel de ces états a-t-il une forme propre ?

solide

liquide

gaz

Émets une hypothèse pour expliquer que la surface plane ne soit pas, ici, horizontale.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

163

Activité 3 Les états de la matière et leurs volumes Énigme

Pourquoi les ballons « sauteurs » contiennent-ils de l’air ? • Émets une hypothèse.

Investigation Expérience 1 Mode opératoire • • •

164

Prélève, à l’aide d’une seringue, 10 mL d’eau. Bouche l’oriﬁce à l’aide de ton doigt. Pousse, de l’autre main, sur le piston de la seringue et essaie de comprimer l’eau (compression).

La matière dans tous ses états

•

Note ton observation.

• •

Lâche le piston. Note ton observation.

• •

Tire le piston vers toi (détente). Note tes observations.

Expérience 2 Mode opératoire

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

• • • •

Prélève, à l’aide d’une seringue, 10 mL d’air. Bouche l’oriﬁce à l’aide de ton doigt. Pousse, de l’autre main, sur le piston de la seringue et essaie de comprimer l’air. Note ton observation.

• •

Lâche ensuite le piston. Note ton observation.

• •

Tire le piston vers toi. Note tes observations.

Expérience 3 Mode opératoire • •

Appuie avec ton doigt sur la surface de ton banc. Note ton observation.

•

Répète les expériences 1 et 3 avec d’autres liquides et d’autres solides.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

165

Résolution de l’énigme Pourquoi les ballons « sauteurs » contiennent-ils de l’air ?

Va à l’essentiel Un solide a un volume propre, il est

Un liquide a un volume propre, il est pratiquement

Un gaz occupe tout l’espace disponible, il est

Applications 1.

Mets une croix dans la case qui correspond à la bonne réponse. Quels sont les états de la matière ? Solide, liquide Liquide, gazeux, solide, air Solide, liquide, gazeux

166

Entoure la (les) bonne(s) réponse(s).

Réponse A

Réponse B

Réponse C

Le(s)quel(s) de ces états est (sont) compressible(s) ?

solide

liquide

gazeux

Le(s)quel(s) de ces états a (ont) une forme propre ?

solide

liquide

gazeux

La matière dans tous ses états

Activité 4 Solides, pas tous solides ? Énigme

Charlotte et Adrien font de la pâtisserie avec leur maman et se demandent quelle différence il y a entre les trois types de sucre sur la table.

Investigation Expérience 1.

Le sable est-il un solide, un liquide ou un gaz ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

•

Prends un sablier, retourne-le.

Que constates-tu ?

De quoi est formé le sable ?

Ce matériau « en grains » est un solide en petits morceaux. Les physiciens parlent de solides divisés. Un solide divisé est constitué de solides de petite taille (grains). Chaque grain se compose de nombreuses molécules. Il existe deux sortes de solides, les solides compacts et les solides divisés.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

167

• 4.

Compare la taille des grains qui composent la farine et le sable. Que peux-tu dire des grains qui composent la farine par rapport à ceux du sable ?

Parmi les solides divisés, on distingue les solides poudreux et les solides granulaires, en fonction de la taille des grains. 5.

La surface d’un solide divisé est-elle plane et horizontale ?

Quelles sont les deux grandes différences entre les solides compacts et les solides divisés ?

Résolution de l’énigme Charlotte et Adrien font de la pâtisserie avec leur maman et se demandent quelle différence il y a entre les trois types de sucre sur la table.

Va à l’essentiel Complète l’organigramme des solides.

SOLIDE

oui

Le solide est-il compact ?

non

So Solide Solide

oui

Solide

168

La matière dans tous ses états

Les grains qui composent le solide sont-ils gros ?

non

Solide Sol

Activité 5 Mesure des volumes et des masses Rappel

Sais-tu lire correctement un volume avec un instrument de mesure ?

Investigation Expérience 1

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Mode opératoire • • • • • •

Mesure 100 mL d’eau dans une éprouvette graduée. Veau = ………… mL Mesure la masse d’un gobelet vide à l’aide de la balance et note : m1 = ………… g Verse le contenu de ton éprouvette dans le gobelet. Mesure la masse du gobelet et de son contenu, et note : m2 = ………… g Calcule la masse de l’eau : meau = m2 – m1 = ………… g Complète le tableau de la page 171 avec le volume et la masse mesurés.

Expérience 2 •

Observe l’expérience proposée par ton professeur et établis le mode opératoire de celle-ci.

Matériel - Éprouvette graduée de 500 mL - Statif avec pince et noix de serrage - Cristallisoir - Balance

- Ballon - Pipette pour ballon - Tube à dégagement

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

169

Montage expérimental

c Eau d Air

Mode opératoire

170

•

Note les mesures.

•

Calcule la masse de ce volume d’air.

•

Complète le tableau de la page 171 avec le volume et la masse mesurés.

La matière dans tous ses états

Expérience 3 Mode opératoire • • • • •

Prends les mesures du cube et calcule son volume. Verse 50 mL d’eau dans une éprouvette graduée de 100 mL. Plonge le cube dans l’éprouvette graduée. Lis le nouveau volume et déduis le volume du cube. Note tes résultats. Vcube = ……… cm3 = ……… mL

•

Mesure la masse du cube à l’aide d’une balance. mcube = ……… g

•

Complète le tableau ci-dessous avec les volumes et les masses mesurés.

Matière

Volume (mL)

Masse (g)

Eau

Air

Solide

Va à l’essentiel ENIGMA 1 © Éditions V Van In, 2019

m est une grandeur physique que l’on mesure à l’aide d’une balance. Son unité

dans le Système International (SI) est le kilogramme (

). Le

V est une grandeur

physique que l’on calcule par immersion ou en utilisant les formules de volumes. Son unité est le mètre cube (

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

171

DOC +

Histoire des unités du Système International En 1100, les tissus se mesurent en « aunes ». L’aune vaut 0,677 m à Bourges, 1,188 m à Paris… Impossible de s’y retrouver ! Les mesures de longueur se basent aussi sur des dimensions caractéristiques du corps humain comme le « pouce ». En 1790, Charles-Maurice de Talleyrand (évêque d’Autun), sous l’impulsion de Nicolas de Condorcet (membre de l’Académie des sciences – France), propose de créer un système de mesures uniforme et simple dont l’unité serait basée sur la longueur du pendule battant la seconde. L’Assemblée nationale française accepte la proposition, mais des variations sont observables en fonction de l’endroit ! Il faut donc trouver une autre solution. En 1791, Antoine de Lavoisier, chargé de la perception des impôts et membre de l’Académie des sciences (France) veut mettre un peu d’ordre dans les échanges commerciaux en uniﬁant les innombrables unités de mesure existantes. L’unité de longueur qui sera ﬁnalement choisie (le mètre) correspond à la dix-millionième partie d’un quart de méridien terrestre (la distance du pôle Nord à l’équateur). En 1795, un « mètre-étalon » en laiton est présenté au Comité de l’Académie. Seize « mètreétalon » seront gravés dans du marbre et installés dans Paris.

L’un des deux derniers « mètre-étalon » parisiens (Hôtel Bourvallais) © Chabe01

Une unité de masse ﬁxe et universelle devait également être établie. Lavoisier et les autorités choisissent le dm3 d’eau pure à 4 °C pour déﬁnir le kilogramme. L’eau n’étant pas facile à manipuler, cet « étalon » est abandonné. En 1889, la première Conférence des poids et mesures adopte un étalon du kilogramme en platine iridié composé à 90 % de platine et à 10 % d’iridium. Ces métaux sont choisis car ils sont inaltérables. Ces étalons de la masse et de la longueur sont conservés au Pavillon des poids et mesures, près de Paris. En 1960, le Système International d’unités est adopté. Les unités de base sont : le mètre, le kilogramme, la seconde et l’ampère (électricité). C’est la Conférence générale des poids et mesures, rassemblant des délégués des États membres de la Convention du Mètre, qui décide de son évolution, tous les quatre ans, à Paris.

172

La matière dans tous ses états

Co Connais-tu C les grandeurs de base et les unités du Système International ? Es-tu capable de transformer des unités ? E

Applications 1.

Convertis les masses suivantes. Utilise les abaques, si nécessaire. a) 45 kg

b) 230 g

c) 2,7 kg

d) 572 g

e) 12 500 mg =

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Convertis les volumes suivants dans l’unité demandée. a) 1,2 m3

dm3

b) 9,4 dm3

c) 372 dm3

mm3

d) 5,12 dm3

cm3

e) 34 000 mm3 =

cm3

Note le volume contenu dans chacun des récipients.

Complète le tableau en transformant les résultats obtenus page 171 dans les unités SI.

Matière

Volume (m3)

Masse (kg)

Eau

Air

Solide

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

173

Activité 6 Qu’est-ce qui est plus lourd ? Énigme

Qu’est-ce qui est le plus lourd : 1 kg de bois ou 1 kg de feuilles ? • Émets une hypothèse.

Investigation Expérience 1

174

•

Compare le volume des deux blocs cubiques de 7 cm de côté.

•

Compare la masse des deux blocs.

La matière dans tous ses états

Expérience 2 Le bloc de frigolite est replacé sur la balance. On ajoute des morceaux de frigolite jusqu’à atteindre la masse du bloc de bois. •

Compare les volumes de départ et de fin pour la frigolite.

La masse volumique est une caractéristique propre à chaque matière. Elle est symbolisée par la lettre grecque l (rhô). Elle correspond au rapport de la masse de cette substance à son volume. •

Détermine la masse volumique du bois en respectant les unités du SI. Calcule le volume du bloc de bois. Vbois = Note la masse du bloc de bois.

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

mbois = Calcule la masse volumique du bloc de bois. lbois = m = V •

Détermine de la même manière la masse volumique de la frigolite.

lfrigolite =

m = V

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

175

Expérience 3 • •

À l’aide du matériel mis à ta disposition et déjà utilisé précédemment, réalise les expériences adéquates permettant de compléter le tableau ci-dessous. Calcule la masse volumique pour les différentes matières expérimentées. Volume (m3)

Masse (kg)

Rapport masse/volume

Eau

1000

1000 kg/m3

Air

1,225 (15 °C)

1,225 kg/m3

Matière

Fer Sable Bois Huile Plasticine Farine Sucre Alcool (…)

Expérience 4 Mode opératoire • •

176

Remplis aux trois quarts un récipient avec de l’eau du robinet. Place un œuf cuit dur à la surface de l’eau et lâche-le.

Que constates-tu ?

La matière dans tous ses états

• •

Retire l’œuf. Ajoute du sel dans l’eau.

• •

Mélange pour bien dissoudre. Continue à ajouter du sel jusqu’à ce que le sel ne puisse plus se dissoudre dans l’eau : le mélange est arrivé à saturation. Remets l’œuf dans l’eau.

•

Que constates-tu maintenant ?

Pourquoi l’œuf coule-t-il dans un premier temps et ﬂotte-t-il ensuite ?

Comment expliques-tu que l’œuf soit, ici, entre deux eaux ?

ENIGMA 1 © Éditions Van In, 2019

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

177

Résolution de l’énigme Qu’est-ce qui est le plus lourd : 1 kg de bois ou 1 kg de feuilles ?

Va à l’essentiel La masse

(l – lettre grecque prononcée « rhô ») d’une substance est le rapport de la masse de cette substance à son volume (l = m ). Son est le V kg kilogramme par mètre cube ( 3 ). La masse volumique est propre à chaque . m Un corps ﬂotte si lcorps est plus que le lliquide.

Un corps coule si lcorps est plus

que le lliquide.

Applications 1.

Explique comment tu pourrais déterminer expérimentalement la masse volumique de ton corps.

Quel est l’ordre de grandeur de la masse volumique d’un morceau de bois qui ﬂotte sur l’eau ? Souligne la bonne réponse.

25 g/cm3 – 8000 g/dm3 – 2,6 g/cm3 – 800 kg/m3– 1,2 t/m3

178

La matière dans tous ses états

Sans utiliser de formule, détermine la masse volumique de la pierre. Souligne la bonne réponse.

0,38 g/cm3 – 2,5 g/dm3 – 0,000123 kg/m3 – 5150 kg/m3 – 999 kg/m3 4.

Vrai ou faux ? a) La masse volumique de l’eau dépend du volume d’eau.

b) Un corps de plus grand volume est toujours plus lourd qu’un corps de petit volume.

c) Le bois de sapin ﬂotte sur l’eau parce que sa masse volumique est plus petite que celle de l’eau.

Parmi ces deux blocs, l’un est en or et l’autre en platine. Si tu sais que la masse volumique de l’or est de 19 300 kg/m3 et celle du platine de 21,5 kg/dm3, quel est le bloc en or ?

Deux corps sont sur la balance : l’un est formé de plomb et l’autre de fer. Si tu sais que la masse volumique du fer est de 7,86 g/cm3 et celle du plomb de 11 350 kg/m3, détermine quel est le corps en fer.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

179

180

Tu veux remplir trois récipients avec de l’eau, de l’alcool et de la glycérine. Si tu sais que la masse volumique de l’alcool est de 798 kg/m3 et celle de la glycérine de 1260 kg/m3, et que la masse de liquide doit être la même dans les trois récipients, représente le niveau dans les deux récipients à partir du niveau de l’eau.

Après l’accident d’un pétrolier, des barrières ﬂottantes sont installées. Quelle est l’utilité de ces barrières ? Pourquoi est-ce inutile qu’elles soient profondes ?

La matière dans tous ses états

À RETENIR

Un solide a une forme propre. Un solide occupe toujours un volume de même valeur, il est pratiquement incompressible.

Un liquide n’a pas de forme propre, il prend la forme du récipient qui le contient. Les liquides au repos ont une surface libre plane et horizontale. Un liquide a un volume propre, il est pratiquement incompressible.

Un gaz n’a pas de forme propre, il prend la forme du récipient qui le contient. Un gaz n’a pas de volume propre. Il occupe tout l’espace disponible et il est compressible.

La masse m est une grandeur physique que l’on mesure à l’aide d’une balance. Son unité dans le Système International (SI) est le kilogramme (kg).

Le volume V est une grandeur physique que l’on calcule par immersion ou en utilisant les formules de volumes. Son unité est le mètre cube (m3).

La masse volumique (l – lettre grecque prononcée « rhô ») d’une substance est le rapport de la masse de cette substance à son volume (l =m ). Son unité est le kilogramme par mètre V cube ( kg ). Elle est caractéristique de chaque substance. m3

Un corps ﬂotte si lcorps < lliquide. Un corps coule si lcorps > lliquide.

Chapitre 1 Propriétés des états de la matière

181

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière… Activité 1 Compressible ou pas, pourquoi ? Énigme

Pourquoi est-il plus facile pour Adrien de comprimer le piston d’une seringue contenant un gaz que, pour Charlotte, celui d’une seringue contenant un liquide ? • Émets une hypothèse.

Investigation Expérience 1

182

La matière dans tous ses états

Comment les « billes » de frigolite sont-elles positionnées les unes par rapport aux autres dans le bloc présenté ?

Peut-on séparer les billes qui constituent le bloc de frigolite ?

Modélise la situation.

Modélisation d’un solide

La matière est constituée de particules très petites appelées molécules, modélisées ici par les billes de frigolite.

Expérience 2

Quel est l’état modélisé par les billes dans les deux verres ci-dessus ? Justiﬁe.

Comment sont les espaces entre les molécules (symbolisées ici par les billes) ?

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

183

Modélise la situation.

Modélisation d’un liquide

Expérience 3

Quel est l’état modélisé sur l’illustration ci-dessus ? Justiﬁe.

Comment sont les espaces entre les molécules ?

Modélise la situation.

Modélisation d’un gaz

184

La matière dans tous ses états

Résolution de l’énigme Pourquoi est-il plus facile pour Adrien de comprimer le piston d’une seringue contenant un gaz que, pour Charlotte, celui d’une seringue contenant un liquide ?

Va à l’essentiel

La matière est constituée de particules très petites appelées molécules. Cette matière peut s’observer dans trois états qui possèdent chacun des caractéristiques propres.

États

Propriétés

Solide

Volume propre Forme propre Molécules rapprochées Molécules ordonnées Incompressible

Représentation

Volume Pas de forme Liquide

compressible Molécules

Pas de volume Pas de forme Gazeux

compressible Molécules

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

185

Applications 1.

Construis la clé dichotomique des états de la matière en fonction de leurs propriétés.

Indique sous chaque schéma l’état de la matière qui correspond.

Quelles sont les propriétés des particules dans les trois états de la matière ? Complète le tableau suivant en mettant une croix dans la (les) case(s) correspondant à l’état de la matière.

Solide Ordonnées Désordonnées Rapprochées Espacées

186

La matière dans tous ses états

Liquide

Gazeux

Mets une croix dans la case qui correspond à la bonne réponse. a) À l’état solide, quelles sont les caractéristiques de la matière ? Elle a une forme propre et pas de volume propre. Elle n’a pas de forme propre mais a un volume propre. Elle a une forme propre et un volume propre. b) À l’état solide, comment se disposent les molécules ? Elles sont serrées. Elles sont éloignées. c) À l’état liquide, quelles sont les caractéristiques de la surface libre de la matière au repos ? Elle est plane et verticale. Elle est plane et horizontale. Elle est plane et stable. d) À l’état liquide, comment se disposent les molécules ? Elles se déplacent rapidement. Elles sont proches et ordonnées. Elles sont proches et peuvent se déplacer. e) À l’état gazeux, comment se répartissent les particules ? Elles sont éloignées et immobiles. Elles sont éloignées et agitées. Elles sont agitées et proches.

Complète les phrases suivantes. a) Un solide possède une forme propre car ses particules sont

b) Un solide est incompressible car ses particules sont

c) Un liquide n’a pas de forme propre car ses particules sont

d) Un liquide est très peu compressible car ses particules sont

e) Un gaz se répand dans l’espace car ses particules sont

. .

f) Un gaz est compressible car ses particules sont 6.

L’état solide est modélisé par le schéma n° 1

Schéma 1

Schéma 2

Schéma 3

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

187

Schématise chaque situation / état.

a) Un cube de fer est un solide.

b) Le dioxygène de l’air est un gaz.

c) L’huile de la bouteille est liquide.

d) Une goutte d’eau est liquide.

e) Le dioxyde de carbone que tu expires est un gaz.

188

La matière dans tous ses états

Activité 2 Et pourtant, elles bougent ! Énigme

Charlotte et Adrien ont préparé, chacun de leur côté, une menthe à l’eau. Charlotte a d’abord mis le sirop de menthe alors qu’Adrien a d’abord versé l’eau. Leurs deux verres sont différents. Pourquoi ? • Émets une hypothèse.

Investigation

Expérience 1 • •

Pose devant toi un cube de bois et un cube de frigolite. Essaie de mélanger les deux matières.

Bois

Frigolite

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

189

Que constates-tu ?

Que peux-tu en conclure quant aux mouvements des molécules ?

Modélise la situation.

Bois

Frigolite

Expérience 2 • •

Remplis un verre d’eau. Prends un colorant alimentaire et verses-en quelques gouttes à la surface de l’eau.

L’eau est exclusivement constituée de molécules d’eau et le colorant est exclusivement constitué de molécules de colorant. Il s’agit de corps purs. L’association de ces deux corps purs forme un mélange.

190

Que constates-tu au bout de quelques minutes ?

Que peux-tu en conclure quant aux mouvements des molécules ?

La matière dans tous ses états

Dessine ce que tu as observé.

Imaginons que ces deux liquides soient remplacés par des haricots secs de couleur pour l’eau et de la semoule pour le colorant.

• • • •

Mesure, dans une éprouvette graduée, 100 mL de haricots secs. Mesure, dans une autre éprouvette graduée, 100 mL de semoule. Verse la semoule dans les haricots secs. Mélange le contenu.

Quel volume occupe le mélange ?

Comment expliques-tu ce volume ?

Conclus à propos de l’eau et du colorant.

Modélise la situation.

Chapitre 2 partons en voyage au centre de la matière

191

Expérience 3 Ton professeur ouvre le ﬂacon d’un parfum sur son bureau. 1.

Que constates-tu au bout de quelques minutes ?

Que peux-tu en conclure quant aux mouvements des molécules ?

Modélise la situation.

Résolution de l’énigme Charlotte et Adrien ont préparé, chacun de leur côté, une menthe à l’eau. Charlotte a d’abord mis le sirop de menthe alors qu’Adrien a d’abord versé l’eau. Leurs deux verres sont différents. Pourquoi ?

Verre de Charlotte

192

La matière dans tous ses états

Verre d’Adrien

Va à l’essentiel Suivant l’état dans lequel elles se trouvent, les molécules sont plus ou moins mobiles. Les molécules qui composent les solides sont

, celles qui

composent les liquides sont

et celles qui composent les gaz .

sont

Au sein de la matière, on distingue… MATIÈRE

oui

Est-elle composée de molécules différentes ?

non n

Applications

Pour chaque proposition, indique s’il s’agit d’un mélange ou d’un corps pur. a) Vinaigrette

b) Eau

c) Terre

d) Sel de cuisine

e) Fil de cuivre

Les corps purs correspondent aux schémas

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

193

Réalise une carte mentale sur les états de la matière.

Sais-tu construire une carte mentale ?

194

La matière dans tous ses états

À RETENIR

La matière est constituée de particules très petites appelées molécules. Cette matière peut s’observer dans trois états qui possèdent chacun des caractéristiques propres.

États

¥ ¥

Propriétés

Solide

Volume déﬁni Forme déﬁnie Molécules rapprochées Molécules ordonnées Incompressible Pas de mouvements

Liquide

Volume déﬁni Forme non déﬁnie Peu compressible Molécules dispersées Molécules désordonnées Molécules mobiles

Gazeux

Volume non déﬁni Forme non déﬁnie Très compressible Molécules très éloignées Molécules très désordonnées Molécules très mobiles

Représentation

Un corps pur est un corps constitué d’une seule sorte de molécules. Un mélange est un corps constitué de plusieurs sortes de molécules.

Chapitre 2 Partons en voyage au centre de la matière…

195

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes Activité 1 Visible ou invisible ? Énigme

Lorsque Charlotte et Adrien vont faire des courses au rayon frais, ils se posent la question suivante : quelle différence y a-t-il entre un yaourt « à la fraise » et un yaourt « aux fraises » ? • Émets une hypothèse.

Investigation 1.

À partir de l’étiquette de composition, indique si le jus d’orange est un corps pur ou un mélange. Justiﬁe.

Étiquette d’une bouteille de jus d’orange

196

La matière dans tous ses états

•

Observe les deux verres.

Jus d’orange frais avec pulpe

Jus concentré

Visuellement, quelle différence observes-tu entre ces deux mélanges ?

On différencie les mélanges homogènes, dont on ne peut distinguer les différents constituants, et les mélanges hétérogènes, dont on peut distinguer les constituants à l’œil nu. 3.

Cite quelques mélanges de chaque type. •

Mélanges homogènes :

•

Mélanges hétérogènes :

Complète la clé dichotomique suivante.

MATIÈRE

oui

Est-elle composée de molécules différentes ?

Mélange

oui

Peut-on distinguer les différents constituants ?

non

Corps pur

non

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

197

Résolution de l’énigme Lorsque Charlotte et Adrien vont faire des courses au rayon frais, ils se posent la question suivante : quelle différence y a-t-il entre un yaourt « à la fraise » et un yaourt « aux fraises » ?

Yaourt à la fraise et yaourt aux fraises

Va à l’essentiel Un différents constituants à l’œil nu. Un constituants à l’œil nu.

est un mélange dont on ne distingue pas les est un mélange dont on distingue les différents

Applications 1.

Place une croix dans la case adéquate. Exemples

Menthe à l’eau Salade de fruits Yaourt aux morceaux de fruits Chocolat au lait Céréales avec du lait Café sucré Ratatouille Air

198

La matière dans tous ses états

Mélange homogène

Mélange hétérogène

Indique, pour chaque mélange présenté, s’il est homogène ou hétérogène. a)

Eau de mer

Eau et huile

Menthe à l’eau

Eau sablonneuse

Indique les illustrations présentant un mélange hétérogène :

Glace stracciatella

Pudding vanille

Café au lait

Vinaigrette

Sauce tomate

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

199

Pour faire du thé, Élise ajoute des feuilles de thé dans de l’eau bouillante. a) Ce mélange est-il homogène ou hétérogène ?

Elle verse ensuite le mélange dans un ﬁltre posé dans un entonnoir. Elle recueille enﬁn la boisson chaude dans une tasse placée sous l’entonnoir. b) Cette boisson constitue-t-elle un corps pur ou un mélange ?

200

La matière dans tous ses états

Activité 2 Les mélanges sont-ils inséparables ? Énigme

Comment produire du sel à partir d’eau de mer ? • Émets une hypothèse.

Investigation 1.

L’eau de mer est-elle un mélange ? Justiﬁe ta réponse.

S’il s’agit d’un mélange, est-il homogène ou hétérogène ?

Que devrais-tu faire pour fabriquer de l’eau qui ressemblerait à de l’eau de mer ?

L’eau de mer est une solution. Le sel qui est dissous est appelé le soluté. L’eau qui sert à le dissoudre est appelée le solvant. On dit que le sel est soluble dans l’eau. Une fois ta solution d’eau salée préparée, comment faire pour séparer l’eau du sel ? Il existe de nombreuses méthodes de séparation. Expérimentons-en quelques-unes.

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

201

Expérience 1 Mode opératoire •

202

Récupère le mélange haricots secs-semoule réalisé précédemment.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

• •

Place un tamis sur un cristallisoir. Verse le mélange sur le tamis.

•

Agite légèrement le tamis.

Qu’observes-tu ?

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

La matière dans tous ses états

Expérience 2 Mode opératoire • 1.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

• • •

Récupère le jus d’orange avec pulpe utilisé précédemment.

Pose un entonnoir sur un erlenmeyer. Plie un ﬁltre et place-le dans l’entonnoir. Verse un peu de jus dans le ﬁltre.

Qu’observes-tu ?

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

Le liquide récupéré en ﬁn de séparation est appelé le ﬁltrat.

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

203

Expérience 3 Mode opératoire • 1.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

• • •

204

Ton professeur prépare devant toi une solution constituée d’eau et de sulfate de cuivre.

Verse une petite quantité de la solution dans un cristallisoir. Pose le cristallisoir sur une plaque chauffante. Allume la plaque chauffante.

Qu’observes-tu ?

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

La matière dans tous ses états

Expérience 4 Mode opératoire • 1.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

• • • •

Récupère le reste de la solution de sulfate de cuivre utilisée précédemment.

Verse dans le ballon un petit volume de solution de sulfate de cuivre. Accroche le ballon au statif et place le réfrigérant. Pose un bécher au bout du réfrigérant. Allume le système de chauffage.

Qu’observes-tu ?

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

Le liquide récupéré en ﬁn de séparation est appelé le distillat. Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

205

Expérience 5 Mode opératoire • 1.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

•

Approche un aimant du tube.

Qu’observes-tu ?

•

206

Prends un tube scellé dans lequel se trouve un mélange de limaille de fer et de sable.

Sépare, grâce à cette propriété, les constituants du mélange.

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

La matière dans tous ses états

Expérience 6 Mode opératoire • 1.

De quel type de mélange s’agit-il ?

Quels sont les états des composés à séparer ?

• •

Mélange, dans un bécher, un peu d’eau et un peu d’huile.

Verse le contenu du bécher dans une ampoule à décanter. Ouvre le robinet et laisse s’écouler l’eau dans le bécher.

Qu’observes-tu ?

As-tu récupéré indépendamment les deux constituants du mélange ?

Comment nommer cette méthode de séparation ?

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

207

Résolution de l’énigme Comment produire du sel à partir d’eau de mer ?

Marais salants Presqu’île de Noirmoutier (France)

Va à l’essentiel Réalise une clé dichotomique permettant de distinguer les différentes méthodes de séparation des mélanges, à partir du type de mélange et de l’état des composés.

208

La matière dans tous ses états

Applications 1.

Pour chaque exemple, donne la (les) méthode(s) de séparation adéquate(s).

Mélanges

Méthodes de séparation

Gravier dans du sable Eau salée Eau d’une mare Vin Jus d’orange frais avec pulpe

Classe les dessins dans l’ordre chronologique.

On a versé, dans une ampoule à décanter, de l’eau (colorée en bleu) avec de l’huile.

a) Complète la légende.

robinet

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

209

b) Propose une méthode pour récupérer exclusivement l’huile.

Comment séparerais-tu un mélange de fer et de soufre en poudre ?

Comment séparer les différents composants des mélanges suivants ? a) Sable et coquillages : b) Granulés de fer et d’aluminium : c) Eau salée : d) Eau sablonneuse : e) Du sucre cassonade en grains et du sucre impalpable :

210

Énumère, dans l’ordre, les différentes méthodes de séparation permettant d’obtenir du sable, à l’état pur, en partant d’un mélange de sable blanc, de limaille de fer et de sucre.

Réalise une carte mentale sur le sujet des méthodes de séparation expérimentées en classe.

La matière dans tous ses états

Vrai ou faux ? a) Quand le sel se dissout dans l’eau, on ne le voit plus : il a disparu. b) Une eau saturée en sel signiﬁe que le sel ajouté ne pourra plus se dissoudre dans l’eau. c) Quand il y a trop de sel dans l’eau, il y a saturation en sel.

Pèse une bouteille d’eau gazeuse. a) Comment pourrais-tu séparer le gaz de l’eau dans une eau gazeuse ?

b) Pèse la bouteille après l’expérience. Que constates-tu ?

10. Voici un texte retrouvé sur un ancien document.

On veut séparer les constituants d’une poudre noire qui est un mélange de salpêtre, de carbone et de soufre. Le salpêtre est soluble dans l’eau. Le soufre est soluble dans le sulfure de carbone (liquide dangereux à manier). Le carbone n’est pas soluble, ni dans l’un, ni dans l’autre liquide.

a) Comment ferais-tu pour séparer le salpêtre de ce mélange ?

b) Comment séparer le carbone de ce mélange ?

Salpêtre sur un mur

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

211

11.

Complète les phrases suivantes.

a) Lorsque l’on prépare de la salade, on la rince et, ensuite, on élimine l’eau avant de la mettre dans un plat. On peut utiliser, pour cela, une essoreuse à salade. Cette méthode utilise le principe de la .

b) À l’école, comme à la maison, les éléments à jeter sont placés dans des poubelles différentes selon leur composition. On parle de .

c) Le vent a emporté des feuilles à la surface de l’eau. On les enlèvera par .

d) On peut utiliser, pour certaines préparations culinaires, des colorants alimentaires. Aﬁn de vériﬁer s’il s’agit d’un colorant pur ou d’un mélange de colorants, on réalisera une .

212

La matière dans tous ses états

À RETENIR ¥

Un mélange homogène est un mélange dont on ne distingue pas les différents constituants à l’œil nu.

Un mélange hétérogène est un mélange dont on distingue les différents constituants à l’œil nu.

Il existe différentes méthodes de séparation des constituants d’un mélange, en fonction de son type, des états de ses constituants et du nombre de constituants récoltés en ﬁn de séparation.

Mélange homogène

Mélange hétérogène

Distillation (S dissous / L – récupération du solvant et du soluté)

Aimantation (S/S dont du fer) Filtration

(S/L)

Évaporation (S dissous / L – récupération du soluté)

Décantation

(L/L)

Tamisage

(S/S)

(S = solide, L = liquide)

Chapitre 3 Mélanges homogènes et hétérogènes

213

SYNTHÈSE

Pourquoi les objets dans la tour colorée ne sont-ils pas tous à la même profondeur ?

•

Verse délicatement et successivement, sur le bord d’un verre large : du sirop d’érable, du liquide vaisselle, de l’huile, de l’eau colorée et de l’alcool.

•

Attends quelques minutes aﬁn que les liquides se stabilisent.

Tous les liquides proposés sont-ils des corps purs ?

Que constates-tu ?

Restent-ils dans l’ordre dans lequel tu les as versés ?

De quoi dépend cet ordre ? Explique.

•

214

La tour colorée

Dépose délicatement, à la surface de la tour colorée : un morceau de craie, une balle de ping-pong, un grain d’argex. Où se placent les objets ? Justiﬁe leur position.

La matière dans tous ses états

Applications globales 1.

L’erlenmeyer A contient de l’eau, de l’huile, du sable et des graviers. L’erlenmeyer B contient de l’eau sucrée.

a) Quel est le mélange homogène ? b) Quel est le mélange hétérogène ? c) Justiﬁe tes réponses.

d) Pourquoi l’huile se trouve-t-elle au-dessus des autres constituants dans le mélange A ?

e) Comment devrait-on procéder pour séparer les constituants du mélange A ?

2. Alexandre a versé une eau trouble dans un bécher. Après quelques minutes, il observe le résultat suivant. a) Nomme le phénomène qui s’est produit.

b) Que faut-il faire pour séparer l’eau du sable ?

c) Quels instruments pourrait-on utiliser ?

Applications globales

215

3. Un morceau de sucre de 6 g est introduit dans un bécher (préalablement taré) contenant 100 g d’eau. Après dissolution totale, on pèse l’ensemble. a) Quelle masse va-t-on lire ? Pourquoi ?

b) Choisis, parmi les représentations proposées, celle qui modélise la dissolution totale du sucre dans l’eau. Justiﬁe ta réponse.

216

La matière dans tous ses états

OBJECTIF

CE1D

Pour aider sa grand-mère, Adrien décide de ranger une armoire de cuisine. Oups ! Tout est tombé par terre : le sel, la noix de muscade moulue et les lentilles vertes sèches. Il ramasse le mélange qu’il place dans un bol.

PROPOSE un mode opératoire détaillé permettant de séparer les constituants de ce mélange aﬁn de les récupérer. Voici le matériel dont tu disposes. • • • • • • • • • • • • •

Passoire Thermomètre Verre Plaque de cuisson Casserole Pichet Filtre à café Porte-ﬁltre Plat Cuillère en bois Poêle de cuisine Micro-ondes Bols Mode opératoire proposé

OBJECTIF

CE1D

DÉTERMINE le type de mélange. ENTOURE la bonne réponse.

Homogène

Hétérogène

Applications globales

217

OBJECTIF

CE1D

218

NOMME la grandeur mesurée à l’aide de ces instruments de mesure.

La matière dans tous ses états

Malle à outils Fiche 1 − Matériel de laboratoire ...............................................................................................................220 Fiche 2 − Pictogrammes de sécurité ........................................................................................................ 223 Fiche 3 − Qu’est-ce qu’un modèle ?......................................................................................................... 225 Fiche 4 − Vues anatomiques et plans de coupe ....................................................................................226 ENIGMA, © Éditions Van In, 2019

Fiche 5 − Instruments de mesure ..............................................................................................................228 Fiche 6 − Grandeurs de base et dérivées du SI.......................................................................................229 Fiche 7 − Lire un volume .............................................................................................................................230 Fiche 8 − Calculer des aires et des volumes ........................................................................................... 231 Fiche 9 − Utiliser des abaques de longueur, masse, capacité et volume ......................................... 232 Fiche 10 − Rédiger un rapport d’expérience(s)....................................................................................... 233 Fiche 11 − Réaliser un schéma...................................................................................................................234 Fiche 12 − Réaliser une clé dichotomique .............................................................................................. 235 Fiche 13 − Réaliser une clé de détermination ........................................................................................236 Fiche 14 − Réaliser une carte mentale (MindMap) ................................................................................ 237 Fiche 15 − Choisir un type de diagramme...............................................................................................238 Fiche 16 − Réaliser un diagramme ............................................................................................................240

FICHE

Matériel de laboratoire

Scalpel

Boîte de pétri

Pince à bouts ronds

Pinces à bouts ﬁns

Ciseaux à bouts ﬁns

Ciseaux seaux à bout ﬁn et bout arrondi

Aiguille montée

Loupe binoculaire

Microscope

Bac à dissection

porte-objet Lame porte objet

couvre-objet Lamelle couvre objet

Agitateur

Balance électronique

Ampoule à décanter

220

Malle à outils

Ballon à fond plat

Bec bunsen bunsen, trépied trépied, toile

Bécher

Capsule de porcelaine

Cristallisoir

Plaque chauffante

FICHE

Lampe à alcool

Éprouvette graduée

Pissette

Entonnoir

Erlenmeyer

Pince et noix

Portoir et tubes à essais

Filtre

Malle à outils

221

FICHE

1 Pipettes jaugée et graduée Poire de sécurité

Spatule

Verre de montre

Statif

Seringue

222

Tube à dégagement

Appareil à distillation

Tamis

Dynamomètre

Malle à outils

Thermomètre à alcool

Pictogrammes

Signiﬁcations

Explosif

Inﬂammable

FICHE

Pictogrammes de sécurité Description des risques Ces produits peuvent exploser : ∞ au contact d’une ﬂamme, d’une étincelle, d’électricité statique ; ∞ sous l’effet de la chaleur, d’un choc, de frottements… Exemple : nitroglycérine.

Ces produits peuvent s’enﬂammer : ∞ au contact d’une ﬂamme ou d’une étincelle ; ∞ sous l’effet de la chaleur ou d’un frottement ; ∞ au contact de l’air (en s’évaporant). Exemples : méthanol, propane, butane, dihydrogène.

Ces produits peuvent provoquer ou aggraver un incendie, ou même provoquer une explosion s’ils sont en présence de produits inﬂammables. Exemples : eau oxygénée, dioxygène. Comburant

Gaz sous pression

Corrosif

Gaz sous pression contenus dans un récipient. Certains peuvent exploser sous l’effet de la chaleur : il s’agit des gaz comprimés, des gaz liquéﬁés et des gaz dissous. Les gaz liquéﬁés réfrigérés peuvent, quant à eux, être responsables de brûlures ou de blessures liées au froid appelées brûlures et blessures cryogéniques. Exemples : butane, propane, diazote. Ces produits sont corrosifs, suivant les cas : ∞ ils attaquent ou détruisent les métaux ; ∞ ils peuvent ronger la peau et/ou les yeux en cas de contact ou de projection. Exemples : eau oxygénée, acides, bases.

Malle à outils

223

FICHE

2 Toxique

Irritant, toxique sur certains organes, sensibilisant cutané, narcotique

Sensibilisant respiratoire, mutagène, cancérogène, reprotoxique

Dangereux pour le milieu aquatique

224

Malle à outils

Ces produits empoisonnent rapidement, même à faible dose. Ils peuvent provoquer des effets très variés sur l’organisme : nausées, vomissements, maux de tête, perte de connaissance ou d’autres troubles plus importants entraînant la mort. Exemples : ammoniac, mercure, arsenic.

Ces produits chimiques ont un ou plusieurs des effets suivants : ∞ ils empoisonnent à forte dose ; ∞ ils sont irritants pour les yeux, la gorge, le nez ou la peau ; ∞ ils peuvent provoquer des allergies cutanées ; ∞ ils peuvent provoquer une somnolence ou des vertiges. Exemples : désherbant, sulfate de cuivre. Ces produits rentrent dans une ou plusieurs de ces catégories : ∞ produits cancérogènes ; ∞ produits mutagènes ; ∞ produits toxiques pour la reproduction ; ∞ produits qui peuvent modiﬁer le fonctionnement de certains organes comme le foie, le système nerveux ; ∞ produits qui peuvent entraîner de graves effets sur les poumons et qui peuvent être mortels s’ils pénètrent dans les voies respiratoires ; ∞ produits qui peuvent provoquer des allergies respiratoires. Exemples : nitroglycérine, mercure, benzène, amiante. Ces produits provoquent des effets néfastes sur les organismes du milieu aquatique (poissons, crustacés, algues, autres plantes aquatiques…). Exemples : eau de Javel, sulfate de cuivre, mercure.

FICHE

Qu’est-ce qu’un modèle ?

Un modèle est une représentation simpliﬁée de la réalité, ce qui permet une compréhension facilitée. Si l’on te donne une feuille de papier et que l’on te demande de la plier pour faire un avion, tu le feras sans problème.

Tu pourras même le faire voler, mais… ce n’est pas un avion!

Il est fait de papier, ne vole que sur quelques mètres (dans le meilleur des cas). Mais si tu dois étudier les mécanismes qui permettent de comprendre le vol, ce « modèle » sera amplement suffisant. Un modèle peut évoluer au cours du temps, en fonction des connaissances et concepts acquis.

Malle à outils

225

FICHE

Vues anatomiques et plans de coupe

L Lorsque l’on l’ étudie é di un organisme i (h (humain i ou non)) et ses structures, ou que l’l’on souhaite h i lle décrire, on utilise une terminologie spéciﬁque.

Vues anatomiques Les vues anatomiques donnent une indication sur l’orientation des vues proposées.

226

Malle à outils

FICHE

4 On distingue : ∞ vue crâniale : en direction de la tête (pour un être humain), ou vers le museau ou le bec (pour un animal) ; ∞ vue caudale : vers les pieds (pour un être humain) ou vers la queue (pour un animal). ∞ vue antérieure : vers l’avant ; ∞ vue postérieure : vers l’arrière ; ∞ vue proximale : proche de la racine d’un membre ; ∞ vue distale : proche de l’extrémité d’un membre.

Plans de coupe

∞ La coupe frontale désigne le plan qui est dans le sens du front et sépare le corps en deux moitiés : une antérieure (l’avant) et une postérieure (l’arrière). ∞ La coupe sagittale divise le corps en deux moitiés : une gauche et une droite. ∞ La coupe transversale scinde le corps en deux moitiés : une supérieure et une inférieure.

Malle à outils

227

FICHE

Instruments de mesure

Quel instrument pour quelle grandeur ?

Grandeurs Temps Longueur

Instruments de mesure Chronomètre Pied à coulisse Latte / règle

Volume

Éprouvette graduée Pipette

Masse

228

Malle à outils

Balance

Température

Thermomètre

Force

Dynamomètre

Grandeurs de base Nom

Unités SI de base Symbole

Symbole

mètre

Masse

kilogramme

Temps, durée

seconde

Intensité du courant électrique

ampère

Température

kelvin

Quantité de matière

mole

mol

Intensité lumineuse

candela

Grandeurs dérivées

Nom

Longueur

Nom

FICHE

Grandeurs de base et dérivées du SI

Unités SI dérivées Symbole

Nom

Symbole

Superﬁcie

mètre carré

Volume

mètre cube

Vitesse

mètre par seconde

m/s

Masse volumique

kilogramme par mètre cube

Force

newton

Pression

pascal

Énergie

joule

J (N.m)

Puissance électrique

watt

W (J/s)

Tension électrique

volt

V (W/A)

kg/m3 N Pa (N/m2)

Malle à outils

229

FICHE

Lire un volume

Lecture correcte avec une éprouvette graduée ou une pipette. ∞ ∞ ∞ ∞

Dépose l’éprouvette sur un plan horizontal. Place tes yeux à la hauteur de la graduation. Lis la mesure. Repère l’unité sur le récipient.

Incorrect

Correct

Incorrect

230

Malle à outils

FICHE

Calculer des aires et des volumes AIRES Rectangle

Carré

Parallélogramme

A = c x c = c2

A=Lxl

A=bxh

Triangles

Losange g

A=bxh 2

A=Lxl 2

Trapèze

Disque

A = (B x b) x h 2

A = / r2

A=Dxd 2

VOLUMES Cube

Parallélépipède rectangle

V = c x c x c = c3

V=Lxlxh

Cylindre

Sphère

3 V = / r 3

V = Abase x h Pyramide

Cône

V = A base x h 3

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231

FICHE

Utiliser des abaques de longueur, masse, capacité et volume km

dam

1000 m

100 m

10 m

0,1 m

0,01 m

0,001 m

dam

dag

1000 g

100 g

10 g

0,1 g

0,01 g

0,001 g

dag

km3

hm3

dam3

dm3

cm3

mm3

L 1

hm3

dam3

dm3

Malle à outils

cm3 L

232

cL mL

0 0,

km3

dL cL mL

mm3

FICHE

Rédiger un rapport d’expérience(s)

Un rapport d’expérience(s) est un compte rendu nécessaire pour communiquer les résultats et observations d’une expérience. Indiquer sur ce rapport : ∞ le titre précis ; ∞ différentes rubriques (en fonction du type d’expérience, toutes ne seront pas présentes).

But(s) de l’expérience Rédaction d’une ou quelques phrases commençant par un verbe d’action et décrivant les objectifs de l’expérience. En général, ce point est complété en ﬁn d’expérience s’il n’est pas fourni initialement.

Hypothèse Proposition que l’on souhaite vériﬁer au travers d’observations ou de résultats expérimentaux.

Matériel Liste de tout le matériel nécessaire à la réalisation de l’expérience et des observations.

Produit(s) Liste de toutes les substances nécessaires à la réalisation de l’expérience avec les pictogrammes de sécurité et mentions de prudence, s’il y en a.

Mode opératoire Description de toutes les étapes à suivre, dans l’ordre chronologique, pour réaliser l’expérience.

Schéma Réalisation d’un schéma annoté représentant la (ou les) situation(s) proposée(s) et/ou observation(s) faite(s) durant l’expérience.

Observation(s) Liste chronologique des événements qui ont été observés.

Interprétation Construction de la (des) réponse(s) à l’hypothèse posée en utilisant les observations réalisées et les résultats obtenus.

Conclusion L’hypothèse est-elle confirmée ? Justifier dans l’affirmative. L’hypothèse est-elle infirmée ? Proposer des modifications à apporter au protocole ou une nouvelle hypothèse.

Références Citer les sources bibliographiques et/ou sitographiques.

Malle à outils

233

FICHE

Réaliser un schéma

Il existe des différences entre un dessin d’observation, un croquis et un schéma. ∞ Un dessin d’observation est une représentation aussi proche que possible de la réalité observée. ∞ Un croquis est une représentation simplifiée mais « exacte », de l’observation. ∞ Un schéma n’est pas une représentation parfaite du réel. Il a pour but de mettre en évidence certains points afin de mieux appréhender les observations faites. Pour que le schéma soit complet : ∞ indiquer un titre complet de ce que représente le schéma ; ∞ présenter le schéma : o au crayon taillé finement ; o au milieu de la feuille ; o avec les éléments importants. ∞ annoter le schéma : o avec des flèches tracées à la latte ; o qui ne se croisent pas ; o dont les extrémités peuvent avoir la forme d’une flèche, d’un point… ∞ si nécessaire, indiquer une échelle et/ou une légende.

Dessin

Par un dessin, on met en évidence les volumes et les ombres.

234

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Croquis

En donnant quelques coups de crayon, on fait apparaître la forme de l’objet.

Schéma

En traçant une ﬁgure simpliﬁée à la règle et au crayon, on obtient un schéma à la fois simple et rigoureux.

FICHE

Réaliser une clé dichotomique Une clé dichotomique est un outil permettant de réaliser un TRI.

∞ La clé dichotomique se basera sur une succession de questions, chacune portant sur la présence ou l’absence d’un critère observé. ∞ Chaque question autorisera, ici, une réponse par OUI ou par NON. ∞ Chaque réponse mènera à une question suivante, si la précédente n’est pas suffisante, ou à la solution ﬁnale. ∞ L’organigramme sera proposé verticalement avec les « oui » à gauche et les « non » à droite. Les clés proposées dans le livre-cahier présenteront l’aspect d’organigrammes où :

∞ la proposition initiale sera dans un rectangle ; ∞ les questions dans un losange ; ∞ les réponses ﬁnales dans une « ellipse ».

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235

FICHE

Réaliser une clé de détermination

Une clé de détermination, en biologie, est un outil analytique permettant d’identiﬁer et/ou de déterminer un organisme. La clé de détermination, comme une clé dichotomique, se base sur une succession de questions, chacune portant sur les caractéristiques de l’organisme en question. Chaque question autorisera deux ou plusieurs réponses. Chaque réponse mènera à la question suivante ou à la réponse ﬁnale. ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

Établir la liste des organismes à identifier / déterminer / nommer. Faire le relevé des ressemblances et différences entre les organismes. Lister les caractéristiques permettant de les identifier. Vérifier la pertinence des caractéristiques choisies. Construire la clé de détermination.

Cette clé doit permettre d’identiﬁer individuellement chaque organisme en ﬁn de parcours ! Une clé de détermination peut prendre différents aspects, avec ou sans numérotation.

1. Clé sans numérotation ∞ ∞ ∞ ∞

Faire la liste des caractéristiques sur lesquelles se basera le tri. Chaque question autorisera au minimum deux réponses. La clé sera présentée horizontalement. Chaque organisme ne se trouvera qu’une seule fois dans la clé.

Deux personnes peuvent utiliser les mêmes caractéristiques et construire deux clés différentes mais toutes aussi valables !

2. Clé avec numérotation ∞ Faire la liste des caractéristiques sur lesquelles se basera le tri. ∞ Pour chaque numéro utilisé, il n’y aura que deux possibilités différentes : o si un seul organisme possède la caractéristique énoncée, on trouvera le nom de l’organisme ; o si plusieurs organismes possèdent la caractéristique énoncée, on trouvera le numéro d’une nouvelle proposition de différenciation vers laquelle le lecteur se dirigera.

236

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FICHE

Réaliser une carte mentale (MindMap)

Une carte mentale permet d’organiser sa pensée et de gagner du temps dans l’étape de mémorisation. Le premier essai est rarement le bon ! Ne pas hésiter à faire un brouillon ! ∞ Placer le support papier à l’horizontale (A3, format paysage, sans lignes ni quadrillage). ∞ Noter le sujet de la carte au centre de la page pour plus de liberté, d’espace et une meilleure organisation spatiale. Il sera mis en évidence en utilisant une couleur, un graphisme… ∞ Écrire, sous forme de mots-clés, les idées principales qui formeront les branches principales partant du sujet central. ∞ Noter, s’il y en a, les idées secondaires émergeant des idées principales en s’éloignant du centre vers l’extérieur. ∞ On utilisera une couleur par branche (la même pour la branche principale et SES branches secondaires). ∞ La première branche est placée à « 1 h », les suivantes dans le sens des aiguilles d’une montre. ∞ Les branches principales sont plus épaisses que les branches secondaires ; ceci indique au cerveau l’importance des idées. ∞ Les branches sont placées de telle sorte que l’on puisse écrire horizontalement dessus. ∞ Inscrire un mot sur une branche donne plus de clarté et une meilleure lisibilité, mais permet surtout d’aller à l’essentiel. ∞ Tracer des lignes de même longueur que les mots facilite l’association et permet un gain d’espace. ∞ Utiliser des images, symboles, codes… augmente le pouvoir d’expression, d’association et de mémorisation. ∞ Utiliser des ﬂèches en pointillés permet d’établir des liens, des connexions entre les idées. ∞ Une carte mentale est personnelle mais elle peut aussi être coconstruite par un groupe de personnes. Pr op ice

Qui susc ite l’é mot ion

un C e a rée mb r ian ce

s relations Chercher le

Faire des connexions

s che s ﬂè r de e s i l i Ut l étai Au d

l Du principa

hie n arcmatio r é Hi nfor l’i de

ux rrea s ca n a S

at rm o f au ge le ysa l i u a Fe p

Lie n

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s ne lig s n Sa

àl ’im ag ina tio n

Les 6 principes de la carte mentale selon Buzan

tion stra Illu

e entr au crte e m a Thè de la c

ions ciat Asso

su M r le ot s b -clé ran ch es

Couleurs

Pas de

mot s « d ans le

vide »

Malle à outils

237

FICHE

Choisir un type de diagramme

Un diagramme permet de transformer un tableau de résultats ou de mesures aﬁn de les rendre plus lisibles pour leur analyse. Il existe un grand nombre de diagrammes différents, mais nous nous baserons sur les 3 modèles les plus courants : ∞ un diagramme linéaire (le plus souvent utilisé) ; ∞ un diagramme en bâtonnets ou histogramme ; ∞ un diagramme circulaire ou en secteurs (« camembert »). Chaque diagramme a un intérêt particulier :

Le diagrammes linéaire Il permet de visualiser une évolution concernant la grandeur mesurée en fonction d’une variable (en fonction du temps, de l’âge…). Souvent, ∞ il révèle les tendances et les relations entre les données ; ∞ il est adapté pour montrer une évolution dans le temps sur une période précise. 25

Étudiants

20 15 10 5 0

2016

2017

2018

Le diagramme en bâtonnets Ce graphique permet de réaliser des comparaisons entre catégories. Il est généralement représenté verticalement et les bâtonnets sont séparés par un espace. 200

Nombre d’individus

160

120

84 80

végan

végétarien

pescarien

carnivore

Remarque : l’histogramme est similaire au diagramme en bâtonnets mais sans l’écart entre les barres, colonnes, bâtonnets…

238

Malle à outils

FICHE

15 Le diagramme circulaire ou en secteurs Ce diagramme permet de comprendre la proportion de chaque élément dans l’ensemble, la population totale, et de mettre en valeur l’élément ou les éléments importants.

5% 10 %

Modes alimentaires Végan Végétarien Pescarien Carnivore

84 %

Remarque : il compare un petit nombre de catégories (5 à 6) avec des pourcentages assez différents.

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239

FICHE

Réaliser un diagramme

Le diagramme linéaire Matériel nécessaire ∞ ∞ ∞ ∞

1 feuille de papier millimétré 1 crayon à papier 1 gomme 1 latte ou 1 équerre

Méthode ∞ Identiﬁe quelle grandeur sera sur l’axe des abscisses (la grandeur que l’on fait varier selon le temps), et quelle grandeur sera sur l’axe des ordonnées (la grandeur étudiée / mesurée parfois en pourcents). ∞ Trace à la latte et au crayon deux demi-droites perpendiculaires représentant les axes des abscisses (horizontalement) et ordonnées (verticalement) dont l’origine se trouvera en bas et à gauche de la feuille. ∞ Mets une ﬂèche au bout des axes dont la graduation est numérique et croissante. ∞ Place le zéro à l’origine (intersection) des deux axes. ∞ Repère, sur le tableau de données, les valeurs maximale et minimale pour en déduire l’échelle à utiliser. ∞ Note l’échelle utilisée (1 cm pour…) pour chaque axe. ∞ Gradue les deux axes de façon régulière en fonction de l’échelle choisie. ∞ Note un nom pour chacun des axes. ∞ Mets un titre « Évolution de… titre de l’axe des ordonnées… en fonction de… titre de l’axe des abscisses » en haut de la feuille. ∞ Repère, sur le tableau de données, les unités des grandeurs utilisées et note-les, entre parenthèses, à côté du titre de chaque axe. ∞ Place les points en fonction de leurs coordonnées. ∞ Relie les points.

240

Malle à outils

FICHE

16 25

Étudiants

20 15 10 5 0

2016

2017

2018

Le diagramme en bâtonnets ou histogramme Matériel nécessaire ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

1 feuille de papier millimétré 1 crayon à papier crayons de couleur 1 gomme 1 latte ou 1 équerre

Méthode ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

Représente les axes perpendiculairement. Mets une ﬂèche au bout des axes dont la graduation est numérique et croissante. Choisis une échelle adaptée en fonction du plus grand effectif. Sur l’axe des abscisses, inscris chaque catégorie. Sur l’axe des ordonnées, indique les effectifs (valeur quantitative [nombre]). Note un nom pour chaque axe. Trace des bâtonnets séparés, de même largeur et de hauteur dépendant de la valeur de l’effectif.

80 70

Effectifs

60 50 40 30 20 10 0

Catégories

∞ Attribue un titre au diagramme.

Malle à outils

241

FICHE

16 3.

Le diagramme circulaire Matériel nécessaire ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞

1 feuille de papier 1 crayon à papier crayons de couleur 1 gomme 1 rapporteur 1 compas 1 calculatrice

Méthode ∞ Classe les données (valeurs) par ordre décroissant et ce à quoi elles correspondent. Elles serviront de numérateurs. ∞ Fais le total des données, il servira de dénominateur. ∞ Calcule le pourcentage (par rapport au total) que représente chaque valeur. Pour cela, divise le numérateur par le dénominateur. Le résultat sera gardé en décimale. ∞ Sachant qu’un cercle fait 360°, calcule l’angle de la portion qu’aura chaque section. Pour cela, multiplie par 3,6 chaque pourcentage. ∞ Vériﬁe tes calculs en additionnant les différents angles obtenus. Le résultat doit donner 360°. ∞ À l’aide d’un compas, trace un cercle sur ta feuille, dont la taille sera lisible. ∞ Marque le centre du cercle d’un point fait au crayon. ∞ Trace, d’une ligne depuis le centre, le « rayon origine ». Peu importe la position de ce rayon origine! ∞ Aligne le 0° du rapporteur avec le rayon origine. ∞ Dessine successivement, l’une après l’autre, chacune des sections ; dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse, mais toujours le même sens ! Chaque fois que tu ajoutes une section, fais tourner le rapporteur de façon à ce que le 0° soit aligné sur le dernier rayon tracé.

242

Malle à outils

FICHE

16 ∞ Colorie chaque segment et indique une légende des couleurs.

Modes alimentaires Végan Végétarien Pescarien Carnivore

% 1 5 10 84

∞ Attribue un titre au diagramme.

Malle à outils

243

Lexique

Tu trouveras ici les déﬁnitions des termes qui sont en vert dans ton livre-cahier. Ceux-ci sont classés par ordre alphabétique et suivis du numéro de la page où ils se trouvent.

Autotrophe (p. 28) : organisme qui produit sa propre nourriture. Biomasse (p. 29) : masse totale de l’ensemble des êtres vivants occupant un biotope bien déﬁni à un moment donné. Buse (p. 44) : rapace diurne.

Hémolymphe (p. 84) : liquide circulant librement dans le corps de certains animaux (comme les annélides et les mollusques) et qui remplace le sang. Hétérotrophe (p. 28) : organisme qui utilise, pour se nourrir, les matières organiques constituant ou ayant constitué d’autres organismes.

Cæcum (p. 62) : cul-de-sac intestinal faisant la limite entre l’intestin grêle et le gros intestin. Il constitue, chez les mammifères herbivores, une chambre de fermentation abritant des microorganismes capables de digérer la cellulose composant leur nourriture.

HoReCa (p. 90) : acronyme désignant les secteurs d'activité de l’Hôtellerie, de la Restauration et des Cafés.

Caractère (p. 36) : critère observable, commun à plusieurs être vivants et qui permet de les regrouper.

Iridium (p. 172) : élément chimique, métal rare d’aspect argenté, très dur, qui est contenu dans certains minerais de platine.

Caractères partagés (p. 37) : traits distinctifs que présente un individu, une espèce ou un groupe et observables chez différentes espèces. Condorcet (p. 172) : Nicolas de Condorcet (1743-1794), mathématicien et homme politique français. Célèbre pour ses travaux sur les statistiques et les probabilités, mais aussi comme secrétaire de l’Académie des sciences puis de l’Académie française.

Hormone (p. 112) : substance sécrétée par une glande, transportée par la circulation et destinée à agir spéciﬁquement sur une ou des cellules cibles.

Lavoisier (p. 75 et 172) : Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), économiste et philosophe français. Inventeur des noms « oxygène », « hydrogène » et « azote ». Père de la chimie moderne. Métabolisme (p. 103) : ensemble des réactions de transformation de matière et d’énergie se déroulant dans la cellule ou l’organisme.

Constriction (p. 90) : diminution du diamètre d’un organe.

Naturaliste (p. 44) : scientiﬁque qui étudie la nature, les sciences naturelles.

Crocs (p. 25) : canines pointues de certains mammifères dépassant largement les dents voisines.

Orgeat (p. 59) : boisson à base de lait d’amande et d’eau de ﬂeur d’oranger, qui se boit allongée d’eau.

Diabètes (p. 106) : maladies que l’on peut traiter mais non guérir et qui se caractérisent par un taux anormal de glucose dans le sang.

Pathologie (p. 74) : étude des maladies.

Espèce invasive (p. 19) : espèce non autochtone, introduite par erreur ou volontairement dans un écosystème et qui peut engendrer des nuisances environnementales, économiques ou de santé humaine. Étymologie (p. 14) : science de l’origine des mots. Fumeurs passifs (p. 90) : non-fumeur qui inhale la fumée produite par un fumeur.

Physiologie (p. 44) : science qui étudie le fonctionnement des organes et des cellules. Le spécialiste de cette science est le physiologiste. Pinte (p. 59) : bière de 25 cL. Prédateur (p. 33) : organisme qui se nourrit d’un autre organisme. Proie (p. 33) : être vivant qui sert de nourriture à un autre. Reprotoxique (p. 224) : se dit d’une substance nocive pour la reproduction.

Gamète (p. 126) : cellule reproductrice mâle ou femelle.

Spiromètre (p. 71) : instrument servant à mesurer le volume d’air inspiré et expiré par une personne.

Gésier (p. 15) : partie de l’estomac des oiseaux qui assure le broyage des aliments.

Stérile (p. 119) : qui est incapable de se reproduire.

Hémoglobine (p. 89) : protéine présente dans les globules rouges et assurant le transport du dioxygène ou du dioxyde de carbone entre l’appareil respiratoire et les cellules.

Stimulus (sg)/ stimuli (pl) (p. 123) : tout élément physique, chimique ou biologique capable de déclencher une réponse dans l’organisme, notamment nerveuse, musculaire ou endocrinienne (hormonale). Talleyrand (p. 172) : ministre sous Louis XVIII et Napoléon Ier.

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Lexique

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