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PROJET NUMÉRIQUE MÉRIQUE DE
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PRIMAIRE
Sciences
Naturelles re atiè re m êt tte Ce urrait aux po grée a Vie l inté s de re, e Ter re enc Sci de la u cad et uvea aire no ent e. si le glem l’exig l ré a ion rég
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J’apprends SITUATION PÉDAGOGIQUE OBJECTIF EN ACTION
ODS
PAGES
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Nous faisons de la science !
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Classer pour protéger…
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• Situation pédagogique : À partir d’un fait observable, la dissolution de la poudre de cacao, la science se rapproche de la vie quotidienne. • Objectif en action : Nous utilisons des outils scientifiques pour résoudre le mystère de la poudre de cacao.
• Situation pédagogique : Une sortie dans un environnement proche de l’école nous fera réfléchir sur la nécessité de classer et d’organiser les êtres vivants afin de les protéger. • Objectif en action : Nous créons notre propre proposition de classification pour aider à conserver les espèces qui ont été photographiées lors d’une sortie sur le terrain.
Une éducation de qualité
Vie et écosystèmes terrestres
RÉVISION 1ER TRIMESTRE STEAM : Dian Fossey
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On connait notre corps
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Nous prenons soin de notre santé
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• Situation pédagogique : Un groupe de garçons et de filles ont trouvé sur Internet quelques astuces pour prendre soin de leur corps. • Objectif en action : Nous explorons le corps humain pour comprendre son fonctionnement et décider si les astuces que le groupe a trouvées sur Internet sont fiables ou non.
• Situation pédagogique : Une petite fille, Sandra, a très peur de tomber malade et décide de ne pas quitter sa chambre. • Objectif en action : Nous avons préparé des arguments et écrit une lettre pour convaincre Sandra de quitter sa chambre.
Santé et bien-être
Santé et bien-être
RÉVISION 2ÈME TRIMESTRE STEAM : Tu Youyou
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Nous expérimentons avec la matière et l’énergie
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Nous faisons des projets... nous cherchons des solutions
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• Situation pédagogique : Une fille, Eli, examine les nombreuses ressources qu’elle a utilisées lors de sa dernière fête d’anniversaire pour voir comment améliorer sa prochaine fête. • Objectif en action : Nous analysons la manière dont nous utilisons les ressources matérielles et énergétiques afin de concevoir une proposition qui améliore la durabilité de nos vies. • Situation pédagogique : Une fille montre sa colère parce qu’elle pense que le monde est mal fait. Elle énumère le nombre de problèmes qu’elle voit de son point de vue d’enfant. • Objectif en action : Nous préparons une foire où nous présentons les projets que nous avons conçus pour répondre aux problèmes de notre monde.
RÉVISION 3ÈME TRIMESTRE STEAM : Marie Curie y Ada Lovelace
Production et consommation responsables
Villes durables
DES SAVOIRS POUR : APPRENDRE, APPLIQUER ET RECHERCHER • La méthode scientifique • La recherche d’informations • La réalisation d’expériences en laboratoire et dans la nature • L’analyse et l’interprétation des données • La diffusion des résultats de la recherche • Pensée computationnelle
Activités pour travailler sur les compétences • Des réponses pour tout le monde ? • Cherchons l’information. Qu’est-ce que le cacao ? • Mon métier : technicienne de laboratoire • Mon métier : écologiste • Communiquons la science • Je pense : mets un algorithme dans ta vie !
• • • • • •
Activités pour travailler sur les compétences • Mettons en ordre cela ! • De qui est cette cellule ? • Les êtres vivants sont différents • Mon métier : botaniste • Nous classons les animaux • Je pense : L’utilisation de conditionnels
Les fonctions vitales et les cellules Les niveaux d’organisation Les cinq règnes des êtres vivants Monères, protoctistes et mycètes Le règne des plantes Le règne des animaux
PROJET INTERDISCIPLINAIRE - MIAM ! • Nutrition, aliments et nutriments • Niveaux d’organisation • La digestion, la respiration, la circulation et l’excrétion • Fonction relationnelle. Les sens • Le système nerveux • L’appareil locomoteur • L’appareil reproducteur
Activités pour travailler sur les compétences • Mon métier : nutritionniste • Le voyage mythique de Brisa de Corpus à Pululung • Alarme à l’école ! • Qu’est-ce qui se passe là-bas ? • Super connectés • Combien nous changeons ! • Je pense : Je fais un modèle : L’autoroute digestive
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Activités pour travailler sur les compétences • Mon environnement a-t-il une incidence sur ma santé ? • Rafraîchissements et habillages scientifiques • Mon métier : pédiatre • Mon métier : infirmière • Je pense : Code de maladie
Santé et maladie Maladies infectieuses et non infectieuses Diagnostic et traitement des maladies Prévention des maladies Le système de santé
PROJET INTERDISCIPLINAIRE - Je marche et je regarde • • • • • • •
La matière et ses propriétés Propriétés spécifiques Substances pures et mélangées Changements chimiques et physiques Aérodynamique L’énergie Caractéristiques et production de l’énergie électrique
Activités pour travailler sur les compétences • Les boissons et la Science • Un changement chimique et un changement physique pour gonfler les ballons • Et... quel matériel utilises-tu ? • Nous construisons des avions en papier • Mon métier : Conseiller en énergie • Je pense : L’algorithme du biscuit durable
• • • • • •
Qu’est-ce qu’un projet ? Identifier les problèmes Conception Planification Construction Test et présentation
Activités pour travailler sur les compétences • Mon métier : Ingénieur • Je pense : Diagrammes : Comment fonctionne un système de contrôle ? • Je pense : Je réalise mon projet étape par étape • Je pense : Je crée un jeu vidéo étape par étape
PROJET INTERDISCIPLINAIRE - Apprendre du monde naturel
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Nous faisons de la science !
J’adore le chocolat ! J’essaie de ne pas trop en manger mais de temps en temps, je ne résiste pas à un bon chocolat chaud avec du lait. J’ai remarqué quelque chose de très, très étrange. Regarde mes notes :
L’été
Qu’en penses-tu ? Chaque jour, des millions de personnes font des recherches pour mieux comprendre le monde dans lequel nous vivons. Pourquoi, à ton avis ? Comment peux-tu aider à en prendre soin ? As-tu déjà remarqué des phénomènes autour de toi que tu ne sais pas expliquer ? Regarde les notes de Manuel, as-tu des idées qui peuvent expliquer le mystère ?
Pour cette unité...
ûter Pour le go i du oid, sort D u lait fr ur. réfrigirate c a c a o. illères de u c x u e D re , la poud n remue re ît ra a Q uand o p mps à dis met du te au fond. rtie reste a p e n u et arron u r e st m La coule . très clair
L’info
H iv er
Po ur le pe ti t dé je un er D u lait chaud, sorti du micro-ondes. Deux cuillères de ca cao. L orsqu’on remue, la poudre disparaît immédiatem ent. La couleur est marron foncé.
La science est l’ensemble des connaissances que nous acquérons en faisant des observations et des raisonnements sur le monde qui nous entoure.
Objec tif en actio n Nous utilisons des outils scientifiques pour résoudre le mystère du cacao en poudre en concevant de petites expériences.
La méthod e scienti fique
Suis le fil ! 4
1 Nous cherchons des réponses aux questions
La recherc he d’infor mation s
2 Comment cherchons-nous l’information ?
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Le mystère du caca en poudre
La réalisation d’expériences en le laboratoire et dans la nature
3 Nous réalisons des expériences
L’analyse et l’interprétation des données
La diffusion des résultats de la recherche
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Comment analysons-nous les données de recherche ?
Pourquoi devons-nous partager les résultats de nos recherches ?
Cherchons des solutions aux problèmes
Pensée computationnelle
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1 Nous cherchons des réponses aux questions T’es-tu déjà posé des questions en observant le monde dans lequel tu vis ? Félicitations, tu as déjà fait le premier pas pour devenir scientifique !
Lorsque nous imaginons un scientifique, nous pensons presque toujours à une personne en blouse blanche travaillant dans un laboratoire rempli d’appareils et d’instruments étranges. Cependant, quiconque essaie de trouver des explications aux phénomènes du monde qui nous entoure peut être un scientifique. Attention, pour faire de la science, il ne suffit pas de chercher des explications aux phénomènes. Ce qui fait de nous de vrais scientifiques, c’est la façon dont nous cherchons les réponses à nos questions.
Une méthode de recherche de réponses Pour chercher des réponses aux questions sur le monde qui nous entoure, la communauté scientifique utilise la méthode dite scientifique. La méthode scientifique est l’ensemble des étapes ordonnées qui permettent de donner une explication fiable ou scientifique à un phénomène.
Pourquoi un avion peut voler ? Comment se transmet le rhume ? Y a-t-il de la vie sur d’autres planètes ?
Des réponses pour tout le monde ? La science nous permet d’obtenir des explications basées sur des preuves dites scientifiques, mais elle ne peut pas nous offrir de réponses à des questions sur des préférences, des opinions ou des valeurs. 1
Assemblée d’idées
En gardant cette déclaration à l’esprit, lisez les questions que ce personnage pose et répondez en groupe : a) Quelles questions peuvent être répondues ou non par la science ? Expliquez pourquoi. b) Parmi les questions auxquelles la science peut répondre, pensez-vous qu’elles ont toutes déjà leur réponse ? c) Proposez maintenant trois questions auxquelles on peut répondre en utilisant la méthode scientifique.
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Pour qui dois-je voter en tant que délégué de classe ?
Le chocolat est-il meilleur que le brocoli ? Les trèfles à quatre feuilles portent chance ?
Que mange un ours polaire ? Qu’est-ce que c’est une chauve-souris ?
Quelle sculpture de l’exposition est la plus jolie ?
U1
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J’observe et me pose une question
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Je cherche des informations sur ce thème
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Je fais des observations pour tester l’hypothèse
J’analyse les résultats et tire des conclusions
3
Je fais une hypothèse ou une réponse à la question
6
Je communique mes recherches aux gens BLA
BLA BLA A BLA BL BLA
BLA BLA BLA
BLA
Si l’hypothèse n’est PAS confirmée... je dois revenir à l’étape 3.
1
2
Les images suivantes correspondent aux étapes de la méthode scientifique appliquée à la recherche en milieu naturel. Indique dans quel ordre elles doivent être placées et invente une phrase pour chaque personnage. A
D
La science ne se fait pas uniquement dans les laboratoires ou sur le terrain. Elle peut être appliquée à de nombreuses situations de la vie quotidienne. À partir des images, dessine un exemple de la façon dont tu appliques la méthode scientifique dans ton quotidien. Tu peux t’inspirer en regardant la vidéo « La méthode scientifique dans la vie Rappellequotidienne » sur anayaeducacion.es.
toi !
F B
C E
Ce qui distingue les scientifiques, c’est la façon dont ils cherchent des réponses aux questions qu’ils posent. 7
2 Comment cherchons-nous l’information? Il y a beaucoup de gens dans le monde qui se posent des questions et enquêtent sur des mystères. Nous pouvons découvrir ce qu’ils ont découvert en cherchant des informations ! Avant de commencer à enquêter, nous devons effectuer une recherche d’informations sur le sujet qui nous intéresse. Grâce à cela, nous découvrirons ce que l’on sait de lui. Les informations que nous trouverons sont le résultat de l’activité de nombreux scientifiques qui ont déjà fait des recherches sur le même sujet. Pour cette raison, on dit que la science est cumulative.
Où puis-je chercher de l’information scientifique ? Une première étape dans le processus de recherche consiste à consulter des livres scientifiques, des encyclopédies, des guides, des articles ou des blogs de diffusion scientifique pour trouver des informations générales sur le sujet qui nous intéresse. Ensuite, pour trouver des informations plus détaillées ou spécialisées, les articles publiés dans des revues académiques ou scientifiques sont généralement consultés. Il existe des milliers de revues de ce type classées par spécialités. Habituellement, ces informations sont publiées en anglais.
Comment puis-je obtenir l’information ? L’accès aux sources d’information est très diversifié. Tu peux trouver de l’information à la bibliothèque scolaire ou publique. Il existe aussi des bibliothèques spécialisées. De plus, de nos jours, les informations scientifiques sont accessibles rapidement et facilement via Internet. Mais, attention, il est nécessaire de connaître une série d’astuces pour distinguer l’information rigoureuse et fiable de celle qui ne l’est pas !
1
Explique pourquoi on dit que la science est cumulative.
2 Quelles sources d’informations donnent des informations scientifiques plus spécialisées et lesquelles sont plus générales ?
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Les livres scient
ifiques. Ils contiennent les informations liés à un sujet sc ientifique en particulier.
Les encyclopédies. Ce sont des documents de recherche scientifique ou technique rédigés par un grand groupe de spécialistes. Ils couvrent différents domaines de la science : médecine, zoologie, sciences de la santé... Les guides. Ce sont des livres avec des tres images et des descriptions d’ê vivants, de minéraux, de fossiles ou de roches... qui permettent l’identification d’une espèce, d’un type de roche, etc.
Les articles de sensibilisation. Ce sont des publications qui recueillent des informations scientifiques, écrites d’une manière compréhensible pour tous les publics.
Consulte la fiche « Nous recherchons des informations » de ton plan TIC-TAC disponible dans anayaeducacion.es, pour savoir comment rechercher des informations et pour savoir comment différencier les informations fiables de celles qui ne le sont pas.
U1
Cherchons l’information. Qu’est-ce que le cacao ? Lors d’une recherche sur les effets du cacao et du chocolat sur la santé, nous avons trouvé ces quatre publications. Lis-les attentivement et réponds aux questions.
2
1
dore. Mais lat. Moi, je l’a co o ch é. le us to que de l’acn Nous aimons ocolat provo ch u d et t er g la an oco attention, m mange du ch oi-même. Je m boutons. é fi e ri d vé re i Je l’a ge se couv sa vi n o ent... m t en boutons sort immédiatem pas que les ez ul vo ne Donc, si vous
Ne mangez pas de chocolat
La plupart des publications sur la relation entre les maux de tête et le désir de manger du chocolat ne sont pas vraies, dit le Docteur Latorre de l’Association espagnole de neurologie. « Manger du chocolat ne provoque pas de maux de tête, en fait, c’est le mal de tête qui vous donne envie de manger du chocolat. »
4 L’étude « Cocoa: une 3 source savoureuse de vitamine D » réalisée à l’Université de Halle Wittenberg et à l’Institut Max Rubner,a conclu que le cacao et le chocolat contiennent de la vitamine D. Malgré cela, le nutritionniste Gabriel Stangl recommande de ne pas consommer de grandes quantités de chocolat pour couvrir les besoins en vitamine D, car « ce serait mauvais pour la santé », en raison de la teneur élevée en sucre et en graisse.
1
Dis quelles publications te semblent fiables et lesquelles ne le sont pas.
2 Quelles recherches effectuerais-tu dans le moteur de recherche pour vérifier l’information de la publication nº3 ? 3 Penses-tu qu’une publication qui recueille l’opinion d’une seule personne est aussi fiable qu’une information publiée dans une revue scientifique ? Cela signifie-t-il que la première est un mensonge ? Réfléchis.
Tout le monde sait que le chocolat est très sain et, en plus, il n’est pas vrai qu’il vous fait grossir. Je mange une demi-tablette de chocolat par jour depuis une semaine et je me sens super bien. De plus, depuis que j’ai arrêté de manger des pommes de terre et du pain, j’ai même perdu du poids. C’est clair, le chocolat fait maigrir !
4 Imagine que tu dois faire un article sur « le cacao et la santé ». Quelles sources consulterais-tu ? a) Association en ligne de Rappellepédiatrie française. toi ! b) Magazine en ligne « La Conversation. » Toutes les sources c) Blog « Je suis fou d’information ne sont du chocolat ». pas fiables. Il est très d) Site Web d’une utile d’apprendre à personne célèbre. distinguer les sources e) Un journal.
de bonne qualité !
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3 Nous réalisons des expériences Pour découvrir de nouvelles choses, nous devons observer les phénomènes de manière organisée et contrôlée. C’est-à-dire... expérimenter ! La recherche en sciences naturelles peut se faire de deux façons : • Par l’expérimentation, qui est généralement réalisée en laboratoire. • En faisant des observations dans l’environnement naturel.
Expériences en laboratoire Un laboratoire est un lieu qui permet de mener des expériences dans des conditions contrôlées. Il existe différents types de laboratoires en fonction du type d’expériences qui y sont effectuées. Un laboratoire de biologie est différent d’un laboratoire de physique ou d’un laboratoire de chimie.
Conception d’expériences Les expériences de laboratoire ont deux caractéristiques importantes : • Elles sont effectuées en suivant des instructions très détaillées appelées procédures. L’objectif est qu’elles puissent être répétées par n’importe qui suivant ces mêmes instructions. • Elles sont fabriquées dans des conditions contrôlées. Par exemple, nous pouvons étudier l’effet de la température sur la croissance d’une plante en faisant en sorte que tous les facteurs qui influencent la croissance, tels que la quantité de nutriments, la lumière ou l’humidité soient les mêmes dans tous les tests et ne fassent varier que la température.
Le carnet de laboratoire Le carnet de laboratoire est le journal du travail des scientifiques qui font des expériences en laboratoire. Faire un bon cahier de laboratoire est tout aussi important que de concevoir et de mener de bonnes expériences.
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1
Explique ce que signifie mener des expériences dans des conditions contrôlées.
2
Consulte la ressource « Le cahier de laboratoire » disponible dans anayaeducacion.es, et explique à quoi devraient ressembler les cahiers utilisés pour travailler en laboratoire.
3
Remueméninges
Imagine : tu appartiens à un groupe de recherche qui va mener une étude sur la façon dont la température influence la croissance d’une plante. Si tu devais faire trois expériences pour le prouver, comment ferais-tu ?
U1
Mon métier : technicienne de laboratoire Dans le laboratoire, nous avons beaucoup de récipients. Ceux que j’utilise le plus pour contenir des liquides sont les suivants : Fiole
Erlenmeyer
nicienne de Je m’appelle Celia et je suis tech ériences, ça exp laboratoire. J’adore faire des r mon travail, ctue m’amuse beaucoup. Pour effe é que je porte urit en plus des équipements de séc beaucoup lise (blouse, gants et lunettes), j’uti s en montrer vou vais Je d’instruments de laboratoire. . ent serv ils quelques-uns et à quoi
Pour mesurer les volumes avec précision, je dois utiliser ceux-ci :
Compte-gouttes
Tubes
Bécher
Quand je dois observer quelque chose de très petit ou microscopique, j’utilise cet instrument appelé microscope, le voici :
Fiole
Éprouvette
ilisations Il existe d’autres instruments d’ut noir de ton l’en le, mp exe très diverses. Par les arer sép r pou lise j’uti que décantation blage, sem d’as liquides ; le support et la noix je fais que t dan pen ux pour retenir les matéria uffer ; cha r pou sen bun bec le une expérience ; ou ures des cult les boîtes de Pétri, pour faire faire germer des graines, etc.
Parfois, j’ai besoin d’effectuer différentes mesures. Pour mesurer la masse, la balance ; pour la température, un thermomètre ; pour le temps, un chronomètre ; etc.
Entonnoir de décantation
Chronomètre
Support et noix d’assemblage
Bec Bunsen
Balance
Thermomètre
Microscope
Boîte de Pétri
Regarde le matériel de laboratoire que Celia nous a enseigné. Une question : ajouter du sel dans le l’eau fait-il varier le temps nécessaire pour qu’elle gèle ? Quels instruments de laboratoire devrions-nous utiliser pour vérifier. Nous te donnons quelques indices. Pour réaliser cette expérience, tu auras besoin de :
M esurer avec préc ision le volume d’eau que tu utilises. P eser une quantit é connue de sel. D issoudre le sel da ns l’eau. C alculer le temps .
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3 Nous réalisons des expériences
Observations en milieu naturel Dans l’environnement naturel, il n’est pas possible de contrôler toutes les conditions dans lesquelles les expériences ou les observations ont lieu. La recherche dans l’environnement naturel se fait en conditions réelles.
Conception de l’étude sur le terrain La recherche en milieu naturel doit être très bien planifiée et prendre en compte plusieurs aspects : • Choisir correctement la période de l’année car le phénomène ou l’être vivant à étudier doit pouvoir être vu. • Localiser la zone de la recherche, étudier les conditions du sol, etc. • Décider la manière de faire des observations ou de prélever des échantillons : nombre, fréquence, durée, etc. Un échantillon est un reste d’être vivant (plumes, excréments, fleurs, etc.) ou une partie d’un système (un fragment de roche, etc.), qui sont analysés en laboratoire. • Décider d’autres aspects, tels que le nombre d’observations faites, pendant combien de temps, etc.
Le bloc-notes de terrain Les scientifiques qui travaillent dans l’environnement naturel recueillent toutes les informations de leurs recherches dans un carnet de terrain. Le carnet de terrain est le journal de travail des scientifiques qui font des observations dans le milieu naturel. Un bon carnet de terrain sert à refléter tout ce qui est observé ou collecté et les conditions dans lesquelles nous le faisons. Il peut contenir des données, des dessins, des photographies, etc. Le cahier de terrain doit inclure tout ce qui est nécessaire pour analyser et tirer des conclusions sur les recherches. 4 Pourquoi est-il important de tenir compte de la saison lors de la conception de recherches dans la nature ? 5
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Remueméninges
Imagine : tu appartiens à un groupe de recherche qui va mener une étude sur un animal dans son environnement naturel (choisis celui que tu veux). Décidez
comment vous allez mener votre étude : de quels instruments vous avez besoin, combien d’observations vous allez faire, etc. 6
Consulte « Le carnet de terrain », disponible sur anayaeducacion.es et explique comment sont les cahiers utilisés pour effectuer des recherches en milieu naturel.
U1
Mon métier : écologiste
Bonjour, je m’appelle Francis et je suis écologiste ; c’est-à-dire que je me consacre à l’étude des écosystèmes. C’est une tâche qui demande beaucoup de patience et des heures d’observation.
difficile, on sur le terrain est La phase d’observati iques. og rol téo conditions mé car elle dépend des en t an viv server un être En plus, si je veux ob r il ne une planification, ca re fai particulier, je dois er. uv ssible de le tro sera pas toujours po et mon ts pour être à l’aise en Je porte des vêtem elques qu ici ur tout écrire. Vo carnet de terrain po es. rch he rec ur mener mes objets que j’utilise po
Si je dois observer des choses lointaines (distinguer des ), animaux ou des arbres au loin un ou s elle jum des lise j’uti télescope.
Quand j’ai besoin d’observer les choses en détail (petits insectes, plantes, etc.), j’utilise une loupe.
Les cartes de la région, les bou ssoles ou le GPS, me sont très utiles pour m’orienter lorsque j’ai besoin de me déplacer dan s la zone d’étude et de localise r certains éléments, tels que les rivières, les montagnes, les lagu nes, etc.
un ours avec moi J’emporte touj et rm pe qui me appareil photo s caractéristique s le er ct de colle n, tio ta gé vé la du paysage, de s empreintes et d’enregistrer le aux, etc. les traces d’anim
Aujourd’hui, je dois compter le nombre d’individus dans la population des hiboux petits-ducs de la région de La Cepeda. Aidemoi à planifier mes recherches sur le terrain en complétant le tableau ci-dessous (choisis l’une des options). Tu peux consulter des informations sur cet oiseau magnifique sur le site Web de la Société ornithologique espagnole (www.seo.org). Période de l’année
Les guides de terrain m’aident à identifier les êtres vivants ou les roches et minéraux que j’observe. Il existe des guides de terrain pour presque tout : plantes, champignons, oiseaux, mammifères, insectes, etc. Tu peux les trouver sous forme de livre, mais aussi sous forme d’applications pour téléphones et tablettes.
Printemps/été/automne/hiver. crépuscule/nuit.
Moment de la journée
À l’aube/pendant la journée/au
Instrument d’observation
Jumelles/microscope/filet à pap
Habitat
reur.
illons/microphone et enregist
ts galeries/zones urbaines.
Lagunes/terres agricoles/forê
Rappelletoi !
En laboratoire, nous pouvons contrôler presque tout et sur le terrain, nous pouvons étudier la nature sans la modifier. Les deux formes de recherche se complètent ! 13
4 Comment analysons-nous les données de recherche ? Quand nous enquêtons, nous recueillons beaucoup de données sur le mystère que nous essayons de résoudre. Mais comment tirer des conclusions ?
Quels types de données avons-nous obtenus ? Comme vu dans la section précédente, Les données qui devront être analysées plus tard sont enregistrées pendant les expériences et observations. Les données sont les observations et les mesures que nous faisons au cours de la recherche. Nous pouvons obtenir deux types de données :
Les données numériques Les données numériques ou quantitatives sont exprimées par des numéros. Par exemple : le temps, la masse d’un objet, le nombre d’individus, la taille d’un être vivant, la quantité d’une substance, etc.
Les données non numériques Les données non numériques peuvent être : • Remarques. Par exemple, la description d’un comportement, les caractéristiques d’un être vivant ou d’un paysage, les types d’êtres que nous observons au microscope ou à la loupe, etc. • Enregistrements audiovisuels. Ce sont des photographies, des vidéos ou des enregistrements sonores obtenus à la fois dans le milieu naturel et en laboratoire qui fournissent des informations pendant la recherche.
Nous analysons les données et tirons des conclusions Une fois que nous avons les données, il est nécessaire de les traiter et de les analyser. Cette étape de la méthode scientifique est très importante car elle permet d’obtenir les conclusions. La façon la plus courante d’analyser les données numériques est de les représenter sous forme de tableaux ou de graphiques. Cela se fait avec deux objectifs : comparer les données entre les expériences et trouver des modèles ou des tendances communes dans les données. Les conclusions tirées de données non numériques peuvent être très diverses. Par exemple, avec l’information audiovisuelle, les conclusions sont obtenues directement, mais en plus, grâce à l’utilisation d’ordinateurs, il est possible d’obtenir d’autres types de preuves puisqu’il s’agit de millions de données de ce type.
14
1
Mets deux exemples de données numériques obtenues en laboratoire et deux sur le terrain.
2 Les enregistrements audiovisuels peuvent être obtenus à la fois dans l’environnement naturel et en laboratoire. Propose deux exemples dans chaque cas. 3 Explique quels types d’outils sont utilisés pour l’analyse de données numériques.
U1
3
Attention aux données ! Un groupe de scientifiques a mené différentes enquêtes. Examine les données qu’ils ont recueillies et aide-les à trier et à analyser leurs résultats pour en tirer des conclusions.
2
1
5 x 100
4 7
Nombre d’hiboux petits-ducs observés
6 Milieu naturel
Jour 1
Jour 2
Jour 3
Jour 4 3
Zone urbaine
2
3
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Forêt galerie
6
7
7
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Pinède
3
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4
Terre agricole
0
0
0
0
1
Classe les données de cette manière : obtenues en laboratoire ou dans l’environnement naturel. Dis lesquelles ont été trouvées dans des conditions contrôlées et lesquels ne l’ont pas été. Explique pourquoi.
2 Quel est le type de chaque donnée que le groupe de scientifiques a recueillie. 3 Relie chaque type de donnée à la conclusion qui lui correspond. Attention, il y a une mauvaise conclusion. Découvre-la et explique pourquoi.
Nombre de graines germées
Température oC
Plante A
Plante B
10
0
0
20
10
100
30
100
60
40
30
0
45
0
0
A
illon d’eau est La couleur verte de cet échant roscopiques. mic s gue d’al ce due à la présen
B
La plante A est typique des endroits avec un temps très froid, tandis que la plante B est typique des endroits avec un temps chaud.
C Dans la zone d’étude, la présence de loups a été détectée.
Ces oiseaux tournent en rond lorsqu’ils repèrent des proies .
E
F
D
Ces oiseaux préfèrent les forêts aux zones de culture.
Ce mammifère communique ainsi avec d’autres individus de son espèce.
G
Les ossements trouvés sur le site correspondent à un Tyranosaure rex.
Rappelletoi !
Nous pouvons organiser nos données en tableaux, graphiques, cartes… De cette manière c’est plus simple pour les analyser et tirer des conclusions. 15
5 Pourquoi devons-nous partager les résultats de nos recherches ? Chaque jour, des scientifiques du monde entier partagent les résultats de leur recherche pour que d’autres personnes en bénéficient. Pourquoi devons-nous communiquer les résultats
La communication des résultats, qu’elle soit par le biais d’un article scientifique, d’une communication orale ou d’une affiche, s’effectue selon une structure très similaire à celle-ci :
La communication de la recherche est très importante, car elle permet d’atteindre les objectifs suivants : • Informer la communauté scientifique des résultats. De cette façon, d’autres scientifiques peuvent poursuivre la recherche en utilisant nos résultats comme point de départ. • Que la communauté scientifique puisse analyser les résultats. Cela évite que les enquêtes erronées ne soient pas considérées comme correctes. • Que la communauté scientifique et la société connaissent notre contribution à la connaissance scientifique.
Définit le sujet de la recherche.
Auteurs
Les noms des personnes qui ont mené la recherche sont indiqués.
Introduction
Comment les résultats sont-ils communiqués
Elle présente le travail en expliquant son objectif.
Le plus souvent les résultats de la recherche scientifique sont diffusés par :
Matériaux et procédures
• La rédaction d’articles scientifiques, qui sont des rapports scientifiques publiés dans des revues scientifiques spécialisées. • La présentation de la recherche lors de congrès scientifiques, soit par des affiches, soit par une communication orale, c’est-à-dire, donner une conférence sur ce qui a été étudié. Chaque jour, il est de plus en plus important que les progrès de la science soient diffusés à la société. Cette tâche s’appelle la diffusion scientifique et peut être effectuée de différentes manières : avec des articles informatifs dans des journaux ou des magazines, en réalisant des reportages pour la télévision ou les chaînes d’information sur Internet, à travers des blogs scientifiques, etc.
16
Titre
Résultats
Il est indiqué quels instruments on été utilisés et comment les observations ou les expériences ont été réalisées.
Dans cette partie nous présentons les résultats de notre recherche.
Analyse des résultats et conclusions
Cette partie explique quelles conclusions sont tirées de l’analyse des données.
Bibliographie Toutes les sources d’information consultées sont indiquées.
U1 Titre Auteurs Matériaux et procédures
Communiquons la science Aide maintenant l’une des scientifiques de la section précédente à communiquer ses résultats par le biais d’une affiche. Regarde le modèle que nous te suggérons pour l’élaborer et les textes et images qui devraient accompagner ton affiche. Relie chaque texte avec sa section correspondante, place les images là où tu penses qu’elles devraient être et, enfin, mets un titre qui résume bien l’objectif de cette recherche. Dans anayaeducacion.es tu as les textes et images pour faire l’affiche à la fois sur papier et en format numérique.
Résultats
Analyse des résultat
Conclusions
?
Bibliographie
Graines A et B, coton, eau, boîtes de Pétri, chauffage et incubateur • Dans une boîte de Pétri sont placées 100 graines de A enveloppées dans du coton humidifié avec de l’eau. • Chaque boîte de Pétri est introduite dans des incubateurs à différentes températures (10°, 20°, 30°, 40° et 50°),
une plante La plante A est eilleures m qui tolère de s, ce qui en ée ev él s température d. au climat chau fait une plante
• Après 7 jours, on note combien de graines ont germé dans chaque boîte à chaque température.
À 20 °C, on observe une plus grande quantité de graines germées de la plante B.
Nombre de graines germées Température oC
Plante A
Plante B
10
0
0
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10
100
30
100
60
40
30
0
45
0
0
La plante B est une plante qui tolère mieux les basses températures, c’est donc une plante de climats froids. R. Smith. Influence of temperature on seed germination. Seed Sci Technol. 2020; 28(1): 80–88.
grande quantité À 30 oC on observe une plus plante A. la de s mée ger de graines
N’oublie pas de consulter la fiche « Nous créons du contenu numérique » de votre plan TIC-TAC dans anayaeducacion.es pour apprendre à développer tes propres ressources numériques.
Rappelletoi! Grâce à la recherche qui est publiée en continu, toute l’humanité progresse et trouve des réponses à ses questions. 17
6 Nous cherchons des solutions aux problèmes Pour résoudre les problèmes, nous pouvons nous aider de la technologie.
Exemples d’utilisation de la pensée computationnelle dans nos vies Lorsque tu joues aux devinettes, tu fais une abstraction :
La science nous entoure. Elle est présente dans notre vie lorsque nous allumons une lumière, prenons le bus, écrivons, utilisons un téléphone, une tablette, etc. Si tu remarques bien, nous utilisons en permanence des produits obtenus grâce à l’application des connaissances scientifiques. Nous utilisons la technologie. La technologie est l’application d’un ensemble de connaissances scientifiques et de compétences techniques qui permettent de donner une solution à un problème ou à un besoin.
Une méthode pour résoudre des problèmes
a La mère de Jojo ja. Ja et ji trois enfants, Ji le le el Comment s’app troisième ? J’ai des aiguilles, je ne sais pas coudre ; J’ai des chiffres, mais je ne sais pas lire les heures que je donne. Sais-tu qui suis-je ?
Lorsque nous utilisons des émoticônes pour exprimer des émotions sans utiliser de mots, nous codons.
L’analyse du problème et la recherche de sa solution possible est l’une des étapes les plus importantes dans le développement d’un produit technologique. Si le problème est complexe, il faudra le décomposer en d’autres plus simples, faire des simplifications, créer des étapes pour l’analyser, etc. Toutes ces étapes sont des stratégies ou des techniques de pensée dite computationnelle. La pensée computationnelle est une façon de penser qui permet la résolution des problèmes du monde qui nous entoure, sur la base de techniques habituellement utilisées en informatique.
Lorsque tu te brosses les dents ou prépares ton sac à dos, tu utilises la pensée algorithmique, c’est-à-dire que tu effectues une succession d’étapes ordonnées dans une séquence logique.
Ce type de pensée a de multiples applications ; Par exemple : • Le développement d’un programme informatique. • La réalisation d’un projet (comme nous le verrons dans l’unité 6 de ce livre). • La résolution de problèmes mathématiques. • Dans notre quotidien. Même si nous ne le savons pas toujours, nous l’appliquons systématiquement pour résoudre des problèmes quotidiens (lis les exemples sur cette page).
18
1
Explique avec tes mots ce qu’est la pensée computationnelle.
2 Donne des exemples de la façon dont tu appliques la pensée computationnelle dans ta vie quotidienne.
U1
Les techniques de la pensée computationnelle Les principales techniques utilisées par la pensée computationnelle pour résoudre les problèmes auxquels nous sommes confrontés sont les suivantes : Pensée computationnelle
Décomposer
Reconnaître les modèles
Décomposer un problème complexe en problèmes plus simples et plus faciles à résoudre.
Rechercher et identifier les similitudes avec d’autres problèmes similaires.
Abstraire
Créer des algorithmes
Détecter les éléments importants d’un problème en ignorant les détails.
Proposer des solutions aux problèmes en fonction d’instructions qui doivent être suivies étape par étape.
Encoder
Vérifier
Transformer l’information (images, concepts, idées, données...) en un système (mots, textes...) qui permet la communication avec les personnes ou avec les ordinateurs (programmation). Je pense
Mets un algorithme dans ta vie ! Commençons à pratiquer la pensée computationnelle en utilisant l’une de ses techniques : la création d’algorithmes. Appliquons un algorithme à la préparation d’une tasse de cacao ! 1
2
Lis les instructions pour préparer un bol de lait au chocolat et réponds : Penses-tu que chacune de ces instructions pour le préparer est correcte ? En fait, elles le sont toutes mais les étapes de l’algorithme pour préparer le bol de lait au chocolat sont désordonnées. Pense à une autre tâche que tu effectues chaque jour et note les étapes ou les algorithmes impliqués pour la faire. Imagine que tu demandes à quelqu’un d’autre de le faire. Cela va t’aider.
Évaluer si la solution proposée fonctionne bien ou si nous pouvons l’améliorer ou en trouver d’autres.
Com me nt pré par er du cho cola t au lait ?
• Verser deux cuillères de cac ao
dans le bol.
• Boire et déguster un bol de lait
au chocolat.
• Ouvrir le lait.
• Verser le lait dans le bol.
• Prendre la cuillère du tiroir à couverts. • Remuer pour que le cacao se dissolve dans le lait. • Mettre le bol avec le lait au micro-ondes. • Chauffer pendant deux min utes. • Retirer le bol du micro-onde s.
Rappelletoi !
La pensée computationnelle nous permet de résoudre toutes sortes de problèmes et de concevoir de nouvelles technologies.
19
P O R T F O L I O
Qu’est-ce que j’appris ? 1
4 Classe les objets et instruments de l’exercice précédent selon les critères suivants :
Regarde les images et réponds : A
a) Ceux utilisés dans la recherche sur le terrain et ceux utilisés en laboratoire. B
B
a) Quelles étapes de la méthode scientifique représente chacune de ces images ? Explique en quoi elles consistent ? b) Quelles autres étapes de cette méthode manquent ? Dessine-les dans ton carnet en expliquant comment elles se réalisent. 2 Indique deux différences entre la recherche en laboratoire et dans l’environnement naturel. 3 Associe chacune des images avec le nom correspondant.
b) Les objets et instruments d’observation. Ceux qui servent à mesurer et ceux qui ne sont pas pour l’un ou l’autre. c) Ceux qui fournissent des données numériques et ceux qui ne fournissent pas de données qualitatives. 5 Nomme : a) Trois documents où tu peux trouver des informations scientifiques fiables. b) Trois façons de communiquer les résultats d’une enquête. c) Trois techniques de pensée computationnelle. 6 Indique si les données suivantes recueillies lors d’une sortie sur le terrain sont qualitatives ou quantitatives : a) Présence d’empreintes de sangliers.
a) Bécher. b) Loupe.
B
c) Éprouvette. d) Balance.
A
b) Un ruisseau aux eaux très propres. c) Huit nids d’oiseaux dans la zone d’étude (200 m2). d) La température ambiante à différents moments de la journée.
e) Microscope. f) GPS.
C
g) Jumelles.
e) Un écureuil mangeant un ananas. 7 Recherche des informations sur le terme « journal de bord » et explique si tu es d’accord avec l’affirmation suivante : « Le carnet de laboratoire des scientifiques est comme le journal de bord des navigateurs. »
h) Bec Bunsen. D E
8 Consulte un journal national pendant cinq jours et compile les titres des nouvelles de vulgarisation scientifique qui paraissent. H
F G
N’oublie pas de remplir ton album photo de cette unité sur anayaeducacion.es. Le feu vert: Colorie dans ton cahier. Je connais la réponse J’ai besoin d’aide Je ne connais pas la réponse
20
U1 IF OBJECT ON I EN ACT Nous utilisons des outils scientifiques pour résoudre le mystère de la poudre de cacao 1
Relis à nouveau les notes de Manuel. Qu’est-ce qui est similaire en hiver et en été ? Qu’est-ce qui change ?
2 Manuel a proposé deux hypothèses possibles pour expliquer les différences de comportement du lait avec le cacao : Conçois une expérience que Manuel peut réaliser à la maison pour vérifier si l’une de ses hypothèses est correcte. Tu dois détailler quels objets sont nécessaires et quelles mesures doivent être prises. Aimerais-tu la mettre en pratique chez toi ? 3
Lorsque nous regardons de près le monde dans lequel nous vivons, nous trouvons continuellement des mystères. Remplis le graphique suivant avec les questions que tu te poses et partage-les avec la classe :
Je vois Observe ton environnement. Quels phénomènes se produisent autour de toi ?
HYPOTHÈSE 1 La température du lait affecte la quantité de cacao qui peut être dissoute. Plus il fait chaud, plus de cacao peut « être mis » dans le verre de lait.
HYPOTHÈSE 2 affecte la Le moment de la journée dissoute. être t peu qui quantité de cacao dissous. être t peu ao Le matin, plus de cac moins. out diss se il ter, Au moment du goû
Je pense Peux-tu expliquer pourquoi ils se produisent ?
Je me demande Quelles questions te poses-tu sur des phénomènes que tu ne peux pas expliquer ? Que peux-tu faire pour y répondre ?
Comment ai-je appris ? 1
Note dans ton portfolio ce que tu as ressenti. Évalue-toi en mettant : bon, moyen ou à améliorer.
Pendant l’étude de cette unité.
classe. Pendant les explications en Dans le travail avec tes camarades de classe. ?
2 Demande à un(e) camarade de t’évaluer de 1 à 10 dans ces aspects : a) Attention en classe. b) Participation en classe. c) Désir d’apprendre. d) Goût pour ce qui a été appris dans l’unité. e) Es-tu d’accord avec l’évaluation qui a été faite ? Quel aspect est le mieux noté ? Pourquoi, à ton avis ?
21
2
Classer… pour protéger
Aujourd’hui, ça a été génial ! Nous sommes sortis toute la classe pour faire une promenade autour de l’école et nous avons photographié des êtres vivants sauvages. L’enseignant dit que si nous voulons prendre soin de l’environnement de notre école, nous devons d’abord bien le connaître, et que la première étape est de classer les êtres vivants sur les photos...
Coc cin elle
Qu’en penses-tu ? Quelles sont les choses que vous classez dans ta famille à la maison ? Chardon Quels sont les avantages de le faire? Un critère est une règle qui sert à classer les choses en fonction de leurs caractéristiques. Quels critères proposes-tu pour classer les êtres vivants sur les photos ? Pourquoi regrouper des êtres vivants similaires peut-il aider Environ 1,2 million d’espèces à les conserver ? d’êtres vivants ont été découvertes, mais près de 9 millions vivraient sur Terre. Les classer est la première étape pour apprendre à les Pour cette unité... connaître et les protéger !
L’info
Objec tif en actio n À partir des critères de classification utilisés par les scientifiques, nous avons créé notre propre proposition de classification qui aide à conserver les espèces que Diego et sa classe ont photographiées.
26
Suis le fil !
n Lapi
Co qu elic ot
Les fonctio ns vitales et les cellules
Les niveau x d’organ isation
1
2
Pourquoi sais-tu que quelque chose est un être vivant ?
Tous les êtres vivants sont-ils aussi complexes ?
15
Moin eau Les cinq règnes des êtres vivants
3
Araignée Monères, protoctistes et mycètes
4
Je fais de grands Je classe les êtres vivants au sein des monères, groupes d’êtres des protoctistes et vivants en appliquant des mycètes ce que j’ai appris
Le règne des plantes
Le règne des animaux
5
6
Comment ferais-tu des sous-groupes à l’intérieur du groupe des plantes ?
Comment ferais-tu des sous-groupes à l’intérieur du groupe des animaux ?
27
1 Pourquoi sais-tu que quelque chose est un être vivant ? Diego et sa classe ont pris des photos de différents êtres vivants. Mais comment ont-ils différencié les êtres vivants des êtres non vivants ?
Nutrition autotrophe L’énergie du soleil Dioxyde de carbone
Les êtres vivants diffèrent de la matière non vivante de deux façons : • Ils remplissent les trois fonctions vitales (nutrition, relation et reproduction). • Ils sont formés par des structures appelées cellules.
Fonctions vitales La fonction de nutrition La nutrition consiste à prélever des substances dans l’environnement, à les utiliser pour obtenir de l’énergie, à grandir ou à se soigner, et à éliminer les déchets. Selon leur façon d’obtenir des nutriments, il existe deux types d’êtres vivants : les autotrophes et les hétérotrophes.
Les êtres vivants autotrophes fabriquent leurs propres nutriments
Eau et sels minéraux
Nutrition hétérotrophe
• Les êtres vivants autotrophes, tels que les plantes et les algues, utilisent l’énergie du soleil pour transformer les substances qu’ils prennent de l’air et du sol dont ils ont besoin en nutriment. • Les êtres vivants hétérotrophes, tels que les animaux, ne peuvent pas fabriquer leurs propres nutriments et les obtiennent en se nourrissant d’autres êtres vivants.
La fonction relationnelle La fonction relationnelle consiste à percevoir les choses
1
Les plantes restent souvent au même endroit toute leur vie. Pourquoi n’ont-elles pas besoin de se déplacer pour obtenir leur nourriture ?
2 Regarde les êtres vivants qui apparaissent dans l’image de droite. a) Indique, dans chaque cas, s’il s’agit d’un être vivant autotrophe ou hétérotrophe, et explique pourquoi. b) Quelle fonction vitale permet à la gazelle de fuir le lion ? Explique ta réponse.
28
Les êtres vivants hétérotrophes obtiennent des nutriments d’autres êtres vivants
U2
qui se produisent à l’intérieur et à l’extérieur du corps et d’y réagir.
Reproduction asexuée
La fonction de reproduction
Un seul progéniteur
La reproduction est la capacité des êtres vivants à produire une progéniture avec des caractéristiques égales ou très similaires aux leurs.
Bourgeon
Il existe deux types de reproduction : sexuée et asexuée. Certains êtres vivants n’effectuent qu’un seul d’entre eux, d’autres peuvent utiliser les deux. • Dans la reproduction asexuée, un seul être vivant produit un ou plusieurs descendants identiques à lui.
Progéniture identique à son père
Reproduction sexuée
• Dans la reproduction sexuée, deux individus, un mâle et une femelle, produisent des cellules reproductrices
Deux parents
Mettons en ordre cela ! Nous voulons utiliser ces photographies et affiches pour réaliser une exposition sur des fonctions vitales. Le problème est qu’elles sont totalement désordonnées ! Aide à les organiser en associant les photographies aux noms de chaque être vivant et aux légendes qui leur correspondent.
Être vivant hétérotrophe
Je n’ai pas besoin de prendre de la nourriture, juste un peu de soleil et voilà !
Ma nourriture préférée sont les bactéries. Je meurs sans elles.
Être vivant autotrophe
Être vivant avec reproduction asexuée
Progéniture ressemblant aux parents, pas identique
Ma progéniture est identique à moi, nous sommes comme deux gouttes d’eau.
Mes enfants ne me ressemblent pas beaucoup, mais ils ont les oreilles de leur père.
Être vivant avec reproduction sexuée
29
1 Pourquoi sais-tu que quelque chose est un être vivant ?
Nous sommes constitués de cellules En plus d’accomplir des fonctions vitales, tous les êtres vivants sont constitués de cellules. Une cellule est la plus petite partie d’un être vivant capable d’accomplir des fonctions vitales.
Cellule procaryote Cytoplasme Matériel génétique dispersé par le cytoplasme
À quoi ressemblent les cellules La plupart des cellules sont si petites qu’elles ne peuvent être observées qu’à l’aide d’un microscope. Toutes les cellules ont une structure commune, composée de trois parties fondamentales :
Membrane plasmique
• La membrane plasmique, qui est l’enveloppe qui entoure la cellule. • Le cytoplasme, qui est un liquide épais qui remplit l’intérieur de la cellule et dans lequel se trouvent d’autres structures et substances cellulaires. • Le matériel génétique, qui est la substance qui contient les instructions pour le fonctionnement des cellules.
Cellule eucaryote Matériel génétique à l’intérieur d’un noyau
Membrane plasmique
Types de cellules Les cellules sont classées en procaryotes et eucaryotes : • Les cellules procaryotes sont les plus petites et les plus simples et ont le matériel génétique dispersé dans le cytoplasme. Par exemple, les bactéries sont des cellules procaryotes. • Les cellules eucaryotes sont plus grandes et plus complexes. Elles ont dans leur cytoplasme des structures appelées organites qui remplissent différentes fonctions. Le matériel génétique est protégé au sein d’un de ces organites : le noyau. Par exemple, les animaux et les plantes sont constitués de cellules eucaryotes.
3 En quoi les cellules procaryotes sont-elles différentes des eucaryotes ? 4 Quel est le nom de la partie des cellules eucaryotes qui contient le matériel génétique ?
30
Organites
Cytoplasme
Pour mieux comprendre les différences entre les cellules procaryotes et les eucaryotes, visionne « Je te le dis tout de suite », la vidéo « Unboxing de microorganismes » dans anayaeducacion.es.
De qui est cette cellule ? Regarde les cellules sur les photos. Elles ont été obtenues à l’aide d’un microscope qui permet de voir les structures cellulaires dans les moindres détails. 1
A eucaryote animale.
Quelles structures ces trois cellules ont-elles en commun ? Localise-les.
2 Dessine les trois cellules dans ton cahier en représentant et surlignant ces structures. Dans chaque cas, indique si la cellule a un noyau ou, au contraire, si le matériel génétique est dispersé dans le cytoplasme. 3 Regarde les structures numérotées sur la photo C, décris-les et ajoute-les à ton dessin. Sont-elles présentes dans les deux autres cellules ?
B
4 Maintenant, lis ces descriptions. Est-ce que l’une d’entre elles pourrait correspondre aux structures de la photographie C que tu viens de décrire ? Indique à quelle partie de la cellule chacune correspond.
nt de grands Les chloroplastes so gés. Ils effectuent organites verts allon sont dans la photosynthèse et . les cellules végétales La paroi cellulaire est une structure rigide qui tapisse la membrane et donne aux cellules végétales une forme polygonale.
C 3
Les vacuoles so nt des organite s remplis d’eau et d’autres substances qui aident les cellules végéta les à maintenir leur forme.
2
1
5 En fonction de tes réponses aux questions précédentes, complète les phrases suivantes dans ton cahier : La photographie ... provient d’une cellule procaryote. La photographie ... provient d’une cellule eucaryote végétale. La photographie ... provient d’une cellule
Rappelletoi ! Les différentes façons dont les êtres vivants remplissent leurs fonctions vitales et le type qu’ils ont nous aident à les classer. 31
2 Tous les êtres vivants sont-ils aussi complexes ? Tissus, organes, appareils et systèmes
Le nombre de cellules et les regroupements entre elles varient d’un être vivant à l’autre. C’est-à-dire que chez les êtres vivants, il existe différents niveaux de complexité ou d’organisation.
Formen t
Niveaux d’organisation
Cellules
Fo
Êtres unicellulaires Ils sont constitués d’une seule cellule qui remplit des fonctions vitales. Les organismes unicellulaires peuvent être des procaryotes ou des eucaryotes.
e rm
nt
Tissus
Fo r
Êtres multicellulaires
m
t en
Ils sont composés de nombreuses cellules, toujours de type eucaryote. Ces cellules peuvent se regrouper pour former des tissus ou non. Chez les êtres multicellulaires plus complexes les cellules se regroupent pour former :
Organes
• Les tissus, qui sont des regroupements de cellules spécialisées dans la même fonction. • Les organes, qui sont des associations de différents tissus qui remplissent une fonction plus large. • Les appareils ou systèmes, qui sont des ensembles d’organes qui se regroupent pour effectuer un processus
Appareils et systèmes de l’organisme
Les êtres vivants sont différents Tous les êtres vivants multicellulaires n’ont pas les mêmes niveaux d’organisation. Lis les exemples suivants et réponds aux questions :
1
Copie le tableau dans ton cahier et complète-le.
Algues
Dans les algues et les , champignons multicellulaires s les cellules sont regroupée mais ne forment pas de tissus.
, telles Dans certaines plantes simples t son que les mousses, les cellules ne x-ci ceu organisées en tissus, mais . inis forment pas d’organes déf
32
multicellulaires Champignons Mousses Vache
Appareils
Multicellulaires
Tissus
Organes
Oui
...
...
Non
Oui
...
...
...
...
...
...
...
Oui
...
...
...
2 Dans lequel des êtres vivants trouvons-nous plus de niveaux d’organisation ? Dans lequel le niveau est-il le plus bas ?
et systèmes
Rappelletoi !
Les tissus et les organes qui composent les êtres vivants servent aussi à les classer.
3
U2
Je fais de grands groupes d’êtres vivants en appliquant ce que j’ai appris Selon le type de cellule, le nombre de cellules, la présence ou non de tissus et le type de nutrition, on peut classer les êtres vivants en cinq grands groupes appelés règnes.
1
Les cinq règnes
Dans quels deux règnes peut-on trouver à la fois des organismes unicellulaires et multicellulaires qui ne forment pas de tissus ? Quelles sont les différences entre ceux deux règnes ?
2 Regarde la description du règne des protoctistes et écris dans ton cahier la description des quatre autres règnes en suivant ce modèle :
Nous appelons la biodiversité l’énorme variété d’êtres vivants sur la planète. Pour étudier la biodiversité, nous classons les êtres vivants ; c’est-à-dire que nous formons des groupes d’êtres ayant des caractéristiques communes, telles que le type de cellules, le type de nutrition…
Règne des protoctistes Ce sont des êtres avec des cellules eucaryotes. Il existe des unicellulaires (protozoaires, algues microscopiques...) et multicellulaires qui ne forment pas de tissus (grosses algues). Les protozoaires ont une nutrition hétérotrophe et les algues, une nutrition autotrophe.
Les plus grands groupes qui peuvent se faire sont appelés règnes. Il existe cinq règnes d’êtres vivants : les monères, les protoctistes, les mycètes, les plantes et les animaux.
Règne des monères
Règne des protoctistes
Règne des champignons
Règne des plantes
Règne des animaux
Type cellulaire
Procaryote
Eucaryote
Eucaryote
Eucaryote
Eucaryote
Nombre de cellules
Unicellulaire
Multicellulaire
Multicellulaire
Tissus
Non
Non
Oui
Oui
Hétérotrophe
Autotrophe
Hétérotrophe
Type de nutrition
Unicellulaire ou Unicellulaire ou multicellulaire multicellulaire Non
Autotrophe Autotrophe et hétérotrophe et hétérotrophe
Protozoaires
Invertébrés
Levures Algues microscopiques
Exemples
Bactéries
Algues multicellulaires
Mousses Moisissures
Fougères
Champignons Autres plantes
Amphibiens
Oiseaux
Poissons Peces
Rappelletoi ! Pour définir les cinq règnes nous avons besoin d’utiliser plusieurs critères de classification à la fois.
33
4 Je classe les êtres vivants au sein des monères, des protoctistes et des mycètes Tous les êtres vivants qui composent le groupe des monères, des protoctistes et des mycètes ont des caractéristiques communes. Toutefois au sein de chaque groupe, il existe des particularités qui leur permettent d’être différenciés et servent de critères pour les classer.
Le règnes des monères Les monères sont des procaryotes unicellulaires, qui peuvent être autotrophes ou hétérotrophes.
Classification des bactéries
Cocci Bacilles
Vibrions Spirilles
Le groupe le plus abondant de ce groupe sont les bactéries, des êtres microscopiques capables de vivre dans n’importe quel environnement. Les bactéries sont classées en fonction de leur forme en : coccis (forme sphérique), bacilles (forme de tige), vibrions (forme de coma) et spirilles (forme spirale allongée).
Le règne des protoctistes Le règne protoctiste comprend les protozoaires et les algues.
Classification des protoctistes
Protozoaires
Avec des flagelles
Algue
Unicellulaires
Les protozoaires Ce sont des eucaryotes, unicellulaires et hétérotrophes. Ils vivent dans des milieux aquatiques, dans des terres humides ou à l’intérieur d’autres êtres vivants.
Avec des cils
Les protozoaires sont classés en fonction des structures qu’ils ont pour se déplacer : protozoaires avec flagelles, avec des cils et avec des pseudopodes.
Avec des pseudopodes
Les algues Les algues sont des eucaryotes unicellulaires ou multicellulaires qui ne forment pas de tissus. Elles ont une nutrition autotrophe et vivent dans des environnements aquatiques. Les algues sont classées en fonction de leur complexité cellulaire en unicellulaires ou multicellulaires. Les multicellulaires, à leur tour, sont classées en fonction de leur couleur en algues vertes, brunes ou rouges.
34
Multicellulaires Vertes
Rouges
Marron
U2
Le règne des Mycètes Les mycètes sont des êtres vivants unicellulaires ou multicellulaires qui ne forment pas de tissus et ont une nutrition hétérotrophe. Ils produisent une substance appelée chitine. Ils vivent dans des endroits humides et avec des températures douces. Les mycètes peuvent être classés en trois types en fonction de leur niveau d’organisation corporelle : levures, moisissures et mycètes. Classification des Mycètes
Moisissures
Levures Ils mangent les levures, qui vivent sur le sol, sur les fruits, dans le nectar des fleurs...
Champignons
Elles sont multicellulaires et ont un aspect similaire à celui du coton. Elles poussent généralement sur des fruits, du pain ou un sol humide.
Comme le champignon ou le lactaire délicieux, ils sont multicellulaires. Ils se développent sur le sol. Ce qui dépasse de la surface est la partie reproductive, que nous nommons champignon.
Je pense
L’utilisation de conditionnels Le mot micro-organisme signifie « un organisme petit (micro) ». Du point de vue de la classification, c’est un terme déroutant car il regroupe des êtres vivants aussi divers que les bactéries, les protozoaires, les levures, les algues et les virus. Pour classer les micro-organismes, nous pouvons utiliser une clé dichotomique qui fonctionne de sorte qu’à chaque étape, deux alternatives sont présentées parmi lesquelles nous devons décider.
Observe la clé dichotomique de la classification des micro-organismes. En appliquant la pensée computationnelle, nous pouvons exprimer le chemin à travers elle en utilisant des phrases avec des conditionnels. Observe comment les phrases ont été écrites et complète celles manquantes pour le reste des micro-organismes.
Micro-organismes
1
SI c’est procaryote AL ORS c’est une bacté rie SI ce n’est PAS procar yote, ALORS c’est un protoctiste ou un my cète. SI c’est eucaryote AL ORS c’est un protoctiste ou un my cète. SI ce n’est PAS eucaryote, ALORS c’e st une bactérie. SI c’est eucaryote et qu’il est hétérotrophe et avec de la chitine AL ORS c’est un mycèt e. SI elle est eucaryote et peut être autotrop he ou hétérotrophe, AL ORS c’est un protoc tiste.
Procaryote Eucaryote Autotrophe ou hétérotrophe
BACTÉRIE Hétérotrophe uniquement et avec chitine PROTOCTISTE Autotrophe
Hétérotrophe
MYCÈTES
PROTOZOAIRE
Rappelletoi ! Te rends-tu compte ? Pour créer des sous-groupes au sein de ces trois règnes, nous avons dû utiliser plusieurs critères : la forme, le type de pigments, etc.
ALGUE
35
5 Comment ferais-tu des sous-groupes à l’intérieur du groupe des plantes ? Toutes les plantes ont des caractéristiques communes, mais elles ont également certaines structures qui les différencient et remplissent certaines fonctions vitales différemment. Cela nous permet d’établir des critères pour les classer. Le règne des plantes
Feuille
Nervures
Limbe
Vaisseaux conducteurs Revers
La plupart des plantes vivent dans des environnements terrestres, bien qu’il soit également possible de les trouver dans des environnements aquatiques. Ce sont des organismes multicellulaires eucaryotes avec des tissus. Dans la plupart des plantes, les tissus sont organisés en organes tels que la racine, la tige et les feuilles.
Tige
Elles ont une nutrition autotrophe et effectuent un processus appelé photosynthèse. Ils ont une reproduction sexuée et asexuée.
Organes végétaux • Les feuilles. Ce sont les organes en charge de réaliser la photosynthèse. • La tige. C’est l’organe qui soutient la partie aérienne de la plante. Elle peut être ramifiée ou non. Elle peut être mince, verte et flexible ; Lorsqu’elle est épaisse et ligneuse elle est appelée tronc.
Vaisseaux conducteurs
• La racine. C’est l’organe qui maintient la plante au sol. Elle absorbe l’eau et les sels minéraux du sol. • Vaisseaux conducteurs. La plupart des plantes ont des conducteurs en forme de tube qui parcourent l’intérieur de la racine, de la tige, des branches et des feuilles. À l’intérieur, de l’eau et d’autres substances circulent. Comme tu le verras plus tard, toutes les plantes n’ont pas ces vaisseaux conducteurs.
36
La feuille qui tourne
1
Nomme au moins trois caractéristiques qui différencient les plantes des autres êtres vivants.
2
Choisis ta plante préférée et dessine-la dans ton cahier en indiquant les organes que tu observes.
Poils absorbants
Racine
U2
Je m’appelle Violette is Lechêne-vert et je su il va tra n Mo e. ist botan s de r sse cla à e ist cons le rde ga Re s. nte pla on schéma de classificati des plantes.
La classification des plantes Normalement, les plantes sont classées selon ces deux critères : • Avoir ou ne pas avoir de vaisseaux conducteurs. • Produire o ne pas produire de semences.
Mon métier : botaniste Plantes AVEC des vaisseaux conducteurs
Plantes SANS vaisseaux conducteurs
Plantes SANS graines Mousses Elles ont des tissus, mais manquent de vaisseaux conducteurs et de racines, de feuilles et de fleurs. Elles ne produisent pas de graines ou de fleurs.
1
Plantes AVEC graines
Fougères
Gymnospermes
Angiospermes
Elles ont une racine, une tige, des feuilles et des vaisseaux conducteurs.
Elles ont des vaisseaux conducteurs, des racines, des tiges et des feuilles. Elles ont des fleurs simples regroupées dans des structures appelées cônes. Elles produisent des graines qui ne se trouvent pas à l’intérieur d’un fruit.
Elles ont des vaisseaux conducteurs, des racines, des tiges et des feuilles.
Elles n’ont pas de fleurs. Elles ne produisent pas de graines.
Leurs fleurs sont complexes et voyantes. Elles produisent des graines qui se trouvent à l’intérieur d’un fruit.
Aide-moi maintenant à classer ces plantes. Suis le schéma de classification des plantes, et dis de quelle plante il s’agit : a) Plante qui produit des graines, mais pas de fruits. b) Plante qui n’a pas de vaisseaux conducteurs et qui ne produit pas de graines. c) Plante qui produit des graines à l’intérieur des fruits. d) Plante qui ne produit pas de graines et qui a des vaisseaux conducteurs.
2 Recherche des informations de trois exemples de chaque type de plante. Écris leurs noms dans ton cahier et colle une image de chaque exemple.
Rappelletoi !
Te rends-tu compte ? Pour faire des sous-groupes de plantes, nous avons dû utiliser plusieurs critères : avoir ou non des vaisseaux conducteurs, regarder si elles ont des graines et si elles forment des fruits ou non. 37
56
Comment ferais-tu des sous-groupes à l’intérieur du groupe des animaux ? Tous les animaux ont des caractéristiques communes, mais ils possèdent également certaines structures qui les distinguent. Ces différences servent de critères pour les classer. Les caractéristiques des animaux Les êtres vivants du règne animal sont eucaryotes multicellulaires avec des tissus. Habituellement, les tissus se regroupent dans les organes, qui, à leur tour, constituent des dispositifs et des systèmes d’une grande complexité. Les animaux peuvent être ovipares ou vivipares. Ils vivent dans des environnements aquatiques et terrestres. Certains vivent à l’intérieur d’autres êtres vivants.
La plupart des animaux sont des invertébrés, c’est-à-dire qu’ils n’ont pas de squelette interne avec une colonne vertébrale. Ils sont tous ovipares. Caractéristiques
Pongiaires
• Animaux aquatiques. • Corps gélatineux ou fibreux, perforé par de nombreux pores. • Ils vivent fixés à un substrat.
Cnidaires
• Animaux aquatiques. • Corps simple d’aspect gélatineux. • Tentacules toxiques autour de la bouche.
Annélides
• Animaux terrestres ou aquatiques. • Corps très allongé, qui peut être plat, en forme de cordon ou divisé en anneaux.
Arthropodes
Échinodermes
38
Dis si tu es d’accord avec ces affirmations sur les animaux et explique pourquoi : a) Ce sont des hétérotrophes. b) Tous ont des systèmes complexes. c) Tous ont des structures pour se déplacer.
Animaux invertébrés
Mollusques
1
• Animaux aquatiques ou terrestres. • Ils ont un organe musculaire appelé le pied, et des organes internes dans une enveloppe appelée le manteau. • Beaucoup ont une coquille dure. • Animaux aquatiques ou terrestres. • Corps recouvert d’une coquille de pièces articulées et mobiles. • Nombre variable de pattes selon les types. • Animaux marins. • Corps en forme d’étoile ou de boule. • Carapace formée de plaques très dures avec des protubérances ou des piquants.
d) Tous sont ovipares.
Exemples
U2
Vertébrés Les vertébrés sont moins nombreux que les invertébrés, mais plus complexes. Ils ont un squelette interne avec une colonne vertébrale. Leur corps est divisé en : tête et tronc, qui peuvent ou non avoir une queue et des extrémités. Ils peuvent être ovipares ou vivipares.
Caractéristiques
Poissons
Exemples
• Animaux aquatiques. • Corps recouvert d’écailles. • Extrémités transformées en nageoires. • Ils prennent l’oxygène de l’eau. • Ils sont ovipares.
Amphibiens
• Animaux terrestres, mais doivent vivre près de l’eau. • Ils prennent l’oxygène de l’eau et de l’air. • Peau très fine. • Ils sont ovipares.
Reptiles
• Animaux terrestres ou aquatiques. • Ils prennent l’oxygène de l’air. • Corps recouvert d’écailles et parfois d’une carapace. • Quatre pattes, sauf les serpents. • Ils sont ovipares.
Oiseaux
• Animaux terrestres. • Ils prennent l’oxygène de l’air. • Corps recouvert de plumes. • Les extrémités antérieures sont des ailes avec lesquelles, presque tous, volent. Les pattes postérieures sont couvertes d’écailles. • Ils sont ovipares.
Mammifères
• Animaux terrestres ou aquatiques. • Ils prennent l’oxygène de l’air. • Corps souvent couvert de poils. Divers membres en fonction de leur locomotion (jambes, ailes ou nageoires). • Presque tous sont vivipares. • Les mères allaitent leurs petits avec le lait produit par leurs seins.
Nous classons les animaux Lis attentivement les informations des tableaux des animaux invertébrés et vertébrés, classifie et indique les caractéristiques de chacun des animaux suivants :
Mille-pattes
Saumon
Oursin
Poule
Lamantin
Salamanque
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5 6 Comment ferais-tu des sous-groupes à l’intérieur du groupe des animaux ?
Nous sommes des animaux mammifères Les humains nous sommes des animaux et nous avons les caractéristiques suivantes : • Nous avons un squelette d’os avec une colonne vertébrale. Nous sommes des vertébrés. • Nous avons des poils sur la peau, nous sommes vivipares et les mères ont des seins qui produisent du lait pour leurs petits. Nous sommes des mammifères. • De tous les mammifères, ceux qui ressemblent le plus aux humains sont les lémuriens, les orangs-outans, les gorilles, les chimpanzés... Nous formons tous le groupe des primates. Comme eux, nous avons un visage avec les yeux en avant, les mains sur les extrémités supérieures, des ongles plats et un grand cerveau...
À l’extérieur
Cerveau très développé
Ce qui nous distingue des autres animaux Les êtres humains ont des caractéristiques qui nous
différencient du reste des primates : • Nous avons moins de poils sur la peau que les autres primates.
Pouce opposable
• Nous marchons toujours sur nos jambes et debout. Peu de poils sur la peau
• Nous avons des mains avec un pouce opposable au bout des bras. • Nos jambes se terminent par des pieds. Les autres primates ont quatre mains. • Nos mains sont beaucoup plus agiles, sensibles et précises que celles de tout autre primate. • Notre cerveau est très développé et nous permet de communiquer à travers un langage riche et complexe, de penser, d’étudier, d’apprendre, de comprendre le monde, de créer des œuvres d’art, d’inventer, d’imaginer... même de faire des blagues ! 2
Regarde l’image sur cette page, compare l’être humain avec le chimpanzé et fais une liste avec leurs caractéristiques communes et différences. Le miroir
3 Nomme trois caractéristiques que les humains partagent avec les dauphins et trois caractéristiques qui nous différencient d’eux.
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Position bipède
U2
Nous sommes comme ça, les êtres humains A l’intérieur
Notre organisme est composé d’appareils et de systèmes.
Système respiratoire
Appareil digestif
Appareil circulatoire
Appareil locomoteur
Foie
Reins Les appareils et les systèmes sont constitués d’organes. Encéphale
Tissu osseux
Les organes sont constitués de différents types de tissus. Tissu épithélial
Tissu musculaire
Rappelletoi !
Neurone Les tissus sont constitués de différents types de cellules. Toutes sont des eucaryotes de type animal.
Cellule musculaire
Ovule
Globules rouges
Il existe de nombreuses caractéristiques des animaux qui servent à les classer, mais une très importante est de savoir s’ils ont ou non un squelette interne. 41
P O R T F O L I O
Qu’est-ce que j’ai appris ? 1
Explique ce que tous les êtres vivants ont en commun.
2 Indique si les concepts suivants se réfèrent à un type de cellule, de tissu, d’organe, d’appareil ou de système :
7 Écris les noms des structures signalées par les chiffres et indique de quel type de cellule il s’agit. 2
1
a) Ovule. b) Peau. c) Digestif. d) Neurone.
3
e) Foie.
4
f) Circulatoire.
8 Établis les différences entre : 3 Regarde les images de ces êtres vivants et réponds aux questions dans un tableau :
b) Une algue verte et une algue rouge. c) Un champignon et une moisissure.
2 3
1 5
4
a) Un cocci et un bacille.
9 Explique quels critères sont utilisés pour classer une mousse et une marguerite. 10 Explique quels critères tu appliquerais pour classer une mouche et une gazelle.
6
a) Ont-ils des tissus ? b) Ont-ils des organes ? c) Quel type de nutrition ont-ils ? d) À quel règne appartiennent-ils ? 4 Nomme : a) Les règnes avec des cellules procaryotes et les règnes avec des cellules eucaryotes. b) Les règnes avec des organismes qui ont des tissus et les règnes avec des organismes sans tissus. c) Les règnes avec des organismes avec seulement une nutrition autotrophe, les règnes seulement avec une nutrition hétérotrophe, les règnes avec les deux types de nutrition.
11 Trouve l’intrus dans chacun de ces groupes : a) Cocci, spirochètes, levures, vibrions. b) Moisissure, champignon, bactéries, levure. c) Coquelicot, trèfle, algues vertes, mousse. d) Ver de terre, truite, gorille, chauve-souris. 12 Quelles similitudes trouves-tu entre les vaisseaux conducteurs des plantes et le système circulatoire des animaux ? Par quelles parties sont-ils formés ? Quels produits transportent-ils ? N’oublie pas de remplir l’album photo de cette unité sur anayaeducacion.es.
Le feu vert : Colorie dans ton cahier.
5 Décris les structures qui permettent à certains protozoaires de se déplacer.
Je connais la réponse
6 Nomme les principales caractéristiques des plantes.
Je ne connais pas la réponse
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J'ai besoin d'aide
U2 IF OBJECT ON I EN ACT Nous créons notre propre liste de critères pour classer les êtres vivants 1
Diego et son amie Nuria ont classé à leur manière les photos de l’excursion. Regarde leurs propositions et compare-les en utilisant la technique du miroir :
Liste de Diego
Liste de Nuria Liste de Diego Rouge
Liste de Nuria
Coquelicot Coccinelle
Ils diffèrent par...
Les deux se ressemblent dans..
Ils diffèrent par...
?
?
?
Pense à ceci !
si à diviser ations ont-elles réus a) Les deux classific les photos ? en groupes toutes éristiques l’une des caract b) As-tu utilisé apprises res vivants que tu as êt s de es tal en am nd fo dans cette unité ? ées pour ues que tu as utilis c) Les caractéristiq ants ou écifiques aux êtres viv classer sont-elles sp rsonne ? pinion de chaque pe dépendent-elles de l’o
Qui font mal Chardon Araignée Beau Moineau Lapin
Qui font la photosynthèse Coquelicot Chardon Avec un squelette interne et des plumes Moineau
Pas de squelette interne Araignée Coccinelle Avec un squelette interne et des poils Lapin
2 Diego vient de trouver une autre photo qui avait été perdue ! Dans quel groupe la mettrais-tu en utilisant la classification de Diego ? Et celle de Nuria ? Es-tu d’accord dans les deux cas ? Discute avec la classe. 3 Maintenant, c’est ton tour ! Crée ta propre proposition en utilisant les critères scientifiques que tu as appris pour classer les photos de Diego. Enfin, ajoute pour chacun des groupes une mesure qui peut servir à protéger les êtres vivants qu’elle contient.
Comment ai-je appris ? 1
Lors de l’étude de l’unité, il y aura sûrement des choses qui ont été faciles à apprendre pour toi et d’autres qui ont été plus difficiles. Écris dans ton portfolio les trois choses que tu as trouvées les plus difficiles et explique pourquoi.
2 Après avoir étudié les êtres vivants, sais-tu comment les protéger ? As-tu changé l’une de tes habitudes lorsque tu rencontres une plante ou un animal ? Explique comment tu as changé.
Ce qui a été le plus difficile à apprendre Parce que...
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