Activité 19 : Mise en évidence des gaz échangés au cours de la respiration

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1 Activité 19 : Mise en évidence des gaz échangés au cours de la respiration 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie du programme : Respiration et occupation des milieux Durée conseillée : 8 heures. Un des objectifs scientifiques de cette partie en lien avec la fiche proposée est : - montrer comment la diversité des comportements et des appareils respiratoires répond aux contraintes variées des milieux Notions. contenus Compétences Exemples d activités Etablir l unité de la respiration chez un être vivant par l existence d une absorption de dioxygène et d un rejet de dioxyde de carbone dans le milieu Chez les végétaux comme chez les animaux, la respiration consiste à absorber du dioxygène et à rejeter du dioxyde de carbone. Ra/Re - conception et réalisation d expérimentation assistée par ordinateur (ExAO) pour mettre en évidence la consommation de dioxygène par un être vivant Ra/Re - mise en évidence, à l aide d un réactif, du rejet de dioxyde de carbone par un être vivant. 2. PLACE DE L ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION Chapitre I / Comment la respiration est-elle repérable chez les êtres vivants? 1/ Recherche d une activité respiratoire chez des animaux de milieux différents Activité 19 2/ Recherche d une activité respiratoire chez les plantes Chapitre II/ Comment les animaux respirent-ils dans leur milieu de vie? 1/ Le fonctionnement respiratoire chez un mammifère dans le milieu aérien 2/ Le fonctionnement respiratoire chez un poisson dans le milieu aquatique 3/ Le fonctionnement respiratoire chez un insecte dans le milieu aérien Chapitre III/ En quoi l occupation des milieux de vie est-elle influencée par la respiration? 1/ Comment expliquer la répartition différente des poissons étudiés? 2/ Comment expliquer une teneur en dioxygène différente entre deux milieux aquatiques proches? 3. PRESENTATION DE L ACTIVITE - Objectifs de connaissances Mettre en évidence une absorption de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone par les organismes animaux Un rappel de la classification des êtres vivants PIERRON 2006 page 1/7

2 - Objectifs méthodologiques et/ou techniques Réaliser une démarche expérimentale Utilisation du matériel ExAO Utilisation de produits réactifs - Liste du matériel Interface micro Orphy USB Réf Capsule oxymètre Réf Capsule CO2 air Réf Enceintes de respiration (lot de 5) Réf Rouge de crésol Réf Tube de roux Réf Bouchons pour tube de roux (lot de 10) Réf Support statif Réf Portoir plastique Réf Poisson rouge et/ou Vers de terre et /ou souris NB : Tester l expérience au préalable et prendre soin d imprimer des courbes de résultats significatives. En faire des tirages au préalable pour palier à toutes défaillances le jour de l expérience devant élève. - Intégration pédagogique Cette manipulation est en complément de la manipulation mettant en évidence les échanges gazeux chez les végétaux. En introduction : Présenter les différentes photos des organismes utilisés pour l expérience et leur milieu de vie. Dégager avec les élèves la problématique, en partant du constat qu étant donné leurs milieux de vie différents, ces animaux réalisent-ils les mêmes échanges gazeux respiratoires? NB : Chaque étape de cette activité doit être accompagnée par l enseignant car elle consiste à la mise en œuvre d une démarche expérimentale. PIERRON 2006 page 2/7

3 NB : Cette activité peut s étaler sur 2 séances. Une première séance : - pour dégager la problématique en partant des pré-requis des élèves - pour poser les hypothèses et leur conséquence prévisible - pour concevoir le protocole expérimental Une deuxième séance : - pour la réalisation du montage - pour la réalisation de l expérience - pour l exploitation des résultats - pour la conclusion Il est important de noter que peu de séance donne lieu à la mise en place d une véritable démarche expérimentale. Alors autant faire ce peu que de prendre le temps de la réaliser dans son intégralité et de laisser aux élèves le temps de se l approprier. NB : Le vocabulaire utilisé pour décrire les différentes étapes de la démarche expérimentale doit être adapté oralement par l enseignant : exemple : hypothèse = solution provisoire au problème En présentation EXAO, un organisme est choisi. - Prolongement de l activité : Afin de dégager l unité de la respiration chez les organismes, d autres exemples peuvent être utilisés au travers d exercices intégrés. Comme objectifs méthodologiques, pourront être mis en application : - Concevoir une expérience - Construire un graphique - Exploiter un graphique PIERRON 2006 page 3/7

4 Fiche élève - 5 e Nom : Prénom : Classe : Date : Évaluation expérimentale de S.V.T. Activité 19 : La mise en évidence des gaz échangés au cours de la respiration chez les animaux Première séance Comment mettre en évidence les échanges gazeux chez les organismes animaux? 1. Proposez une ou plusieurs hypothèses quant aux gaz échangés entre les organismes présentés et leur milieu de vie. 2. Formulez les conséquences prévisibles pour chacune des hypothèses retenues. 3. En vous aidant du matériel présenté, schématisez l expérience à réaliser pour tester une des hypothèses retenue. Mettre un titre au schéma. Deuxième séance 4. Indiquer pour l expérience testée : - le paramètre que l on enregistre - les paramètres constants Exploitation des résultats : 5. Quel paramètre est enregistré sur l axe de abscisses? sur l axe des ordonnées? 6. Comment évolue la concentration en 02 dans l enceinte au cours de l expérience? 7. Que signifie cette variation de la concentration en O2? Conclusion En une ou deux phrases, résumez les gaz échangés par les différents organismes au cours de la respiration. PIERRON 2006 page 4/7

5 FICHE ELEVE CORRIGEE Activité 19 : Mise en évidence des gaz échangés au cours de la respiration chez les animaux aquatiques Comment mettre en évidence les échanges gazeux chez les organismes animaux? on propose aux élèves de poser une ou plusieurs hypothèses quant aux gaz échangés entre les organismes présentés et leur milieu 1. Proposez une ou plusieurs hypothèses quant aux gaz échangés entre les organismes présentés et leur milieu de vie. Hypothèses qui peuvent être proposées : H1 : Le poisson rouge (le ver de terre ou la souris) absorbe de l oxygène et rejette du CO2 H2 : Le poisson rouge (le ver de terre ou la souris) absorbe du CO2 et rejette de l oxygène NB : Ne garder que l hypothèse exacte Les conséquences prévisibles peuvent être formulées conjointement à l oral par l enseignant et ses élèves 2. Formulez les conséquences prévisibles pour chacune des hypothèses retenues. Conséquences prévisibles : CP 1 : Si Le poisson rouge (le ver de terre ou la souris) absorbe de l oxygène et rejette du CO2, alors il est possible de mettre en évidence ces échanges en observant une diminution de la quantité d oxygène dans le milieu de vie de l animal. CP2 : : Si Le poisson rouge (le ver de terre ou la souris) absorbe du CO2et rejette de l oxygène, alors il est possible de mettre en évidence ces échanges en observant une diminution de la quantité de CO2 dans le milieu de vie de l animal. On amène les élèves à réfléchir sur la manière d éprouver les hypothèse. On leur apportera au fur et à mesure de leur réflexion le matériel qui peut être utile à leur investigation pour la réalisation du protocole expérimental - dispositif EXAO avec sonde à O2 - rouge de crésol ou eau de chaux 3. En vous aidant du matériel présenté, schématiser l expérience à réaliser pour tester une des hypothèses retenue. Mettre un titre au schéma Protocoles expérimentaux (les schémas diffèrent selon le matériel utilisé) - schéma du dispositif EXAO - schéma de l expérience avec le rouge de Crésol comme réactif spécifique - schéma de l expérience avec l eau de chaux comme réactif spécifique Fin de la première séance PIERRON 2006 page 5/7

6 Deuxième séance On réactive les acquis de la séance précédente en demandant aux élèves de restituer la problématique et le protocole expérimental. Voir courbe des résultats on réalise l expérience. Si on ne dispose que d un poste ExAO on réalise l expérience à la paillasse prof. On fait décrire par différents élèves les paramètres que l on enregistre, ceux que l on garde constant, ceux qui sont modifiés. On consigne les informations recueillies sous le schéma du dispositif expérimental. Dans le cas de l ExAO, on imprime les courbes des résultats. En distribuer une à chaque élève Exploitation des résultats : 4. Quel paramètre est enregistré sur l axe de abscisses? sur l axe des ordonnées? axe des abscisses : le temps, en ordonnées : concentration en O2, 5. Comment évolue la concentration en 02 dans l enceinte au cours de l expérience? la concentration en 02 diminue dans l enceinte 6. Que signifie cette variation de la concentration en O2? Conclusion : En une ou deux phrases, résumez les gaz échangés par les différents organismes au cours de la respiration. Tous les organismes absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone. PIERRON 2006 page 6/7

7 PISTES D EVALUATION 1. Les consignes pour la formulation d une hypothèse sont respectées - Formulée de manière affirmative - Elle répond au problème posé 2. Les consignes pour la réalisation du schéma sont respectées - le schéma est réalisé avec des couleurs illustrant les différents éléments - Les légendes sont mises et correctement orthographiées - Le titre figure 3. Les consignes pour l exploitation de la courbe sont respectées - Les axes des abscisses et des ordonnés sont identifiés - Les différentes parties de la courbe sont décrites en précisant les valeurs numériques «remarquables» PIERRON 2006 page 7/7

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