Le peuplement d un milieu par les végétaux

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1 2 Le peuplement d un milieu par les végétaux 1 La dispersion des végétaux (pp du manuel de l élève) Formuler des hypothèses sur le mode de dissémination d une semence en fonction de ses caractères. Identifier les organes qui permettent aux végétaux de se disperser. (doc. 1 à 7) S informer pour établir un rapport entre les caractéristiques d un fruit ou d une spore et son mode de dispersion. (doc. 1 à 7, exercices 5 et 6) Réaliser un dessin à partir d une observation. (doc. 1 et exercice 5) Après avoir découvert les espèces végétales de l environnement au cours d une ou de plusieurs sorties (partie A et chap. 1 de la partie B), il est logique de s interroger sur l origine de ce peuplement. La photo d ouverture de ce chapitre (p. 61) amène d ailleurs cette question. Les hypothèses sont facilement proposées par les élèves. Cette unité 1 permet d identifier les organes de dispersion. On montre que les plantes à fleurs se dispersent grâce à leurs fruits (qui contiennent des graines, doc. 1 à 4); les B Chapitre 2 Le peuplement d un milieu par les végétaux 15

2 mousses et les fougères se dispersent grâce à leurs spores (doc. 5 à 7). De nombreux fruits peuvent être récoltés en automne, aussi est-il possible d établir des comparaisons et de généraliser la notion de dispersion des fruits (et donc des graines). L élève peut faire voler des samares, observer les crochets de la bardane (doc. 3), de la carotte sauvage à l œil nu et à la loupe, disséquer des fruits charnus pour en dégager la graine, etc. Cette unité permet de relier les caractéristiques observables des fruits et des spores à leur mode de dispersion. L atelier sur l ambroisie (p. 74 du manuel) offre un prolongement utile à cette unité et un exemple d éducation à l environnement. 1 Doc. 1 à 7 (S informer à partir de documents). Les organes de dispersion sont les fruits chez les plantes à fleurs, les spores chez les mousses et les fougères. 2 Doc. 1 (Réaliser un schéma). Voir schéma sur le site Internet : 3 Doc. 1 à 7 (S informer à partir de documents). Végétal Mode de dispersion Caractéristiques Érable vent des ailes Pissenlit vent une aigrette plumeuse Bardane animaux des crochets (pelage, vêtements) Chêne animaux (geai) apprécié par certains animaux (geai) Mousse vent, eau, minuscules, et fougère animaux légères 4 En conclusion (Organiser et communiquer). Les végétaux se dispersent grâce à leurs organes de dispersion : les fruits ou les spores. Les fruits sont dispersés par le vent (grâce à leurs ailes ou à leur aigrette plumeuse) ou par les animaux (grâce à leurs crochets ou au transport par les oiseaux). Les spores, minuscules, sont dispersées par le vent, l eau ou les animaux. 2 La formation des organes de dispersion des plantes à fleurs (pp du manuel de l élève) à la loupe binoculaire et/ou au microscope certaines parties d un végétal. Situer dans le temps des découvertes scientifiques relatives à la pollinisation. S informer sur la formation des fruits et des graines à partir de photos et d une dissection florale. (doc. 1 à 3 et atelier 4) Réaliser un dessin scientifique du pistil ouvert. (doc. 2) Formuler une hypothèse sur l origine des graines et du fruit. (doc. 1 à 3) Suivre un protocole de dissection d une fleur. (doc. 2) S informer sur la fécondation à partir de photos et de résultats d expériences. (doc. 4 à 6) Les plantes à fleurs se dispersent grâce à leurs fruits qui contiennent des graines. On s intéresse dans cette unité 2 à l origine des graines. La notion de reproduction sexuée, vue à l école primaire, est à réinvestir ici. La nécessité du dépôt du pollen sur le pistil de la fleur pour permettre la fécondation et la formation de la graine est à démontrer (doc. 4 à 6). Le coquelicot a été choisi en raison de sa période de floraison assez étalée : avril à août (voir aussi p. 52 du manuel). Mais des fleurs du commerce plus grandes peuvent être préférées : lys, tulipes, etc. Dans cette unité 2, les élèves peuvent réaliser de nombreuses manipulations : dissection florale, observation à la loupe des étamines, du pistil ouvert, du fruit (doc. 1 à 3). C est aussi l occasion de réaliser des dessins scientifiques : pistil ouvert, fruit (doc. 6). L atelier sur la formation des noisettes (p. 75 du manuel) permet d aborder la floraison des arbres. Dans l atelier «Science in english» (p. 74 du manuel), l élève mobilise la connaissance : «les fruits contiennent des graines». 16

3 1 Doc. 1 et 2 (S informer à partir de documents). Les organes de la fleur sont les pétales, le pistil et les étamines. 2 Doc. 2 (Réaliser : faire un dessin). Voir dessin sur le site Internet : 3 Doc. 1 à 3 (S informer à partir de documents et raisonner). Quand la fleur se fane, les pétales et les étamines tombent, le pistil grossit. Le pistil se transforme en fruit. Les ovules contenus dans le pistil deviennent des graines. 4 Doc. 6 (Raisonner à partir d expériences). Le dépôt du pollen libéré par les étamines est nécessaire pour que le pistil se transforme en fruit. 5 Doc. 4 et 5 (S informer à partir de documents et communiquer). Le vent ou les abeilles transportent le pollen et le déposent sur le pistil, assurant ainsi la fécondation de la fleur. 6 En conclusion (Organiser et communiquer). Le pollen libéré par les étamines est transporté par le vent ou les abeilles sur le pistil. La fécondation se produit entre le pistil et le pollen. Les ovules deviennent des graines et le pistil se transforme en fruit. 3 La formation des organes de dispersion de la fougère (pp du manuel de l élève) à la loupe binoculaire et/ou au microscope certaines parties d un végétal. Réaliser une préparation microscopique des sporanges de polypode. (doc. 3) Réaliser un dessin scientifique d un lobe de fougère, d un sporange. (doc. 1, 2 et 5) Réaliser une préparation microscopique de sporanges. (doc. 5) Calculer la taille réelle d une spore en utilisant une échelle. (doc. 5) Les fougères se dispersent grâce à leurs spores. On s intéresse dans cette unité 3 à la production des spores, brièvement abordée dans l unité 1 (voir p. 63 du manuel). Les élèves recherchent les organes qui produisent les spores et signalent très vite la présence de «grains» jaunes, les sporanges, sur la face inférieure des feuilles (doc. 1 à 3). Puis une observation au microscope permet de découvrir que les spores sont contenues et libérées par les sporanges (doc. 4 et 5). Cette unité 3 est riche en manipulations : observation des amas de sporanges à la loupe, préparation de lames minces, observation des sporanges et des spores au microscope. Un renvoi vers la fiche méthode p. 206 du manuel peut s avérer utile. L unité 3 permet aussi de travailler le dessin scientifique : dessin d un lobe de fougère avec ses amas, dessin d un sporange et des spores. Pour les consignes, on pourra se référer à l exercice guidé de méthode p. 204 du manuel. 1 Doc. 1 et 2 (Réaliser un dessin). Un lobe de feuille de polypode portant des amas de sporanges. Voir dessin sur le site Internet : 2 Doc. 2, 3 et 5 (Extraire des données et calculer). Un lobe porte 20 amas de sporanges. Un amas contient 80 sporanges. Un sporange libère 64 spores. 20 x 80 x 64 = spores libérées par un lobe. Taille d une spore sur la photo : 15 mm. Grossissement : x 150. Taille réelle d une spore : 15/150 = 0,1 mm. 3 Doc. 5 (Réaliser un dessin). Un sporange ouvert vu au microscope. Voir dessin sur le site Internet : 4 Doc. 4 et 5 (S informer et raisonner). Les spores sont petites (0,1 mm) et nombreuses ( spores pour 1 lobe). Ces propriétés permettent aux spores d être facilement disséminées par le vent ou l eau, assurant ainsi la dispersion des fougères. 5 En conclusion (Organiser et communiquer). Les spores de la fougère sont produites par les sporanges. Elles sont très nombreuses et très petites, ce qui les rend facilement transportables. B Chapitre 2 Le peuplement d un milieu par les végétaux 17

4 4 Peupler un milieu avec des graines ou des spores (pp du manuel de l élève) Réaliser une culture : mise en germination. à la loupe binoculaire certaines parties d un végétal. Observer à la loupe une graine ouverte. (doc. 1 et 2) Réaliser un dessin scientifique d une graine ouverte. (doc. 1) S informer pour établir une comparaison entre le peuplement par les graines et le peuplement par les spores. (doc. 1 à 5) On réinvestit dans cette unité 4 la notion de germination abordée dans l unité 5 du chap. 1 (p. 53 du manuel). La proposition spontanée des élèves étant la mise en germination des graines et des spores, on peut les conduire à s interroger sur leur contenu. Une graine ouverte, comme celle du haricot (doc. 1), permet d observer une plantule miniature, plantule qui devient une plante lorsque la graine germe (doc. 2 et 3). La spore, elle, germe (doc. 4A) et produit une lame verte (prothalle, doc. 4B et 4C) sur laquelle une fougère pousse (doc. 4D). Une comparaison pourra être faite entre la graine et la spore qui, elle, ne contient pas de plante miniature. L atelier «Un arbre à la maison» (p. 75 du manuel) permet à l élève d observer facilement la germination de graines et d obtenir des petits arbres. 1 Doc. 1 (Réaliser un dessin). Voir dessin sur le site Internet : 2 Doc. 1 à 3 (Retrouver une légende). Voir dessin sur le site Internet : 3 Doc. 1, 2 et 3 (Raisonner). La graine contient un embryon qui se transforme lors de la germination en une jeune racine et une tige à 2 feuilles. Ces structures sont visibles dans l embryon : la graine contient une plante en miniature. 4 Doc. 4 (S informer à partir de documents). Spore ; lame verte ; jeune fougère ; fougère adulte. 5 En conclusion (Organiser et communiquer). Les végétaux peuplent le milieu grâce à un organe de dispersion, une graine ou une spore, qui germe lorsqu elle est sur le sol. La graine donne directement une plante, alors que la spore donne d abord une lame verte sur laquelle se forme la fougère. 5 Peupler un milieu avec d autres organes (pp du manuel de l élève) Suivre un protocole de réalisation d un marcottage ou d un bouturage. S informer sur le développement d une plante à rhizome, à stolon. (doc. 1 et 2) S informer sur le bouturage. (doc. 3 à 5) Suivre un protocole de réalisation d un bouturage. (doc. 5) Comparer la reproduction sexuée et la reproduction végétative. (doc. 1 à 5, exercices 7 et 8) Cette unité 5 est l occasion d étudier des exemples variés, comme le chiendent (doc. 1), le fraisier (doc. 2), le chlorophytum (doc. 3). Le réel est le support de choix, complété par les documents de l unité. D autres plantes font des boutures facilement (misère, géranium, etc.). L atelier sur la formation des noisettes (p. 75), permet d aborder la reproduction végétative par marcottage. 1 Doc. 1 à 3 (S informer à partir de documents). Le chiendent envahit le milieu grâce à son rhizome qui donne de nouveaux pieds. Le fraisier envahit le milieu grâce à son stolon. Le chlorophytum produit des boutures qui s enracinent et donnent de nouvelles plantes. 2 Doc. 4 et 5 (Raisonner). Le bouturage permet d obtenir de nouvelles plantes rapidement et en grand nombre. 18

5 3 Doc. 1 à 5 (Raisonner). La reproduction végétative ne fait pas intervenir les organes reproducteurs de la fleur, il n y a pas de fécondation. On obtient de nouvelles plantes à partir d un organe de la plante, comme un stolon, un rhizome, une tige, etc. 4 En conclusion (Organiser et communiquer). Les végétaux peuvent peupler le milieu grâce à des organes autres que des graines ou des spores (rhizome, stolon, tige). Cette reproduction végétative est un moyen efficace de peuplement. (pp du manuel de l élève) Les corrigés de la rubrique «Je vérifie mes connaissances» (p. 76 du manuel de l élève) et le corrigé de l exercice guidé (p. 78) se trouvent à la fin du manuel élève (pp ). Sont proposés ici les corrigés des exercices de la rubrique «J applique mes connaissances» et de l exercice d application de la rubrique «Méthode». 5 À chacun son mode de dispersion Organiser des informations sous la forme d un schéma. Cet exercice se rapporte à l unité 1. Il permet de réinvestir ce qui a été fait : dessiner un fruit avec sa graine, retrouver les modes de dispersion des végétaux en fonction des caractéristiques des fruits. L exemple du cerisier permet d introduire la notion de dispersion par gravité. a. et b. Le fruit de l orme. Voir dessin sur le site Internet : c. Le fruit de la benoîte possède des crochets qui s accrochent au pelage des animaux : la benoîte est dispersée par les animaux. La cerise tombe au sol où elle est mangée par des animaux : le cerisier est dispersé par gravité ou par les animaux. Le fruit de l orme possède des ailes : l orme est dispersé par le vent. 6 PISA La dispersion du gui Organiser des informations. Cet exercice peut être fait dès la fin de l unité 1. a:3. b:1. 7 La reproduction du narcisse Maîtriser la langue française. Cet exercice permet un réinvestissement des notions vues dans les unités 2 et 5. On attend de l élève qu il rédige quelques phrases correctes et qu il repère les mots importants dans sa réponse. On pourra se référer à l exercice guidé de méthode de ce chapitre sur l exploitation d un texte (p. 78 du manuel). Le narcisse est une plante à fleurs. Il se reproduit donc grâce aux organes reproducteurs de la fleur : c est la reproduction sexuée. Le pollen déposé sur le pistil permet la fécondation, le pistil devient un fruit et les ovules se transforment en graines. Les graines seront dispersées, certaines germeront et donneront de nouveaux narcisses. L été, le bulbe initial produit de nouveaux bulbes. Cette multiplication est une reproduction végétative. Chaque nouveau bulbe donnera une nouvelle plante. 8 La récolte des pommes de terre Mettre en œuvre un raisonnement. Cet exercice permet de réinvestir les notions sur les deux types de reproduction en lien avec les unités 2 et 5. Il permet d aborder la multiplication par tubercules. a. Le plant de pomme de terre se multiplie par reproduction végétative grâce à ses tubercules. Les tubercules (ou pommes de terre) germent et de nouveaux plants se forment. b. Le plant de pomme de terre peut aussi se reproduire par reproduction sexuée. Cette plante fleurit et produit des fruits qui contiennent des graines. En plantant des graines, on obtient de nouveaux plants de pomme de terre. Remarque : Cet exemple est l occasion d expliquer aux élèves qu on obtient très peu de fruits et de graines et qu il est donc plus facile d obtenir de nouveaux plants par reproduction végétative. 10 J apprends à lire un texte, exercice d application a. Le fruit de la ronce est la mûre. b. Les fruits de la ronce sont dispersés par les oiseaux et les mammifères. c. La ronce peuple le milieu grâce à la dispersion de ses fruits par les animaux. Les graines contenues dans les excréments des animaux germent et de nouvelles plantes se forment. Mais la ronce peut aussi peupler son milieu par reproduction végétative : une tige touche le sol, s enracine et un nouveau pied de ronce se forme. B Chapitre 2 Le peuplement d un milieu par les végétaux 19

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