DOCUMENT 6.1 Énergie et croissance

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Martine Poulin
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1 DOCUMENT 6.1 Énergie et croissance Nom La température influence le rythme de croissance des plantes et des animaux. Les animaux à sang froid, comme les poissons, les reptiles ou les microorganismes, ne peuvent contrôler la température de leur corps. C'est plutôt l'environnement qui contrôle la température de leur corps, et celle-ci contrôle la quantité d'énergie qu'ils utilisent. L'expérience suivante montre l'effet de la température sur la levure, un microorganisme se nourrissant de sucre. Matériel nécessaire : Levure sèche Sucre Eau Trois éprouvettes ou petits contenants Entonnoir (facultatif) Tasse à mesurer Cuiller à mesurer Agitateurs Ballons Thermomètre (facultatif) Procédure 1. À l'aide d'un thermomètre ou de votre main, trouvez trois endroits de la salle de classe offrant un environnement de trois températures différentes : un endroit chaud, un endroit à la température ambiante normale et un endroit frais. 2. Mélangez 5 ml de levure sèche, 5 ml de sucre et 500 ml d'eau dans la tasse à mesurer. Mélangez les ingrédients jusqu'à dissolution. 3. Versez délicatement une quantité égale de ce mélange dans les trois contenants. Inscrivez votre nom et un numéro sur les contenants. Couvrez fermement l'ouverture de chaque contenant à l'aide d'un ballon. 4. Placez un contenant dans chacun des endroits choisis et étiquetez-les comme suit : «Milieu chaud», «Milieu frais» et «Témoin».

2 DOCUMENT 6.1 Énergie et croissance Observations 5. Après 30 minutes, vérifiez les trois contenants et comparez ce qui s'y passe. Écrivez ou dessinez vos observations sur le tableau ci-dessous. Milieu chaud Milieu frais Témoin Hypothèse Qu'est-ce qui se passe dans les éprouvettes ou contenants, selon vous? Conclusions Quelles conclusions pouvez-vous tirer de ces observations?

3 DOCUMENT 6.2 Les alevins de saumon En se tortillant énergiquement, l'embryon de saumon perce la membrane de l'œuf et sort de celui-ci pour se diriger vers le gravier. Pendant les 30 à 50 jours suivants, il vivra en tant qu'alevin dans les eaux sombres des interstices des pierres du gravier de son cours d'eau d'origine. Comme c'est le cas pour l'œuf, le rythme de développement d'un alevin dépend d'abord de la température de l'eau, laquelle devrait se situer entre 5 o C et 14 o C. Le sac vitellin, qui demeure attaché au ventre de l'alevin, lui fournit sa nourriture. Ce sac rétrécit à mesure que l'alevin se développe, ce qui lui facilite graduellement ses déplacements. Le système respiratoire de l'alevin se développe également, lui permettant de respirer par les branchies. L'alevin a encore besoin d'eau courante propre, mais il peut maintenant se déplacer dans les interstices du gravier si l'endroit où il se trouve devient trop vaseux. De plus, un alevin peut se débarrasser du limon passant dans ses branchies; il peut ainsi vivre dans une eau plus vaseuse que ne le pourraient les œufs de saumon. Les alevins ont besoin d'une eau courante rapide et froide, riche en oxygène, ainsi que de gravier propre dans les interstices duquel ils peuvent se cacher. Plusieurs dangers le guettent : prédateurs aquatiques, envasement, pollution, inondations ou autres facteurs susceptibles de perturber leur habitat que constitue le gravier. Les humains peuvent protéger les alevins en ne versant pas de terre ou d'autres polluants dans les cours d'eau et en ne touchant pas au gravier des cours d'eau. Les alevins, qui ont conservé la couleur orange de l'œuf de saumon et dont les mouvements sont ralentis par le sac vitellin, sont des cibles faciles pour les prédateurs. Les alevins évitent la lumière et vivent jusqu'à 30 cm de profondeur dans le gravier. Toutefois, à mesure qu'ils se développent et que leur sac vitellin se résorbe, ils commencent à monter vers la surface du gravier. Des marques sombres apparaissent alors sur leur peau, ce qui leur permet de se dissimuler dans le lit du cours d'eau. Lorsque leur sac vitellin s est complètement résorbé, les alevins mesurent environ 2,5 cm de longueur. Au printemps, lorsque l eau commence à se réchauffer et que les algues, insectes ou plancton apparaissent dans les lacs ou les cours d eau, les alevins sortent du gravier et entreprennent l étape suivante de leur vie. Adapté de Salmon Below the Surface, par Jim Wiese, pages 35 et 36.

4 DOCUMENT 6.3 Température et respiration Nom Les poissons et autres animaux à sang froid ne peuvent contrôler la température de leur corps. La température du corps des poissons est la même que la température de l'eau où ils vivent. Plusieurs de leurs fonctions vitales ne fonctionnent adéquatement qu'à des températures particulières. C'est pourquoi certains poissons sont très sensibles à la température de l'eau. Au stade de l'œuf, le saumon a besoin d'une température se situant entre 5 o C et 9 o C. Au stade d'alevin, il lui faut une température comprise entre 5 o C et 14 o C. Par la suite, le saumon peut vivre dans de l'eau plus chaude, mais il la préférera toujours inférieure à 14 o C. La température de l'eau a une incidence sur la respiration des poissons. Les poissons respirent en ouvrant la bouche pour prendre une gorgée d'eau. Ils referment ensuite la bouche et poussent l'eau qui s'y trouve à travers leurs branchies. Les branchies extraient l'oxygène de l'air dissous dans l'eau. Il est possible de connaître le rythme de respiration d'un poisson en comptant le nombre de fois qu'il ouvre et ferme la bouche ou les branchies. Matériel nécessaire : Un poisson rouge dans un bocal Un thermomètre Un sac de plastique et un fil de métal pour l'attacher (ou un sac à fermeture de type «Ziploc») Deux gros contenants (p. ex. des contenants de lait de 4 l, goulot coupé) De la glace concassée De l'eau chaude Une montre ou un chronomètre

5 DOCUMENT 6.3 Température et respiration Procédure 1. Remplissez un sac de plastique avec de l'eau du bocal. À l'aide du thermomètre, mesurez la température de l'eau dans le sac et inscrivez celle-ci sur le tableau d'observations. Elle représentera la température témoin. 2. À l'aide d'une épuisette, transférez le poisson rouge du bocal au sac, puis fermez le sac. Attendez dix minutes, soit le temps que le poisson s'adapte à l'environnement du sac. 3. Pendant ce temps, remplissez d'eau la moitié du contenant de 4 l, puis ajoutez graduellement suffisamment de glace pour y amener la température à 5 o C de moins que la température témoin. 4. Comptez le nombre de fois que le poisson rouge ouvre et ferme la bouche ou les branchies en une minute. Inscrivez ce nombre sur le tableau d'observations, à côté de la température témoin. 5. Placez le sac contenant le poisson dans le contenant d'eau froide. Attendez dix minutes, soit le temps que le poisson s'adapte au nouvel environnement du sac. 6. Pendant ce temps, remplissez d'eau la moitié du second contenant de 4 l, puis ajoutez graduellement assez d'eau chaude pour y amener la température à 5 o C de plus que la température témoin.

6 DOCUMENT 6.3 Température et respiration 7. Prédisez la réaction du poisson rouge dans l'eau refroidie de 5 o C. Inscrivez vos hypothèses sur le tableau intitulé «Température et respiration». 8. Comptez le nombre de fois que le poisson rouge ouvre et ferme la bouche ou les branchies en une minute. Inscrivez ce nombre sur le tableau d'observations, à côté de la température refroidie. Retirez le sac du contenant et attendez que l'eau du sac soit revenue à la température témoin. 9. Placez le sac contenant le poisson dans le contenant d'eau réchauffée. Attendez dix minutes, soit le temps que le poisson s'adapte au nouvel environnement du sac. En attendant, dessinez ou décrivez, à la page 140, la procédure de cette expérience. 10. Prédisez la réaction du poisson rouge dans l'eau réchauffée de 5 o C. Inscrivez vos prédictions au tableau intitulé «Température et respiration». 11. Comptez le nombre de fois que le poisson rouge ouvre et ferme la bouche ou les branchies en une minute. Inscrivez ce nombre sur le tableau d'observations, à côté de la température réchauffée. 12. Replacez le sac contenant le poisson dans son bocal d'origine jusqu'à ce que la température à l'intérieur du sac soit la même que celle du bocal. Libérez le poisson. 13. Inscrivez vos conclusions sur le tableau intitulé «Température et respiration».

7 DOCUMENT 6.3 Température et respiration Dessinez ou décrivez ici la procédure de l'expérience. Température de l'eau en o C Nombre de fois que la bouche ou les branchies s'ouvrent en une minute Température témoin Température refroidie Température réchauffée Hypothèses Je prévois la réaction suivante du poisson rouge, une fois que la température sera refroidie : Je prévois la réaction suivante du poisson rouge, une fois que la température sera réchauffée : Conclusions Quelles conclusions pouvez-vous tirer de ces observations?

8 DOCUMENT 6.4 Modèle d'une décharge Nom Procédure Décrivez ou dessinez la procédure employée durant cette expérience. Observations et prédictions Matériel utilisé Prédiction Résultat des fouilles Témoin Compost Décharge Observations après l'ajout d'eau : Observations après deux semaines : Observations après quatre semaines : Observations après six semaines :

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