Ressources. Document 1 : des données sur les lichens

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1 Se préparer aux ECE TP : LES LICHENS OU 1+1=1! Fiche sujet candidat (1/2) Mise en situation et recherche à mener Les Lichens (sont des organismes qui colonisent de très nombreux milieux (arbres, rochers, sols couverts de mousses ). Leurs formes et leurs couleurs sont très variés allant du gris au vert mais également au jaune orangé. Ils sont constitués d un thalle qui est une structure sans racine ni tige ni feuille. Les lichens résultent de l association deux êtres vivants. On appelle cette association symbiose car chacun des deux êtres vivants tire un profit de l association. On propose de montrer que le lichen est une association entre deux organismes lui permettant d occuper des milieux variés et même hostiles et que cette symbiose conduit à une diversification du vivant en étudiant un exemple de lichen. Photographies de lichens illustrant leur diversité : Ressources Document 1 : des données sur les lichens Document 2 : quelques observations microscopiques : -de pleurocoques (algues chlorophylliennes unicellulaires) - de mycètes (champignons) -de lichen Document 3 : résultats d une chromatographie d acides organiques Matériel disponible : - Matériel vivant : Echantillons d algues, de champignons, de lichens -Matériel courant de laboratoire : lames, lamelles, eau distillée, pinces fines - Microscope, caméra oculaire +fiche technique, Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème (durée maximale : 10 minutes) Proposer une démarche d investigation permettant de déterminer la structure du lichen. Appeler l examinateur pour vérifier votre proposition et obtenir la suite du sujet. Votre proposition peut s appuyer sur un document écrit (utiliser les feuilles de brouillon mises à votre disposition) Barème 4 points

2 Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables 1. Réaliser une ou des préparations microscopiques. Appeler le professeur pour vérifier votre ou vos préparations Fiche sujet candidat (2/2) Barème 8 points Etape 3 : Présenter des résultats pour les communiquer Barème Répondre sur la fiche-réponse candidat. Exploiter les documents 1 et 2 pour interpréter vos observations. Présenter sous la forme de votre choix les résultats de vos observations. Appeler le professeur pour vérification Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème A l aide de vos observations et des documents 1 et 3, présenter les caractéristiques fonctionnelles des lichens et expliquer l intérêt de la symbiose et pourquoi elle est source de diversité. 5 points Barème 3 points

3 Document 1 : Des données sur les lichens Il existe entre et espèces de lichens à travers le monde, et une centaine de nouvelles sont découvertes chaque année. Ce végétal est apparu sur Terre il y a 400 millions d'années, lors du Dévonien (date du plus vieux fossile). Les lichens ont conquis tous les milieux, à l'exception de la haute mer. On les rencontre en abondance dans les régions tropicales, en altitude, accrochés aux branches des arbres sous la forme de longues barbes où ils s'abreuvent de brouillards. On les rencontre sur le bois, les écorces, les feuilles d'arbres tropicaux, parfois sur des insectes ou des carapaces de tortues géantes des Galápagos. Dans l'eau douce ou salée, ils forment des croûtes noires, incrustées dans les rochers balayés par les vagues. Les constructions humaines leur servent également de domicile. Ils ornent les tuiles des maisons, les vieilles pierres, les murets mais ils peuvent s'installer aussi sur le béton, les carcasses de voiture, les vitraux des cathédrales, les pierres tombales, qu'ils attaquent et dissolvent peu à peu par l'action des acides lichéniques. Les lichens résistent aux conditions les plus difficiles Les lichens ont la capacité de résister à de très fortes dessiccations. Certains lichens peuvent vivre avec une teneur en eau de 2 %. Ils sont aussi capables de se réhydrater (phénomène de reviviscence). La reprise du métabolisme après une sécheresse est très rapide. Le lichen retrouve ses capacités métaboliques de cinq à trente minutes après une réhydratation. Les lichens peuvent également survivre à des variations de température importantes pouvant aller de -70 à +70 C (tests en laboratoire). Différentes expériences montrent que la culture séparée des deux partenaires formant le lichen est un échec : ceci montre leur incapacité à vivre isolés. Des expériences de marquage au 14C (carbone 14) ou à l azote lourd (15N) ont permis de mettre en évidence les échanges présentés sur le schéma ci-contre : - Les polyols sont des composés organiques produits par l algue au moyen de la photosynthèse (CO2 + lumière). - Les substances lichéniques sont produites par le partenaire fongique. Il s agit entre autre d acides qui permettent au lichen de se fixer sur son support (roche, écorce ) mais aussi des substances protectrices contre les UV ou toxiques pour les animaux. L association est donc de type «gagnant gagnant» : le champignon est nourri par l algue tandis que cette dernière est protégée et ancrée par le champignon. H2O,sels minéraux Champignon H2O, sels minéraux, vitamine C Polyols, vitamines B Substances lichéniques D après «La symbiose» de M-A Selosse. CO2,Lumière Algue

4 Fiche-protocole - candidat Document 2 : protocole expérimentaux Protocole 1 : observation d algues chlorophylliennes : les pleurocoques Le pleurocoque, une algue microscopique : Des pleurocoques ont été recueilli en grattant, à l aide d un couteau, la poudre verte présente sur l écorce des arbres. Ils ont été placés dans un bécher contenant de l eau -Prélever une à deux gouttes à l aide d une pipette - Déposer sur une lame puis recouvrir d une lamelle. -Observer au microscope optique au fort grossissement Protocole 2 : observation des mycètes (champignon) Un champignon est constitué de longs filaments microscopiques, le mycélium : -Dissocier un fragment de champignon (moins de 1 mm3 de revêtement de chapeau, de pied ou de lame) prélevé sur un champignon frais. -Déposer le fragment sur une lame dans une goutte d eau. Recouvrir d une lamelle -Par percussion légère sur la lamelle, dissocier les différents éléments constitutifs. -Observer au microscope un enchevêtrement de filaments très fins Protocole 3 :observation d une coupe transversale de lichen -Placer un fragment de lichen entre deux lames et effectuer des coupes transversales fines avec une lame de rasoir neuve - Monter les coupes entre lame et lamelle dans une goutte d'eau. - Rechercher vers la périphérie des coupes, des zones plus minces où il est plus facile d observer «Ecorce d arbre recouverte d une «poudre verte» Pleurocoque au MO (x400) Filaments mycéliens au MO (x400)

5 Document 3 : résultats d une chromatographie d acides organiques Rappel du principe : C est une technique de séparation des substances présentes dans un mélange ; elle utilise la migration d un liquide (solvant) sur un support solide (papier...). Les constituants du mélange sont entraînés plus ou moins loin suivant leurs propriétés physicochimiques (masse, polarité, solubilité...). Rf 0,4 = acide norstictique Rf 0,2 = acide salazinique D après Lichens et qualité de l'air/cd/jean Pierre Gaveriaux/IUFM Nord-Pas de Calais/juillet 2002 Ch = champignon seul

6 Etablissement : Classe : Nom : Prénom : Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Fiche réponse numérique- candidat A rendre à l issue de l épreuve

7 Etablissement : Classe : Nom : Prénom : Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Fiche réponse numérique- candidat A rendre à l issue de l épreuve

8 Présenter les résultats pour les communiquer Respect des règles inhérentes au mode de communication choisi : Exactitude et exhaustivité des éléments de commentaire associés : Le candidat présente un résultat compréhensible (explicité par des éléments de texte pertinents), complet et exact, qui respecte les règles de communication. A Dessin, image numérique, schéma, tableau, texte Des éléments de texte doivent expliciter le mode de communication choisi pour le rendre compréhensible. Le candidat présente un résultat compréhensible (explicité par des éléments de texte pertinents), complet et exact, mais qui ne respecte pas les règles de communication. B Le candidat présente un résultat peu compréhensible et/ou incomplet et/ou inexact. C Le candidat présente un résultat incompréhensible. D Niveau A = Niveau B + Niveau B = Niveau C + Niveau C Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Le candidat utilise de manière satisfaisante (pertinente, complète, exacte et critique) les informations tirées des résultats obtenus pour apporter une réponse au problème posé. Le candidat exploite de façon satisfaisante les résultats mais ne répond pas au problème posé. Le candidat exploite les résultats de façon non satisfaisante qu'il y ait ou non référence au problème posé. Le candidat n'exploite pas les résultats de façon satisfaisante et ne répond pas au problème posé. A B C D NOTE / 20

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