9 Le développement des êtres vivants

Transcription

1 Chapitre 9 Le développement des êtres vivants V Livre de l élève pp Extrait du programme* / Correspondance avec le manuel Connaissances et compétences associées Unités Attendus de fin de cycle : Décrire comment les êtres vivants se développent et deviennent aptes à se reproduire Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant au cours de sa vie. Modifications de l organisation et du fonctionnement d une plante ou d un animal au cours du temps, en lien avec sa nutrition et sa reproduction. Stades de développement (graines-germination-fleur-pollinisation ; œuflarve- ; œufs-fœtus-bébé-jeune-). Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté. Rôle respectif des deux sexes dans la reproduction. Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté. Modifications morphologiques, comportementales et physiologiques lors de la puberté. Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant au cours de sa vie. Différences morphologiques homme, femme, fille, garçon. V Unité 1 pp Le développement d un insecte, le ténébrion V Unité 2 pp Le développement d une plante à fleurs : le pois V Unité 3 pp Le développement d un être humain V Unité 4 pp Devenir un homme, devenir une femme : la puberté Choix pédagogiques Le chapitre 9 fait suite à l étude de l évolution des organismes et de leurs liens de parenté. Au niveau du cycle 3, on aborde les stades de développement d un être vivant en lien avec leur nutrition et leur capacité à se reproduire. Au cycle 4, on élargira cette étude à la biologie de la reproduction sexuée et asexuée des êtres vivants en lien avec l influence du milieu de vie et la dynamique des populations. Ce chapitre s inscrit dans le thème 2 du programme de cycle 3 de Sciences et Technologie, «Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent», qui est l occasion d aborder les questions d éducation à la santé. Elle permet aux élèves de prendre conscience que leurs corps subissent des modifications durant la puberté pour acquérir la capacité de se reproduire. Ce chapitre aborde également les différences filles / garçons et incite à échanger avec les élèves sur les préjugés qu ils peuvent avoir sur ces questions. Le chapitre 9 a pour objectifs : d établir les stades de développement de différents organismes vivants (animaux et végétaux) et l acquisition de leur capacité à se reproduire ; *BO spécial, n 11, 26 novembre de mettre en évidence les modifications morphologiques, comportementales et physiologiques au cours de la puberté humaine. Les connaissances qui seront acquises dans ce chapitre seront réinvesties au cycle 4, dans la partie du programme sur «Le vivant et son évolution». Pour commencer V p. 126 du livre élève Un nombre. À mettre en lien avec l Unité 1, ce document permet de se questionner sur le devenir de tous ces œufs. Un dessin. À mettre en lien avec l Unité 4, ce document fait émerger l idée que le corps change et permet à l élève de se questionner sur les conséquences de ces changements. Des photos. Ces images soulèvent le problème écologique de la disparition des abeilles et permettent de questionner l élève sur le rôle fondamental de ces insectes dans la formation des fruits. Ces documents peuvent être complétés par une vidéo Euronews sur le virus Zika : Chapitre 9 Le développement des êtres vivants 37

2 Une fiche d exploitation de cette vidéo est disponible sur le site : Unités V pp du livre élève L unité 1 montre les phases de développement du ver de farine, depuis l œuf jusqu à la nymphe (doc. 1, 2 et 3). Ensuite, l analyse des doc. 4 et 5 montre que les larves grandissent et grossissent pendant plusieurs mois, mais que cette croissance est soumise aux différentes mues de l animal. En effet, la cuticule rigide de la larve ne lui permet pas de grandir et de grossir ; il ne peut le faire qu après chaque mue. Les doc. 6 et 7 permettent de terminer le cycle de développement avec le stade jeune ténébrion, puis le stade qui acquiert alors la capacité de se reproduire et de former des œufs. Cette unité contribue particulièrement à faire acquérir aux jeunes collégiens l idée que le développement peut passer par des phases où les jeunes ne ressemblent pas aux s. Elle permet également de montrer que seul le stade est capable de se reproduire. L unité 2 présente le développement d une plante à fleur : le pois. Les doc. 1, 2 et 3 montrent la germination de la graine et la croissance de la plantule pendant plusieurs jours. Le doc. 3 permet de préciser les mesures de la masse et de la hauteur de la plantule au cours du temps. Les doc. 4 et 5 montrent la structure particulière de la fleur, qui apparaît au cours du développement de la plante. Les doc. 6 et 7 permettent de comprendre la transformation du pistil en fruit et comment les ovules deviennent des graines. Le rôle des insectes pollinisateurs, comme les abeilles, est expliqué dans le doc. 7 et fait écho au document «Des photos» de la p Ce rôle est également repris dans l exercice complémentaire proposé p. 41 de cet ouvrage. L unité 3 explique les étapes du développement de l être humain, de la conception à la naissance (doc. 1 à 4), puis de la naissance jusqu à la mort (doc. 5 à 8). Les documents permettent d ouvrir la discussion sur la qualité de vie lorsqu on vieillit et permettent à l élève de s interroger sur les moyens de rester en forme le plus longtemps possible. L unité 4 montre les changements du corps à la puberté (doc. 1 et 2), ainsi que les différences morphologiques entre les filles et les garçons, d une part, les hommes et les femmes, d autre part. Les doc. 3 à 5 traitent des modifications physiologiques et comportementales qui accompagnent cette période. L élève peut ainsi comprendre les changements de son corps, de son comportement et qu il devient capable de se reproduire. L évaluation du socle commun et des compétences travaillées Codage Composante du socle 1 Compétence travaillée 2 Place dans le chapitre (livre élève) [D1.] [D1.3] Comprendre, s exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques [D1] Exploiter un document constitué de divers supports (texte, schéma, graphique, tableau, algorithme simple). V Unité 1 : Ta mission, 1 p. 129 V Unité 2 : Ta mission, 2 p. 131 V Unité 4 : Ta mission, 4 p. 135 V Exercice : 8 p. 140 [D1] Utiliser différents modes de représentation formalisés (schéma, dessin, croquis, tableau, graphique et texte) V Unité 1 : Ta mission, 2 et 5 p. 129 V Unité 3 : Ta mission, 5 p. 133 V Exercice : 9 p. 141 [D3] [D3.1] Mettre à distance préjugés et stéréotypes [D3] Relier des connaissances acquises en sciences à des questions de santé V Unité 4 : Ta mission, 2 p. 135 V Exercice : 5 p. 139 [D4] [D4] Prélever et traiter l information utile [D4] Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques V Unité 1 : Ta mission, 3 et 4 p. 129 V Unité 2 : Ta mission, 1 et 3 p. 131 V Unité 3 : Ta mission, 2, 3 et 4 p. 133 V Unité 3 : Ta mission,3 p. 135 V Exercice : 7 p JO du 2 avril BO spécial n 11, 26 novembre 2015 [D4] Proposer une ou plusieurs hypothèses pour répondre à une question V Unité 2 : Ta mission, 2 p. 131 V Exercice : 6 p

3 Quelques conseils pratiques Unité 1 Pour réaliser l élevage de vers de farine en classe, voir le lien suivant : En complément des documents, les élèves peuvent réaliser différents élevages, par exemple de coccinelles, dont les œufs se trouvent facilement en jardinerie ou sur le site de l OPIE : Unité 2 Pour découvrir le développement du haricot en accéléré, voir la vidéo : Unité 3 Pour aller plus loin sur le développement de l embryon pendant la grossesse, le lien suivant propose une vidéo du développement embryonnaire humain : Unité 4 Pour élargir la discussion avec les élèves sur les stéréotypes filles/garçons, la vidéo de la publicité «Always» permet de prendre conscience du changement d images que peuvent avoir les adolescents sur ce sujet : Corrigés des Missions Unité 1 V pp du livre élève 1. Doc. 1, 2, 3 et 6 Au cours de son développement, le ténébrion prend la forme d œuf, puis de larve, d une nymphe et enfin d. 2. Doc. 4 Évolution de la taille d une larve en fonction du temps. 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Taille d une larve en (cm) 0, Temps après l éclosion (en mois) Évolution de la masse de 10 vers de farine en fonction du temps. 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Masse de 10 vers de farine (en g) 0, Temps après l éclosion (en mois) Au cours du temps, la masse des vers de farine augmente : ils grossissent. La taille des larves augmente également au cours des 4 mois : ils grandissent. 3. Doc. 5 Les mues sont nécessaires à la croissance des larves car leur peau durcit au cours du temps et ils ne peuvent plus grandir ni grossir. L insecte doit donc se débarrasser de sa «peau rigide» au cours de la mue : après la mue, la larve a une peau souple et élastique capable de s agrandir. 4. Doc. 5 et 7 Le ténébrion ne peut se reproduire qu au stade, c est-à-dire une fois que la nymphe s est métamorphosée. 5. Conclusion Les stades de développement du ver de farine : Mâle Femelle Accouplement Éclosion Larve Nymphe Adulte Métamorphose Acquisition de la capacité à se reproduire NB : Pour apprendre à réaliser une ligne du temps, l élève peut faire l exercice guidé p. 141 du livre élève. Unité 2 V pp du livre élève 1. Doc. 1 à 3 L embryon contenu dans la graine de pois germe : il se développe et sort de la graine. Au cours du temps, la racine, la tige et les futures feuilles grandissent et de nouvelles feuilles apparaissent. La masse de la plantule augmente, ainsi que la hauteur de la tige, qui passe de 2 mm à plus de 25 cm en 17 jours. 2. Doc. 4, 5 et 7 D après ces documents, le pistil (partie femelle) contient des ovules. On peut émettre l hypothèse que les ovules se transforment en graines, contenues dans le fruit qui provient de la transformation du pistil. 3. Doc. 6 Les insectes transportent involontairement le pollen d une fleur et le déposent sur le pistil d une autre fleur. Or, il est nécessaire que le pollen rencontre les ovules contenus dans le pistil pour former les graines. Chapitre 9 Le développement des êtres vivants 39

4 Les insectes sont donc indispensables à la formation des graines chez le pois. 4. Conclusion Le développement d une plante à fleur commence par la germination des graines. L embryon contenu dans la graine grandit pour former une plantule, puis une plante avec des tiges, des feuilles et des racines. Au cours du développement, des structures particulières apparaissent : les fleurs. Celles du pois possèdent une partie mâle, les étamines, qui contiennent le pollen, et une partie femelle, le pistil. Le pollen est ensuite déposé sur le pistil pour aller rencontrer les ovules et former des graines contenues dans le fruit. Unité 3 V pp du livre élève 1. Doc. 1, unités 1 et 2 Un point commun entre le développement d un humain, d un pois et d un ténébrion est que ces êtres vivants proviennent de la rencontre d une cellule reproductrice femelle et d une cellule reproductrice mâle. 2. Doc. 2 à 4 À 5 mois de grossesse, le fœtus pèse 500 g à 600 g et mesure 25 cm à 30 cm. À la naissance, le bébé pèse 3 kg à 3,5 kg et mesure 50 cm : le bébé grandit et grossit donc au cours de son développement. 3. Doc. 5 et 6 De la naissance à l âge, tous les êtres humains grandissent et acquièrent la capacité à se reproduire à la puberté. En revanche, tout le monde ne grandit pas et ne grossit pas au même rythme. Il existe une grande diversité de tailles et de masses chez les individus. 4. Doc. 7 et 8 Les signes du vieillissement peuvent être : l apparition de rides, un blanchissement des cheveux, une perte de masse musculaire et une raideur des articulations. Tous les humains ne vivent pas leur vieillesse de la même manière. Par exemple, Michel Bouquet, à 87 ans, continue d être actif et de jouer au théâtre. D autres personnes peuvent être malades ou avoir un mode de vie plus sédentaire et vivre moins bien leur vieillesse. 5. Conclusion Stades de développement de l être humain Homme Femme Fœtus Nouveau-né Adulte 2. Doc. 2 Ces images vont à l encontre des stéréotypes, car des femmes peuvent être footballeuses et des garçons faire de la danse s ils le désirent. Aucun métier ou loisir n est prédestiné aux filles ou aux garçons. 3. Doc. 4 Les garçons et les filles deviennent capables de se reproduire à partir de la puberté car ils commencent à produire des cellules reproductrices (respectivement spermatozoïdes et ovules). Les filles ont leurs règles. 4. Doc. 3 et 5 À la puberté, les relations filles/garçons changent : ils commencent à passer davantage de temps ensemble. Les adolescents aiment écouter de la musique et utilisent un ordinateur, notamment pour se servir des réseaux sociaux et rester en contact le plus longtemps possible avec leurs ami(e)s. Ils cherchent à s affirmer et à acquérir davantage d autonomie, sont beaucoup plus sensibles au regard de l autre. 5. Illustrations proposées par les élèves. 6. Conclusion possible : La puberté est une période de changements importants qui aboutit à la capacité de se reproduire chez la fille et le garçon. Corrigés des exercices J utilise mes compétences 4. a-2. b-1. c a. Les cheveux et la moustache blanchis, les bretelles, le ventre arrondi et les lunettes d s donnent un aspect âgé à l enfant. b. La hauteur du cou jusqu aux fesses correspond à 2 fois la hauteur de la tête, comme dans le cas d un enfant, et non 3 fois, comme dans le cas d un jeune de 18 ans. 6. a. On peut émettre l hypothèse que les mouches servent à polliniser la fleur en transportant le pollen sur le pistil de la fleur, et donc permettent à la fleur de former des graines. b. On peut émettre l hypothèse que l odeur de viande pourrie et la couleur de la fleur attirent les mouches pour favoriser la pollinisation. 7. a. Stades de développement du merlu Conception Croissance Vieillissement et mort Mâle Larve Jeune Adulte Femelle Unité 4 V pp du livre élève 1. Doc. 1 Chez l homme, la musculature se développe, le pénis et les bourses s agrandissent, des poils apparaissent sur le pubis. Chez la femme, les seins se développent, la taille s affine, les hanches s élargissent et des poils apparaissent sur le pubis. b. Tous les merlus n ont pas eu le temps de se reproduire, car sur 100 poissons, 30 n ont pas atteint la taille de 45 cm, taille nécessaire pour se reproduire. c. Les pêcheurs doivent rejeter à la mer les poissons trop petits pour qu ils continuent de grandir et qu ils puissent se reproduire. Cela permet à l espèce de prospérer et 40

5 maintient une population suffisante de poissons pour que la pêche puisse continuer. 8. a. La masse d un ovaire augmente pour passer d environ 3 g à 10 g au cours des 12 premières années, puis cette augmentation est plus forte entre 12 et 14 ans pour atteindre une masse d environ 35 g. La masse d un ovaire continue d augmenter encore pendant 4 ans environ pour atteindre sa masse maximale d environ 40 g à l âge de 18 ans. La masse d un testicule reste à peu près constante (environ 2 g) jusqu à 10 ans, puis elle augmente fortement jusqu à l âge de 18 ans pour atteindre 32 g. b. L augmentation de la masse des ovaires et de celle des testicules est liée au déclenchement de la puberté, permettant ainsi la production des cellules reproductrices : les individus acquièrent leur capacité à se reproduire. 9. Stades de développement de la grenouille rousse Mâle Femelle Accouplement Éclosion Larve (têtard) Juvénile Adulte Métamorphose Acquisition de la capacité à se reproduire Exercices complémentaires 10. Tirer des informations d un texte Des abeilles en danger Les abeilles sont des insectes pollinisateurs. Elles sont indispensables dans la formation des cultures fruitières, du cacao ou du café. Selon une étude de l INRA et du CNRS, 35 % de la production alimentaire mondiale est dépendante de ces insectes pollinisateurs. Les apiculteurs (éleveur d abeilles) sont inquiets car près de 30 % des colonies d abeilles ont disparu en France depuis quelques années. Les pesticides, certaines espèces invasives (comme les frelons asiatiques qui tuent les abeilles), le réchauffement climatique ou encore la disparition de la biodiversité locale sont les causes principales de ces disparitions. a. Quel est le rôle des abeilles? b. Pourquoi les apiculteurs sont-ils inquiets? c. Quelles seraient les conséquences d une disparition totale des abeilles? d. Quelles solutions peut-on proposer pour limiter la disparition des abeilles? Chapitre 9 Le développement des êtres vivants 41