Séquence 6. Diversité et unité des êtres vivants 1- La Terre abrite de très nombreuses espèces, toutes différentes

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1 Sommaire Séquence 6 3 e partie : Diversité, parentés et unité des êtres vivants Séance 1 Séance 2 Diversité et unité des êtres vivants 1- La Terre abrite de très nombreuses espèces, toutes différentes Diversité et unité des êtres vivants (fin) 2- Toutes les espèces possèdent un point commun 96

2 séance 1 Séquence 6 Séance 1 Diversité et unité des êtres vivants A Activités de découverte Exercice 1 Cet hiver, Lucas a photographié des mésanges venant picorer des boules de graisse et de graines qu il avait accrochées dans son jardin. Voici les photographies qu il a prises. Mésange A (14 cm de long environ) Cned Delphine Bonnet Mésange B (11-12 cm de long environ) Cned Delphine Bonnet 1- Observe attentivement les photographies prises par Lucas puis repère les points communs et les différences entre ces deux mésanges. [Ra] Points communs :... Différences :... Compare tes réponses à celles du corrigé avant de continuer. 2- Les mésanges A et B présentent des points communs. Cependant, elles ne font pas partie de la même espèce. Note ci-dessous toutes les questions que cette affirmation soulève. [Ra] Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 97

3 Séquence 6 séance 1 je m interroge Nous désignons souvent un organisme vivant par un nom commun ; ainsi, on parle de «mésanges», d «escargots», de «chênes» En réalité, il existe plusieurs espèces de mésanges, d escargots, de chênes Mais, au fait : Comment définir une espèce et comment peut-on distinguer des espèces entre elles? Pour commencer, je te propose de découvrir ce qu est une espèce. Ensuite, nous verrons comment distinguer des espèces entre elles et donner à chacune un nom précis. 1 La Terre abrite de très nombreuses espèces, toutes différentes Exercice 2 Définir ce qu est une espèce Lis le document 1 puis réponds à la question 1. Document 1 Ces deux escargots se ressemblent ; ils appartiennent tous deux à la même espèce : celle des escargots de Bourgogne. Un escargot de Bourgogne ne peut s accoupler qu avec un autre escargot de Bourgogne. Cet accouplement aboutit à la naissance d autres escargots de Bourgogne qui ne pourront se reproduire qu entre eux. Accouplement de deux escargots de Bourgogne photothèque arehn 1- a) Compare les deux escargots visibles sur la photographie ci-dessus. [I] b) Explique pourquoi on les a regroupés dans la même espèce. [Ra] 98

4 séance 1 Séquence 6 À présent, utilise les informations apportées par le document 2 pour répondre aux questions 2 et 3. Document 2 femelle mâle Ces deux canards ne se ressemblent pas vraiment ; cependant, tous deux sont des canards colvert : ils peuvent se reproduire entre eux et donner une descendance fertile 1. Couple de canards colvert Cned Delphine Bonnet 2- a) Compare ces deux canards. Se ressemblent-ils? [I] b) Explique ce qui permet malgré tout de les regrouper dans la même espèce. [Ra] Compare tes réponses à celles du livret de corrigés avant de continuer. 3- Pour conclure, explique, en une phrase simple, ce qu est une espèce. [Ra et C] À présent, apprends par cœur le bilan ci-dessous. j e retiens Une espèce regroupe, sous un même nom, un ensemble d êtres vivants plus ou moins semblables (en règle générale, ils se ressemblent beaucoup mais il peut y avoir des exceptions) qui peuvent se reproduire entre eux et donner une descendance fertile. 1. fertile (adjectif) : qui est fécond, qui peut se reproduire. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 99

5 Séquence 6 séance 1 Exercice 3 Une incroyable biodiversité Observe attentivement le tableau suivant puis réponds aux questions. Principaux groupes d êtres vivants existant sur Terre Nombre d espèces identifiées Vertébrés Insectes Mollusques Araignées, mille-pattes Crustacés Plantes Champignons Autres êtres vivants (bactéries ) Que présente ce tableau? [I] Vérifie ta réponse avant de continuer. 2- a) Indique le nombre d espèces actuellement identifiées qui appartiennent au groupe des vertébrés. [I] b) Identifie le groupe d êtres vivants qui compte le plus grand nombre d espèces. [I] c) Calcule le nombre total d espèces qui ont été identifiées jusqu à maintenant. [Ra] Remarque : écris le détail du calcul. 3- Utilise ce que tu viens de découvrir pour définir, en une phrase simple, ce qu est la «biodiversité». [Ra et C] Apprends par cœur le bilan qui suit. j e retiens Sur Terre, il existe un très grand nombre d espèces : c est la biodiversité. 100

6 séance 1 Séquence 6 Notre planète Terre abrite donc un très grand nombre d espèces. Comment s y retrouver dans une telle diversité? Comment faire la distinction entre différentes espèces voisines et donner un nom précis à chacune d elles? Pour le découvrir, réalise l exercice qui suit. Exercice 4 Distinguer différentes espèces de mésanges Les photographies suivantes présentent trois espèces de mésanges que Lucas a pu observer dans son environnement proche. Mésange n 1 Cned Delphine Bonnet Mésange n 2 Cned Delphine Bonnet Mésange n 3 Cned Delphine Bonnet Pour distinguer ces trois espèces entre elles, il dispose d un document que l on appelle une clé de détermination : elle permet de retrouver facilement le nom donné à chaque espèce à partir de caractères observés. 1er caractère 2e caractère Mésange poitrine jaune dessus de la tête bleu et blanc dessus de la tête noir Mésange bleue Mésange charbonnière poitrine beige-brun Mésange huppée Clé de détermination de trois espèces de mésanges communes en France Remarque : une clé de détermination repose donc sur des caractères observables comme la taille, la forme du bec, la couleur... À chaque embranchement, il faut choisir le (ou les) caractère(s) que présente l être vivant à identifier. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 101

7 Séquence 6 séance 1 1- Indique quels sont les deux caractères utilisés dans cette clé de détermination pour distinguer les différentes espèces de mésanges. 2- À l aide de la clé de détermination, aide Lucas à retrouver à quelle espèce appartient chacune des trois mésanges qu il a pu observer. Mésange n 1 :... Mésange n 2 :... Mésange n 3 :... Corrige tes réponses si nécessaire. Exercice 5 Distinguer trois espèces de chênes Les chênes sont des arbres très communs en Europe, qui produisent des fruits appelés glands. En France, huit espèces de chênes poussent naturellement. Les photographies ci-dessous correspondent à trois de ces espèces. [I] [Ra] Cned Delphine Bonnet 1- Les chênes sont-ils des plantes à fleurs ou sans fleurs? Justifie (explique) ta réponse. [Ra] 2- a) Identifie un caractère qui est commun aux trois espèces de chênes. [Ra] b) Repère, au moins, deux caractères qui permettent de distinguer ces trois espèces. [Ra] Vérifie tes réponses dans le livret de corrigés avant de continuer. 102

8 séance 1 Séquence 6 2- Utilise la clé de détermination présentée ci-dessous pour identifier et nommer chacune des trois espèces de chênes photographiées. [Ra] Chêne n 1 :... Chêne n 2 :... Chêne n 3 :... feuille entière à bord lisse chêne vert chêne gland porté par un pédoncule long chêne pédonculé feuille entière à bord lobé gland porté par un pédoncule court chêne sessile Clé de détermination de trois espèces de chênes communes en France Vocabulaire : gland (nom masculin) : nom donné au fruit du chêne. bord lobé : bord découpé en lobes (parties arrondies entre deux échancrures). pédoncule (nom masculin) : tige, «queue» attachant le fruit (ou la fleur) à la branche. Vérifie tes réponses dans le livret de corrigés. Maintenant, apprends par cœur le bilan ci-dessous. j e retiens Pour trouver le nom d un être vivant et identifier l espèce à laquelle il appartient, on utilise une clé de détermination qui s appuie sur des caractères observables (couleur, taille, forme ). Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 103

9 Séquence 6 séance 1 À présent, entraîne-toi en réalisant les exercices qui suivent. B Exercices d application Exercice 6 Je teste mes connaissances Réponds par une phrase simple à chacune des questions suivantes. 1- Définis le mot «espèce». [Sa] 2- Explique ce qu est la «biodiversité». j e m évalue Avant de passer à l exercice suivant, «auto-évalue»-toi. Pour cela, c est simple. Il te suffit de répondre sincèrement aux questions ci-dessous : - As-tu donné une définition complète du mot «espèce»? - As-tu su expliquer précisément ce qu est la «biodiversité»? Si tu as répondu «oui» aux deux questions, c est bien! Cela signifie que tu as bien compris le cours et que tu as appris correctement les bilans. Continue ainsi! Si tu as répondu «non» aux deux questions ou à l une d entre elles, cela signifie que tu as des lacunes. Tu dois revoir ce qui te pose problème et réapprendre par cœur les bilans du cours. Au besoin, n hésite pas à refaire les exercices 2 et 3 et à demander de l aide à un adulte. Exercice 7 Distinguer deux espèces de lézards Observe attentivement les deux photographies puis réponds aux questions. Lézard n 1 (longueur moyenne : 30 cm) source : phototèque AREHN Lézard n 2 (longueur moyenne : cm) Cned Delphine Bonnet 104

10 séance 1 Séquence 6 1- Trouve, au moins, un caractère qui permet de distinguer ces deux espèces de lézards. [Ra] 2- Utilise la clé de détermination ci-dessous pour identifier et nommer chacune de ces deux espèces de lézards. [Ra] Lézard n 1 :... Lézard n 2 :... Lézard corps de couleur gris brun avec des taches tête pointue à l avant et corps aplati tête massive et corps épais lézard des murailles lézard des souches corps de couleur verte lézard vert Clé de détermination de trois espèces de lézards communes en France Corrige tes réponses si nécessaire. j e m évalue Si tu as réussi à donner un nom à chacune des deux espèces de lézards présentées dans le précédent exercice, c est bien! Cela signifie que tu sais utiliser une clé de détermination. Par contre, si tu n as pas trouvé les noms exacts, cela signifie que tu ne sais pas encore correctement te servir d une clé de détermination. Je te conseille alors de refaire les exercices 4 et 5. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 105

11 Séquence 6 séance 2 Séance 2 3 e partie : Diversité, parentés et unité des êtres vivants (suite) je sais déjà Exercice 8 Utilise les connaissances acquises dans la séance précédente pour répondre aux questions suivantes. Au cours de ses différentes promenades, Lucas a pu découvrir de nombreuses espèces. Les photographies ci-dessous en présentent quelques exemples. Hirondelle rustique PhotoDisc Marronnier d Inde Cned Escargot petit-gris Cned Delphine Bonnet Polypode vulgaire Cned Delphine Bonnet 1- a) Rappelle ce qu est une «espèce». [Sa] b) Parmi les espèces présentées ci-dessus, nomme une espèce animale. [Sa] c) Identifie une espèce de plante sans fleurs. [Sa] 2- Les espèces observées par Lucas sont nombreuses et variées. Quel nom donne-t-on à cette diversité d êtres vivants présents sur Terre? [Sa] 106

12 séance 2 Séquence 6 A Activités de découverte Exercice 9 Un exercice pour s interroger 1- Compare les quatre espèces d êtres vivants présentées dans l exercice précédent (trouve des différences et des points communs visibles à l œil nu). [Ra] Vérifie tes réponses dans le livret de corrigé avant de continuer. 2- À l œil nu, les quatre espèces découvertes par Lucas ne semblent présenter aucun point commun. Cependant, son professeur de S.V.T. affirme qu il existe une unité (un point commun) entre elles. Note, ci-dessous, toutes les questions que cette affirmation soulève. [Ra] je m interroge Malgré leurs nombreuses différences, toutes les espèces d organismes vivants possèdent une unité (un point commun) invisible à l œil nu. À présent, je te propose de répondre à la question suivante : Quelle est l unité des êtres vivants? Pour ce faire, réalise les activités de découverte qui suivent. 2 Toutes les espèces possèdent un point commun Exercice 10 Le microscope optique, un outil pour observer l infiniment petit Lis les documents suivants puis réponds aux questions. Document 1 Le microscope optique est un instrument d optique permettant d observer des objets invisibles à l œil nu et d en distinguer les détails. Il est très difficile de dire qui a inventé le microscope. On dit souvent que l opticien Janssen (un hollandais) serait le premier inventeur, vers On dit encore que Galilée en serait l inventeur vers On attribue, en général, à Antoni Van Leeuwenhoek ( ) l invention des premiers microscopes, ce qui lui a permis de réaliser cinq cents observations au cours de sa vie. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 107

13 Séquence 6 séance 2 Document 2 : un microscope optique Oculaire Tube optique Tourelle Objectif Platine Diaphragme Vis macrométrique Potence Vis micrométrique Valets Miroir PhotoDisc Document 3 lamelle objet lame Schéma d'une préparation microscopique Pour pouvoir observer au microscope un objet, il faut réaliser une préparation microscopique, c est-à-dire placer cet objet entre lame et lamelle sur une goutte de liquide (eau ou colorant). Ensuite, il faut poser cette préparation sur la platine du microscope (voir la photo du document 2 ci-dessus et l annexe 2 en fin de livret). 1- Indique la date d invention du premier microscope optique et le nom de ses inventeurs. [I] 2- À quoi sert un microscope? [I] 108

14 séance 2 Séquence 6 Exercice 11 Observation au microscope d un fragment de peau de grenouille Lucas et ses camarades de classe cherchent à savoir si l unité (le point commun) des êtres vivants est observable au microscope. Pour ce faire, ils commencent par observer, au microscope optique, un fragment de peau de grenouille verte (voir le document 1) puis, avec l aide de leur professeur de S.V.T, ils réalisent le dessin légendé de ce fragment de peau (voir le document 3). Document 1 Document 2 Grenouille verte Cellules de peau de grenouille observées au microscope ( 500) Cned Delphine Bonnet Cned Delphine Bonnet Document 3 membrane noyau cellule cytoplasme Dessin de cellules de peau de grenouille observées au microscope ( 500) Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 109

15 Séquence 6 séance 2 1- Indique de quoi est constituée la peau de grenouille. [I] Nomme les différents constituants d une cellule de peau de grenouille. [I] Exercice 12 Observation au microscope d un fragment d épiderme d écaille d oignon Lucas et ses camarades désirent savoir si les végétaux sont également constitués de cellules. Pour cela, ils observent au microscope un fragment de l épiderme1 d écaille2 d oignon. Voici ce qu ils observent (document 1). (tu noteras que les cellules sont aussi associées entre elles) Document 1 Document 2 Cellules de l épiderme d écaille d oignon observées au microscope ( 350) écaille Bulbe d oignon coupé en deux ( 1) Cned Delphine Bonnet 1. épiderme (nom masculin) : peau 2. écaille (nom féminin) : feuille riche en réserves nutritives constituant le bulbe d oignon. 110

16 séance 2 Séquence 6 1- a) Légende, avec soin, le dessin ci-dessous à l aide des mots suivants : [Ra et C] noyau - membrane - cytoplasme - cellule Remarque : avant de commencer, je te conseille de relire attentivement les consignes pour légender correctement un dessin (situées en annexe, à la fin de ce livret). b) Donne un titre précis au dessin. [C] N oublie pas d indiquer le grossissement. 2- Indique quels sont les points communs entre une cellule animale (une cellule de peau de grenouille, par exemple) et une cellule végétale (une cellule de l épiderme d écaille d oignon). [Ra] Les espèces animales et végétales ont un point commun : la cellule qui possède une membrane, un noyau et du cytoplasme. Animaux et végétaux sont des organismes complexes (constitués de nombreuses cellules associées les unes aux autres). À présent, découvrons si les organismes beaucoup plus simples sont également constitués de cellules. Pour cela, étudions l exemple de la paramécie, un organisme microscopique vivant dans les eaux douces stagnantes (qui ne s écoulent pas ou très peu). Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 111

17 Séquence 6 séance 2 Exercice 13 Observation au microscope d un organisme très simple : la paramécie 1 Si tu possèdes un microscope, réponds aux questions 1, 2, 3, 4 et 5. Par contre, si tu n en possèdes pas, passe directement à la question Je te propose de réaliser une préparation microscopique 2 de paramécies et de l observer au microscope. [Re] a) Laisse tremper des fleurs coupées dans un vase sans changer l eau, pendant au moins une semaine. b) Prélève une goutte de l eau du vase, place-la sur une lame puis dépose une lamelle pardessus. c) Observe attentivement cette préparation au microscope optique. Remarque : pour t aider à utiliser ton microscope, reporte-toi à la fiche méthode située en annexe 2 à la fin du livret. 2- Décris ce que tu observes. [I] Compare tes réponses à celles du corrigé avant de continuer. 3- La paramécie est un organisme microscopique unicellulaire 3 vivant dans les eaux douces stagnantes. Elle utilise ses cils (qui bordent l extérieur de sa membrane) pour se déplacer. Tu trouveras de nombreuses photos de paramécies observées au microscope sur Internet en cherchant «paramécie» en sélectionnant «images». Le plus souvent la paramécie est colorée pour pouvoir mieux l observer. Pour l instant, tu ne dois chercher à voir que : - le noyau, - les cils, - le cytoplasme, - la membrane. 1. paramécie (nom féminin) : organisme microscopique vivant dans les eaux douces stagnantes. 2. préparation microscopique : préparation très fine d un objet placé entre lame et lamelle pour être observé au microscope (revoir le document 3 de l exercice 10 si nécessaire). 3. unicellulaire (adjectif) : se dit d un organisme constitué d une seule cellule. 112

18 séance 2 Séquence 6 a) Réalise, dans le cadre ci-dessous, un dessin soigné d une paramécie observée au microscope. [C] b) Légende proprement ton dessin. [Ra et C] c) Donne un titre précis au dessin. [C] N oublie pas de noter le grossissement. 4- Les organismes vivants que tu as pu observer précédemment sont tous constitués de très nombreuses cellules associées entre elles : on dit qu ils sont pluricellulaires («pluri» signifiant «plusieurs»). Pourquoi dit-on que la paramécie est un organisme unicellulaire? [Ra] 5- Indique quels sont les points communs entre une paramécie, une cellule de peau de grenouille et une cellule de l épiderme d écaille d oignon. [Ra] Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 113

19 Séquence 6 séance 1 Exercice 14 Je complète un schéma bilan Pour conclure, complète le schéma bilan qui suit à l aide de tes connaissances. [Ra] Grenouille verte Cned Delphine Bonnet Oignon Cned Delphine Bonnet DES ÊTRES VIVANTS TRÈS DIVERS LA : UNITÉ DES ÊTRES VIVANTS 114

20 Séquence 6 séance 2 À présent, apprends par cœur le bilan qui suit. j e retiens Au niveau microscopique, les organismes vivants sont constitués de cellules. Certains sont formés d une seule cellule (la paramécie par exemple), d autres sont constitués d un nombre souvent très important de cellules (la grenouille ou l oignon par exemple). Chaque cellule possède une membrane, du cytoplasme et un noyau. Toutes les espèces d êtres vivants possèdent au moins une cellule : on dit que la cellule est l unité d organisation des êtres vivants. Vérifie tes connaissances en réalisant les exercices qui suivent. B Exercices d application Exercice 15 Je teste mes connaissances Associe chaque terme à sa définition. [Sa] Cytoplasme Enveloppe délimitant une cellule. Microscope Unité d organisation de tous les êtres vivants. Membrane Grain plus ou moins arrondi situé dans une cellule. Cellule Contenu principal de la cellule. Noyau Outil nécessaire pour observer les cellules. j e m évalue Avant de passer à l exercice suivant, «auto-évalue»-toi. Pour que cette évaluation soit efficace et formatrice, il faut que tu répondes sincèrement à la question suivante : - As-tu réussi à retrouver la définition qui convient à chaque terme?. Si tu as répondu «oui», c est bien! Cela signifie que tu as bien compris le cours et que tu as appris correctement le bilan. Continue ainsi!. Si tu as répondu «non», cela signifie que tu as des lacunes. Tu dois revoir ce qui te pose problème et réapprendre par cœur le bilan du cours. Au besoin, n hésite pas à refaire les activités de découverte et à demander de l aide à un adulte. 115

21 séance 2 Séquence 6 Exercice 16 Observation microscopique de cellules buccales 1 humaines Observe attentivement la photographie de cellules humaines de la bouche observées au microscope (au grossissement 1500) en cliquant sur le lien suivant : 1- Ci-dessous, réalise, avec soin, le dessin d observation d une cellule buccale humaine. [C] 2- Légende proprement ton dessin. [Ra et C] 3- Donne-lui un titre précis. [C] 1. buccales (adjectif) : de la bouche, en rapport avec la bouche. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 6e 116

22 Séquence 6 séance 2 j e m évalue À présent, complète, avec sérieux, la grille d évaluation ci-dessous. Cette «auto-évaluation» va te permettre de savoir «où tu en es» dans l acquisition de la capacité «Réaliser un dessin d observation». Penses-tu avoir travaillé soigneusement (sans rature ni trace de gomme)? As-tu utilisé un crayon à papier pour réaliser le dessin, écrire les légendes et le titre? OUI NON As-tu respecté les proportions? Le tracé de ton dessin est-il fin et net? As-tu tracé les flèches à la règle? Tes flèches sont-elles toutes horizontales? As-tu noté les légendes en minuscules et horizontalement? As-tu écrit toutes les légendes au bon endroit et sans faute d orthographe? As-tu noté un titre sous le dessin? À côté du titre, as-tu indiqué l échelle (à laquelle tu as réalisé le dessin) ou le grossissement?. Si tu as coché toutes les cases «oui», c est bien! Cela signifie que tu sais réaliser un dessin d observation, le légender et lui donner un titre complet.. Si tu as coché certaines cases «non», cela signifie que tu ne sais pas encore réaliser correctement un schéma. Tu vas devoir redoubler d effort pour acquérir cette capacité. 117