22 PHOTOSYNTHÈSE ET Comment se nourrissent et respirent les végétaux? DIVERSITÉ DU VIVANT
PHOTOSYNTHÈSE ET PRINCIPAUX APPRENTISSAGES Plus spécifi quement dans cette séquence, tu apprendras à : décrire de quoi les végétaux se nourrissent ; décrire le processus de photosynthèse ; tu t exerceras aussi à : concevoir et réaliser une expérience scientifi que ; présenter et analyer des résultats d une expérience ; modéliser (processus de photosynthèse). FICHES DE pour : ACTIVITÉ 1 Tous les êtres vivants se nourrissent ACTIVITÉ 2 Concevoir et créer une expérience ACTIVITÉ 3 Réalisation de l expérience Pas de Fiche de travail ACTIVITÉ 4 La photosynthèse : résultats et conclusions de la classe ACTIVITÉ 5 Modèles FICHES DE SYNTHÈSE S22-2 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITÉ 1 Tous les êtres vivants se nourrissent 1. Quelle autre chaîne alimentaire connais-tu? salade escargot mulot chouette producteur consommateur primaire consommateur secondaire consommateur tertiaire 2. Reconstitue un réseau alimentaire de l écosystème forêt : hérisson chouette lézard couleuvre chenille scarabée feuilles mulot escargot grive fraises S22-3 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITÉ 1 3. Dans la chaîne alimentaire que tu as complétée, de quoi se nourrit l escargot? Il se nourrit de végétaux. 4. Regarde les exemples de chaîne et de réseau que tu as construits. Quel est toujours le premier maillon d une chaîne alimentaire? Un végétal MANGER? Et de quoi se nourrit-il? SE NOURRIR? 5. Emets des hypothèses sur les matières nécessaires à sa vie : VÉGÉTAL Ajoute quelques hypothèses émises par tes camarades : 6. Quelles hypothèses sont retenues par la classe? S22-4 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 2 Concevoir et créer une expérience Avant de créer une expérience pour tester une des hypothèses, regarde les schémas d expérience suivants. Que peux-tu en dire? Expérience 1 Critique la façon de dessiner le végétal utilisé dans l expérience : Les montages doivent être schématisés, pas «dessinés» avec des détails. Expérience 2 A 24 H. À LA LUMIÈRE racines de carottes Qu est-ce qui change entre l expérience A et l expérience B? Il y a deux paramètres qui varient (les carottes et la durée). On eau de chaux eau colorée ne pourra rien déduire des résultats. Le paramètre qui varie s appelle la B 12 H. À LA LUMIÈRE carottes avec feuilles variable. Tous les autres s appellent les constantes. eau de chaux eau colorée Expérience 3 A quoi pourra-t-on attribuer les résultats après 15 jours? On ne peut pas savoir si l effet observé est dû à la potasse. Il faut 15 JOURS PLUS TARD -> un montage auquel on ne change rien pour pouvoir comparer : le témoin. potasse S22-5 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 2 Expérience 4 Que veut dire «beaucoup»? «Beaucoup» ne veut rien dire de précis concernant la quantité. Il faut des mesures, par exemple 10 ml/jour ou 1 cm/jour. Expérience 5 On a mesuré une fois que 20 ml d eau 0 10 20 30 40 bouchon étanche B A eau étaient consommés en 12 heures. Tu utilises ce résultat comme conclusion. Qu en penses-tu? Une autre plante aurait peut-être consommé 10 ou 50 ml d eau, donc il faudrait effectuer plusieurs mesures. A partir des réponses de la classe, formule certains critères essentiels à la réalisation d une expérience scientifique : Il faut choisir un seul paramètre qui varie : la variable. L expérience où le paramètre n est pas modifié est le témoin. Il faut des mesures pour attester d une évolution ou d un changement du paramètre observé. Il faut effectuer plusieurs mesures pour valider un résultat. S22-6 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 2 Créer mon expérience Tu vas maintenant créer ta propre expérience. 1. Quelle matière proposée à la fin de l ACTIVITÉ 1 vas-tu tester? 2. Quelle est ton hypothèse : 3. Formule clairement la question à résoudre : 4. Prévois ton protocole expérimental : 5. Etablis la liste du matériel nécessaire : 6. Quels types de résultats penses-tu que tu vas relever et sous quelle forme? Ces éléments te serviront à rédiger ton compte-rendu après la réalisation de l expérience, selon les consignes de l enseignant (CF AIDE-MÉMOIRE). S22-7 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 2 Voici des idées de matériel : Plantes vertes ou plantes vertes d aquarium, pots à fleur, terre Verrerie de laboratoire (éprouvettes, bécher, entonnoir...) Récipients en plastique Lampes avec ampoule normale ou couleur (rouge, bleu, jaune, vert) Feuilles de papier blanc ou noir Sachets plastique Cloche Seringues Allumettes ou bâtonnets en bois Lugol Eau de chaux Bougies Ouate Ficelle Scotch de carrossier Pailles Voici des indicateurs utilisables : Comment savoir s il y a du dioxygène (O 2 )? En utilisant une ALLUMETTE qui vient d être éteinte ou un BÂTONNET DE BOIS qui a été enflammé. Si les braises encore chaudes sont en contact avec une forte concentration de dioxygène, elles rougissent encore plus, voire s enflamment. Comment savoir s il y a de l amidon? En utilisant du LUGOL. S il y a de l amidon dans un échantillon, le Lugol le met en évidence en prenant une couleur violette (assez foncée) ou bleu nuit. S il y a du glycogène (glucose) dans un échantillon, le Lugol le met en évidence en prenant une couleur brun-acajou. Comment savoir s il y a du dioxyde de carbone (CO 2 )? En utilisant de l EAU DE CHAUX. Lorsque l eau de chaux est en contact avec du CO 2, elle se trouble. AMIDON + LUGOL LUGOL + EAU GLYCOGÈNE + LUGOL EAU DE CHAUX sans CO 2 avec CO 2 S22-8 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 4 La photosynthèse : résultats et conclusions de la classe Reprends toutes les expériences réalisées et rassemble les conclusions obtenues : Expérience Résultats et conclusions S22-9 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
S22-10 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 5 Modèles 1. La photosynthèse Les plantes synthétisent (ou produisent) donc des substances en présence de lumière. Cette opération a dès lors été baptisée «photosynthèse» (phôtos en grec signifie lumière et synthesis signifie production). Le phénomène de photosynthèse peut s exprimer schématiquement comme ceci : matière minérale énergie lumineuse matière organique + matière minérale OU (remplis les cases vides) CO 2 énergie + H 2 O lumineuse glucose + O 2 sels minéraux H 2 O énergie lumineuse Glucose H 2 O CO 2 O 2 Les plantes vertes synthétisent des matières organiques grâce à la lumière captée par la chlorophylle présente dans les feuilles. A partir de substances minérales elles produisent du dioxygène (O 2 ) et se nourrissent. Ces substances minérales sont le dioxyde de carbone de l air (CO 2 ), l eau et les sels minéraux puisés dans le sol par les racines. La matière organique formée est du glucose stocké sous forme d amidon dans la plante. La photosynthèse est donc un ensemble de réactions chimiques dont les réactifs sont le dioxyde de carbone (CO 2 ) et l eau, et dont les produits sont le dioxygène (O 2 ) et le glucose. S22-11 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
PHOTOSYNTHÈSE ET 2. La respiration O2 CO2 énergie chimique + Glucose CE L LU LE LE 22 ACTIVITE 5 VÉGÉ TA Jour et nuit, la plante respire : elle transforme le glucose et le dioxygène (O2) en dioxyde de carbone (CO2) et en eau (H2O) en libérant de l énergie. H 2O glucose + dioxygène - dioxyde de carbone + eau + ENERGIE CHIMIQUE Comme les plantes peuvent se nourrir sans manger d autres êtres vivants, grâce à la photosynthèse, on les appelle autotrophes. Elles sont indispensables aux animaux, hétérotrophes, qui doivent manger d autres êtres vivants pour obtenir la matière nécessaire à leur croissance et à leur vie. D autres substances énergétiques nécessaires à l être humain sont aussi issues de la photosynthèse : aliments, pétrole, charbon,... Attention! La photosynthèse et la respiration ne sont pas des phénomènes inverses car les équations résument plusieurs réactions chimiques différentes à l intérieur des cellules. S22-12 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 5 3. Autres modèles La photosynthèse est un ensemble de réactions chimiques qui peut se modéliser de différentes façons : Equation-bilan EAU + DIOXYDE DE CARBONE - GLUCOSE + DIOXYGÈNE Modèle moléculaire oxygène hydrogène carbone + - + Equation 1. Ecris l équation chimique représentant la photosynthèse : 6H 2 O + 6CO 2 - C 6 H 12 O 6 + 6O 2 2. Formule des hypothèses sur les facteurs qui pourraient influencer favorablement la photosynthèse : Augmenter l apport d eau ou de lumière, augmenter la concentration en CO 2. S22-13 DIVERSITÉ DU VIVANT p.
ACTIVITE 5 De même, la respiration est un ensemble de réactions chimiques et peut se modéliser de différentes façons : Equation-bilan GLUCOSE + DIOXYGÈNE - DIOXYDE DE CARBONE + EAU Modèle moléculaire oxygène hydrogène carbone + - + Equation 3. Ecris l équation chimique représentant la respiration : C 6 H 12 O 6 + 6O 2-6CO 2 + 6H 2 O 4. Formule des hypothèses sur les facteurs qui pourraient influencer négativement la respiration : Diminuer l apport en glucose ou en dioxygène. S22-14 DIVERSITÉ DU VIVANT p.