Page de garde Francis Vachat Sciences de la Vie et de la Terre : SVT Illustration à faire à la maison Programme 1
PARTIE 1 : FONCTIONNEMENT DE L'ORGANISME ET SANTE ( 13h, 3h et deux activ/chap) Chapitre I: Les besoins des muscles en activité 2
Activité 1 : Comment l organisme réagit-il à un effort physique? Consigne : Comparer les fréquences cardiaque et respiratoire de votre organisme avant et après un effort consistant en des flexions effectuées pendant 30 secondes. Matériel : - les élèves (Fréquence Cardiaque) - respirographe page (Fréquence Respiratoire) - Définitions : Fréquence Cardiaque = FC = Nombre de pulsations cardiaques par minute Fréquence Respiratoire = FR = Nombre d'inspirations par minute Bilan : Activité 1 : Comment l organisme réagit-il à un effort physique? Consigne : Comparer les fréquences cardiaque et respiratoire de votre organisme avant et après un effort consistant en des flexions effectuées pendant 30 secondes. Matériel : - les élèves (Fréquence Cardiaque) - respirographe page (Fréquence Respiratoire) - Définitions : Fréquence Cardiaque = FC = Nombre de pulsations cardiaques par minute Fréquence Respiratoire = FR = Nombre d'inspirations par minute Bilan : Activité 1 : Comment l organisme réagit-il à un effort physique? Consigne : Comparer les fréquences cardiaque et respiratoire de votre organisme avant et après un effort consistant en des flexions effectuées pendant 30 secondes. Matériel : - les élèves (Fréquence Cardiaque) - respirographe page (Fréquence Respiratoire) - Définitions : Fréquence Cardiaque = FC = Nombre de pulsations cardiaques par minute Fréquence Respiratoire = FR = Nombre d'inspirations par minute Bilan : 3
Activité 2 : Quels sont les échanges entre le muscle et le sang? Consigne : Déterminer les échanges de gaz entre un muscle et son milieu extérieur. Supports : - Résultats de dosages de dioxygène dans une enceinte comportant ou non un fragment de muscle. O2 gazeux (%) 21 20,8 20,6 O2 gazeux en présence de muscle O2 gazeux en absence de muscle 20,4 20,2 20 19,8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Temps (min) - documents 3 p 52 - document 4 p 53 - documents p55. Lorsqu un muscle est en place dans l organisme, il ne peut échanger directement avec le milieu extérieur. Critères de réussite : 1. (s'informer à partir d'un graphique, Conclure) : doc 1 Avoir décrit l évolution de la quantité de dioxygène au cours du temps dans l enceinte comportant un fragment de muscle et celle n en comportant pas. Conclure. 2. (Analyser les résultats d'une expérience, Conclure) : doc 3 p 52 Avoir analysé les résultats de cette expérience. 3. (s'informer à partir d'une photographie, Conclure): doc 4 p53 Avoir décrit l évolution de la quantité de glucose dans un muscle au repos et en activité physique. 4. (s'informer à partir de photographies ) Docs p55 : Avoir identifié les éléments présentant les caractéristiques permettant d assurer les échanges entre l'air et le muscle. Bilan : Construire un schéma faisant apparaître les substances échangées entre le muscle et le sang au niveau d un capillaire sanguin. Préciser par une flèche le sens des déplacements de substances. 4
Leçon : Les besoins des muscles en activité (Activités 1 et 2) Au cours d une activité musculaire, on observe une augmentation des fréquences cardiaque et respiratoire et une production de chaleur qui élève la température du corps. Les muscles et les autres organes consomment constamment du dioxygène (O2) et du glucose. Ils produisent un déchet : le dioxyde de carbone (CO2). Tous les organes du corps sont irrigués par le sang contenu dans des vaisseaux très fins à paroi peu épaisse, les capillaires, permettant les échanges entre le muscle et le sang : - Le muscle prélève dans le sang du dioxygène (O2) et du glucose. - Le muscle rejette dans le sang du dioxyde de carbone (CO2). Lors d un effort physique, les besoins des muscles augmentent. L augmentation de la fréquence cardiaque augmente la vitesse de circulation du sang. L augmentation de la fréquence respiratoire augmente le prélèvement en dioxygène de l air. Le sang peut ainsi apporter davantage de dioxygène aux muscles. Schéma bilan : Adaptation de l organisme à l effort Organisme : Augmentation des fréquences : - Repos Organe : le muscle Activité Augmentation des consommations de : - Repos Augmentation de la production de : Activité - 5
A la fin de ce chapitre, j ai du développer les méthodes suivantes M : Savoir Mémoriser : Restituer les connaissances de la leçon et le schéma bilan Ra : Raisonner : calculer des fréquences cardiaque et respiratoire exploiter un graphique exploiter et comparer des résultats d'expérience 6
Chapitre 2 : les échanges de gaz au niveau des poumons 7
Activité 3 : Quelles transformations subit l air passant par les poumons? Consigne : Déterminer et comparer les compositions en O 2 et CO2 de l'air entrant dans les poumons et de l'air sortant des poumons. Matériel : - Sondes O2, matériel ExAO et fiches méthode. - Eau de chaux, pailles, tube à essai. Critères de réussite : 1. (élaborer un protocole) Les expériences proposées permettent de mesurer les compositions en CO 2 ou O2 de l'air entrant et de l'air sortant. 2. (suivre un protocole) Le montage des expériences a été correctement réalisé. Des résultats graphiques observables ont été obtenus. 3. (s'informer à partir d'un graphique, relier des informations, Conclure). Les résultats graphiques obtenus ont été correctement exploités et présentés dans un texte écrit. 4. Les résultats des expériences de mesure ExAO ont été réunis dans le schéma complété suivant. Poumons Bilan : Activité 3 : Quelles transformations subit l air passant par les poumons? Consigne : Déterminer et comparer les compositions en O 2 et CO2 de l'air entrant dans les poumons et de l'air sortant des poumons. Matériel : - Sondes O2, matériel ExAO et fiches méthode. - Eau de chaux, pailles, tube à essai. Critères de réussite : 1. (élaborer un protocole) Les expériences proposées permettent de mesurer les compositions en CO 2 ou O2 de l'air entrant et de l'air sortant. 2. (suivre un protocole) Le montage des expériences a été correctement réalisé. Des résultats graphiques observables ont été obtenus. 3. (s'informer à partir d'un graphique, relier des informations, Conclure). Les résultats graphiques obtenus ont été correctement exploités et présentés dans un texte écrit. 4. Les résultats des expériences de mesure ExAO ont été réunis dans le schéma complété suivant. Poumons Bilan : 8
Activité 4 : Quelles caractéristiques des poumons favorisent les échanges de gaz entre le sang et l air extérieur? Consigne : Déterminer les caractères des poumons qui permettent l'échange efficace de gaz (O2, CO2) entre l'air extérieur et le sang. Matériel et documents : - Maquette humaine et schéma de l'appareil respiratoire humain. - Photographies de l'appareil respiratoire doc 2 et 3 p 70. - Lames minces de tissus pulmonaire de mammifère, microscope, fiches méthodes. Organisation de l'appareil respiratoire Critères de réussite : (Le compte rendu sera rédigé sur une feuille à dessin.) 1. ( s Informer à partir d'un exposé). Avoir indiqué les légendes du schéma ci-dessus (côte, nez,, bronchiole, poumon, bouche, trachée, bronche). 2. (Communiquer par un schéma) Avoir décrit sous la forme d'un schéma simple le trajet parcouru par l'air depuis le début d'une inspiration jusqu'à la fin d'une expiration. 3. (s'informer à partir d'une photographie) A partir des documents 2 et 3 p70, avoir identifié les éléments très abondants dans les poumons qui ne sont pas représentés sur le schéma. 4. (Suivre un protocole) Avoir obtenu et dessiné une image de tissu de poumon observé au fort grossissement. 5. (s'informer à partir d'une préparation microscopique, communiquer) Avoir décrit l'aspect du tissu pulmonaire et légendé le dessin effectué (alvéoles pulmonaires, paroi des alvéoles). 9
Activité 5 : Comment est assuré le renouvellement de l air par les poumons? Consigne : Identifier les mouvements respiratoires permettant le renouvellement de l'air dans les poumons. Matériel et supports : Logiciel respiration Maquette de la cage thoracique Schéma de la cage thoracique Etat : Mouvement : Activité 5 : Comment est assuré le renouvellement de l air par les poumons? Consigne : Identifier les mouvements respiratoires permettant le renovellement de l'air dans les poumons. Matériel et supports : Logiciel respiration Maquette de la cage thoracique Schéma de la cage thoracique Etat : Mouvement : 10
Leçon : les échanges de gaz au niveau des poumons (Activité 3 4) Dans les poumons, des échanges gazeux permanents avec l air enrichissent le sang en dioxygène et l appauvrissent en dioxyde de carbone. Les échanges se produisent à travers la paroi des alvéoles pulmonaires qui constituent l'essentiel du tissus pulmonaire. Le prélèvement d oxygène et le rejet de dioxyde de carbone sont facilités par : - la finesse de la paroi des alvéoles pulmonaires, - leur grande surface - l importance de leur irrigation sanguine. Le renouvellement de l air dans l appareil respiratoire (activité 5) est provoqué par la dilatation (augmentation de volume) et l affaissement (diminution de volume) des poumons, entraînés par les mouvements de la cage thoracique. Des substances nocives, plus ou moins abondantes dans l environnement, perturbent le fonctionnement de l appareil respiratoire. Certaines sont à l origine de maladies graves. dilatation : affaissement : 11
Chapitre 3 : La digestion des aliments 12
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Activité 6 : Comment est organisé l appareil digestif de la souris? Protocole de dissection : a. Dans une cuvette à dissection, fixer une souris morte à l'aide d'épingles placées au niveau de l'extrémité des membres. b. En soulevant à l'aide d'une pince, pratiquer avec des ciseaux une boutonnière (petit trou circulaire) en avant de l'orifice génitale, puis inciser la peau de l'arrière vers l'avant en utilisant la sonde cannelée. c. Inciser de la même manière la peau à la base des membres inférieurs, et à la limite thoraxabdomen. d. Rabattre les volets cutanés et les fixer à l'aide d'épingles. e. Inciser selon la même méthode les muscles abdominaux et épingler. f. Dérouler délicatement le tube digestif et repérer ses différentes parties : œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin ainsi que les organes digestifs (foie, pancréas). Conclusion : décrire l organisation de l appareil digestif. Critères d évaluation : Autoévaluation : Les plans de la peau et des muscles sont bien dégagés et fixés : 3 points Les organes sont conservés dans leur état : 3 points Le tube digestif est bien déroulé et on peut observer ses différentes parties : 4 points. Evaluation professeur : Activité 6 : Comment est organisé l appareil digestif de la souris? Protocole de dissection : a. Dans une cuvette à dissection, fixer une souris morte à l'aide d'épingles placées au niveau de l'extrémité des membres. b. En soulevant à l'aide d'une pince, pratiquer avec des ciseaux une boutonnière (petit trou circulaire) en avant de l'orifice génitale, puis inciser la peau de l'arrière vers l'avant en utilisant la sonde cannelée. c. Inciser de la même manière la peau à la base des membres inférieurs, et à la limite thoraxabdomen. d. Rabattre les volets cutanés et les fixer à l'aide d'épingles. e. Inciser selon la même méthode les muscles abdominaux et épingler. f. Dérouler délicatement le tube digestif et repérer ses différentes parties : œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin ainsi que les organes digestifs (foie, pancréas). Conclusion : décrire l organisation de l appareil digestif. Critères d évaluation : Autoévaluation : Les plans de la peau et des muscles sont bien dégagés et fixés : 3 points Les organes sont conservés dans leur état : 3 points Le tube digestif est bien déroulé et on peut observer ses différentes parties : 4 points. Evaluation professeur : 14
Activité 7 : Quelles transformations subissent les aliments dans le tube digestif? L'action mécanique de la bouche dans la digestion des aliments est connue. On cherche dans cette activité à tester l'action de substances biochimiques appelées enzymes, produites par l'organisme et présentes en plusieurs endroits de l'appareil digestif tels que la salive, l'estomac ou l'intestin grêle. Consigne : A l'aide du matériel fourni, réaliser une expérience permettant de déterminer l'action de substances digestives sur les aliments. Le compte rendu de votre expérience sera présenté sur feuille à dessin en faisant apparaître les différentes rubriques : hypothèse, protocole, résultats, analyse, conclusion. Matériel : enzymes (substances digestives), tubes, pissette d'eau, viande, bain marie. Activité 8 : Quelles caractéristiques de l'intestin grêle favorisent l'absorption des nutriments Le digestion permet la transformation des aliments en particules de petites tailles, les nutriments, qui peuvent passer dans le sang au niveau de l'intestin grêle. Ce passage est nommé absorption. Consigne : Déterminer les caractéristiques de l'intestin grêle qui favorisent l'absorption des nutriments. Matériel et supports : - Activité 6 - Documents p - Préparation microscopique de coupe transversale d'intestin grêle, microscope, fiches méthode Critères de réussite : 1. Les caractères de l'intestin vus dans l'activité 6 et dans les documents du livre, favorisant le passage de beaucoup de nutriments à travers la paroi de l'intestin grêle ont été identifiés. 2. Une image microscopique de la préparation a été obtenue au faible grossissement et un dessin d'observation a été réalisé. 3. Les caractères visibles au microscope ont été décrits. 15
Bilan Activités 6, 7 et 8 Consigne : A l aide de vos connaissances acquises dans les activités précédentes, représentez à droite du dessin ci-dessous les différentes parties de l appareil digestif et leurs fonctions (transformations mécanique et chimique, et absorption). Nom Fonction Les éléments de l appareil digestif (Belin 2005) Activité 10 : Quels comportements alimentaires favorisent le fonctionnement de l organisme? Consigne : Répondre à cette question à l aide des documents p123-124 du livre 16
Leçon chapitre 3 : La transformation des aliments et l absorption des nutriments (Activités 7-8) Les organes utilisent en permanence des nutriments pour leur fonctionnement. Ces substances fournissent de l énergie (ex glucose) ou sont des matières premières pour la construction de nouveaux tissus (exemple : protéines). Ces nutriments, de petite taille, proviennent de la digestion des aliments qui s effectue dans le tube digestif. Des enzymes digestives exercent une action chimique sur les aliments. La mastication dans la bouche et les contractions de la paroi du tube digestif exercent une action mécanique. Ces actions assurent la transformation des aliments consommés en nutriments de petite taille solubles. Les nutriments passent dans le sang au niveau de l intestin grâce à la présence de nombreux capillaires sanguins séparés du tube digestif par une paroi très fine : c est l absorption. Une bonne denture, une alimentation régulière, favorisent le fonctionnement de l appareil digestif et l activité normale de tous les organes. Nutriments : Substance utilisable par l organisme provenant de la transformation chimique des aliments. Enzymes digestives : substances fabriquées par des organes de l appareil digestif permettant la transformation des aliments en éléments de petites tailles solubles. 17
Chapitre 4 : La circulation sanguine Leçon chapitre 4 : La circulation sanguine assure le transport des gaz et des nutriments entre les organes (Activité 9) Le sang circule dans un système clos formé de vaisseaux sanguins. Les artères transportent le sang depuis le cœur vers les organes. Les veines transportent le sang depuis les organes vers le cœur. Au niveau des organes, les artères et les veines sont reliées par de nombreux capillaires. La finesse de la paroi de ces capillaires permet les échanges entre le sang et les organes. Le sang est mis en mouvement par le cœur, muscle creux, cloisonné, fonctionnant de façon rythmique. Il agit comme une pompe capable de propulser le sang selon un sens unique dans les artères. Le bon fonctionnement du système cardiovasculaire est favorisé par l activité physique ; une alimentation équilibrée, l'absence de stress 18
Activité 9 : Comment la circulation du sang est-elle possible dans l organisme? Consigne : Identifier les caractéristiques du cœur et des vaisseaux qui permettent le transport de substances comme le O2 au sein de l'organisme. Supports : schémas. logiciel sur le fonctionnement du cœur ; dissection de cœur paillasse professeur ; Définitions : une artère est un vaisseaux transportant le sang du cœur vers un autre organe. Une veine est un vaisseau transportant le sang depuis un organe vers le cœur. Schéma général de la circulation sanguine Critères de réussite : 1. Avoir légendé le schéma du cœur à l'aide du logiciel dédié. 2. A partir du sens de circulation du sang représenté par des flèches, avoir complété le schéma cidessus en identifiant les trois types de vaisseaux sanguins (artères, veines, capillaires) 19
Activité 9 : Quels comportements favorisent un bon fonctionnement du système cardiovasculaire Répondre à cette question à l aide des docs p124 et 125 de votre livre. 20
Schéma bilan Partie I : Fonctionnement du corps et santé. 21
Partie 2 : Des êtres vivants dans leur milieu : Respiration et milieu de vie Leçon 1 : Les végétaux et les animaux respirent (Activité 1) Chez les végétaux comme chez les animaux, la respiration consiste à absorber du dioxygène à partir du milieu extérieur et à y rejeter du dioxyde de carbone. Chez les animaux, il existe deux types de respiration selon la nature du milieu. - Lorsque le milieu est constitué d air, on parle de respiration aérienne. - Lorsque le milieu est constitué d eau, on parle de respiration aquatique. Leçon 2 : Les organes assurant la respiration Chez la plupart des vertébrés à respiration aérienne comme l homme, les organes respiratoires sont les poumons. Chez les poissons à respiration aquatique, les organes respiratoires sont les branchies riches en sang et porteurs de filaments branchiaux. Chez les insectes, à respiration aérienne, la circulation de l air dans le corps est assurée par des tubes, les trachées, qui communiquent avec l extérieur par des orifices, les stigmates. L ensemble des organes respiratoires (poumons, branchies, trachées) ont tous en commun des parois fines et de grandes surfaces d échange. Les poumons des vertébrés comme les branchies des poissons possèdent de nombreux vaisseaux sanguins assurant le transport des gaz à destination des organes. En respirant, les animaux appauvrissent le milieu en O2. Des mouvements respiratoires assurent le renouvellement du milieu (air ou eau). 22
Leçon 3 : Adaptation de la respiration au milieu de vie. La plupart des animaux aquatiques vivent en permanence dans l eau et ont donc une respiration aquatique. Certains respirent à l aide de branchies filamenteuses (mollusques, crustacées, poissons). D autres animaux aquatiques ont besoin de revenir régulièrement à la surface de l eau pour prélever dans l air l O2. Ces animaux aquatiques ont une respiration aérienne. Leurs organes respiratoires sont des poumons (mammifères, amphibiens) ou des trachées (insectes). Les animaux aériens respirent dans l air : ils ont une respiration aérienne. Les poumons sont les organes respiratoires des oiseaux, des squamates et des mammifères. Les trachées sont les organes respiratoires des insectes. Chez les amphibiens, le milieu de vie change. Les larves aquatiques respirent grâce à des branchies. Après la métamorphose, il y a apparition d adultes menant une vie terrestre et respirant grâce à des poumons. Il existe donc un lien entre organe respiratoire et milieu de vie. Leçon 3 : Adaptation de la respiration au milieu de vie. La plupart des animaux aquatiques vivent en permanence dans l eau et ont donc une respiration aquatique. Certains respirent à l aide de branchies filamenteuses (mollusques, crustacées, poissons). D autres respirent grâce à des branchies particulières contenant des trachées : cas de certains insectes. D autres animaux aquatiques ont besoin de revenir régulièrement à la surface de l eau pour prélever dans l air l O2. Ces animaux aquatiques ont une respiration aérienne. Leurs organes respiratoires sont des poumons (mammifères, amphibiens) ou des trachées (insectes). Les animaux aériens respirent dans l air : ils ont une respiration aérienne. Les poumons sont les organes respiratoires des oiseaux, des squamates et des mammifères. Les trachées sont les organes respiratoires des insectes. Chez les amphibiens, le milieu de vie change au cours de la vie. Les larves vivant en milieu aquatique respirent grâce à des branchies. Après la métamorphose, il y a apparition d adultes menant une vie terrestre et respirant grâce à des poumons. Il existe donc un lien entre organe respiratoire et milieu de vie. 23
Exo livre Leçon 4 : Les conditions de la respiration influent sur la répartition des êtres vivants. La température influe sur la teneur de l eau en gaz. A la lumière, les végétaux chlorophylliens contribuent à oxygéner le milieu. En modifiant les conditions de la respiration dans les milieux (température, polluants, végétation) l Homme influe sur leur qualité et leur équilibre. Bilan partie 1 24
De nombreuses espèces aquatiques, animales et végétales, ne peuvent vivre dans un aquarium sans bulleur. Pour prolonger la vie des légumes au réfrigérateur, il est préconisé de percer la poche qui les contient afin de les maintenir en contact avec l'air. L'activité 1 doit permettre de comprendre les raisons de ces situations pratiques. Activité 1 : Quels gaz les êtres vivants échangent-ils avec le milieu extérieur? Consigne : A l'aide du matériel fourni, concevez un protocole expérimental et réalisez les expériences permettant de déterminer les échanges de O 2 et de CO2 entre différents animaux (poisson, escargot) et leur milieu de vie. Supports de travail : - Matériel ExAO et fiche méthode d'utilisation - Etres vivants (escargots, poisson) Critères de réussite : 1. (élaborer un protocole) L'expérience proposée permet de mesurer les échanges de CO 2 ou O2 entre l'animal et son milieu. 2. (suivre un protocole) Le montage de l expérience a été correctement réalisé. Des résultats graphiques observables sont obtenus. 3. (s'informer à partir d'un graphique, relier des informations, Conclure). Les résultats graphiques obtenus ont été correctement exploités et présentés dans un texte écrit. Les résultats des différents groupes sont réunis dans le tableau ci-dessous. Bilan : Organisme Type d être vivant Milieu de vie Gaz prélevé milieu dans le Gaz rejeté dans le milieu 25
Aide à la résolution : Résultats graphiques exploitables obtenus par certains groupes Etude des champignons Quantité de 3500 CO2 (ppm) Titre : 3000 2500 en présence de champignons en absence de champignons 2000 1500 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 Evolution du paramètre testé : 8 9 10 Temps (min) Conclusion : Etude des poissons Titre : 5,5 Quantité d'o2 (%) 5 4,5 en présence de poisson en absence de poisson 4 3,5 3 Evolution du paramètre testé : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Temps (min) Conclusion : 26
Activité 2 : Comment sont organisés les appareils respiratoires des animaux? Consigne : A partir de l'étude de trois animaux, décrire les trois types d'organe respiratoire et identifier les caractères communs à ces organes. Matériel et support : 1. Etude d un animal aquatique : la sardine Loupe binoculaire, fiche méthode associée Arc branchial prélevé à l'arrière de l'ouïe d'une sardine. 2. Etude d un animal aérien : le criquet Projection vidéo d'une préparation microscopique de trachée provenant d'une larve d'insecte Titre : 3. Etude d'un animal aérien : l'escargot Manipulation professeur sur un poumon d'escargot Critères de réussite : (Suivre protocole, Réalisation d'un dessin d'observation) Avoir obtenu une image nette d'un arc branchial et l'avoir dessiné. (s'informer à partir d'une vidéo) Avoir complété les légendes et donné un titre au schéma de l'organe respiratoire d'un insecte. (Relier des informations) Avoir relevé pour chaque organe les caractères qui favorisent des échanges efficaces de gaz entre le milieu extérieur et le milieu intérieur de l'animal. Bilan : 27
Les êtres vivants appauvrissent leur milieu en O2 en le consommant. Il leur est donc nécessaire de renouveler ce milieu afin de continuer à respirer. Activité 3 : Comment est assuré le renouvellement du milieu apportant l O2 à l organisme? Consigne : A partir des manipulations effectuées paillasse professeur, décrire les mouvements de l'animal ainsi que le trajet du milieu permettant son renouvellement. Supports et matériels : Animaux, manipulations paillasse professeur, vidéo. Animal : Sardine Milieux de vie : Mouvement respiratoire : Organe respiratoire : Animal : Criquet Milieux de vie : Mouvement respiratoire : Organe respiratoire : Animal : Escargot Milieux de vie : Mouvement respiratoire : Organe respiratoire : Critères de réussite : (s'informer à partir d'une vidéo, analyser les résultats d'une expérience). Avoir complété les schémas ci-dessus en indiquant par des flèches le trajet de l air au cours des mouvements respiratoires et en précisant à droite la nature des mouvements respiratoires et le nom des organes. 28
Activité 4 : Comment se répartissent les êtres vivants dans le milieu. Etude documents livre poissons. 29
Partie 3: L évolution des paysages : roches, eau, atmosphère, êtres vivants. Chapitre I : Les transformations d un paysage sous l action de l eau 30
Activité 1 : Comment caractériser un paysage? Consigne : Caractériser trois paysages différents, en identifiant les éléments qui permettent de les comparer. Supports : Paysage de Saint Junien visible depuis la fenêtre, paysages du Causse et de la Brenne. Tableau comparatif ci-dessous. Paysage de Saint Junien Paysage Causse du Paysage de la Brenne Critère de réussite : Avoir compléter le tableau ci-dessus en identifiant les noms des colonnes. Activité 1 : Comment caractériser un paysage? Consigne : Caractériser trois paysages différents, en identifiant les éléments qui permettent de les comparer. Supports : Paysage de Saint Junien visible depuis la fenêtre, paysages du Causse et de la Brenne. Tableau comparatif ci-dessous. Paysage de Saint Junien Paysage Causse du Paysage de la Brenne Critère de réussite : Avoir compléter le tableau ci-dessus en identifiant les noms des colonnes. 31
Activité 2 : Quel lien existe entre l aspect d un paysage et la nature de son sol? Consigne : Proposer et tester une hypothèse pour expliquer la différence liée à la présence d'eau en surface entre les paysages de Brenne et du Causse. Supports : Documents photographiques de l'activité 1. Matériel permettant de réaliser l'expérience retenue. Problème : Hypothèse : Protocole expérimental : Résultats : Conclusion : Critères de réussite 1. (Ra : Comparer) Avoir rappelé les différences majeures existant entre les paysages de l'activité 1 2. (Ra) Avoir formulé une hypothèse pour expliquer la différence portant sur l eau. 3. (Ra) Avoir Imaginé et réalisé une expérience permettant de tester cette hypothèse. L'avoir schématisée. 4. (Re. Suivre un protocole) Avoir rédigé un compte rendu en complétant les rubriques ci-dessus. 32
Correction Problème : Hypothèse : Protocole expérimental : Résultats : Conclusion : 33
Activité 3 : Comment évolue le granite au contact de l atmosphère? Excursion géologique 34
Leçon 1 : La diversité des paysages (Activités 1 et 2) L observation des paysages permet de découvrir de nombreux éléments : les affleurements de roches, le relief, les sols, la végétation, les constructions humaines, les cours d eau, etc La forme des reliefs, ou modelé d un paysage dépend de la roche qui constitue le sous-sol. Par exemple, un sol imperméable retient l eau en surface (Brenne) tandis que d autres sols perméables la laissent passer. Affleurement : Présence de roche en surface. Leçon 2 : Les agents d'érosion responsables de l'altération des roches (Activité 3 et 4) Dans les massifs de granite, la circulation de l eau dans les diaclases (fissures) qu elle a créées transforme les propriétés de la roche. Sa cohérence diminue et elle devient friable. L eau forme ainsi les débris de l arène granitique. Les blocs de granite y sont dégagés lentement mais progressivement, formant les chaos granitiques. D'autres agents que l'eau contribuent à l'altération des roches : - Les conditions climatiques comme l alternance gel/dégel peuvent briser la roche. L eau s infiltrant dans les fissures augmente de taille en gelant et sépare les blocs. Ces blocs se détachent lorsque l eau repasse à l état liquide. - En s insérant entre les éléments des roches, les racines des végétaux participent à leur éclatement. Altération : Cohérence : 35
Arène granitique : mélange meuble de particules de tailles variables issues de l altération du granite. Leçon 3 : Le transport des débris de l'érosion Les éléments formés par l érosion peuvent être transportés par : - les eaux de ruissellement. Elles transportent les particules sous forme de substances dissoutes et d éléments de différentes tailles. Plus ils sont fins, plus les éléments vont loin. -Les glaciers, - la gravité - le vent. D autres éléments restent sur place et participent ainsi à la formation des sols. Schéma bilan : processus d altération, transport, sédimentation. 36
Activité 4 : Comment sont transportés les débris issus de l érosion? Consigne : Identifier les agents de transport des particules issues de l érosion et les effets de ce transport sur le tri des particules. Support : des documents des pages 144, 145 et 146. Activité 5 : Comment expliquer la répartition des particules le long d un cours d eau? Consigne : Imaginer et réaliser une expérience permettant de répondre à cette question Matériel et support : - Maquette reproduisant les caractéristiques d'un fleuve. - Particules de tailles variées (arène granitique). Critères de réussite : 1. Avoir formulé une hypothèse. 2. Avoir imaginé et réalisé une expérience permettant de tester cette hypothèse. 3. Avoir rédigé ci-dessous un compte rendu de votre expérience. Hypothèse : Prococole Résultats Conclusion : Correction 37
Hypothèse : Prococole Résultats Conclusion : 38
Chapitre II : La formation des roches sédimentaires Leçon1 : La sédimentation (Activités 1 et 2) Dans les lacs et rivières, ou en bord de mer, lorsque le courant devient faible, les particules issues de l érosion se déposent. On dit qu elles sédimentent. En plus des particules issues de l érosion, appelées sédiments détritiques, les dépôts peuvent être constitués de restes d êtres vivants (coquilles, os, parties dures, ). Années après années, les sédiments s accumulent et forment des couches de dépôts successifs. Au cours du temps, ils se tassent, se cimentent et se transforment peu à peu en roches sédimentaires qui constituent des strates. Leçon2 : La formation de fossiles (Activité3). Après leur mort, des êtres vivants, aquatiques ou non, peuvent se retrouver au fond de l eau. Ils sont alors recouverts de particules qui sédimentent. Leur matière organique disparaît mais certaines parties dures (os, coquille) peuvent être conservées et se transformer en fossiles au moment de la formation de la roche sédimentaire. Fossile : reste ou simple moulage d un animal ou d un végétal conservé dans une roche sédimentaire. Leçon 3 : Reconstitution de paysages anciens Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles. L être vivant à l origine du fossile a le même age que la roche sédimentaire dans laquelle il se trouve. Les observations faites dans les milieux actuels permettent de reconstituer certains éléments des paysages anciens : - La découverte d un fossile dont nous connaissons une espèce proche vivant actuellement, permet de penser que les conditions étaient les mêmes que celles où vit cette espèce proche. C est le principe de l actualisme. Par exemple, la découverte d un fossile de poisson permet de dire que le milieu était aquatique. 39
- On peut également observer dans une roche des traces ou des formes dont nous pouvons constater la formation aujourd hui. On peut alors penser que les conditions de leur formation sont les mêmes. 40
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Activité 1 : Comment se déposent les particules issues de l érosion? Consigne : Modéliser la formation de strates horizontales superposées par dépôt de sédiments de nature variée. Matériel : tube à essai, eau, particules de taille variée documents p 160 : sédimentation en baie de Somme Définition : On appelle sédiments des particules se déposant sur le fond de l eau Critères de réussite : 1. A l aide du matériel fourni, avoir imaginé et réalisé une expérience permettant de voir comment se comportent les particules lors de leur dépôt. 2. Avoir dessiné cette expérience ci-dessous et avoir présenté ses résultats. 3, (s Informer à partir de photos, d un texte). Avoir identifié la nature et les conséquences des dépôts de sédiments dans la baie de la Somme? Activité 2 : Quelles caractéristiques présentent les roches sédimentaires? Consigne : Décrire l'aspect d'une roche sédimentaire ainsi que celui d'un affleurement de roche sédimentaire. Matériel et supports : photos docs 1 et 2 p162 échantillons de roche sédimentaires : calcaire oolithique, poudingue de Coye 1. (I. : S informer à partir de photographies) Avoir nommé et décrit les éléments de paysage présentés sur les photos. 2. (C. Communiquer) Avoir fait un dessin d observation ci-dessous du paysage du doc 2. 3. (I. S Informer à partir d un échantillon de roche) Avoir décrit l aspect des échantillons de roche fournis. 42
Activité 3 : Comment se forment les roches sédimentaires Consigne : Reproduire à l aide d un modèle les conditions de formation d une roche sédimentaire Matériel : Pot de yaourt vide, sable (sédiments), plâtre (ciment), eau, poudre de craie (colorant) Critères de réussite : 1. (Ra.) Avoir Imaginé un protocole permettant de modéliser la formation de roches cohérentes formant des couches horizontales superposées. 2. (Ra.,Re. Imaginer et Réaliser une expérience). Avoir dessiné ci-dessous votre expérience. Activité 4 : Comment se forment les fossiles présents dans les roches? Consigne : Modéliser les conditions de formation d'un fossile dans une roche sédimentaire Matériel : échantillons de roches sédimentaires expérience réalisée dans l'activité 3 Critères de réussite : 1. (I. S Informer) Avoir observé et décrit les échantillons de roches sédimentaires fournis. 2. (Ra.) A l aide du modèle construit dans l activité 2,avoir proposé une hypothèse sur les conditions de la formation d un fossile. 43
Activité 5 : Comment reconstituer un paysage ancien? 1. (s Informer à partir d une photographie) Pourquoi peut-on penser que cet affleurement est formé de roches sédimentaires? (Utiliser ses connaissances) Rappeler dans quelles conditions se forment ces roches. 2. (Relier des informations) Que nous disent ces roches sur le paysage de Limagne il y a 35 millions d années? 44
3. (s Informer à partir d un texte, Relier des informations) Appliquer le principe de l actualisme pour reconstituer le paysage de Limagne il y a 35 millions d années. 45
Activité 5 : Comment l exploitation des ressources naturelles modifie-t-elle les paysages? Exposés par groupe : 4 thèmes : exploitation eaux de surface, matériaux, prévention glissement de terrain, inondations. Leçon 4 : L homme exploite son environnement géographique. L homme prélève dans son environnement des matériaux afin de construire des maisons, des routes, des ponts Les matières premières sont prélevées dans des mines, des carrières, au fond des cours d eau. Ces matériaux sont utilisés tels quels (graviers, sable) ou sont transformés auparavant (ciment issu de la cuisson du calcaire). L homme exploite les eaux de surface afin de produire de l électricité et pour s approvisionner. Il aménage par des barrages l écoulement de l eau et abaisse son débit en aval. Cela modifie le lit de la rivière, la répartition de la végétation et des bancs de sables. Il est possible de réduire les effets sur le paysage, par exemple en réaménageant les carrières. La prévention des inondations par la construction de digues, ou la prévention de glissements de terrains par le reboisement de versants contribuent aussi à modifier le paysage. 46