Sommaire Séquence 5 Tu viens de voir que la lithosphère océanique se fabrique au niveau des dorsales et disparaît dans les fosses océaniques. Tu peux te demander ce que deviennent les continents que l on trouve au bord de ces lithosphères océaniques. Notre problématique sera donc : Quelles sont les conséquences de la fabrication et de la disparition de la lithosphère océanique? Cette problématique sera étudiée en séance 1. Séance 1 Les séismes intracontinentaux témoignent de collisions de plaques Nous allons maintenant aborder une nouvelle partie du programme : Reproduction sexuée et maintien des espèces dans les milieux Tu as vu, à l école primaire, différents modes de reproduction des êtres vivants, celle-ci estelle identique chez tous? Notre problématique portera sur le mode de reproduction des êtres vivants. La reproduction chez les êtres vivants présente-t-elle des points communs? Cette problématique sera étudiée en séance 2. Séance 2 La fécondation, une constante du monde vivant 60 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 1 Séquence 5 Séance 1 Les séismes intracontinentaux témoignent de collisions de plaques je m interroge Quelles sont les conséquences de la fabrication et de la destruction de la lithosphère océanique? Exercice 1 : [Ra Réaliser un modèle] Le planisphère représentant la localisation des séismes a montré que ceux-ci sont situés en bordure des continents, au centre des océans, mais également dans les zones continentales où existent des chaînes de montagnes (Alpes, Himalaya ). Des mouvements existent donc à ces endroits. Mais lesquels? Des mouvements d écartement comme au niveau des dorsales, ou des mouvements de rapprochement comme ceux que nous avons vus au niveau des bordures continentales? Dans les chaînes de montagnes, on aperçoit des reliefs comme ceux que tu peux voir en utilisant l adresse suivante : http://www.lithotheque.ac-aix-marseille.fr/affleurements_paca/plis_failles/plis_failles_plis.htm Les roches qui constituent les couches sont des roches sédimentaires, dont les particules se sont déposées horizontalement. Comment expliquer qu elles soient plissées aujourd hui? Ne serait-ce pas dû à des mouvements? Pour tenter de répondre à ces questions, réalisons un modèle, c est-à-dire une représentation la plus proche possible du réel : des couches de plâtre de couleur représentant les sédiments qui se sont déposés horizontalement (étape 1). Exerçons dessus une pression horizontale à l origine d un mouvement (étapes 2 et 3). étape 1 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 61
Séquence 5 séance 1 étape 3 étape 2 Les résultats de cette modélisation confortent-ils l hypothèse suivante : «un rapprochement entre deux masses continentales est à l origine des déformations observées dans les chaînes de montagnes»? [Utiliser des informations issues d une modélisation] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. Regarde aussi les aides interactives de cette séance. Tu peux essayer de faire cette expérience avec de la farine et de la poudre de chocolat. 62 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 1 Séquence 5 Exercice 2 : [I Observer] «Lors d une sortie à Digne1, cet été, j ai vu une dalle de coquillages sur le bord de la route. Des coquillages à la montagne? On en trouve plutôt au bord de la mer. Je me souviens, on a appelé ça des ammonites.» Dans les Alpes, près du massif du Chenaillet, on remarque la présence de roches de forme bulleuse, ce sont des basaltes appelés pillow-lava2. Ces roches ne ressemblent pas aux autres roches de la région, voici leur aspect : Des roches bulleuses dans le massif du Chenaillet Tello Les scientifiques qui étudient les fonds océaniques ont observé un phénomène curieux près des dorsales : les coulées de lave, en se refroidissant brutalement au contact de l eau de mer, prennent une forme bulleuse. En quoi ces observations effectuées dans les Alpes, une chaîne de montagnes au cœur de laquelle il existe des séismes, témoignent d un mouvement des plaques lithosphériques formées en milieu océanique? [Utiliser des informations issues d une observation] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. 1. Digne-les-Bains : ville des Alpes-de-Haute-Provence. 2. En français : laves en coussin. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 63
Séquence 5 séance 1 Exercice 3 : [I Extraire de l information] La formation et l écartement des plaques lithosphériques dans l axe des dorsales, leur rapprochement en bordure et au cœur des continents, le volcanisme et les séismes sont les preuves de l activité de la planète, dont les géologues ont retracé l histoire dans le document ci-dessous. De la Pangée 1 à nos jours Banque de schémas SVT académie de Dijon À partir de la description des cartes successives, présente les mouvements successifs des plaques qui ont conduit à la physionomie actuelle du globe. [Utiliser des informations issues d une schématisation] 1 Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. 1. Pangée : nom donné aux supercontinents formés par le rassemblement des masses continentales. 64 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 1 Séquence 5 j e retiens Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres, et leurs mouvements transforment la surface du globe en modifiant la forme des continents et des océans, en les faisant apparaître ou disparaître. La collision des continents engendre des déformations et aboutit à la formation de chaînes de montagnes. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 65
Séquence 5 séance 1 Pour aller plus loin Exercice 4 : [Sélectionner les informations utiles d une carte] On a reconstitué le trajet de l Inde depuis 71 millions d années. Asie Himalaya actuel 38 Ma 71 Ma 1 000 km chaîne de montagnes Le déplacement de l Inde vers l Asie Tello à l aide des informations de cette carte, indique quelles sont les deux conséquences de la remontée de l Inde vers l Asie. [Comparer] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. 66 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 2 Séquence 5 Séance 2 La fécondation, une constante du monde vivant je m interroge Tu sais, depuis l école primaire, que les animaux et les végétaux se multiplient par reproduction sexuée, et tu as vu que cette reproduction sexuée leur permettait parfois de coloniser de nouveaux milieux. Mais celle-ci est-elle identique chez tous les êtres vivants? Comment se déroule la reproduction sexuée chez les êtres vivants? Exercice 5 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Le fucus est une algue marine que l on trouve attachée aux rochers. Au cours de sa période de reproduction (entre février et mars), les extrémités de cette algue gonflent et changent de couleur (vert pour les pieds mâles, jaune pour les pieds femelles). Ces extrémités libèrent des liquides gélatineux, dans lesquels on va trouver les éléments ci-dessous : 0,1 mm Cellule observée dans le liquide libéré par les pieds femelles Cellules observées dans le liquide libéré par les pieds mâles Lorsque ces substances se rencontrent, on observe la formation d une nouvelle cellule appelée cellule-œuf qui va se transformer en un nouveau pied de fucus. Au printemps, on pratique la saillie des vaches reproductrices. Pour multiplier le potentiel de reproduction de certains taureaux, on prélève leur semence et on la fractionne en plusieurs lots, avec lesquels on va inséminer des femelles lorsqu elles sont en période de reproduction. Les spermatozoïdes de chaque lot sont introduits dans le vagin de la femelle, et ils vont rencontrer l ovule libéré par les ovaires. Suite à la rencontre de ces cellules reproductrices, une nouvelle cellule va se former : la cellule-œuf. Celle-ci va ensuite se diviser pour former un nouvel individu. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 67
Séquence 5 séance 2 50 µm 0,1 mm Dessin d ovule de vache observé au microscope Dessin de spermatozoïdes de taureau observés au microscope D octobre (ou novembre) à janvier (ou février), la truite se reproduit. Les géniteurs effectuent une migration plus ou moins longue vers l amont des rivières. Les mâles protègent les frayères pendant que les femelles aménagent, avec leur nageoire, une dépression dans les graviers pour y pondre de 1 500 à 4 000 ovules. Les ovules, d un diamètre de 4 à 5 mm et d une couleur orange, seront immédiatement fécondés par la semence mâle pour donner des cellules-œufs, puis la femelle les recouvre de graviers afin de les protéger du courant et d éventuels prédateurs. à la naissance, l alevin (jeune poisson), toujours protégé par les graviers, se nourrit de ses réserves pendant 4 à 6 semaines. Organise, dans un tableau, les informations apportées par les documents ci-dessus, afin de comparer les modes de reproduction de ces trois êtres vivants et de définir ainsi la notion de «reproduction sexuée». Tu retiendras les caractéristiques suivantes pour comparer les modes de reproduction : le milieu de vie, la présence de spermatozoïdes, la présence d ovules, le lieu de la rencontre de l ovule et des spermatozoïdes, la présence de cellulesœufs. [Communiquer par un tableau] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. Consulte aussi les aides interactives de cette séance. 68 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 2 Séquence 5 Exercice 6 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] À l aide de la légende, construis un schéma fonctionnel qui présente la reproduction sexuée chez les êtres vivants. [Compléter un schéma fonctionnel] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. fécondation spermatozoïde ovule mâle individu adulte cellule-œuf femelle individu jeune La reproduction sexuée Exercice 7 : [Ra Concevoir un protocole expérimental] goutte d eau de mer contenant des spermatozoïdes goutte d eau de mer contenant des ovules goutte d eau de mer contenant des spermatozoïdes goutte d eau de mer ayant contenu des ovules les spermatozoïdes ont rejoint les ovules les spermatozoïdes ont migré dans la goutte ayant contenu les ovules La rencontre des cellules reproductrices chez les oursins Les résultats de cette expérience semblent valider l hypothèse : «certaines substances sont libérées par les ovules et attirent les spermatozoïdes». Mais certains élèves trouvent que cette expérience manque de rigueur. Es-tu de leur avis? Justifie ta réponse. [Argumenter] Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 69
Séquence 5 séance 2 Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. j e retiens La reproduction sexuée, animale comme végétale, consiste en l union d une cellule reproductrice mâle et d une cellule reproductrice femelle, c est la fécondation. Le résultat de la fécondation est une cellule-œuf, à l origine d un nouvel individu. L union des cellules reproductrices mâles et femelles a lieu dans le milieu de vie (fécondation externe) ou dans l organisme femelle (fécondation interne). Pour aller plus loin Exercice 8 : [Sélectionner les informations utiles d un texte] En 1854, Thuret réalisa des expériences sur le fucus. Il constata les faits suivants : certaines extrémités libèrent des cellules mobiles, d autres libèrent des cellules sphériques et immobiles, lorsque ces cellules restent seules, elles finissent par se décomposer, lorsqu on les mélange, la cellule sphérique s entoure d une membrane et se divise pour devenir un nouveau pied de fucus. À l aide des informations de ce texte, justifie l affirmation suivante : le fucus a une reproduction sexuée. [Justifier] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. 70 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
Séquence 5 ANNEXE «Besoin d aide?» Séance 1 Exercice 1 : [Ra Réaliser un modèle] Pour réussir cet exercice tu dois : comparer les images observées sur les chaînes de montagnes avec les résultats de la modélisation, répondre sur la validité de l hypothèse, en justifiant ta réponse grâce à tes observations. Exercice 2 : [I Observer] Pour réussir cet exercice tu dois : relever, dans les textes, les informations présentant des éléments d origine océanique, établir le lien entre ces éléments d origine océanique et leur position dans la chaîne de montagnes pour montrer le mouvement des plaques lithosphériques Exercice 3 : [I Extraire de l information] Pour réussir cet exercice tu dois : comparer la répartition des continents il y a 225 millions d années à celle d aujourd hui, indiquer les conséquences de ces mouvements sur le relief, citer des exemples pour justifier tes choix. Exercice 4 : [Sélectionner les informations utiles d une carte] Pour réussir cet exercice tu dois : comparer la position de l Inde avant et après sa remontée, identifier, à l aide de la légende, la chaîne de montagnes, puis relier sa formation à l existence d un contact entre l Inde et l Asie, rédiger une phrase qui présente ces deux informations. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 71
Séquence 5 Séance 2 Exercice 5 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Pour réussir cet exercice tu dois : construire le tableau demandé en mettant : en tête de colonne : les caractéristiques de la reproduction demandées dans l énoncé, en tête de ligne : les noms des êtres vivants étudiés, chercher les caractéristiques demandées dans les documents fournis et les comparer, compléter le tableau avec les caractéristiques demandées, chercher les éléments communs à tous les êtres vivants présentés, définir la notion de «reproduction sexuée» à l aide de ces éléments communs. Exercice 6 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] Pour réussir cet exercice tu dois : comprendre le principe de la reproduction sexuée, le représenter grâce aux éléments de la légende. Exercice 7 : [Ra Concevoir un protocole expérimental] Pour réussir cet exercice tu dois comprendre les résultats de l expérience et critiquer le protocole pour déduire le manque de rigueur. 72 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
Séquence 5 Exercice 8 : [Sélectionner les informations utiles d un texte] Pour réussir cet exercice tu dois : connaître les composants d une reproduction sexuée, identifier ces composants dans le texte, rédiger une phrase sur ce modèle : «le fucus a une reproduction sexuée car», suivie de tes arguments. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 73