Activité 23 : Découvrir le système respiratoire chez un insecte 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie du programme : Respiration et occupation des milieux de vie Notions contenus Compétences Exemples d activités La diversité des appareils et des comportements respiratoires permet aux animaux d occuper différents milieux. Chez les animaux, les échanges gazeux se font entre l air ou l eau et l organisme par l intermédiaire d organes respiratoires tels que poumons, branchies, trachées Relier l organe et le comportement respiratoire d un animal à son milieu de respiration et au milieu de vie. Réaliser une dissection permettant de mettre en évidence un organe respiratoire. Réaliser une observation d organes respiratoires en utilisant une loupe binoculaire ou un microscope. Ra- mise en relation, dans un tableau, d animaux avec leur milieu de respiration, leur milieu de vie et leurs organes respiratoires. I- recherche des organes respiratoires chez différents animaux. I- observation de divers comportements respiratoires. Ra- positionnement des animaux étudiés dans la classification actuelle. 2. PLACE DE L ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION Chapitre I : Comment la respiration est-elle repérable chez les êtres vivants? 1. Recherche d une activité respiratoire chez les animaux de milieux différents. 2. Recherche d une activité respiratoire chez les plantes Chapitre II : Comment les animaux respirent-ils dans leur milieu de vie? 1. Le fonctionnement respiratoire chez un mammifère dans le milieu aérien 2. Le fonctionnement respiratoire chez un poisson dans le milieu aquatique 3. Le fonctionnement respiratoire chez un insecte dans le milieu aérien (TP23) Il s agit de faire découvrir à l élève les modalités de la respiration aérienne chez les insectes PIERRON 2006 Page 1/9
3. PRESENTATION DE L ACTIVITE - Objectifs de connaissances Mouvements respiratoires, réseau trachéen, échanges gazeux respiratoires directs entre l air et les organes. - Objectifs méthodologiques et/ou technologiques Observer à l œil nu et à la loupe binoculaire pour saisir des informations Réaliser une dissection Compléter un schéma bilan fonctionnel - Liste du matériel - Cuvette à dissection Réf 13961 - Criquet mâle vivant Réf 15722 - Ciseaux fins Réf 00653 - Epingles pour dissection Réf 15166 - Microscopes Réf 03447 - Lames Réf 05716 - Lamelles Réf 03438 - Pinces fines Réf 00652 - DVD «La respiration chez le criquet» Réf 21190 - Fiche technique Concernant les mouvements respiratoires : introduire le criquet adulte vivant par la tête dans un tube à essai. Placer sous caméra reliée au téléviseur. L animal est ainsi immobilisé et les mouvements abdominaux sont parfaitement visibles. Concernant l appareil trachéen : prendre un criquet adulte mort (on peut le conserver au congélateur), couper les ailes afin d améliorer la visibilité lors de la dissection, fixer l animal avec des aiguilles au niveau du thorax et des pattes arrières (face ventrale sur le support), introduire l extrémité de ciseaux fins dans l ouverture à l extrémité de l abdomen, sectionner face dorsale jusqu au thorax, Avec les aiguilles, rabattre la carapace vers l extérieur et la fixer. L intestin et le réseau trachéen sont alors accessibles à l observation. Remarque : on pourra également utiliser le DVD «La respiration chez le criquet» Réf 21190 comme fiche technique vidéo. - Intégration pédagogique On pourra s appuyer par un raisonnement analogique sur les leçons précédentes (Le fonctionnement respiratoire chez un mammifère et chez les poissons). Chez les insectes, voit-on également des mouvements respiratoires? A quel niveau de l organisme? Où sont localisées les ouvertures respiratoires? Existe-t-il un appareil respiratoire prenant en charge le dioxygène présent dans l air? La problématique ainsi posée sera résolue étape par étape : 1. Repérage de mouvements abdominaux supposés respiratoires. 2. Repérage d ouvertures respiratoires abdominales 3. Repérage d un réseau trachéen reliant directement l extérieur aux organes internes. PIERRON 2006 Page 2/9
Fiche élève - 5 e Nom : Prénom : Classe : Date : Evaluation expérimentale S.V.T. Activité 23 : Découvrir le système respiratoire chez un insecte Cliché 1 : Cliché 2 : TITRE : TITRE : Cliché 3 : TITRE : L observation à divers moments de l abdomen d un criquet permet de montrer des mouvements (voir cliché 1, cliché 2 et séquence filmée) 1. Quel peut-être le rôle de ces mouvements? PIERRON 2006 Page 3/9
Fiche élève - 5 e L observation à un plus fort grossissement montre l existence, au niveau de l abdomen, d orifices (voir Cliché 3) qui s ouvrent et se ferment régulièrement (voir séquence filmée). Ce sont des stigmates qui ont une taille de l ordre de 0,5mm. 2. Quel peut-être le rôle de ces stigmates? Pour confirmer le rôle des stigmates, on dépose une goutte d argile sur les stigmates d un criquet, ce qui permet de les boucher temporairement. Ce criquet est ensuite placé dans une enceinte pour suivre sa consommation en dioxygène (voir séquence filmée). 3. Comment évolue la quantité de dioxygène dans l enceinte au cours du temps? 4. Comparez le résultat obtenu avec un criquet non préparé (manipulation témoin) 5. Le rôle des stigmates est-il confirmé? 6. Mettez un titre aux clichés 1, 2 et 3 et indiquez par des flèches les mouvements d air. L ouverture de l abdomen du criquet (voir séquence filmée) permet d observer l intérieur afin de préciser le mécanisme respiratoire. L observation se fera sous la loupe binoculaire. Cliché 4 : TITRE : 7. Que voit-on des stigmates dans la carapace à l intestin, dans l abdomen? 8. Voit-on un réseau sanguin associé? 9. Complétez le cliché 4 en mettant les termes «carapace, stigmate, trachée, intestin, milieu extérieur» et un titre. PIERRON 2006 Page 4/9
Fiche élève - 5 e 10. Complétez le schéma bilan fonctionnel ci-dessous en reprenant les termes du cliché 4 et en y ajoutant par un fléchage les mouvements d air et les échanges gazeux respiratoires entre l air et les organes. 1. 4. 2. 3. TITRE : 11. Ecrivez ce qui distingue la respiration trachéenne de la respiration pulmonaire ou branchiale. PIERRON 2006 Page 5/9
FICHE ELEVE CORRIGÉE Activité 23 : Découvrir le système respiratoire chez un insecte Cliché 1 : Cliché 2 : TITRE : Criquet en phase d inspiration TITRE : Criquet en phase d expiration Cliché 3 : Air TITRE : Ouverture respiratoire (= stigmate) L observation à divers moments de l abdomen d un criquet permet de montrer des mouvements (voir cliché 1, cliché 2 et séquence filmée) 1. Quel peut-être le rôle de ces mouvements? Ces mouvements répétés pourraient correspondre à des mouvements respiratoires (inspiration et expiration) permettant une circulation d air dans le criquet. L observation à un plus fort grossissement montre l existence, au niveau de l abdomen, d orifices (voir Cliché 3) qui s ouvrent et se ferment régulièrement (voir séquence filmée). Ce sont des stigmates qui ont une taille de l ordre de 0,5mm. 2. Quel peut-être le rôle de ces stigmates? Les stigmates pourraient être des ouvertures respiratoires PIERRON 2006 Page 6/9
Pour confirmer le rôle des stigmates, on dépose une goutte d argile sur les stigmates d un criquet, ce qui permet de les boucher temporairement. Ce criquet est ensuite placé dans une enceinte pour suivre sa consommation en dioxygène (voir séquence filmée). 3. Comment évolue la quantité de dioxygène dans l enceinte au cours du temps? La quantité d O 2 reste constante dans l enceinte au cours du temps. 4. Comparez le résultat obtenu avec un criquet non préparé (manipulation témoin) La quantité d O 2 dans l enceinte diminue au cours du temps. Donc le fait de boucher les stigmates empêche les échanges gazeux respiratoires. 5. Le rôle des stigmates est-il confirmé? Oui, les stigmates ont donc bien un rôle respiratoire 6. Mettez un titre aux clichés 1, 2 et 3 et indiquez par des flèches les mouvements d air. L ouverture de l abdomen du criquet (voir séquence filmée) permet d observer l intérieur afin de préciser le mécanisme respiratoire. L observation se fera sous la loupe binoculaire. Cliché 4 : Trachée Intestin Stigmate (vue interne) Carapace (rabattue) TITRE : L appareil respiratoire chez le criquet 7. Que voit-on des stigmates dans la carapace à l intestin, dans l abdomen? On voit un réseau de tuyaux blancs et ramifiés (= les trachées) allant des stigmates à l intestin. 8. Voit-on un réseau sanguin associé? Non, il y a livraison directe de l air aux organes par un réseau de trachées. PIERRON 2006 Page 7/9
9. Complétez le cliché 4 en mettant les termes «carapace, stigmate, trachée, intestin» et un titre. 10. Complétez le schéma bilan fonctionnel en reprenant les termes du cliché 4 et en y ajoutant par un fléchage les mouvements d air et les échanges gazeux respiratoires entre l air et les organes. 1. Stigmate 4. Intestin Air Air 2. Carapace O 2 CO 2 O 2 3. Trachée Air TITRE : La respiration trachéenne chez les insectes 11. Ecrivez ce qui distingue la respiration trachéenne de la respiration pulmonaire ou branchiale. Le dioxygène présent dans le milieu est directement distribué aux organes sans passer par l intermédiaire du sang. PIERRON 2006 Page 8/9
PISTES D EVALUATION Sans dissection du criquet QUESTIONS OBJECTIFS RESULTATS BAREME 1 Savoir observer et formuler une hypothèse 2 2 Savoir raisonner 1 3 Savoir lire un graphique 2 4 Savoir lire un graphique et mettre des faits en 2 relation 5 Savoir raisonner 1 6 Savoir communiquer en complétant un cliché 3 7 Savoir observer 2 8 Savoir observer 2 9 Savoir communiquer en complétant un cliché 2 10 Savoir réaliser une synthèse en complétant 2 un schéma 11 Savoir rédiger une synthèse 1 TOTAL 20 Avec dissection du criquet QUESTIONS OBJECTIFS RESULTATS BAREME 1 Savoir observer et formuler une hypothèse 1,5 2 Savoir raisonner 1 3 Savoir lire un graphique 1,5 4 Savoir lire un graphique et mettre des faits en 1,5 relation 5 Savoir raisonner 1 6 Savoir communiquer en complétant un cliché 2 7 Savoir observer 1,5 8 Savoir observer 1,5 9 Savoir communiquer en complétant un cliché 1,5 10 Savoir réaliser une synthèse en complétant 1,5 un schéma 11 Savoir rédiger une synthèse 1,5 12 Savoir réaliser un protocole de dissection 4 TOTAL 20 PIERRON 2006 Page 9/9