Un exemple d ’activité expérimentale en classe de 5ème Respiration et occupation des milieux Un exemple d ’activité expérimentale en classe de 5ème Journées pédagogiques SVT collège janvier 2004

Nutrition et respiration en Classe de 5ème C : Des êtres vivants dans leur milieu C1 : respiration et occupation des milieux des contenus : ..."Des caractéristiques du milieu déterminent les conditions de la respiration et influent ainsi sur la répartition des êtres vivants"… des compétences : Expliquer la modification de l ’occupation du milieu par la variation d ’un facteur - température, pollution, agitation, peuplement végétal - influant sur la respiration. Le programme de 5è comprend 3 parties A: Fonctionnement du corps et santé, B: transmission de la vie chez l ’homme, C : des êtres vivants dans leur milieu Dans cette partie on aborde successivement C1 :la respiration et l ’occupation des milieux et C2 : la reproduction sexuée et la pérennité des espèces C1 est l ’occasion d ’aborder des thèmes entrant dans le cadre de l ’EEDD - effets des pollutions - effets de la photosynthèse des vgtx chlorophylliens -et bien sûr actions de l ’homme

Analyse d ’une situation nouvelle La centrale de Nogent sur Seine (photo du site de la DRIRE Champagne Ardennes) L ’implantation des centrales nucléaires se fait le long de fleuves car elles nécessitent de grandes quantités d'eau pour leur refroidissement. On constate que la répartition des animaux du fleuve est considérablement modifiée, parfois dangereusement, par la présence d'une telle usine ; cherchons pourquoi.

Observation La centrale entraîne une augmentation de la température du fleuve.

Problème biologique Comment la température du fleuve modifie-t-elle la répartition des poissons ?

La température modifie la respiration des poissons. Hypothèse La température modifie la respiration des poissons.

Expérimentation Mesurer la fréquence respiratoire du poisson en fonction de la température.

Résultats Plus la température de l ’eau augmente, plus le rythme respiratoire du poisson augmente...

Dispositif pour immobiliser le poisson

Et pour compter les battements d ’ouie...

Autre dispositif expérimental ? On aurait pu mesurer l ’intensité respiratoire du poisson en fonction de la température... MAIS Les sondes oxymétriques sont compensées en température

Compensation des sondes oxymétriques en températures La concentration apparente en dioxygène varie avec la température. Pour obtenir des résultats interprétables il faut travailler à température constante. Sinon il faut refaire l ’étalonnage de la sonde à chaque température.

Toujours réaliser les mesures d ’oxymétrie à température constante

Pourquoi le rythme respiratoire augmente-t-il avec la température ? Nouveau problème Pourquoi le rythme respiratoire augmente-t-il avec la température ?

La température fait varier la teneur en dioxygène de l ’eau. Hypothèse La température fait varier la teneur en dioxygène de l ’eau.

Données physiques et chimiques Plus la température augmente et moins l ’eau contient de dioxygène. Plus l ’eau est chaude et plus le poisson doit faire circuler d ’eau au travers de ses branchies pour se procurer le dioxygène dont il a besoin.

Vérification Il est possible de faire varier la teneur en O2 de l’eau à température constante et de mesurer l’effet sur le rythme respiratoire

Vérification (suite) Concentration en O2 Température de l ’eau (on fait buller de l’air dans l’eau bouillie versée dans l’aquarium au temps 0) Température de l ’eau Temps

Résultats Donc : la fréquence des battements d’ouies du poisson augmente lorsque la teneur en O2 de l ’eau diminue…

Bilan La présence d ’une centrale nucléaire au bord d ’un fleuve modifie la répartition des êtres vivants car le rejet d ’eau chaude fait augmenter la température de l ’eau. (Canada) (Champagne-Ardennes) Ceci s ’accompagne de la diminution de la quantité de dioxygène disponible dans le milieu obligeant les êtres vivants à quitter la zone si la quantité de dioxygène devient insuffisante.

Capacités des élèves mises en œuvre I : saisir des informations par l'observation de la situation initiale dans les graphiques construits et/ou proposés. Re : Réaliser : suivre le protocole, adapter le protocole pour pouvoir compter les battements d'ouie faire les mesures de température et de fréquence respiratoire Ra : raisonner : suivre une démarche expérimentale comparer les résultats, critiquer la validité de l'expérience faire un bilan C : communiquer construire un tableau pour noter les mesures tracer un graphique

Construire et compléter un tableau Compétence du B2i : Organiser des traitements numériques à l'aide d'un tableur L'élève doit être capable de: - interpréter les résultats fournis à partir de données saisies par l'élève, par une feuille de calcul élaborée par l'enseignant; - créer une feuille de calcul simple qui réponde à un problème donné en utilisant à bon escient les formules et en vérifier la validité.

Tracer les graphiques

C1 : respiration et occupation des milieux EEDD : Éducation à l ’Environnement et au Développement Durable Le programme de 5è comprend 3 parties A: Fonctionnement du corps et santé, B: transmission de la vie chez l ’homme, C : des êtres vivants dans leur milieu Dans cette partie on aborde successivement C1 :la respiration et l ’occupation des milieux et C2 : la reproduction sexuée et la pérennité des espèces C1 est l ’occasion d ’aborder des thèmes entrant dans le cadre de l ’EEDD - effets des pollutions - effets de la photosynthèse des vgtx chlorophylliens -et bien sûr actions de l ’homme IDD : Itinéraires De Découverte (avec les sciences physiques)