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Un petit cours

LA NUTRITION DES VÉGÉTAUX

I. LES BESOINS NUTRITIFS DES VÉGÉTAUX.

Les végétaux ont besoin d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone le tout en présence de lumière. Ils produisent leur matière organique à partir de matière minérale. Ce sont des producteurs primaires.

II. LES ÉCHANGES ENTRE LES VÉGÉTAUX ET LEUR ENVIRONNEMENT.

Les végétaux prélèvent le dioxyde de carbone dans leur environnement par les stomates. Ces structures constituées de cellules de garde délimitant un ostiole sont présentes à la face inférieure des feuilles.

Les végétaux prélèvent l’eau et les sels minéraux dans leur environnement par leurs racines. Elles possèdent des poils absorbants qui facilitent l’absorption racinaire.

Une autre expérience de digestion in vitro (correction)

Max : « Il est temps de corriger. Je redonne le sujet. »

Résultats :

Après 24h on voit que le morceau de viande est un peu réduit et que la viande hachée n’est presque plus visible.

Interprétation des résultats :

Quand la viande est hachée elle est plus vite dissoute que lorsqu’elle n’est pas hachée.

Conclusion :

La mastication des aliments facilite l’action des sucs digestifs. Les aliments mâchés seront plus vite dissous par les sucs digestifs.

Max : « Avez-vous des questions ? »

Léo : « C’est ça qu’on appelle la digestion monsieur Max ? »

Max : « Bonne question 🙂 Effectivement. Voulez-vous essayer de proposer une définition de la digestion ? »

Une autre expérience de digestion in vitro

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Léo, peux-tu faire un petit rappel ? Juste pour la séance précédente s’il te plaît. »

Léo : « Bien sûr monsieur Max. Nous avions vu que le contenu du tube digestif se transforme au fur et à mesure de son avancée et qu’il se mélange aux sucs digestifs. J’avais demandé à quoi servait les sucs digestifs et Samuel avait formulé l’hypothèse qu’ils sont à l’origine de la transformation des nutriments. »

Max : « Merci Léo. Samuel, la suite s’il te plaît. »

Samuel : « Nous avons regardé les résultats d’une expérience et nous avons conclu que les aliments sont solubilisés grâce aux sucs digestifs. Nous nous sommes arrêtés quand j’ai demandé à quoi cela servait de mâcher les aliments. « 

Léo : « Moi je suppose que ça facilite l’action des sucs digestifs. Ils peuvent mieux mieux s’attaquer aux aliments quand ils sont découpés. »

Max : « Proposez moi un protocole qui permet de vérifier l’hypothèse de Léo. »

Samuel : « Comment pourrait-on imiter la mastication ? »

Léo : « Quand on mastique on coupe les aliments. Il suffit de prendre un morceau de viande et de le découper en petits morceaux. On le met dans un tube avec des sucs digestifs à 37°C et on attend. »

Samuel : « Et comme témoin, on prend un morceau de viande identique mais on ne le coupe pas avant de le mettre au contact des sucs digestifs à 37°C. »

Max : « Excellente idée ! Je vous donne les résultats. »

Léo : « C’est une activité notée ? »

Max : « Oui 🙂 Vous travaillez mieux quand vous savez que c’est noté 🙂 « 

Léo : « C’est parti ! »

Samuel : « On va encore avoir une bonne note ! »

Max : « Le temps est écoulé. Je vous donne rendez-vous dans l’article suivant pour la correction. »

Une autre expérience de digestion in vitro

Séance suivante

Une expérience de digestion in vitro (correction)

Max : « Nous pouvons maintenant corriger. Avant cela, je redonne les sujet. »

Observation : Nous savons que lors de son avancée dans l’estomac et l’intestin grêle le bol alimentaire change d’aspect. Il devient de plus en plus liquide. Nous savons également que le bol alimentaire se mélange aux sucs digestifs.

Problème : Comment expliquer la transformation des aliments ?

1. Formulez une hypothèse qui répond à ce problème.

Le protocole ci-dessous montre le protocole et les résultats obtenus après avoir fait une expérience qui permet de répondre à l’hypothèse.

Protocole et résultats

2. Pourquoi les tubes sont-ils placés à 37°C pendant toute la durée de l’expérience ?

3. Rédigez le protocole expérimental.

4. Formulez les résultats de cette expérience.

5. Interprétez ces résultats.

(Aide : quand un produit n’est plus visible à l’état solide mais qu’il est passé dans le liquide on dit qu’il est devenu soluble.)

6. Vous pouvez maintenant répondre au problème c’est-à-dire formuler la conclusion.

Hypothèse : On suppose que les aliments sont solubilisés sous l’action des sucs digestifs.

Expérience :

Protocole :

On place un morceau de viande dans un tube contenant un mélange d’eau et de sucs digestifs. On place un morceau de viande équivalent dans un tube contenant uniquement de l’eau. On place les deux tubes à 37°C pour imiter la température du corps humain.

Résultats :

On voit qu’avec l’eau, il ne s’est rien passé. Avec les sucs digestifs le morceau de viande n’est presque plus visible et le liquide s’est troublé.

Interprétation :

Avec les sucs digestifs le morceau de viande n’est plus visible car il a été solubilisé par les sucs digestif.

Conclusion :

Le morceau de viande a été solubilisé par les sucs digestifs. On peut donc dire que les aliments sont transformés par les sucs digestifs.

Léo : « J’ai eu bon ! »

Samuel : « Moi aussi ! »

Léo : « Monsieur Max, c’est ça la digestion ? C’est quand les aliments sont transformés en liquide par les sucs digestifs ? »

Samuel : « Mais ça sert à quoi de mâcher les aliments alors ? »

Max : « Vous questions sont pertinentes. Je propose que nous nous intéressions d’abord à celle de Samuel pour pouvoir répondre à celle de Léo. Pour le moment, allez vous aérer en récréation. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. Au revoir monsieur Max. »

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Une expérience de digestion in vitro

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max. »

Max : « Bonjour mes petits. Qui veut commencer le petit rappel ? Nous avons déjà vu deux paragraphes et vous pouvez donc en résumer un chacun. »

Samuel : « Tu peux commencer Léo. »

Léo : « Le but de ce chapitre est de comprendre comment le sang est réapprovisionné en nutriments. On se doute que c’est en mangeant mais ce n’est pas suffisant de dire ça. Nous savons que les vertébrés peuvent avoir des dents. C’est important les dents pour se nourrir. Il y a deux principaux types de dentures : la denture homodonte et la denture hétérodonte. La denture homodonte c’est quand toutes les dents sont du même type. Chez les hétérodontes il y a plusieurs types de dents : les incisives, les canines, les prémolaires et les molaires. Nous avons également vu que le type de denture dépend du régime alimentaire. »

Max: « Très bien Léo. Samuel ? »

Samuel : « Ensuite nous avons vu l’appareil digestif. Il est constitué d’un tube digestif sur lequel sont branchées des glandes digestives qui produisent des sucs digestifs. Le tube digestif commence par la bouche. Ensuite il y a l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin qui se termine par l’anus. Les glandes digestives sont les glandes salivaires, le foie, la vésicule biliaire, le pancréas et les glandes gastriques et intestinales. Elles produisent des sucs digestifs. »

Léo : « Nous savons également que le contenu du tube digestif change en fonction de son avancée. »

Max : « Bravo ! Encore une fois vous connaissez bien vos leçons. »

Léo : « Monsieur Max, à quoi servent les sucs digestifs ? »

Samuel : « J’ai une hypothèse moi ! On sait que le contenu du tube digestif change en fonction de son avancée. On sait également que ce contenu se mélange au sucs digestifs. C’est de plus en plus liquide et on ne voit plus de morceaux. Je suppose donc que les sucs digestifs solubilisent les aliments. »

Léo : « Ah oui 🙂 Il faudrait vérifier cela expérimentalement. Qu’est ce qu’on pourrait faire… On prend un aliment et on le met au contact d’un suc digestif. »

Samuel : « Il faut un témoin ! On pourrait remplacer le suc digestif par de l’eau. »

Léo : « Et on attend. La digestion ça se fait pas comme ça tout de suite. »

Max : « N’oubliez pas de mettre vos tubes à 37°C. »

Léo : « Oui ! Pour faire comme dans le corps humain ! »

Max : « C’est très bien. Je vous montre les résultats ? »

Samuel : « Ça sent l’activité notée. Formulez les résultats. Interprétez les résultats. Formulez la conclusion. »

Max : « Oui 🙂 Je vous la distribue. Au travail mes petits. »

Activité ; une expérience de digestion in vitro

Observation : Nous savons que lors de son avancée dans l’estomac et l’intestin grêle le bol alimentaire change d’aspect. Il devient de plus en plus liquide. Nous savons également que le bol alimentaire se mélange aux sucs digestifs.

Problème : Comment expliquer la transformation des aliments ?

1. Formulez une hypothèse qui répond à ce problème.

Le protocole ci-dessous montre le protocole et les résultats obtenus après avoir fait une expérience qui permet de répondre à l’hypothèse.

Protocole et résultats

2. Rédigez le protocole expérimental.

3. Pourquoi les tubes sont-ils placés à 37°C pendant toute la durée de l’expérience ?

4. Formulez les résultats de cette expérience.

5. Interprétez ces résultats.

(Aide : quand un produit n’est plus visible à l’état solide mais qu’il est passé dans le liquide on dit qu’il est devenu soluble.)

6. Vous pouvez maintenant répondre au problème c’est-à-dire formuler la conclusion.

Max : « Bien. Je suppose que vous avez terminé. Je ramasse les copies. Merci mes petits. Retrouvons-nous dans l’article suivant pour la correction. »

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L’appareil digestif (leçon)

II. ANATOMIE DE L’APPAREIL DIGESTIF.

L’ anatomie est la science qui étudie la disposition des organes.

1. Le tube digestif.

Les aliments sont avalés. Ils sont rapidement transformés en bol alimentaire. Le bol alimentaire avance dans l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, le gros intestin et les excréments sont évacué par l’anus. Ces organes constituent le tube digestif.

Le tube digestif est un long tuyau allant de la bouche à l’anus et comprenant l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Il se termine par l’anus.

Le tube digestif n’est pas exactement le même selon les régimes alimentaires. Les rongeurs ont un cæcum très développé et des intestins très longs. Chez les zoophages l’estomac est plus développé.

2. Les glandes digestives.

Les glandes digestives sont des organes qui produisent les sucs digestifs indispensables à la digestion des aliments.

L’appareil digestif est constitué du tube digestif et des glandes digestives qui produisent les sucs digestifs.

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Les gamètes (la leçon)

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max. »

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Qui veut faire le petit rappel. »

Léo : « Moi ! Nous avons étudié les gamètes c’est-à-dire les cellules reproductrices. Il y a les spermatozoïdes et les ovules. Un spermatozoïde a une tête et un flagelle. Il mesure environ 50 μm. L’ovule est une cellule sphérique d’environ 200 μm de diamètre. »

Samuel : « On peut ajouter que le spermatozoïde est une cellule mobile qui peut donc se déplacer. »

Max : « C’est très bien. Non pouvons noter la leçon et compléter le tableau qui se trouve sur la fiche d’activité. »

LA REPRODUCTION SEXUÉE CHEZ LES ANIMAUX

La reproduction sexuée est apparue il y a environ 1,5 milliards d’années chez les organismes pluricellulaires. La reproduction sexuée nécessite un mâle et une femelle de la même espèce. Chaque individu apte à se reproduire produit des gamètes.

I. LES GAMÈTES.

Les gamètes sont les cellules reproductrices. Les femelles produisent des ovules. Les mâles produisent des spermatozoïdes.

L’ovule est une cellule sphérique, immobile. Le spermatozoïde est constitué d’une tête et d’un flagelle. C’est une cellule mobile grâce aux mouvements de son flagelle.

Les gamètes sont produits dans des organes appelés gonades. Ce sont les ovaires (femelle) et les testicules (mâle).

Max : « Avez-vous des questions ? »

Léo : « Pas pour le moment. »

Samuel : « Moi non plus. »

Max : « Alors vous pouvez ranger vos affaires et filer en recréation. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. Au revoir monsieur Max. »

Max : « Au revoir mes petits. »

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La taille des microbes

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires ! »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max. »

Max : « Bonjour 🙂 Qui veut faire le petit rappel ? »

Léo : « Nous n’avons pas beaucoup avancé encore. Nous avons vu que les microbes sont des êtres vivants invisibles à l’œil nu. »

Samuel : « Il y a des bactéries, des virus, des protozoaires, des champignons microscopiques et les micro-acariens. »

Léo : « Dans chacun de ces groupes, il y en a qui rendent malade. On dit qu’ils sont pathogènes. Toutefois la plupart n’ont aucun effet. Qu’ils soient là ou pas ça ne change rien. Il existe des microbes bénéfiques comme les bactéries et les moisissures qui permettent de faire les fromages ou le pain et puis il y en même qui sont indispensables. C’est le cas par exemple des bactéries du microbiote intestinal humain sans lequel on ne va pas bien. »

Max : « 1012 à 1014 bactéries appartenant à environ 120 espèces… Il y a également des virus dont des bactériophages qui se développent au détriment de nos chères bactéries. C’est un véritable écosystème 🙂 Aujourd’hui nous allons nous intéresser à la taille des microbes. Savez-vous effectuer un calcul ? »

Léo : « Normalement oui. Mais ça va dépendre du calcul. »

Max : « Rien de difficile. Vous allez calculer les tailles réelles de microbes en utilisant une barre d’échelle. Petit exemple de proportionnalité. J’espère que vous vous souvenez des sous multiples du mètre et que vous savez les convertir. Pour plus de facilité nous utiliserons les puissances de dix. »

Samuel : « Ça devrait aller 🙂 « 

Max : « Je vous fais le premier calcul comme exemple. »

Demodex sp., micro-acrarien de la poussière

Max : « Comme vous le voyez, la barre d’échelle représente 30 μm = 0,000 030 m = 30.10-6 m. Sur mon écran, cette barre d’échelle mesure 4,5 cm = 0,045 m = 4,5.10-2m. Vous suivez ? »

Léo : « Oui monsieur Max. »

Max : « Sur mon écran, l’animal mesure environ 12 cm = 0,12m = 12.10-2m. »

Max : « J’ai fait avec les puissances de dix et avec les nombres décimaux. Maintenant je fais le produit en croix. »

x = (30.10-6 x 12.10-2)/4,5.10-2 = 80.10-6 m.

Ce charmant petit animal mesure environ 80.10-6 m ou 80 μm. Voilà 🙂 « 

Léo : « Ce n’est pas trop difficile. »

Max : « Alors tu vas faire l’exemple suivant Léo. »

Photographie d’une paramécie observée au microscope. Les paramécies sont des animaux unicellulaires qui vivent à la surface des eaux calmes, stagnantes.

Léo : « A l’écran, la barre d’échelle mesure 7 mm = 0,007 m = 7.10-3 m. Elle représente 10 μm = 0,000 010 m = 10.10-6 m. A l’écran, la paramécie mesure 14 cm = 0,14 m = 14.10-2 m. Je fais le tableau de proportionnalité. »

Léo : « Maintenant je fais le produit en croix. x = (14.10-2 x 10.10-6) / 7.10-3 = 200.10-6m. La paramécie mesure donc 200.10-6m soir 200 μm. »

Max : « C’est bien Léo. Samuel, tu vas faire le troisième exemple. Voici l’image que tu vas utiliser. »

Photographie de virus H1N1. Ce virus est à l’origine d’une forme particulière de la grippe.

Samuel : « Oulala ! Il est tout petit ce virus ! La barre d’échelle représente 100 nm c’est-à-dire 100.10-9m. A l’écran, elle mesure 7 mm = 0,007 m = 7.10-3m. Le diamètre d’un de ces virus est de 5 mm à l’écran soit 5.10-3 m. Il faut faire le tableau de proportionnalité maintenant. »

Samuel : « J’en arrive au produit en croix. x= (5.10-3 x 100.10-9)/7.10-3 = 74,42.10-9m. Ce virus est vraiment tout petit puisqu’il ne mesure que 70 nm environ. »

Max : « Apparemment vous savez effectuer un calcul. Je vous donne deux autres images. Vous pourrez vous amuser à calculer la taille réelle de chacun des microbes qu’elles représentent. Pour le moment, vous pouvez filer en récréation. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. Au revoir monsieur Max ! »

Photographie d’une amas de bactéries Escherichia coli observées au microscope optique.
Photographie d’un bactériophage T4 observé au microscope électronique.

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Un autre petit calcul

Max : « Nous continuons avec les calculs et l’utilisation d’une barre d’échelle. Cette fois nous cherchons la taille réelle d’un spermatozoïde. Voici le document. »

Léo : « Facile ! Il faut mesurer la barre d’échelle et le spermatozoïde au tableau. »

Samuel : « J’y vais. Alors… La barre d’échelle mesure… 8 cm. Elle représente 50 millionième de mètre. Le spermatozoïde… Pas facile à mesurer lui…. J’obtiens… 140 cm. »

Léo : « Je note tout en mètre. 8 cm = 0,08 m et 140 cm = 1,40 m. »

Samuel : « Je fais le tableau de proportionnalité ! »

 

Samuel : « Alors le produit en croix maintenant…

x = (1,07 x 0,000 003) / 0,08 = 0,000040125 m

Je mets ça dans le tableau de conversion… »

Samuel : « Je peux maintenant dire que le spermatozoïde a une longueur d’environ 52 μm. »

Max : « Bravo Samuel. Nous connaissons maintenant les tailles d’un ovule humain et d’un spermatozoïde humain. Nous pouvons compléter la fiche d’activité et faire la leçon. »

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Un petit calcul

Bonjour à tous !

Aujourd’hui je vais vous montrer comment on trouve la taille réelle d’un objet à partir d’une barre d’échelle. C’est un petit calcul qui fait appel à des notions de mathématiques que vous devez maîtriser (conversions et proportionnalité).

Voici le document qui va nous servir de point de départ.

Le but de l’exercice est de trouver le diamètre réel de cet ovule. Comme c’est observé au microscope l’ovule est agrandi sur cette photographie. La taille réelle est forcément très petite.

Pour les calculs je vais prendre les valeurs que j’ai mesurées au tableau en vidéo-projetant la photographie.

Au tableau, la barre d’échelle mesure 12 cm.

12 cm = 0,12 m

Cette barre d’échelle représente 50 µm.

50 µm = 0,000 050 m

Au tableau, le diamètre mesuré est de 50 cm.

La valeur réelle est inconnue. Je l’appelle donc X.

J’effectue le produit en croix.

X = (0,50 x 0,000 050) / 0,12

X = 0,000208333 m

X = 208 µm

Le diamètre réel de cet ovule est donc d’environ 210 µm.

Voilà 🙂 Rien de difficile là-dedans mais il faut être rigoureux et noter toutes les étapes du calcul pour ne pas faire d’erreurs. Jetez un œil à vos fiches de mathématiques. Ça peut vous aider.

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