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La germination (leçon)

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits. Le petit rappel ? »

Léo : « Nous avons vu que les plantes à fleurs viennent d’une graine. Un graine contient une plantule et un ou deux cotylédons qui sont protégés par un tégument.

Samuel : « Le graines germent quand elles ont de l’eau à disposition et que la température est suffisamment douce. »

Max : « C’est très bien. Nous allons rédiger le cours sur la germination et je vous donnerai quelques compléments. Prenez vos cahiers et notez. »

II. LA GERMINATION DES GRAINES

La germination est le début du développement d’une plante à partir d’une graine.

Les graines germent quand elles ont de l’eau à disposition et que la température est suffisamment douce.

Lors de la germination la jeune plante utilise les réserves nutritives contenues dans les cotylédons. Quand les réserves nutritives des cotylédons sont épuisées la jeune plante se nourrit de dioxyde de carbone, d’eau et de sels minéraux en présence de lumière.

Dessin représentant les étapes de la germination d’une plante de haricot.

Après la germination la plante se développe puis des fleurs apparaissent puis il y a des fruits.

Max : « Avez-vous bien tout noté ? »

Samuel et Léo : « Oui monsieur Max ! »

Max : « Très bien. Avez-vous des questions ? »

Samuel et Léo : « Non monsieur Max. »

Max : « Alors vous pouvez ranger vos affaires et aller en récréation. »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits ! »

Photographie des étapes de la germination d’un petit pois.

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La perception de l’environnement

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits. Nous allons donc continuer à étudier le mouvement mais sous un autre aspect. Nous avons déjà vu l’aspect énergétique. »

Léo : « Oui monsieur Max. Nous savons que les cellules ont besoin de glucose et de dioxygène pour produire de l’énergie. Cela s’accompagne de la libération de chaleur et de déchets. »

Max : « C’est très bien Léo. Cela nous le savons déjà. Nous allons voir comment le mouvement est commandé. »

Samuel : « C’est le cerveau qui commande ! »

Max : « Pour le moment ce n’est qu’une hypothèse Samuel. Il va falloir étudier ce sujet un peu plus sérieusement. Commençons par nous intéresser à la perception de l’environnement. Voici trois situations différentes. Elles doivent vous permettre de remplir un tableau qui va vous permettre d’y voir plus clair 🙂 « 

Situation 1 (source : www.citycle.com)

Vidéo

Situation 2 (Source : Dailymotion)

 

Situation 3 : vidéo

(Source : Dailymotion)

Max : « Voici le tableau à remplir ! Vous le compléterez avec deux situations que vous inventerez pour faire le tour des perceptions de l’environnement. « 

Situation Élément déclenchant Réponse effectuée Organe sensoriel impliqué

Léo : « Nous avons terminé monsieur Max ! »

Max : « Bravo mes petits ! C’est très bien tout ça. »

Samuel : « Ça veut dire que tous nos gestes sont dus à ce que nous percevons de l’environnement ? »

Max : « Oui Samuel. Et l’élément déclencheur, qui nous stimule, est appelé stimulus. Nous pouvons noter la leçon du jour. »

LA COMMANDE NERVEUSE DU MOUVEMENT

I. LA PERCEPTION DE L’ENVIRONNEMENT.

Le mouvement est créé en réponse à une stimulation de l’environnement. Un organe des sens est un récepteur qui capte cette information (un stimulus). L’humain possède 5 sens. Les muscles sont les effecteurs de la réponse. : ils se contractent pour permettre le déplacement des os et donc des membres.

Max : « Avant de partir, je voudrais vous montrer une petite vidéos. Vous devez compter le nombre de passe que se fait l’équipe blanche. »

Max : « Alors ? »

Léo : « Ils ont fait 13 passes ! »

Max : « Vous n’avez rien vu d’étrange dans cette vidéo ? »

Samuel : « Non monsieur Max ! »

Max : « Même pas un gorille qui traverse le terrain en faisant du moonwalk ? »

Samuel : « Kwoua ? »

Léo : « Ben non ! On l’aurait vu ! »

Max : « Vous ne l’avez pas vu parce que vous ne le cherchiez pas. Votre attention était focalisée sur le ballon. Vous ne pouviez rien voir d’autre. Regardez encore la vidéo. »

Max : « Alors ? »

Samuel : « Quand on le cherche on voit que lui ! »

Léo : « Il faut se méfier de ses sens alors ! »

Max : « Oui Léo. Parfois il faut relacher l’attention que l’on porte à quelcque chose pour voir autre chose… C’est tout pour aujourd’hui. Vous pouvez ranger vos affaires. »

Léo : « C’était facile aujourd’hui. »

Samuel : « Et interessant ! »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits. »

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La communication nerveuse

Bonjour à tous !

Nous avons longuement étudié ce qui permet de réaliser un mouvement. Pour réaliser un mouvement il faut que les cellules des muscles produisent de l’énergie. Pour cela, elles ont besoins de glucose et de dioxygène. C’est grâce à ces deux substances que l’énergie est produite. Cette production d’énergie s’accompagne de la production de déchets comme le dioxyde de carbone et l’eau.

Dans l’espèce humaine, le dioxygène et le glucose sont prélevés dans le sang et le dioxyde de carbone est rejeté dans le sang. Nous pouvons dire que les cellules humaines réalisent leurs échanges avec le sang.

Pour augmenter les apports de dioxygène et de glucose aux cellules le rythme respiratoire augmente et le rythme cardiaque augmente également. Comme de l’énergie est produite lors de la production d’énergie, la température corporelle augmente elle aussi.

La production d’énergie par les cellules pose donc le problème de l’origine du glucose et du dioxygène, du rejet du dioxyde de carbone et des autres déchets et de la circulation du sang.

Mais pour le moment nous allons étudier comment le mouvement est commandé. Nous débutons un nouveau chapitre et il traitera de la commande nerveuse du mouvement.

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Trois environnements

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! « 

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Aujourd’hui nous allons voir trois environnements pour voir si vous avez compris ce que sont les composantes de l’environnement. »

Samuel : « C’est facile ! Il y a les coposantes minérales, les êtres vivants et les objets techniques ! »

Max : « Oui Léo mais pourrais-tu attendre que je te donne la parole avant de parler ? »

Léo : « Pardon Monsieur Max. »

Samuel : « Monsieur Max, puis-je compléter la réponse de Léo ? »

Max : « Bien sûr Samuel. »

Samuel : « Les composantes minérales sont l’eau, l’air et les roches. Il y a trois règnes d’êtres vivants : les végétaux, les animaux et les champignons. Un objet technique est un objet réalisé par un animal pour répondre à un besoin. »

Max : « Très bien. Apparemment vous connaissez votre leçon. Nous pouvons commencer. Voici un premier environnement. »

Léo : « Monsieur Max, vous vous servez des photographies de nos vacances là 🙂 « 

Max : « Il ne faut pas le dire Léo 🙂 Quel est cet environnement ? »

Samuel : « C’est la montagne ! »

Max : « Quelles les les composantes de l’environnement que vous pouvez observer ? »

Samuel : « Il y a des roches, de l’air et de l’eau parce que je sais qu’il y a un petit ruisseau plus à droite. Il y a donc des composantes minérales. »

Léo : « Pas la peine de parler du ruisseau Samuel. Il y a des plaques de neiges. La neige c’est de l’eau. Il y a aussi quelques plantes et des humains. On peut dire qu’il y a des êtres vivants mais il n’y en a pas beaucoup. »

Samuel : « Et sans les humains et leurs affaires il n’y a pas d’objets techniques. »

Max : « Nous sommes donc dans un environnement naturel presque entièrement minéral. Suivant… »

Samuel : « C’est la forêt près de chez nous 🙂 A la fin de l’hiver. »

Léo : « Il y a de l’air, des cailloux et c’est un peu humide. Je peux donc dire qu’il y a des composantes minérales. »

Samuel : « Oui Léo mais il y a surtout des végétaux donc des êtres vivants. »

Léo : « Et à part quelques toiles d’araignées, des nids et des terriers il n’y a pas d’objets techniques. »

Samuel : « C’est encore un environnement naturel alors. »

Max : « Vous n’attendez même plus que je pose les questions ! »

Léo : « Pardon monsieur Max. »

Max : « Je passe à la suite… »

 

Léo : « Oulala ! Ça c’est la ville ! »

Samuel : « Moi je n’aime pas du tout ce genre d’environnement. »

Léo : « Moi non plus ! Il n’y a presque pas d’êtres vivants à part des humains. Et on ne voit presque que des objets techniques ! »

Samuel : « Et des composantes minérales Léo ! Il y a de l’air. L’air est pollué mais il y en a. »

Léo : « Ce n’est pas du tout naturel ça ! »

Max : « Savez-vous de quoi on qualifie un environnement qui n’est pas naturel ? »

Samuel : « Je crois que c’est artificiel ! On peut dire que c’est un environnement artificiel ! »

Max : « C’est ça ! Bravo mes petits ! Je vois que vous avez compris. Nous allons quand même compléter la leçon. Prenez vos cahiers et notez ! »

Certains environnements sont composés uniquement de composantes minérales et d’êtres vivants. On dit que ce sont des environnements naturels.

D’autres environnement contiennent beaucoup d’objets techniques humains. Ce sont des environnements artificiels.

Max : « Avez-vous des questions ? »

Samuel et Léo : « Non monsieur Max ! »

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

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits ! »

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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 :

La viande hachée est moins visible que lorsqu’elle n’est pas hachée car elle est plus facilement dissoute.

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 ? »

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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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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 0,003 mm. C’est plus simple de le mettre en micromètres. »

Samuel : « Ça fait donc 3 μm ».

Léo : « Le spermatozoïde… Pas facile à mesurer lui…. J’obtiens… 140 cm. »

Samuel : « Je fais le tableau de proportionnalité ! »

Samuel : « Alors le produit en croix maintenant…

x = (140 x 3) / 8 = 52,5 μm. »

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. Cette barre d’échelle représente 50 µm.

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 = (50 cm x 50 μm) / 12 cm

X = 208,333 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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