svt - mme le galles

Thème 2 : Le vivant et son évolution

Chapitre 2 : La reproduction des êtres-vivants

IV) La diversité de la reproduction sexuée

Rappel : La reproduction sexuée ne nécessite pas de contact entre les partenaires, mais un contact entre les semences mâles et femelles qui contiennent des cellules reproductrices.

Ces cellules reproductrices doivent se retrouver et fusionner (= fécondation) pour former un nouvel individu (= cellule-œuf). Pour se retrouver et fusionner, les cellules reproductrices femelles produisent une substance chimique qui attire les cellules reproductrices mâles.

Que contiennent les semences de la reproduction ?

Les cellules reproductrices sont-elles toujours des ovules et des spermatozoïdes ?

Voici les nouveaux problèmes que nous devons résoudre.

1) diversité des cellules de la reproduction sexuée

Activité : les cellules reproductrices

Consigne : Observe les différentes cellules reproductrices et complète le tableau ci-dessous pour les comparer (taille, forme, mobilité, nom...).
comparer = lister les ressemblances et les différences

Thème 2 :

Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

Chapitre 5 :

La matière des êtres-vivants

Matière : ce qui constitue les choses, qu’elles soient vivantes ou non

Rappel : les êtres vivants (naissent), (respirent), se nourrissent, grandissent, se reproduisent et meurent

Nous avons déjà vu la reproduction ensemble.

Nous allons étudier la croissance des êtres-vivants.

Problème :

 Comment et à partir de quoi les êtres-vivants produisent de la matière pour grandir ?

I) Les besoins des végétaux

L’embryon dans la graine a besoin d’eau et de lumière seulement pour germer, puisque dans la graine il y a des réserves de nourriture : le cotylédon.

Mais une fois que l’embryon est devenu plante, que prélève la plante pour produire sa matière et grandir ?

Problème : Que prélève un végétal pour produire sa matière et grandir ?

Hypothèses : Je pense que pour produire sa matière et grandir un végétal a besoin :

- d'eau (doc 1)

- d'air (doc 2)

- de minéraux (doc 3)

- d'un sol (doc 3bis)

- de lumière (doc 4)

Activité : analyse d’expériences

Document 1 : besoin d’eau ?

Comment expliquer la différence de croissance de l’arbre en 1981 et 1983 ?

Comment expliquer la différence de croissance de l’arbre en 1981 et 1983 ?

    1) Compare la quantité de pluie tombée (précipitations) en 1981 et en 1983.

Je vois que l’année 1981 correspond à une année de forte précipitation (750mm) et que l’année 1983 correspond à une année de faible précipitation (350mm).

    2) Compare la quantité de matière fabriquée par le tronc d’arbre en 1981 et en 1983.

Je vois que l’année 1981 correspond à une année de forte production de matière pour le tronc d’arbre (6mm) et que l’année 1983 correspond à une année de faible production de matière pour le tronc d’arbre (3mm).

J’en déduis que l’arbre a besoin d’eau pour fabriquer son tronc, et que plus il a d’eau, plus il fabrique de tronc.

Bilan document 1 : Les végétaux prélèvent de l’eau pour produire leur matière.

(puisque la production de matière est plus forte quand les précipitations sont plus fortes)

Document 2 : besoin d’air ?

Comment expliquer la différence de croissance des jeunes pousses de blé entre l’expérience A et l’expérience B ?

AIDE : Le dioxyde de carbone est un gaz présent dans l’air.

Comment expliquer la différence de croissance des jeunes pousses de blé entre l’expérience A et l’expérience B ?

1. Observe les deux expériences et indique quel est le facteur qui diffère entre celles-ci.

Je vois que l’expérience A se fait avec de l’air normal et que l’expérience B se fait avec de l’air sans dioxyde de carbone.

2. Explique à quoi sert la potasse ?

La potasse est une solution capable d'absorber, de piéger, le dioxyde de carbone.

AIDE : Le dioxyde de carbone est un gaz présent dans l’air.

3. Compare les résultats obtenus dans les deux expériences.

Je vois que l’expérience A permet d’obtenir 4.1 gr de blé et que l’expérience B permet d’obtenir 2.7 gr de blé.

J’en déduis que le blé a besoin du dioxyde de carbone pour fabriquer sa matière.

Bilan document 2 : Les végétaux prélèvent le dioxyde de carbone, qu’ils trouvent dans l’air, pour produire leur matière.

(car en l'absence de dioxyde de carbone (piégé par la potasse) la production de matière / la croissance du blé est plus faible)

Document 3 : besoin de minéraux ?

Quels éléments nutritifs sont mis à disposition des tomates pour qu’elles se développent ?

Les éléments nutritifs mis à disposition des tomates pour qu’elles se développent sont : de l’eau et des éléments minéraux (sels minéraux et oligo-éléments).

Quelles caractéristiques de l’environnement / conditions de vie semblent indispensables au développement des tomates en culture hors sol ?

AIDE : Les caractéristiques de notre environnement sont les conditions qui y règnent (comme la température, la luminosité ou l’humidité)

Les caractéristiques de l’environnement ( Les caractéristiques de notre environnement sont les conditions qui y règnent (comme la température, la luminosité ou l’humidité) ) qui semblent indispensables au développement des tomates en culture hors sol sont présence de chaleur (18 – 25°C), de lumière et d’humidité.

Bilan document 3 : Les végétaux prélèvent des éléments minéraux, qu’ils trouvent dans le sol, pour produire leur matière.

Les végétaux semblent avoir besoin de chaleur, de lumière et d’humidité pour prélever leur matière.

Document 3 bis : besoin d’un sol ?

Comment expliquer l'existence de la culture hors-sol ? ...

PARTIE 1

Quelles conditions sont nécessaires à la réalisation d’une culture hors sol ?

Les conditions nécessaires à la réalisation d’une culture hors sol sont : un apport en éléments nutritifs: de l’eau et des éléments minéraux (sels minéraux et oligo-éléments).

PARTIE 2

1. Tableau complété

2. Si le saule, pour augmenter son poids, n'avait utilisé que la matière perdue par la terre, il aurait grossi de 2.5 grammes seulement. (poids initial de la terre 15 000 gr et poids final de la terre 4 ans après 14 997.5 gr : 15 000gr - 14 997.5 gr = 2.5 gr perdues par la terre en 4 ans)

3. Le saule n'a pas utilisé uniquement de la terre du sol pour fabriquer sa matière organique car il a grossi de 1200 grammes, alors que la terre n'a perdu que 2,5 grammes. Le saule a donc utilisé également de la matière provenant de l'eau et de l'air (et l'eau peut se trouver piégée dans le sol...).

PARTIE 3

Les végétaux ont-ils besoin d’un sol pour produire leur matière et grandir ?

Je vois que les tomates ne prélèvent que très peu de sol pour produire leur matière.

J’en déduis que les végétaux n’ont pas besoin d’un sol pour produire leur matière et grandir, mais que les végétaux ont besoin de ce que le sol stocke : eau et éléments minéraux.

Bilan document 3 bis : Les végétaux n’ont pas besoin d’un sol pour produire leur matière, mais des minéraux et de l’eau présents dans le sol.

(puisque des cultures hors-sol sont possibles)

Document  4 : besoin de lumière ?

Comment expliquer la différence de croissance des plants de radis entre l’expérience n°1 et l’expérience n°2 ?

            Après 3 semaines dans ces conditions, on pèse les plants de radis :

- Expérience n°1 : on obtient 9 grammes de radis

- Expérience n°2 : on obtient 11 grammes de radis

Comment expliquer la différence de croissance des plants de radis entre l’expérience n°1 et l’expérience n°2 ?

1) Quelle est la différence entre la jardinière n°1 et la jardinière n°2 ?

Je vois que la jardinière n°1 correspond à une expérience  à l’obscurité et que l’expérience n°2 correspond à une expérience à la lumière.

2) Compare la quantité de matière fabriquée par les radis de la jardinière n°1 et la quantité de matière fabriquée par les radis de la jardinière n°2.

Je vois que la jardinière n°1 permet le développement de 9gr de radis et que la jardinière n°2 permet le développement de 11gr de radis.

3) Quelle est l’influence de la lumière ?

J’en déduis que les radis produisent plus de matière en présence de lumière, que la lumière favorise la production de matière, ou le prélèvement de matière.

Bilan document 4 : Les végétaux ont besoin de lumière pour produire leur matière.

(puisque la production de matière est plus forte en présence de lumière)

Bilan :
Les végétaux chlorophylliens (=verts) peuvent produire de la matière et assurer leur croissance si ils reçoivent de la lumière et si ils peuvent prélever dans leur milieu de l’eau, des sels minéraux et des gaz (dioxyde de carbone).
Les végétaux prélèvent uniquement de la matière présente dans la nature : dans l’air, le sol… on dit qu’ils prélèvent de la matière minérale : de la matière non vivante, ce sont des producteurs primaires.

QUATRIEMES

Mi-mai 2020 :  Voila un résumé ce que nous avons fait depuis le début de l'année

Thème 1 : La planète Terre, l'environnement et l'action humaine

• Chapitre 1 : Le système solaire et la Terre

• Chapitre 2 : L’activité terrestre et les risques naturels (volcans, séismes)

http://blog.ac-versailles.fr/legallessvt/index.php/post/18/09/2014/les-4i%C3%A8mes-%3A-magma-et-lave

http://blog.ac-versailles.fr/legallessvt/index.php/post/23/10/2017/Eruption-volcanique-en-quatri%C3%A8me

• Chapitre 3 : La dynamique du globe terrestre (tectonique des plaques, lithosphère)

Thème 2 : Le vivant et son évolution

• Chapitre 1 : Les besoins des cellules (organe, surfaces d’échanges, dissection, première évaluation quizinière)

http://blog.ac-versailles.fr/legallessvt/index.php/post/20/01/2018/El%C3%A8ves-de-quatri%C3%A8me-jeunes-reporters

• Chapitre 2 : La reproduction des êtres-vivants (deuxième évaluation quizinière)

I) Rappels

II) La reproduction asexuée

http://blog.ac-versailles.fr/legallessvt/index.php/post/03/04/2020/La-reproduction-des-%C3%AAtres-vivants-%28niveau-quatri%C3%A8me%29

III) La reproduction sexuée

http://blog.ac-versailles.fr/legallessvt/index.php/post/22/04/2020/La-reproduction-sexu%C3%A9e-et-l-attraction-%28niveau-quatri%C3%A8me%29

Thème 2 : Le vivant et son évolution

Chapitre 2 : La reproduction des êtres-vivants

I) Rappels

Activité : rappels

Activité : rappels - notion d’espèce

Activité : rappels de classification

II) La reproduction asexuée

Problème : Comment un végétal sans fleur, donc sans graines, peut coloniser et envahir un milieu ?

Activité : envahir sans graines….

1) exemple d’une fougère : elle envahit grâce à sa tige souterraine : le rhizome…

2) exemple du fraisier : il envahit grâce à sa tige aérienne rampante : le stolon …

Bilan :
Les végétaux peuvent envahir très rapidement un milieu, en formant de nouveaux individus, grâce à des tiges particulières.
Comme ces tiges particulières ne sont pas sexuées (ni mâles, ni femelles) et qu’elles permettent l’apparition de nouveaux individus : on parle de reproduction végétative ou asexuée.

III) La reproduction sexuée

La reproduction est la formation d’un nouvel être-vivant.

La reproduction peut être asexuée, c’est à dire sans intervention de mâle ou femelle, comme nous l’avons vu avec le fraisier et la fougère qui forment de nouvelles plantes avec leurs seules tiges particulières (stolon et rhizome). Cette reproduction est alors de type « clone » et forme des individus très similaires à l’individu d’origine.

La reproduction peut être sexuée si elle fait intervenir un mâle et une femelle. Cette reproduction est alors source de diversité, comme elle forme des individus issus du « mélange » entre un mâle et une femelle.

Mais comment faire de la reproduction sexuée quand on est un être-vivant ayant des difficultés pour se déplacer et pour rencontrer son partenaire ? …

C’est le cas des oursins, très peu mobiles, et qui auraient beaucoup de mal à entrer en contact avec un partenaire du fait de leur possession de piquants ….

Comment expliquer que la reproduction sexuée puisse parfois se réaliser sans contact entre les partenaires ?

Le célèbre scientifique Lazzaro Spallanzani (aussi connu pour ses travaux sur la digestion) avait une hypothèse pour résoudre ce problème : selon lui, les mâles n’avaient aucun rôle dans la reproduction sexuée, ce qui expliquait que la reproduction pouvait se faire sans contact…

Pour vérifier son hypothèse, il réalisa des expériences avec des grenouilles qui portaient de caleçons…. Ce qui limitait le contact entre mâles et femelles…

Sauf qu’il n’obtenait pas de reproduction, il n’y avait pas de formation de nouvelles grenouilles, il n’y avait pas de formation de têtards, quand il mettait en contact ses grenouilles possédant des caleçons…

En revanche…. Il récupérait quelque chose dans les caleçons des mâles qui permettait la formation de têtards : le sperme.

Les mâles avaient donc un rôle dans la reproduction sexuée ! Et si le contact entre le mâle et la femelle n’était pas obligatoire pour former des têtards, il fallait un contact entre ce que produisait le mâle et ce que produisait la femelle !

La suite de son expérience permet de savoir que le sperme se compose de 2 choses :

Le sperme se compose d'un liquide appelé le liquide séminal (qui ne permet pas la formation d’un nouvel individu) et de cellules reproductrices appelées les spermatozoïdes (qui permettent la formation d’un nouvel individu si on les met en contact avec ce que les femelles produisent, les ovules).

Sperme = liquide + cellules reproductrices

        liquide séminal + spermatozoïdes

Bilan :

La reproduction sexuée ne nécessite pas de contact entre les partenaires, mais un contact entre les semences mâles et femelles qui contiennent des cellules reproductrices.

Maintenant qu’on sait que la reproduction sexuée peut se faire sans contact entre les partenaires… qu’il suffit d’un contact entre les liquides, entre les semences, produits par les partenaires, deux nouveaux problèmes se posent à nous :

Comment les cellules reproductrices d’oursins (présentes dans les liquides, dans les semences) arrivent-elles à se rencontrer ?

Comment les cellules reproductrices d'oursins font-elles pour se retrouver dans la mer ?

Et

Que font les cellules reproductrices (une fois qu’elles se sont rencontrées et qu’elles sont en contact) pour assurer la reproduction ?

Problème : Comment les cellules reproductrices d’oursins arrivent-elles à se rencontrer ? Comment font-elles pour se retrouver dans la mer ?

(puisqu'elles doivent entrer en contact pour qu'une reproduction sexuée se produire...)

Hypothèses :

Est-ce que ce sont les courants marins qui permettent aux cellules reproductrices d'oursins de se retrouver ? Est-ce que ce sont les poissons qui les transportent ?

Les oursins se donnent-ils rendez-vous sur un même rocher ?

Les cellules reproductrices mâles (spermatozoïdes) nagent-elles à la recherche de l'ovule ?

Les cellules reproductrices se rencontrent-elles au hasard ?

Activité : les stratégies d’attraction - livre page 212

Je me demande : Comment les cellules reproductrices d’oursins arrivent à se rencontrer en pleine mer ? Je me demande si les cellules reproductrices ne seraient pas attirées.

Sur la figure 2, je vois que les spermatozoïdes ne sont plus dans leur goutte d’eau de mer d’origine mais dans la goutte d’eau de mer qui a contient des ovules.

J’en déduis que les ovules attirent les spermatozoïdes. Ou que c’est encore le hasard ….

Sur la figure 3, je vois que les spermatozoïdes ne sont plus dans leur goutte d’eau de mer d’origine mais dans la goutte d’eau de mer qui a contenu des ovules (alors que les ovules ne sont plus là ! ! ! ).

J’en déduis que ce ne sont pas les ovules eux-mêmes qui attirent les spermatozoïdes, mais une substance produite par les ovules. Ou que c’est encore le hasard ….

L’expérience de la figure 1 est l’expérience témoin, l’expérience qui permet de comparer les résultats, l’expérience qui permet de comparer les résultats après avoir modifié un élément entre les différentes manipulations : ici l’absence ou la présence d’ovules. L'expérience de la figure 1 montre que les spermatozoïdes ne nagent pas au hasard, ne se déplacent pas si ils ne détectent pas quelque chose, si ils ne sont pas attirés par quelque chose. Ça ne peut plus être le hasard …. ! !

CONCLUSION :
J’en conclus/ J'en déduis que la fécondation chez l’Oursin est facilitée par une substance produite par les ovules qui attire les spermatozoïdes.

Bilan :
Les cellules reproductrices mâles sont attirées par des substances chimiques libérées par les cellules reproductrices femelles.

Problème : Que font les cellules reproductrices (une fois qu’elles se sont rencontrées et qu’elles sont en contact) pour assurer la reproduction ?

Activité : la fécondation et le cycle de développement

Le document 1 nous permet de compléter le document 2 avec :
- un titre
- les légendes suivantes : cellule-oeuf, mâle, spermatozoïde, ovule, fécondation, multiplication cellulaire, larve, femelle.
Puis d'indiquer sur le document 2 à quelles étapes du cycle de développement de l’oursin on a pu prendre les photographies 1, 2 et 3 en notant le numéro des photographies sur le cycle du document 2.

Bilan :
Lors de la reproduction sexuée, un organisme vivant est conçu par la fusion d’une cellule reproductrice mâle et d’une cellule reproductrice femelle : c’est la fécondation qui aboutit à la formation d’une cellule-oeuf qui est la première cellule d’un être-vivant.
La reproduction sexuée est la formation d’un nouvel individu par fusion de deux cellules reproductrices issues d’individus de la même espèce mais de sexe différent.

Combien d'escargots sur cette photo ?