Mise en évidence de la respiration chez des végétaux - Pierron

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez desvégétaux1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BOPartie : Respiration et occupation des milieux de vieNotions – contenus Compétences Exemples d’activitésChez les végétaux comme chezles animaux, la respirationconsiste à absorber dudioxygène et à rejeter dudioxyde de carbone.[Ecole primaire : fiche 13, cycle 2et 3][Physique-chimie : air, 4 e ]Reconnaître qu’un être vivantrespire par l’existence del’absorption de dioxygène et lerejet de dioxyde de carbonedans le milieu.Mettre en évidence l’absorption dedioxygène et le rejet de dioxyde decarbone par un être vivant.Ra/Re - conception etréalisationd’expérimentation assistéepar ordinateur (ExAO) pourmettre en évidence laconsommationdedioxygène par un êtrevivant.Ra/Re – mise en évidence àl’aide du test à l’eau dechaux du rejet de dioxydede carbone par un êtrevivant.2. PLACE DE L’ACTIVITE DANS UNE PROGRESSIONChapitre I : Comment la respiration est-elle repérable chez les êtres vivants ?1. Recherche d’une activité respiratoire chez les animaux de milieux différents2. Recherche d’une activité respiratoire chez les plantesChapitre II : Comment les animaux respirent-ils dans leur milieu de vie ?Chapitre III : En quoi l’occupation des milieux de vie est-elle influencée par larespiration ?© PIERRON 2006 Page 1 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Poste de travail 1 « Recherche d’absorption de dioxygène par des graines de blé/maïs germées enutilisant un dispositif assisté par ordinateur (ExAO) »- Ordinateur- Interface Orphy USB Réf 21157- Capsule oxymétrique air/eau Réf 21718- Lot de 5 enceintes Réf 21731- Graines de blé ou de maïs germées (env. 10 cl)Poste de travail 2 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïs germéesen utilisant un dispositif assisté par ordinateur (ExAO)»- Ordinateur- Interface Orphy USB Réf 21157- Capsule CO2 air Réf 21531- Lot de 5 enceintes Réf 21731- Graines de blé ou maïs germées (env 10 cl)Présentation de la sonde dioxyde de carbone(poste de travail 2)Montage avec la sonde dioxygène(poste de travail 1)© PIERRON 2006 Page 3 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Poste de travail 3 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïs germéesen utilisant un réactif : l’eau de chaux »- Eau de chaux 1l Réf 01371980- 2 tubes de Roux Réf 06697- 2 bouchons Réf 07513 (lot de 10)- 2 supports statif Réf 00702 + 2 noix double Réf 00165 + 2 pinces en fourche à 1 doigt Réf 04765ou 1 portoir en matière plastique Réf 00025- Graines de blé ou maïs germées (env 30 cl)Poste de travail 4 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïs germéesen utilisant un réactif : le rouge de crésol »- Rouge de crésol en solution 125 ml Réf 01776125- 2 tubes de Roux VB Réf 06697- 2 bouchons Réf 07513 (lot de 10)- 2 supports statif Réf 00702 + 2 noix double Réf 00165 + 2 pinces en fourche à 1 doigt Réf 04765ou 1 portoir en matière plastique Réf 00025- Graines de blé ou maïs germées (env 30 cl)Environnement proposé pour la mise en commun des résultats :- Vidéoprojecteur- Caméra flexible Didacam Réf 03744 ou appareil photo numérique- Ordinateur- Fiche techniqueMettre en germination les graines 3 à 4 jours avant l’activité, à température ambiante, en donnant duliquide de Knop. Sélectionner celles qui n’ont pas de parties vertes.Réaliser des expérimentations ExAO à l’avance ou disposer de celles fournies dans cette fiche afin dedisposer de courbes de référence en plus de celles réalisées en direct.Réaliser les expérimentations eau de chaux et/ou rouge de crésol quelques heures à l’avance afin dedisposer des résultats pour la séance de TP (ou utiliser celles d’une classe précédente).© PIERRON 2006 Page 4 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20- Intégration pédagogique1. L’esprit du programme pour cette notion n’est pas de montrer qu’un être vivant (animal ouvégétal) respire (cela a été discuté à l’école primaire et semble évident) mais de mettre l’accent sur lafaçon de le montrer à travers la modification de la composition de l’air par les êtres vivants.2. On part ainsi du fait que l’air contient différents gaz, principalement du diazote, du dioxyde decarbone et du dioxygène et de l’existence d’outils et de techniques simples pour en mesurer ou enestimer la teneur dans l’air (on pourra partir d’une expérience historique sur la respiration par exempleou simplement de la présentation du matériel à disposition : eau de chaux, rouge de crésol, sondeoxymétrique et carboxymétrique).3. Organisation de la séance : le TP comporte 4 postes de travail (certains postes pourront êtremultipliés en fonction du matériel disponible). Le travail s’effectue par petit groupe (2 à 3 élèves).Chaque groupe n’est concerné que par un seul poste. On peut imaginer de coupler ce TP avec le TP1« mise en évidence de la respiration chez les animaux », en ajoutant ainsi simplement quelques postesde travail (mais cela suppose de disposer de plusieurs postes ExAO).Les postes 3 et 4 pourront être préparés à l’avance dans l’objectif d’utiliser les résultats obtenuspendant la même séance. Afin de ne pas faire réaliser le montage aux élèves « pour rien », on leurproposera (après qu’ils aient réalisé le leur) un montage réalisé par un groupe de travail d’une autreclasse (dans les jours précédents) ; le leur servant pour une classe à venir.4. Au niveau des objectifs méthodologiques et technologiques, le choix est ici de donner audépart les dispositifs manipulatoires et donc de mettre l’accent sur la restitution à l’écrit et à l’orald’expérimentations réalisées, notamment à l’ensemble de la classe. On pourra noter que la restitution àla classe donne ici tout son sens à ce travail de compte-rendu, d’autant que le restant de la classe n’apas réalisé cette manipulation. La restitution pourra s’effectuer lors de la séance suivante. Dans ce cas,on pourra utilement vidéo projeter des photos des expérimentations réalisées avec les résultatsobtenus.© PIERRON 2006 Page 5 sur 14

Pierron - SVTFiche élève - 5 eCSVT20Nom :Prénom :Classe :Date :Evaluations expérimentales S.V.T.Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez desvégétauxPoste de travail 1 « Recherche d’absorption de dioxygène par des graines de blé/maïs germéesen utilisant un dispositif de mesure assisté par ordinateur (ExAO) »Votre objectif est d’expliquer à la classe comment montrer que des végétaux respirent en réalisant lesmanipulations proposées ici, en rédigeant un compte-rendu de ce travail puis en le présentant à laclasse.Vous disposez du matériel suivant :- ordinateur avec logiciel de visualisation des mesures ExAO- sonde à dioxygène reliée à une interface ExAO- un récipient avec du scotch pour le rendre étanche- graines de blé ou de maïs germées1. Réalisez une série de mesures de la teneur en dioxygène avecl’enceinte vide (témoin). Pour ceci, réalisez le montage montrésur la photographie ci-contre puis appelez le professeur.Démarrez ensuite les mesures pour une durée de 10 minutes.Commencez par répondre à la question 3.2. Réalisez une mesure de la teneur en dioxygène avec l’enceintecontenant des graines germées. Pour ceci, repérez le niveau del’enceinte où arrive la sonde à dioxygène et remplissezl’enceinte de graines germées jusqu’à ce niveau. Appelez leprofesseur puis démarrez la mesure pour une durée de 10minutes.3. Rédigez un compte-rendu de votre travail de recherche qui explique comment on peut montrer queles végétaux respirent :- en reprenant le titre de ce poste de travail ;- en décrivant ensuite le dispositif de mesure sous forme de deux schémas annotés ;- en imprimant les courbes obtenues et en les collant à la suite ;- en rédigeant une comparaison des résultats obtenus avec et sans graines germées ;- en reliant le résultat de cette comparaison avec la respiration de ces végétaux.4. Présentez votre travail à la classe.© PIERRON 2006 Page 6 sur 14

Pierron - SVTFiche élève - 5 eCSVT20Nom :Prénom :Classe :Date :Evaluations expérimentales S.V.T.Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez desvégétauxPoste de travail 2 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un dispositif assisté par ordinateur (ExAO)»Votre objectif est d’expliquer à la classe comment montrer que des végétaux respirent en réalisant lesmanipulations proposées ici, en rédigeant un compte-rendu de ce travail puis en le présentant à laclasse.Vous disposez du matériel suivant :- ordinateur avec logiciel de visualisation des mesures ExAO- sonde à dioxyde de carbone reliée à une interface ExAO- un récipient avec du scotch pour le rendre étanche- graines de blé ou de maïs germées1. Réalisez une série de mesures témoin de la teneur en dioxydede carbone avec l’enceinte vide. Pour ceci, placez la sonde dansle récipient fourni puis appelez le professeur. Démarrez ensuiteles mesures pour une durée de 10minutes.Commencez parrépondre à la question 3.2. Réalisez une mesure de la teneur en dioxyde de carbone avecl’enceinte contenant des graines de germées. Pour ceci, repérezle niveau de l’enceinte où arrive la sonde à dioxyde de carboneet remplissez l’enceinte de graines germées jusqu’à ce niveau.Appelez le professeur puis démarrez la mesure pour une durée de10 minutes.3. Rédigez un compte-rendu de votre travail de recherche qui explique comment on peut montrer queles végétaux respirent :- en reprenant le titre de ce poste de travail ;- en décrivant ensuite le dispositif de mesure sous forme de deux schémas annotés ;- en imprimant les courbes obtenues et en les collant à la suite ;- en rédigeant une comparaison des résultats obtenus avec et sans graines germées ;- en reliant le résultat de cette comparaison avec la respiration de ces végétaux.4. Présentez votre travail à la classe.© PIERRON 2006 Page 7 sur 14

Pierron - SVTFiche élève - 5 eCSVT20Nom :Prénom :Classe :Date :Evaluations expérimentales S.V.T.Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez des végétauxPoste de travail 3 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un réactif : l’eau de chaux »Votre objectif est d’expliquer à la classe comment montrer que des végétaux respirent en réalisant lesmanipulations proposées ici, en rédigeant un compte-rendu de ce travail puis en le présentant à laclasse.Vous disposez du matériel suivant :- test à l’eau de chaux (fournie dans un bécher)- 2 tubes avec leur support- graines de blé ou de maïs germées1. Réalisez le montage présenté sur la photographie ci-contre :-en veillant à bien respecter le même niveau de l’eau de chauxdans les 2 tubes ;-en refermant bien les tubes avec le bouchon fourniAppelez ensuite le professeur et commencez par répondre à laquestion 2.2. Rédigez un compte-rendu de votre travail de recherche qui explique comment on peut montrer queles végétaux respirent :- en reprenant le titre de ce poste de travail ;- en décrivant ensuite le montage réalisé sous forme d’un schéma annoté ;- en ajoutant ensuite en dessous un 2 e schéma avec les résultats obtenus après une journée ( à partir dumême montage réalisé par un groupe de travail d’une autre classe ; le votre servant pour une classesuivante);- en rédigeant une comparaison des résultats obtenus avec et sans graines germées ;- en reliant le résultat de cette comparaison avec la respiration de ces végétaux.3. Présentez votre travail à la classe.Montage pour le test à l’eau de chaux(avec graines de maïs germées)© PIERRON 2006 Page 8 sur 14

Pierron - SVTFiche élève - 5 eCSVT20Nom :Prénom :Classe :Date :Evaluations expérimentales S.V.T.Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez desvégétauxPoste de travail 4 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un réactif : le rouge de crésol »Votre objectif est d’expliquer à la classe comment montrer que des végétaux respirent en réalisant lesmanipulations proposées ici, en rédigeant un compte-rendu de ce travail puis en le présentant à laclasse.Vous disposez du matériel suivant :-test au rouge de crésol (fourni dans un récipient fermé)-2 tubes avec leur support-graines de blé ou de maïs germées1. Réalisez le montage présenté sur la photographie ci-contre :-en veillant à bien respecter le même niveau du rouge de crésoldans les 2 tubes ;-en refermant bien les tubes avec le bouchon fourniAppelez ensuite le professeur et commencez par répondre à laquestion 2.2. Rédigez un compte-rendu de votre travail de recherche qui explique comment on peut montrer queles végétaux respirent :-en reprenant le titre de ce poste de travail ;-en décrivant ensuite le montage réalisé sous forme d’un schéma annoté ;-en ajoutant ensuite en dessous un 2 e schéma avec les résultats obtenus après une journée ( à partir dumême montage réalisé par un groupe de travail d’une autre classe ; le votre servant pour une classesuivante);-en rédigeant une comparaison des résultats obtenus avec et sans graines germées-en reliant le résultat de cette comparaison avec la respiration de ces végétaux.3. Présentez votre travail à la classe.Montage pour le test au rouge de crésol(avec graines de blé germées)© PIERRON 2006 Page 9 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20FICHE ELEVE CORRIGÉEActivité 20 : Mise en évidence de la respiration chez des végétauxPoste de travail 1 « Recherche d’absorption de dioxygène par des graines de blé/maïs germées enutilisant un dispositif de mesure assisté par ordinateur (ExAO) »Exemple de résultats de mesures avec le blé :Teneur en dioxygène dans l’enceinte :Enceinte videEnceinte avec graines germéesExemple de compte-rendu :Afin de montrer que des végétaux respirent, nous avons recherché l’absorption de dioxygène par desgraines de blé/maïs germées en utilisant un dispositif de mesure assisté par ordinateur (ExAO).Nous avons réalisé deux séries de mesures, l’une avec graines germées et l’autre avec le même dispositifmais sans graines (c’est le témoin) : si les mesures donnent des résultats différents, ce sera donc lié à laprésence ou non de graines germées.Présentation des schémas des deux montages et courbes obtenues.On peut mesurer que dans l’enceinte avec graines germées, la teneur en dioxygène dans l’air diminueplus rapidement (de 21 % à 18,5 % en 10 minutes) que dans l’enceinte vide (de 21 à 20 % en 10minutes ; cette dernière diminution est liée au fonctionnement de la sonde) : les graines germées sontdonc responsables de cette diminution.Cette diminution peut s’expliquer par une absorption du dioxygène par ces graines germées et doncpermet de montrer que ces végétaux respirent.© PIERRON 2006 Page 10 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Poste de travail 2 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un dispositif assisté par ordinateur (ExAO)»Exemple de résultats de mesures avec le maïs :Teneur en dioxyde de carbone dans l’enceinte :Enceinte videEnceinte avec graines germées© PIERRON 2006 Page 11 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Poste de travail 3 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un réactif : l’eau de chaux »Exemple de résultats de mesures avec le maïs :Montage au débutAprès 1 journée© PIERRON 2006 Page 12 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur - 5 eCSVT20Poste de travail 4 « Recherche de rejet de dioxyde de carbone par des graines de blé/maïsgermées en utilisant un réactif : le rouge de crésol »Exemples de résultats avec le blé germé :Montage au débutAprès une journée© PIERRON 2006 Page 13 sur 14

Pierron - SVTFiche professeur- 5 eCSVT20Activité 20 : Mise en évidence de la respiration chez desvégétauxPISTES D’EVALUATION : l’évaluation porte sur la compétence« Rendre compte à l’écrit et à l’oral d’expérimentations réalisées » (Communiquer)POUR CHACUN DES POSTES DE TRAVAIL :CRITERES D’EVALUATION BAREME RESULTATSLe compte-rendu écrit comporte- l’objectif principal du poste de travail 2- les montages réalisées sous forme de schéma annotés 6- une comparaison des résultats obtenus avec et sansgraines germées- un bilan rédigé qui explique comment on peut montrerque les végétaux respirentLe compte-rendu est rédigé avec des phrasesgrammaticalement correctesLa restitution orale reprend de façon claire les différentesparties du compte-rendu écrit2235TOTAL 20© PIERRON 2006 Page 14 sur 14