LDP SVT 3e [PDF]

Zitiervorschau

3 SVT

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SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

 CYCLE 4

Nouveau programme

Livre du professeur Directeurs d’ouvrage Alain Pothet Samuel Rebulard

Avec la contribution de David Boutigny

Auteurs Rémi Cadet Carine Delabre Olivier Enderlin Clara Etner Stéphane Frayon Camilia Hasnaoui Vincent Maisonneuve Bertrand Peric Alain Pothet Samuel Rebulard Romina Seyed Frédéric Uyttenhove Antoine Werthe

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Le code de la propriété intellectuelle n’autorise que « les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective» [article L. 122-5] ; il autorise également les courtes citations effectuées dans un but d’exemple ou d’illustration. En revanche « toute représentation ou reproductionintégrale ou partielle, sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » [article L. 122-4]. La loi 95-4 du 3 janvier 1994 a confié au C.F.C. (Centre français de l’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris), l’exclusivité de la gestion du droit de reprographie. Toute photocopie d’oeuvres protégées, exécutée sans son accord préalable, constitue une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du Code pénal. Éditions Belin/Humensis, 2017 170 bis, boulevard du Montparnasse, 75680 Paris cedex 14 ISBN : 978-2-410-01023-7

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Sommaire Introduction .................................................................................................................4 Les parcours d’apprentissage du thème 1 .........................................................4 Les parcours d’apprentissage du thème 2.........................................................6 Les parcours d’apprentissage du thème 3.........................................................8 Évaluation et validation des compétences......................................................10 Une proposition de programmation .................................................................. 12

Thème 1 Chapitre 1 Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain ..................................13 Chapitre 2 Les choix en matière de ressources naturelles ......................18 Chapitre 3 Quelques impacts des activités humaines sur l’environnement ..............................................................................................23

Thème 2 Chapitre 4 L’origine de la diversité génétique des individus ................29 Chapitre 5 La diversité du vivant aux différentes échelles ....................38 Chapitre 6 Quelques mécanismes de l’évolution ......................................45

Thème 3 Chapitre 7 Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé ....................................................................................51 Chapitre 8 Des microorganismes qui nous protègent .............................59 Chapitre 9 L’organisme et les maladies infectieuses ...............................64 Chapitre 10 La sexualité ......................................................................................71

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Introduction * Ce livre du professeur est un outil complémentaire du manuel car il permet de mieux comprendre les intentions pédagogiques des directeurs et des auteurs et de mieux percevoir les objectifs d’apprentissage dans chacune des unités. * Entièrement pensé autour des attendus de fin de cycle, le livre du professeur explicite les parcours d’apprentissage qui structurent l’ensemble des démarches proposées (voir ci-après « Les parcours d’apprentissage »). * Des liens vers des ressources complémentaires laissent la possibilité au professeur d’éclairer son enseignement en proposant d’autres exemples ou en faisant découvrir d’autres situations scientifiques avant ou après la séance. * Les réponses apportées aux différentes questions des unités suggèrent plus qu’elles n’imposent une vision unique. Elles doivent tenir compte de la diversité des regards possibles et ont avant tout pour objectif de construire une représentation du monde capable d’évoluer au gré des découvertes. * La relation entre les notions abordées dans les chapitres et les exercices proposés peut permettre des remédiations autonomes ou guidées en direction des élèves qui auraient des difficultés de compréhension au cours des apprentissages.

Les parcours d’apprentissage * Les programmes du cycle 4 précisent les attendus de fin de cycle. Les documents d’accompagnement publiés en mars 2016 nous ont conduit à regrouper ces objectifs en 11 parcours d’apprentissage progressifs et spiralaires. * Chaque parcours d’apprentissage permet aux élèves de construire des compétences transférables dans d’autres disciplines et qui, par conséquent, sont régulièrement convoquées dans les apprentissages. * Les parcours d’apprentissage sont jalonnés de notions-clés permettant un cheminement des attendus de fin de cycle 3 jusqu’aux attendus de fin de cycle 4. Les notions-clés se chevauchent afin de créer les conditions d’une déclinaison spiralaire des programmes. Elles permettent de repérer rapidement les enjeux notionnels des chapitres * Les parcours d’apprentissage doivent s’enrichir, comme les parcours éducatifs, de ce que peuvent vivre les élèves en dehors de la classe. Ce lien entre les apprentissages scolaires et les expériences de la vie quotidienne doit permettre aux élèves de construire un réseau de savoir qui les aide à mieux comprendre la complexité du monde et à réaliser des choix éclairés. * Les parcours d’apprentissage sont résumés dans les tableaux ci-après. Les numéros de chapitres sont ceux du manuel de cycle. Les numéros correspondants dans les manuels de niveau sont indiqués entre parenthèses.

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Thème 1 Parcours 1. Phénomènes géologiques et risques naturels > thème 1 Les chapitres Chapitre 1 (1/5e). Connaître notre planète

Chapitre 2 (1/4e). Séismes et volcans : mécanismes et risques

Chapitre 3 (2/4e). L’origine des séismes et du volcanisme

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés La Terre est une planète rocheuse constituée de couches concentriques

Les séismes et les volcans sont les témoins de l’énergie interne de la planète

Il est possible de prévenir et de se protéger des risques sismiques et volcaniques

La répartition des volcans et des séismes marque la limite des plaques lithosphériques

Le modèle de la tectonique des plaques permet d’expliquer leurs mouvements

Chapitre 1 (1/5e)

Chapitre 2 (1/4e)

Chapitre 2 (1/4e)

Chapitre 3 (2/4e)

Chapitre 3 (2/4e)

Avoir compris ce qu’est un risque géologique et les phénomènes en cause

Parcours 2. Phénomènes météorologiques, phénomènes climatiques et risques naturels > thème 1 Les chapitres Chapitre 4 (2/5e). Les risques liés aux phénomènes météorologiques

Chapitre 5 (1/3e). Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés La météo correspond aux conditions atmosphériques locales sur une courte période

Il est possible de prévoir et prévenir les risques météo

Les zones climatiques correspondent à des conditions météo définies sur plusieurs années

La Terre a connu dans son histoire des changements climatiques importants

Le réchauffement climatique actuel est lié à certaines activités humaines

Chapitre 4 (2/5e)

Chapitre 4 (2/5e)

Chapitre 5 (1/3e)

Chapitre 5 (1/3e)

Chapitre 5 (1/3e)

• Avoir compris la différence météoclimat • Avoir compris les risques liés aux phénomènes météo ou à l’évolution climatique

Parcours 3. Les activités humaines et l’environnement > thème 1 Les chapitres Chapitre 6 (3/5e). Les enjeux liés aux ressources naturelles

Chapitre 7 (2/3e). Les choix en matière de ressources naturelles

Chapitre 8 (3/3e). Impact des activités humaines sur l’environnement

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés La surexploitation des ressources naturelles représente un risque pour les générations futures

La dépendance de nos sociétés aux combustibles fossiles pose des problèmes

Les activités humaines modifient profondément certains écosystèmes terrestres

Des choix individuels et collectifs peuvent assurer un développement durable

Chapitre 6 (3/5e)

Chapitre 7 (2/3e)

Chapitre 8 (3/3e)

Chapitres 6 (3/5e), 7 (2/3e) et 8 (3/3e)

Expliquer les impacts de l’action humaine et justifier les comportements responsables face à l’environnement

Les parcours d’apprentissage 5

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Thème 2 Parcours 4. Nutrition > thème 2 Les chapitres Chapitre 9 (4/5e). La nutrition chez les animaux

Chapitre 10 (5/5e). La nutrition chez les végétaux

Chapitre 11 (3/4e). Micro-organismes et nutrition

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Le prélèvement de matière par les êtres vivants se fait au niveau de surfaces spécialisées

La matière prélevée est distribuée jusqu’aux cellules par des systèmes de circulations

Les cellules chlorophylliennes des plantes fabriquent de la matière organique en présence de lumière

• Les cellules utilisent la matière organique comme source énergétique et pour leur croissance • Lors de cette utilisation, des déchets sont produits

Les microorganismes jouent un rôle clé dans la nutrition des animaux et des végétaux verts

Chapitres 9 (4/5e) et 10 (5/5e)

Chapitres 9 (4/5e) et 10 (5/5e)

Chapitre 10 (5/5e)

Chapitres 9 (4/5e) et 10 (5/5e)

Chapitre 11 (3/4e)

Avoir compris comment les animaux et les végétaux se nourrissent aux différentes échelles

Parcours 5. Reproduction > thème 2 Les chapitres Chapitre 12 (4/4e). Reproduction et milieu de vie

Chapitre 13 (5/4e). La dynamique des populations

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Suivant des modalités variées, la reproduction sexuée produit une descendance plus ou moins importante

La reproduction asexuée permet la colonisation rapide d’un milieu

Les variations des effectifs d’une population au cours du temps (dynamique des populations) dépendent de la reproduction des individus et de leur survie.

La dynamique d’une population dépend des ressources trophiques, de l’environnement, des autres espèces

Chapitre 12 (4/4e)

Chapitre 12 (4/4e)

Chapitre 13 (5/4e)

Chapitre 13 (5/4e)

Avoir compris comment les modalités de reproduction et les facteurs du milieu peuvent influencer la dynamique des populations

Parcours 6. Diversité > thème 2 Les chapitres Chapitre 14 (6/4e). Le phénotype : son origine, sa diversité

Chapitre 15 (4/3e). L’origine de la diversité génétique des individus

Chapitre 16 (5/3e). La diversité du vivant aux différentes échelles

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Les caractères d’un individu dans un milieu donné constituent son phénotype

Les caractères héréditaires se transmettent de génération en génération. Leur support est l’ADN des chromosomes

• Les gènes sont des régions des chromosomes déterminant les caractères héréditaires • Chaque gène existe en plusieurs versions appelées allèles

Le caractère aléatoire de la formation des cellules reproductrices et de la fécondation sont à l’origine du caractère unique de chaque individu

• La diversité du monde vivant s’observe à différentes échelles • La diversité et dynamique du monde s’observent à différentes échelles : écosystèmes, espèces, individus

Chapitre 14 (6/4e)

Chapitre 14 (6/4e)

Chapitre 15 (4/3e)

Chapitre 15 (4/3e)

Chapitre 16 (5/3e)

• Avoir compris l’origine des caractères des êtres vivant • Avoir compris la dynamique qui est à l’origine de la diversité et de l’évolution des caractères

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Parcours 7. Parentés et évolution > thème 2 Les chapitres Chapitre 17 (6/5e). Parenté entre les êtres vivants et évolution

Chapitre 18 (7/4e). Apparition et disparition d’espèces

Chapitre 19 (6/3e). Quelques mécanismes de l’évolution

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Les arbres de parenté entre espèces actuelles et fossiles racontent l’évolution

• L’espèce humaine appartient au groupe des primates • Le chimpanzé est l’espèce actuelle la plus proche de l’espèce humaine

Depuis son apparition, il y a sans doute 3,5 milliards d’années, la vie a connu des crises d’extinction et une forte diversification

Les mécanismes de l’évolution expliquent la diversité actuelle et passée des espèces vivantes

L’évolution est un fait scientifique prouvé par un ensemble de preuves expérimentales et historiques

Chapitre 17 (6/5e)

Chapitre 17 (6/5e)

Chapitre 18 (7/4e)

Chapitre 19 (6/3e)

Chapitre 19 (6/3e)

Avoir compris ce qu’est l’évolution biologique et quelques mécanismes expliquant cette évolution

Thème 3 Parcours 8. Effort physique, système nerveux, système cardiorespiratoire >thème 3 Les chapitres Chapitre 20 (7/5e). Conséquences et limites Chapitre 21 (8/4e). Le contrôle nerveux de de l’effort physique l’effort physique

Chapitre 22 (7/3e). Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés La contraction musculaire entraîne des modifications des systèmes cardio-vasculaire et respiratoire

• La réalisation d’un mouvement volontaire implique un circuit nerveux • Les neurones conduisent les messages nerveux vers le cerveau et les muscles

• Le cerveau intègre de nombreuses informations pour produire un message moteur adapté.

L’entraînement raisonné améliore les capacités musculaires et le fonctionnement du circuit nerveux

Des comportements individuels peuvent perturber le fonctionnement du système nerveux

Chapitre 20 (7/5e)

Chapitre 21 (8/4e)

Chapitre 21 (8/4e)

Chapitres 20 (7/5e) et 21 (8/4e)

Chapitre 22 (7/3e)

• Avoir compris les modifications et les limites du système cardiorespiratoire et du système nerveux à l’effort • Avoir identifié quelques comportements « à risques »

Parcours 9. Digestion et alimentation équilibrée >thème 3 Les chapitres Chapitre 23 (8/5e). Le devenir des aliments dans le tube digestif

Chapitre 24 (9/5e). Les bases d’une alimentation équilibrée

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés La digestion implique des transformations mécaniques des aliments

Les enzymes permettent la transformation chimique des aliments

• Les enzymes digestives sont produites par l’appareil digestif et le microbiote • Le répertoire des enzymes digestives dépend des habitudes alimentaires

Les régimes alimentaires varient suivant les régions du monde

Il est important de suivre les recommandations alimentaires afin d’avoir une alimentation équilibrée

Chapitre 23 (8/5e)

Chapitre 23 (8/5e)

Chapitre 23 (8/5e)

Chapitre 24 (9/5e)

Chapitre 24 (9/5e)

Avoir compris le devenir des aliments dans l’organisme et l’importance d’une alimentation équilibrée

Les parcours d’apprentissage 7

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Parcours 10. Le monde microbien et notre organisme >thème 3 Les chapitres Chapitre 25 (8/3e). Des micro-organismes qui nous protègent

Chapitre 26 (9/3e). L’organisme et les maladies infectieuses

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Le microbiote protège l’organisme de certains microorganismes pathogènes

La réaction inflammatoire locale protège l’organisme contre les microorganismes pathogènes

Les anticorps et les lymphocytes T tueurs protègent l’organisme contre les microorganismes pathogènes

Les antibiotiques et les vaccins protègent l’organisme des infections

Des comportements individuels et collectifs peuvent protéger les individus des infections

Chapitre 25 (8/3e)

Chapitre 26 (9/3e)

Chapitre 26 (9/3e)

Chapitre 26 (9/3e)

Chapitre 26 (9/3e)

Avoir compris qu’il faut préserver des micro-organismes utiles tout en se préservant des micro-organismes pathogènes

Parcours 11. Reproduction et sexualité > thème 3 Les chapitres Chapitre 27 (9/4e). Le fonctionnement des appareils reproducteurs

Chapitre 28 (10/4e). La formation d’un nouvel être humain

Chapitre 29 (10/3e). La sexualité

Les attendus de fin de cycle

Les idées-clés Le rythme de production des cellules reproductrices est différent chez l’homme et chez la femme

• La production des cellules reproductrices est contrôlée par des hormones • La pilule contraceptive modifie la production de ces hormones.

• La fécondation aboutit à la formation d’un embryon • Embryon puis fœtus se développent dans l’utérus de la mère

Des techniques médicales peuvent aider un couple infertile à avoir un enfant

Chapitre 27 (9/4e)

Chapitre 27 (9/4e)

Chapitre 28 (10/4e)

Chapitre 28 (10/4e)

• Une sexualité responsable repose sur le respect et le consentement de l’autre. • Utiliser le préservatif et pratiquer des tests de dépistage permet de lutter contre les IST

• Avoir compris le fonctionnement des appareils reproducteurs, le mode d’action des contraceptifs • Avoir compris ce qu’est une sexualité responsable

Chapitre 29 (10/3e)

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Évaluation et validation des compétences • La relation avec les domaines de formation du socle est précisée pour chaque unité et chaque exercice. • Chaque chapitre contient deux exercices « Je travaille une compétence », qui doivent aider à l’évaluation du niveau de maîtrise de cette dernière. Quatre niveaux de maitrise des compétences peuvent être renseignés par l’enseignant en fin de cycle 4 : insuffisant, fragile, satisfaisant, très bon niveau. Dans les deux premiers cas, l’élève ne maîtrise pas assez la compétence (il n’est pas capable de la transférer à une autre situation que celle de l’apprentissage, il a besoin d’aide, il ne peut pas aller au bout d’un exercice qui mobilise la compétence, etc.). Nous proposons un exercice « 3 étoiles sur 4 » qui permet de valider le niveau de maîtrise « satisfaisant » et un exercice « 4 étoiles sur 4 » qui permet de valider le niveau de maîtrise « très bon niveau ». Un élève qui ne parvient pas au bout d’un exercice « 3 étoiles sur 4 » a le niveau de maîtrise « insuffisant » ou « fragile ». • Le tableau ci-dessous permet de repérer facilement dans quels chapitres chaque compétence du socle peut être travaillée avec les élèves. Les numéros de chapitres sont ceux du manuel de cycle. Les numéros correspondants dans les manuels de niveau sont indiqués entre parenthèses.

Compétence

Chapitre

S’exprimer à l’écrit pour décrire D 1.1 Utiliser la langue française

Chap. 1 (1/5 ) – Chap. 3 (2/4e) – Chap. 9 (4/5e) – Chap. 12 (4/4e) –  Chap. 20 (7/5e) – Chap. 23 (8/5e) – Chap. 28 (10/4e)

D 1.3 Utiliser les langages scientifiques

e

S’exprimer à l’écrit pour argumenter

Chap. 4 (2/5e) – Chap. 6 (3/5e) – Chap. 5 (1/3e) – Chap. 9 (4/5e) –  Chap. 12(4/4e) – Chap. 16 (5/3e) – Chap. 28 (10/4e)

Communiquer à l’oral

Chap. 2 (1/4e) – Chap. 28 (10/4e)

Lire et exploiter des données

Chap. 1 (1/5e) – Chap. 3 (2/4e) – Chap. 4 (2/5e) – Chap. 5 (1/3e) –  Chap. 8 (3/3e) – Chap. 9 (4/5e) – Chap. 10 (5/5e) – Chap. 18 (7/4e) –  Chap. 20 (7/5e) – Chap. 22 (7/3e) – Chap. 23 (8/5e) –  Chap. 25 (8/3e) – Chap. 26 (9/3e) – Chap. 27 (9/4e)

Représenter des données

Chap. 2 (1/4e) – Chap. 9 (4/5e) – Chap. 12 (4/4e) – Chap. 13 (5/4e) – Chap. 14 (6/4e) – Chap. 15 (4/3e) – Chap. 16 (5/3e) – Chap. 21 (8/4e) – Chap. 26 (9/3e) – Chap. 28 (10/4e)

D2 Méthodes et outils pour apprendre

Chap. 10 (5/5e) – Chap. 11 (3/4e) – Chap. 15 (4/3e) –  Chap. 16 (5/3e) – Chap. 20 (7/5e) – Chap. 24 (9/5e)

D3 La formation de la personne et du citoyen

Chap. 17 (6/5e) – Chap. 19 (6/3e) – Chap. 27 (9/4e) –  Chap. 29 (10/3e)

Les parcours d’apprentissage 9

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Compétence D4 Systèmes naturels et systèmes techniques

D5 Les représentations du monde

Chapitre

Formuler une hypothèse pour résoudre une problème

Chap. 1 (1/5e) – Chap. 5 (1/3e) – Chap. 13 (5/4e) – Chap. 23 (8/5e) – Chap. 25 (8/3e)

Pratiquer le calcul

Chap. 6 (3/5e) – Chap. 24 (9/5e)

Comprendre les responsabilités individuelles et collectives (santé, environnement, ressources naturelles)

Chap. 2 (1/4e) – Chap. 5 (1/3e) – Chap. 6 (3/5e) – Chap. 7 (2/3e) –  Chap. 8 (3/3e) – Chap. 13 (5/4e) – Chap. 18 (7/4e) –  Chap. 20 (7/5e) – Chap. 22 (7/3e) – Chap. 24 (9/5e) –  Chap. 26 (9/3e) – Chap. 29 (10/3e)

Interpréter des résultats ou des expériences et conclure

Chap. 9 (4/5e) – Chap. 10 (5/5e) –  Chap. 11 (3/4e) –  Chap. 18 (7/4e) – Chap. 19 (6/3e)

Raisonner

Chap. 2 (2/4e) – Chap. 10 (5/5e) – Chap. 15 (4/3e)

Utiliser des instruments de mesure

Chap. 10 (5/5e)

Connaître l’évolution et la diversité des espèces

Chap. 17 (6/5e) – Chap. 18 (7/4e)

Modéliser pour représenter une situation

Chap. 3 (2/4e)

Prélever organiser et traiter l’information utile

Chap. 3 (2/4e) – Chap. 12 (4/4e)

Comprendre par l’histoire des sciences comment un savoir se construit

Chap. 12 (4/4e)

Formuler une question scientifique

Chap. 14 (6/4e)

Décrire et questionner ses observations

Chap. 14 (6/4e)

Appréhender différentes échelles de temps géologique et biologique

Chap. 18 (7/4e)

Chap. 4 (2/5e) – Chap. 5 (1/3e) – Chap. 16 (5/3e)

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Une proposition de programmation • Nous présentons ci-dessous une piste parmi de nombreuses autres pour la programmation des trois années du cycle 4. C’est cette programmation qui a été retenue dans nos manuels de niveau Belin SVT 5e, Belin SVT 4e et Belin SVT 3e. • Cette proposition gagne bien sûr à être personnalisée pour s’adapter aux acquis réels des élèves et à leurs rythmes d’apprentissage. • Les numéros de chapitres sont ceux du manuel de cycle. Les numéros correspondants dans les manuels de niveau sont indiqués entre parenthèses. 5e

4e

3e

Thème 1. Terre, environnement et action humaine • Première approche de la planète Terre : place dans le système solaire, distinction lithosphère/asthénosphère, ères géologiques > chap. 1 (1/5e)

• Seconde approche de la planète Terre : tectonique des plaques, lien avec le volcanisme et la sismicité > chap. 3 (1/4e)

• Première approche du risque : exemple des phénomènes météorologiques > chap. 4 (2/5e)

• Seconde approche du risque : sismicité et volcanisme > chap. 2 (2/4e)

• Première approche des ressources naturelles : angle des enjeux > chap. 6 (3/5e)

• Différence météo/climat, phénomène climatiques > chap. 5 (1/3e) • Seconde approche des ressources naturelles : angle des choix > chap. 7 (2/3e) • Impact de l’Homme sur les écosystèmes > chap. 8 (3/3e)

Thème 2. Le vivant et son évolution Corps humain et santé • La nutrition animale et végétale : vision intégrée, de l’organisme à la cellule. Première approche du rôle des micro-organismes dans la nutrition > chap. 9 (4/5e) et 10 (5/5e)

• Seconde approche du rôle des microorganismes dans la nutrition > chap. 11 (3/4e)

• Première approche de l’évolution : arbres de parenté, quelques groupes de la classification du vivant > chap. 17 (6/5e)

• Seconde approche de l’évolution : apparition, diversification, disparition d’espèces > chap. 18 (7/4e)

• Troisième approche de l’évolution : sélection naturelle, apparition des espèces > chap. 19 (6/3e)

• Première approche de la diversité des individus : notion de phénotype, nature et support des caractères héréditaires > chap. 14 (6/4e)

• Seconde approche de la diversité des individus : gènes, allèles ; diversité aux différentes échelles > chap. 15 (4/3e) et 16 (5/3e)

• Reproduction et dynamique des populations > chap. 12 (4/4e) et 13 (5/4e)

Thème 3. Corps humain et santé • Première approche de l’effort physique : modifications cardiorespiratoires > chap. 20 (7/5e)

• Seconde approche de l’effort physique et première approche du système nerveux : commande nerveuse du mouvement > chap. 20 (8/4e)

• Seconde approche du système nerveux : comportements à risques et leurs conséquences > chap. 22 (7/3e)

• Digestion et alimentation équilibrée > chap. 23 (8/5e) et 24 (9/5e)

• Première approche de la reproduction et de la sexualité : fonctionnement des appareils reproducteurs, développement de l’embryon et du fœtus > chap. 27 (9/4e) et 28 (10/4e)

• Seconde approche de la reproduction et de la sexualité : bases d’une sexualité responsable > chap. 29 (10/3e)

• Microbiote et protection de l’organisme > chap. 25 (8/3e) • L’organisme et les maladies infectieuses > chap. 26 (9/3e) Évaluation et validation des compétences 11

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Chapitre

1

V Livre de l’élève p. 13‑28

Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Phénomènes météorologiques, climatiques et risques naturels ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4‑11.

Compétences* * Expliquer quelques phénomènes météorologiques et climatiques. * Relier les connaissances scientifiques sur les risques naturels et ceux liés aux activités humaines à différents types de mesures

Traitement dans le manuel * Les risques liés aux phénomènes météorologiques, chapitre 2 (manuel de 5e), pp. 27–42 * Chapitre 1. Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain pp. 13-28

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques

© Éditions Belin/Humensis 2017

Le chapitre 1 s’inscrit dans le thème 1 du programme de cycle 4 de SVT : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine. Cette partie du programme est l’oc‑ casion d’expliquer l’origine de la répartition des climats et de montrer comment la connaissance des climats du passé permet de mieux anticiper les climats du futur et d’évaluer les enjeux et risques associés. Ce chapitre est décliné en quatre unités. Il a pour objectif : –  de définir la notion de climat et d’expliquer l’origine de la répartition des zones climatiques à la surface de la Terre en lien avec la répartition de l’énergie solaire. – de mettre en évidence les conséquences climatiques du couplage entre l’océan et l’atmosphère. – de mettre en évidence des changements climatiques passés et actuels ; – de montrer l’influence des activités humaines sur les climats d’aujourd’hui ; – d’identifier les enjeux liés au réchauffement climatique actuel. L’unité 1 montre la diversité des climats à la surface de la Terre (doc. 1). Le doc. 2 permet d’apporter une expli‑ cation à la répartition des climats observée : l’inégale répartition de l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre. Les docs. 3 et 4, qui pourront être mis en relation avec le chapitre 2 « Quelques phénomènes météorolo‑ giques » du manuel de niveau 5e, permettent de faire la différence entre météo et climat. L’unité 2 permet de décrire les manifestations d’un phé‑ nomène climatique (El Niño) et de montrer comment il modifie les climats à l’échelle globale (docs. 1 à 3). Les docs. 1 et 3 permettent également d’identifier quelques

enjeux économiques et sociaux liés à ces modifications. Le doc. 4 permet d’aborder le couplage des enveloppes fluides de la Terre : la modification de vents (les alizés) provoque la modification d’un courant marin de surface, et c’est ce qui est à l’origine du phénomène climatique El Niño. Enfin, le doc. 5 évoque la possibilité d’anticiper ce phénomène afin de tenter d’en limiter les impacts. L’unité 3 montre que les scientifiques peuvent mettre en évidence des changements climatiques passés par l’observation de différents indices sur le terrain (docs. 1 et 2). Le doc. 3 montre que ces changements clima‑ tiques ont lieu sur des périodes importantes (plusieurs dizaines de milliers d’années). Le doc. 4 montre que la Terre connaît actuellement un réchauffement global. Le doc. 5 permet de mettre en évidence que le réchauffe‑ ment climatique actuel est beaucoup plus rapide que ceux que notre planète a connu jusque‑là et qu’il peut être mis en relation avec l’augmentation de la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, dont l’origine est liée aux activités humaines (doc. 6). L’unité 4 permet de présenter différentes conséquences du réchauffement climatique actuel à l’échelle planétaire : – une diminution de la surface de la calotte glaciaire sur le Groenland. La fonte des glaces continentales est à l’origine d’une élévation du niveau moyen des océans (docs. 1 et 2) et du déplacement des populations vivant dans les zones les plus vulnérables. De plus, le phéno‑ mène va s’accentuer avec le réchauffement à venir ; – une modification du régime des précipitations dans dif‑ férentes régions du globe et ses conséquences sur l’envi‑ ronnement, l’agriculture ou les populations (doc. 3) ; – une augmentation du nombre de catastrophes natu‑ relles : sécheresse, inondations et tempêtes (doc. 4). Chapitre 1 • Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain 13

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D2] Méthodes et outils pour apprendre

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

[D5] Les représentation du monde et l’activité humaine

Compétence travaillée**

Place dans le chapitre

Lire et exploiter des données sous différentes formes

V Unité 2 pp. 16‑17 ; questions 1 et 3

Extraire des informations d’un texte

V Exercice 4 p. 24

Extraire des informations d’un schéma

V Exercice 5 p. 25

Extraire des informations d’une carte

V Exercices 6 à 8 pp. 25‑26

Réviser à l’aide d’une carte mentale

V Exercice 11 p. 28

Proposer des hypothèses pour résoudre une question

V Unité 1 pp. 14‑15 ; question 2

Identifier les impacts des activités humaines V Unité 3 pp. 18‑19 ; question 3 sur l’environnement Distinguer un fait prouvé d’une hypothèse

V Exercices 9 et 10 p. 27

Savoir situer des lieux sur une carte

V Unité 4 pp. 20‑21

2a. Par pages Compétence travaillée

Domaine du socle

V Unité 1 pp. 14‑15 ; question 2

Proposer des hypothèses pour résoudre une question

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 2 pp. 16‑17 ; questions 1 et 3

Lire et exploiter des données sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 3 pp. 18‑19 ; question 3

Identifier les impacts des activités humaines sur l’environnement

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 4 pp. 20‑21

Savoir situer des lieux sur une carte

[D5] Les représentation du monde et l’activité humaine

V Exercice 4 p. 24

Extraire des informations d’un texte

V Exercice 5 p. 25

Extraire des informations d’un schéma

V Exercices 6 à 8 pp. 25‑26

Extraire des informations d’une carte

V Exercices 9 et 10 p. 27

Distinguer un fait prouvé d’une hypothèse

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 11 p. 28

Réviser à l’aide d’une carte mentale

[D2] Méthodes et outils pour apprendre

Quelques conseils Pour ce chapitre, on peut s’appuyer sur l’ouvrage : Climats, de Marie-Antoinette Mélières et Chloé Maré‑

14

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

chal, éditions Belin, 2015. Il permet de comprendre les climats passés pour appréhender le changement climatique en cours et à venir.

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Place dans le chapitre

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 14‑15 1. On différencie les climats terrestres grâce aux tempé‑ ratures et aux précipitations mesurées chaque mois. Les grandes zones climatiques sont globalement réparties en bandes parallèles à l’équateur. Remarque : on peut à ce stade introduire la notion de « répartition latitudinale ». 2. La répartition latitudinale des climats peut être expli‑ quée par la répartition latitudinale de l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre : les basses latitudes (vers l’équateur) reçoivent plus d’énergie que les hautes (vers les pôles). 3. La météo correspond au temps qu’il fait à un instant et à un endroit donnés tandis qu’un climat correspond à une moyenne des températures et des précipitations établie sur 30 ans.

montre qu’il y avait des glaciers dans cette région il y a 140 000 ans et donc que le climat y était globalement bien plus froid qu’aujourd’hui. 2. On observe qu’en 2015, une grande partie de la sur‑ face du globe est concernée par des anomalies positives de température, qui reflètent un réchauffement global. Entre 1880 et 2015, la température moyenne à la surface de la terre a augmenté de plus d’un degré en un laps de temps très court à l’échelle des temps géologiques. 3. Ce réchauffement global a débuté depuis la révolu‑ tion industrielle, au cours de laquelle l’Homme a com‑ mencé à rejeter de fortes quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Il a lieu sur une période très courte (150 ans) alors que dans le passé, les réchauffe‑ ments climatiques de cette ampleur s’étalaient sur plu‑ sieurs milliers d’années. Unité 4 V pp. 20‑21 Réchauffement climatique

Unité 2 V pp. 16‑17 1. Le phénomène El Niño entraîne une modification du régime des précipitations dans plusieurs pays bordant l’océan Pacifique et l’océan Indien. Cela peut conduire à des sécheresse accrues – voire des incendies – en Aus‑ tralie et des inondations sur la côte ouest de l’Amérique du Sud. Ces catastrophes naturelles peuvent faire de nombreuses victimes et obliger certaines populations à se déplacer. Une autre conséquence indirecte est la diminution de la quantité de poissons pêchés au large des côtes péruviennes.

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2. Le phénomène El Niño est dû à la diminution de la force des vents appelés alizés. Les eaux chaudes de sur‑ face ne sont donc plus déplacées vers l’ouest de l’océan Pacifique et stagnent à l’est du même océan, ce qui empêche la remontée d’eaux froides profondes au large des côtes de l’Amérique du Sud. Remarque : Sur le doc. 4, nous avons mentionné que les eaux froides sont riches en nutriments. Cela peut permettre d’aborder, si le temps et le degré de maîtrise des élèves le permettent, l’explication du lien entre les épisodes El Niño et le niveau des pêches côtières. 3. Des mesures préventives peuvent être mises en place pour atténuer les conséquences des incendies en Australie, ou des fortes précipitations au Pérou. Les populations peuvent aussi être formées à adopter des comportements adéquats pour limiter ces risques. Unité 3 V pp. 18‑19 1. La présence d’un rocher provenant des Alpes au sommet d’une des collines de Lyon est un indice qui

Conséquences directes – Fonte des glaces continentales – Modification des régimes de précipitation – Élévation du niveau de la mer – Augmentation du nombre de catastrophes naturelles

Conséquences indirectes – Déplacement des populations – Augmentation de la propagation de microbes pathogènes – Diminution de la biodiversité – Pertes économiques

Les conséquences du réchauffement climatique sont globales. Mais certaines zones sont plus touchées que d’autres : comme le sud, le nord et le nord-ouest de l’Afrique, l’Europe du Sud et de l’Est, une partie du sud de l’Amérique du Sud, l’ouest de l’Australie, l’ouest des États-Unis. On pourrait donc imaginer le slogan suivant : « le réchauffement climatique, c’est l’affaire de tous » ou bien : « si le thermomètre continue de grimper, bonjour les problèmes de santé ». Coup de pouce : – Décrivez les conséquences directes du réchauffement climatique (docs. 1 à 3). –  Imaginez des conséquences indirectes du réchauf‑ fement climatique, notamment en lien avec l’évolution des précipitations mondiales par rapport à aujourd’hui (doc.  2 à 4) et montrez que ces conséquences sont globales. – Repérez les zones du globe les plus affectées par l’évo‑ lution des précipitations dans les années à venir (doc. 3). –  Proposez un slogan en lien avec une de ces consé‑ quences.

Chapitre 1 • Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain 15

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 a. Le réchauffement climatique a provoqué l’extinction de 67 % des espèces de grenouille au Costa Rica, dont la grenouille arlequin. Le réchauffement climatique a donc un impact sur la biodiversité. Aide possible : La biodiversité est composée (entre autres) de l’ensemble des espèces d’êtres vivants sur Terre. b. La grenouille arlequin a disparu à cause d’une épidé‑ mie provoquée par des parasites qui se sont développés à cause de l’augmentation des températures. Aide possible : Relevez dans le texte le groupe de mots montrant que la grenouille a disparu à cause d’une maladie favorisée par le réchauffement climatique. Exercice 5 a. Les bisons vivent dans des grandes plaines sous un climat rigoureux. b. Les hommes préhistoriques ont pu accéder à la grotte car le niveau de la mer à l’époque était au moins 36 mètres plus bas qu’actuellement. L’entrée de la grotte était donc accessible, contrairement à aujourd’hui. Aide possible : En période de glaciation, une partie de l’eau terrestre est piégée sous forme de glace sur les continents, ce qui a une conséquence sur le niveau de la mer. c. Les peintures préhistoriques représentent les espèces vivant à l’époque, dont le bison. Or le bison vit dans des régions où le climat est froid. Ces peintures montrent donc que, dans la région, le climat était plus froid il y a 20 000 ans qu’actuellement. Aide possible : Les Hommes préhistoriques avaient l’habitude de représenter les espèces animales avec les‑ quelles ils cohabitaient. Exercice 6 a. Entre les points A et B, la température au sol diminue au niveau du bois de Boulogne et du bois de Vincennes. Elle est maximum dans la ville de Paris. Plus précisément, la température au sol au niveau des bois de Boulogne et de Vincennes est inférieure de 5 degrés en moyenne à celle du centre de Paris. Aide possible : Repérez à l’aide de la carte n° 1 la tempé‑ rature au niveau du bois de Boulogne, du centre de Paris et enfin du Bois de Vincennes. b. Cela montre que la végétation permet un abaissement de la température par rapport aux zones urbanisées.

16

Aide possible : Comparez la température des zones boi‑ sées (Boulogne/Vincennes) à celle du centre de Paris. Exercice 7 a. Les températures moyennes à Bordeaux sont supé‑ rieures à celles de Montréal d’environ 13 °C en janvier et d’environ 5 °C en juillet. Aide possible : Calculez la différence de température entre Montréal et Bordeaux en janvier et en juillet. b.  On peut supposer que le courant océanique chaud appelé Gulf Stream influence le climat en réchauffant les côtes européennes par rapport aux côtes nordaméricaines. Aide possible : Refaites une carte identique au docu‑ ment proposé en surajoutant la position exacte de Mon‑ tréal, de Bordeaux et en dessinant le trajet du courant océanique Gulf Stream. Exercice 8 a. Le climat méditerranéen risque de progresser vers le nord sur environ 340 km d’ici 2 100. b.  Les effets du réchauffement climatique sont déjà visibles en France car on observe aujourd’hui une forte diminution du cumul des pluies en début d’année et une baisse sensible des productions fourragères dans la zone méditerranéenne, par rapport à la période de 1950 - 1979. Aide possible : Les effets du réchauffement climatique en France sont les plus visibles au niveau de la zone méditerranéenne. c.  Trois conséquences possibles du réchauffement cli‑ matique sur les populations humaines sont : des risques de pénurie d’eau, des pertes économiques liées à la baisse des rendements agricoles et une extension des zones pouvant accueillir des vignobles de type médi‑ terranéen. Aide possible : Les conséquences possibles du réchauf‑ fement climatique concernent trois grands domaines : l’approvisionnement en eau, l’alimentation du bétail (élevage) et la production de vin. Exercice 9 a.  Ce n’est pas la bonne réponse, à l’exception des années 1965 et 1991, on constate que la quantité d’an‑ chois pêchés diminue fortement à la suite d’un événe‑ ment El Niño. b.  Ce n’est pas la bonne réponse car ce graphique montre seulement qu’il existe un lien, mais ne démontre pas qu’El Niño provoque une baisse de la prise d’anchois (exemple : en 1965 et en 1991, El Niño n’a pas été suivi d’une baisse des prises d’anchois) c. Bonne réponse.

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Corrigé des exercices

Exercice 10 Grâce à ce graphe, on peut supposer que l’activité solaire pouvait influencer le climat jusque dans les années 1950, car les deux courbes présentent la même tendance. Mais pendant les 35 dernières années,

l’activité du Soleil a eu tendance à diminuer tandis que le climat se réchauffait. Cela prouve donc que, depuis 1950, ce réchauffement peut être expliqué principale‑ ment du fait des activités humaines.

Exercice 11

4

2

T °C

Pluie

3 Moyenne des températures Qu’est-ce qu’un climat ?

et des précipitations Durée 30 ans

1981

2011

Unité 1 Quelle est l’origine des climats ?

1

Unité 2

CLIMATS D’HIER D’AUJOURD’HUI DE DEMAIN

Répartition inégale d’énergie solaire

Qu’est-ce qu’El Niño ? Quels sont les enjeux de sa prévision ?

Un phénomène climatique

Quels sont les indices des changements climatiques passés ?

Des modifications de la composition chimique de la glace

Unité 3

Limiter les risques pour l’Homme liés à ce phénomène climatique

La présence de roches issues de glaciers dans des régions où la température est aujourd’hui douce (Lyon) Les traces laissées par les glaciers Un réchauffement climatique global

Comment évolue le climat actuel ?

Unité 4

Répartis selon la latitude

Quelles son les conséquences du réchauffement climatique actuel ?

En lien avec l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère liés aux activités humaines La fonte des glaces continentales La modification des régimes de précipitation L’élévation du niveau de la mer L’augmentation du nombre de catastrophes naturelles

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Le déplacement des populations

Chapitre 1 • Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain 17

Chapitre

2

V Livre de l’élève p. 29‑42

Les choix en matière de ressources naturelles

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Les activités humaines et l’environnement ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4‑11. Compétences* * Caractériser quelques enjeux de l’exploitation d’une ressource naturelle par les humains en lien avec quelques grandes questions de société. * Expliquer comment une activité humaine peut modifier des écosystèmes. Proposer des argumentations sur les impacts des actions de l’être humain sur l’environnement.

Traitement dans le manuel * Chapitre 2 (manuel de 5e). Les enjeux lié aux ressources naturelles * Chapitre 2. Les choix en matière de ressources naturelles pp. 29-42 * Chapitre 3. Quelques impacts des activités humaines sur l’environnement. pp. 43‑62

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques Le chapitre  2 s’inscrit dans le thème 1 du programme de cycle 4 de SVT : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine. Cette partie du programme est l’occasion de comprendre les problématiques liées à la production d’énergie et les solutions pouvant être apportées à l’échelle individuelle comme collective. Ce chapitre est décliné en trois unités. Il a pour objectif : – de mettre en évidence l’augmentation de la consom‑ mation mondiale d’énergie et les problématiques associées ; – d’identifier des solutions à l’échelle individuelle ; –  de montrer l’importance et la complémentarité des solutions à l’échelle collective en matière de gestion de l’énergie.

L’unité 2 permet de montrer comment, à l’échelle indivi‑ duelle, des économies d’énergies peuvent être réalisées au quotidien. L’unité 3 permet de souligner que des décisions col‑ lectives, complémentaires des choix individuels, per‑ mettent de réduire les dépenses en énergie. Les doc. 1 à 3 présentent quelques exemples de gaspillage éner‑ gétique et des solutions pouvant être mise en œuvre pour le réduire. Les doc. 4 à 7 évoquent la nécessité d’augmenter la part des énergies renouvelables et donc de s’engager vers une transition énergétique.

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L’unité 1 permet d’identifier les différentes causes à l’origine de l’augmentation de la consommation d’énergie à l’échelle mondiale (docs. 1 à 3). Le doc. 4

permet de montrer les différents modes de production de l’énergie dans le monde et de mettre en évidence la part prépondérante des énergies fossiles. Les docs. 5 à 7 mettent en évidence les problèmes engendrés par l’utilisation des énergies fossiles : épuisabilité des ressources, pollutions locales et réchauffement clima‑ tique.

18

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle [D1.2] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

Argumenter

V Exercice 8 p. 40

Extraire des informations d’un texte

V Exercice 4 p. 38

Extraire des informations d’un graphique

V Exercice 5 p. 39

Extraire des informations d’un graphique et interpréter

V Exercice 9 et 10 p. 41

[D2] Méthodes et outils pour apprendre

Réviser en se posant les bonnes questions

V Exercice 11 p. 42

[D3] La formation de la personne et du citoyen

Faire preuve d’esprit critique

V Exercice 6 p. 39

Comprendre les responsabilités en matière de préservation des ressources

V Unité 1 pp. 30‑31 ; question 3

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de l’environnement Mettre en relation des informations

V Unité 2 pp. 32‑33 V Unité 3 pp. 34‑35 ; questions 1 et 2 V Exercice 7 p. 40

Par pages Place dans le chapitre V Unité 1 pp. 30‑31 ; question 3 V Unité 2 pp. 32‑33 V Unité 3 pp. 34‑35 ; questions 1 et 2

Compétence travaillée Comprendre les responsabilités en matière de préservation des ressources Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de l’environnement

Domaine du socle

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 4 p. 38

Extraire des informations d’un texte

V Exercice 5 p. 39

Extraire des informations d’un graphique

V Exercice 6 p. 39

Faire preuve d’esprit critique

[D3] La formation de la personne et du citoyen

V Exercice 7 p. 40

Mettre en relation des informations

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 8 p. 40

Argumenter

[D1.2] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 9 et 10 p. 41

Extraire des informations d’un graphique et interpréter

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 11 p. 42

Réviser en se posant les bonnes questions

[D2] Méthodes et outils pour apprendre

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[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

Chapitre 2 • Les choix en matière de ressources naturelles 19

Quelques conseils On peut s’appuyer sur le livre : La transition énergétique ?, de Patrick Piro, éditions Belin (2014). On y trouvera de nombreuses données quantitatives et qualitatives sur l’évolution de la consommation énergétique, les réserves de combustibles fossiles, les énergies renouvelables, les pistes pour améliorer l’efficacité et la sobriété énergé‑ tiques, etc.

Pour l’activité « se loger », proposez des solutions qui permettent de diminuer les pertes d’énergie, comme la pose de double vitrage ou une meilleure isolation. Pour l’activité se déplacer, vous pouvez vous référer à ce site internet http://quizz.ademe.fr/eco-deplacements/ comparateur/. Il permet de comparer l’impact environnemental des différents types de transports. Unité 3 V pp. 34‑35

Unité 1 V pp. 30‑31 1. Entre 1950 et 2014, la population mondiale a environ triplé tandis que la consommation d’énergie a, quant à elle, été multipliée par 7. Donc l’augmentation de la consommation énergétique mondiale n’est pas seule‑ ment due à l’augmentation de la population mondiale. 2. L’augmentation de la consommation d’énergie a d’autres sources : une augmentation de l’activité écono‑ mique mondiale, une consommation plus importante de biens et de services, en lien avec une augmentation du niveau de vie et avec la création de nouveaux besoins. 3. Les trois problèmes liés à l’augmentation de la consommation d’énergie sont : l’épuisabilité des res‑ sources d’origine fossiles, les dommages causés à l’envi‑ ronnement et le réchauffement climatique. Unité 2 V pp. 32‑33 Pour économiser de l’énergie, on peut se déplacer à pied ou préférer les transports en commun. Ainsi, prendre le train permet d’émettre plus de cent fois moins de CO2 par kilomètre que prendre sa voiture. On peut aussi choisir de bien isoler sa maison, en installant du double vitrage par exemple, ou de baisser la tempé‑ rature à l’intérieur de la maison. En effet, on peut écono‑ miser 7 % d’énergie en baissant la température de 1 °C. Une autre solution est d’éviter de laisser des appareils électroniques en mode veille ou encore d’éteindre les lumières. On peut aussi choisir d’utiliser des ampoules basse consommation : une ampoule LED par exemple, ne consomme que 20 % de l’énergie nécessaire pour faire fonctionner une ampoule classique. Enfin, on peut aussi privilégier des appareils électriques de classe A, qui permettent d’économiser jusqu’à 20 % d’énergie par rapport à un appareil électrique de classe B. Coup de pouce : Identifiez les différentes activités du quotidien sur lesquelles chaque citoyen peut participer à la réduction de la consommation d’énergie, telles que se déplacer, se divertir, travailler, se chauffer, se loger etc.

20

1. La décision du ministère de l’Environnement du 1er juil‑ let 2013 incitant à éteindre les locaux commerciaux de nuit permettrait d’économiser ce que consomment 750 000 foyers en France (doc. 1). La ville de Paris pro‑ pose quant à elle des aides financières pour rénover les logements en améliorant leur efficacité énergétique (docs. 2 et 3). 2. Certaines décisions peuvent modifier le type d’éner‑ gie consommée : installer des éoliennes a permis d’aug‑ menter la part d’électricité produite grâce au vent en Europe entre 2000 et 2016 ; la mise en marche de la centrale électrique de Strasbourg en 2016 a permis de produire de l’électricité à partir de déchets de bois ; grâce à des installations permettant de produire du biogaz, de plus en pus de voitures pourront rouler au biogaz et non à l’essence ou au diesel.

Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 a. La découverte d’un nouveau gisement de pétrole fut considérée comme une bonne nouvelle par le Brésil car cela pouvait lui permettre de se hisser au 4e  rang des producteurs de pétrole. Ce nouveau gisement repré‑ sente donc un intérêt économique. Aide possible : Cette question est de type A, c’est-àdire que la réponse est directement écrite dans le texte. b.  Le pétrole est une ressource non renouvelable (ou fossile). La durée de ces réserves est donc limitée et le pétrole peut disparaître à l’échelle de temps humaine. De plus, sa combustion engendre le rejet de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, lequel participe au réchauf‑ fement climatique. Aide possible : Cette question est de type C, c’est-à-dire que vous devez faire appel à vos connaissances pour y répondre. Posez-vous deux questions : Le pétrole est-il une ressource renouvelable ? Que provoque la combustion du pétrole ? Utilisez pour cela des documents p. 19 de l’unité 3 du chapitre « Climats d’hier, d’aujourd’hui, de demain ».

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Corrigé des Missions

Exercice 5 a. La quantité annuelle d’électricité pour faire fonction‑ ner le cloud à l’échelle mondiale est d’environ 800 TWh, ce qui est bien supérieur à la consommation annuelle d’électricité par la France, qui s’élève à environ 500 TWh. Aide possible : Choisissez la bonne réponse parmi les trois proposées : il faut autant d’électricité pour faire fonctionner le cloud mondial que n’en consomme la France pour assurer ses besoins. il faut plus d’électricité pour faire fonctionner le cloud mondial que n’en consomme la France pour assurer ses besoins. il faut moins d’électricité pour faire fonctionner le cloud mondial que n’en consomme la France pour assurer ses besoins. b. Pour limiter sa consommation d’énergie liée au cloud, on peut : limiter l’utilisation de jeux en ligne ; sélection‑ ner les photos et les vidéos que l’on souhaite sauvegar‑ der en ligne et éliminer les fichiers inutiles ; sauvegarder ses fichiers sur un disque dur. Aide possible : Choisissez deux propositions correctes parmi les quatre proposées ci-dessous : jouer à des jeux en ligne ; jouer à des jeux sur console classique ; jouer à des jeux sur smartphone ; stocker ses photos sur un disque dur externe ; stocker ses photos sur son ordinateur ; stocker ses photos dans le cloud.

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Exercice 6 Les voitures électriques fonctionnent à partir de batte‑ ries contenant du lithium. Or, c’est une ressource épui‑ sable qui a mis des dizaines de milliers d’années à se former. Au rythme de la consommation prévu pour 2020, il reste 365 années de réserves. Si la demande mondiale en lithium augmente encore davantage (pour produire davantage de voitures électriques ou encore pour produire d’autres objets comme les appareils élec‑ troniques type smartphone, tablettes etc.), les réserves risquent de diminuer encore plus rapidement. Elles seront peut-être épuisées avant que toutes les voitures puissent rouler à l’électricité. Aide possible : En 2020, pour produire ses voitures électriques, la marque californienne devrait consommer presque toute la production mondiale de lithium. Or si toutes les voitures sont électriques, d’autres marques auront besoin de lithium. Les réserves de lithium risquent donc d’être vite épuisées.

Exercice 7 a. Les deux sources d’énergies renouvelables utilisées par El Hierro sont les énergies éolienne et hydroélec‑ trique. Aide possible : Choisissez les deux bonnes réponses parmi les propositions ci-dessous : énergie éolienne ; énergie géothermique ; énergie hydraulique ; énergie issue de la biomasse. b. El Hierro a choisi d’exploiter ces deux sources d’éner‑ gie en même temps car le vent souffle sur l’île par inter‑ mittence. Lorsqu’il n’y a pas de vent, l’électricité peut donc être produite par l’énergie hydroélectrique. Aide possible : Demandez-vous si le vent est une source d’énergie permettant de produire de l’électricité en continu. c.  L’exploitation de ces deux sources d’énergie repré‑ sente un intérêt pour l’environnement car ce sont des énergies renouvelables dont la production émet peu de gaz à effet de serre en comparaison avec les énergies fossiles. De plus, leur production est locale. Aide possible : Choisissez deux propositions correctes parmi les quatre ci-dessous : Ce sont des sources d’énergie renouvelables contrai‑ rement à d’autres sources qui sont épuisables. Ce sont des sources d’énergie faciles à exploiter. Ces deux sources d’énergies limitent les rejets de gaz à effet de serre à l’origine du réchauffement climatique. Ce sont des sources d’énergie peu chères. Exercice 8 a. Les quatre sources d’énergie renouvelables que l’on peut repérer sur ce schéma sont : l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique et l’énergie liée à la biomasse. Aide possible : C’est une question de type A : la réponse est directement écrite dans le document ; il vous suffit de la recopier. b. Le Soleil permet de produire directement de l’éner‑ gie grâce aux panneaux photovoltaïques, par exemple. Mais il est aussi à l’origine d’autres sources d’énergie de façon indirecte. Par exemple, le Soleil est à l’origine des mouvements des enveloppes fluides terrestres, qui elles-mêmes sont à l’origine des énergies éolienne et hydraulique. Aide possible : Identifiez la condition nécessaire à la for‑ mation de toutes ces sources d’énergie renouvelables.

Chapitre 2 • Les choix en matière de ressources naturelles 21

Exercice 9 a. En France, la part des énergies renouvelables repré‑ sente 16,1 %. Aide possible : Choisissez la bonne réponse parmi les propositions ci-dessous. La part des énergies renouvelables en France est de : 68,3 % 16,1 % 0,7 % b.  La part des énergies renouvelables en France est inférieure de 7 % environ à la moyenne dans l’Union européenne. Aide possible : La part moyenne des énergies renouve‑ lables en Europe est de 23,4 %.

Exercice 10 a. L’énergie éolienne est fournie par le vent qui est un phénomène météorologique existant en permanence à la surface de la Terre. Aide possible : Identifiez le phénomène permettant de mettre en mouvement les pales d’une éolienne. b.  La production d’électricité est maximale lorsque la vitesse du vent est comprise entre 50 et 90 km/h. Aide possible : Demandez-vous : Pour quelles vitesses de vent la production d’électri‑ cité par l’éolienne est-elle maximale ? Que se passe-t‑il si la vitesse du vent est trop élevée (> 90 km/h)

Exercice 11

Qu’est-ce qu’une ressource fossile Les citoyens, les villes, les régions et les états.

Des ressources fossiles. À cause de l’augmentation de la population mondiale et du niveau de vie.

Leur rythme de consommation est supérieur au rythme de formation.

Au cours du siècle. Leur combustion libère des gaz à effet de serre.

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Comment agir à l’échelle individuelle pour limiter la consommation d’énergies fossiles

22

Chapitre

3

V Livre de l’élève p. 43‑62

Impact des activités humaines sur l’environnement

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Les activités humaines et l’environnement ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4‑11. Compétences * Caractériser quelques enjeux de l’exploitation d’une ressource naturelle par les humains en lien avec quelques grandes questions de société. * Expliquer comment une activité humaine peut modifier des écosystèmes. * Proposer des argumentations sur les impacts des actions de l’être humain sur l’environnement.

Traitement dans le manuel * Les enjeux liés aux ressources naturelles, chapitre 3 (manuel de 5e), pp. 43–56 * Chapitre 2. Les choix en matière de ressources naturelles pp. 29–42 * Chapitre 3. Impact des activités humaines sur l’environnement pp. 43–62

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques Le chapitre 3 s’inscrit dans le thème 1 du programme de cycle 4 de Sciences de la Vie et de la Terre : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine. Cette par‑ tie du programme est l’occasion d’identifier quelques impacts de l’activité humaine sur l’environnement et les ressources naturelles, et de réfléchir à des comporte‑ ments responsables vis‑à‑vis de l’environnement.

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Ce chapitre est décliné en six unités. Il a pour objectif : –  de mettre en relation certaines activités humaines avec l’évolution de la biodiversité des écosystèmes et la dynamique de ces écosystèmes ; –  de découvrir que des comportements responsables peuvent, à l’échelle individuelle ou à l’échelle collective, limiter la dégradation des écosystèmes ; –  de relier le fonctionnement des écosystèmes aux mesures d’atténuation, de prévention ou de réhabilita‑ tion associées à ces comportements. L’unité 1 utilise l’exemple des récifs coralliens afin de comprendre les multiples causes (locales ou mondiales) de leur dégradation, mais aussi les conséquences induites à l’échelle de l’écosystème. C’est le sujet d’une tâche complexe au cours de laquelle l’élève devra réa‑ liser une affiche. Le doc. 1 présente une plongeuse qui réalise un recensement de la biodiversité dans un récif corallien. Le doc. 2 permet de donner trois exemples d’animaux qui vivent dans un récif peuplé de milliers d’autres espèces. La carte du doc. 3 montre la répartition des récifs coralliens à la surface du globe. Ces trois pre‑ miers documents permettent de décrire l’état général de ces récifs, en soulignant l’importance des recherches

qui leur sont consacrées. Les conséquences sur les récifs coralliens d’une augmentation de la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère (échelle mondiale) sont expliquées dans le doc. 4. L’élève comprend que cette hausse provoque une acidification des océans et une élévation de leur température, toutes deux responsables de la mort des coraux. Ce document est issu d’un article publié en 2016 dans la revue Science. Le doc. 5 illustre quelques activités humaines à l’échelle locale et leurs conséquences sur les récifs coralliens. L’unité 2 permet d’aborder quelques‑unes des multiples conséquences de la transformation des écosystèmes. Elle s’articule autour de l’exemple des mangroves, car il s’agit d’un écosystème très répandu au niveau des litto‑ raux tropicaux (doc. 2) et car de nombreuses menaces pèsent sur lui (doc. 3). Pour information, le taux de des‑ truction des mangroves est supérieur à celui des forêts tropicales. Cette unité permet de mettre en évidence que la dégradation des mangroves peut être liée au dévelop‑ pement économique local (docs. 3 et 4). Elle donne à l’élève des clés pour comprendre l’intérêt de proté‑ ger ces écosystèmes : les mangroves et la biodiversité qu’elles abritent peuvent rendre de nombreux services à l’Homme (docs. 5 à 8). L’unité 3 prend l’exemple d’une ressource alimentaire, le poisson, pour montrer l’impact de l’Homme sur les ressources naturelles. C’est également l’occasion de travailler sur les choix individuels et leurs consé‑ quences collectives. On montre ainsi que le consom‑ mateur joue un rôle important concernant certaines Chapitre 3 • Impact des activités humaines sur l’environnement 23

questions environnementales, comme ici la diminution des stocks de poissons. La page de gauche rappelle la mobilisation citoyenne, des ONG de protection de l’environnement et des associations de consomma‑ teurs (doc. 1) consécutive aux alertes des scienti‑ fiques (doc. 2) quant à la diminution des stocks de thon rouge dans les années 1990‑2000. L’importance de la réglementation et de son respect en lien avec les questions environnementales peut être abordée grâce au doc. 3. La page de droite permet d’élargir l’exemple du thon rouge à d’autres espèces de poissons. L’idée est d’ame‑ ner les élèves à prendre conscience des conséquences de la surconsommation de cabillauds (docs. 4 et 5) alors qu’il existe beaucoup d’autres espèces commer‑ cialisées, parfois moins coûteuses et de bonne qualité gustative et nutritionnelle (doc. 5). Concernant le cabil‑ laud, les docs. 6 et 7 montrent que malgré une augmen‑ tation de l’effort de pêche (augmentation du nombre et de la puissance des bateaux), la quantité de cabillauds pêchés décroît. On peut expliquer cette tendance par une diminution des effectifs des individus reproducteurs et donc des stocks de cabillaud (le stock est la partie exploitable de la population d’une espèce dans une zone donnée).

L’unité 5 présente deux exemples de réhabilitation des écosystèmes : le premier permet d’évoquer la réhabilitation d’un écosystème forestier (docs. 1 à 3) et le second la dépollution d’un sol (docs. 4 à 6). En étudiant le reboisement d’un plateau en Chine, l’élève comprend, grâce au doc. 1, que la réhabilitation d’un écosystème forestier ralentit l’érosion du sol. Le doc. 2 est la photographie d’une personne s’occupant d’une pépinière en Amazonie ; il permet d’introduire un des modes de lutte contre les coupes illégales de bois. Le doc. 3 présente ensuite quelques bénéfices de l’agro‑ foresterie ; il montre que la protection des écosystèmes forestiers est bénéfique pour ces derniers, mais aussi pour les humains. Le doc. 4 prend l’exemple d’une dépollution aux métaux lourds d’une ancienne mine à l’aide de plantes. L’interview du chercheur (doc.  5) permet de souligner le rôle de certaines bactéries capables de dépolluer l’eau et les sols. Le doc. 6 indique quelques exemples de polluants pouvant être détruits par certaines bactéries. Ces trois derniers documents concernant la dépollution soulignent l’importance des connaissances scientifiques sur le fonctionnement des écosystèmes. L’unité 6 présente quelques mesures de protection des écosystèmes à l’échelle nationale ou internationale. Le graphique du doc. 1 met en évidence que le proto‑ cole de Montréal a permis de ralentir la formation du trou dans la couche d’ozone. L’élève fait le lien grâce aux docs. 2 et 3 entre des pollutions sans frontières et des engagements nécessaires à l’échelle mondiale. Le schéma et le texte du doc. 4 permettent d’expliquer les conséquences de la pêche au chalut et de comprendre ainsi la justification des mesures de limitation de ce type de pêche qui ont été mises en place récemment à l’échelle européenne. Le doc. 5 montre les effets sur les écosystèmes océaniques des microbilles de plastique, présentes dans certains produits de grande consom‑ mation : elles se retrouvent dans les chaînes alimen‑ taires des océans. L’élève peut ainsi comprendre ce qui a motivé les mesures de restriction de leur utilisation, présentées dans le doc. 6.

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L’unité 4 traite des espèces patrimoniales. La double page s’attache à montrer quelques aspects de la biolo‑ gie de la conservation : avec la réintroduction d’espèces menacées (page de gauche) et la création de réserves (page de droite). Contrairement à l’unité précédente, qui s’attache à des espèces directement utiles, cette unité permet d’abor‑ der la question des espèces qui revêtent un caractère symbolique (vautour, doc. 1 ; flore et faune de la réserve des Coteaux de la Seine, doc. 6), souvent liées à un patri‑ moine régional qui peut être valorisé localement (docs. 4 et 5). Le rôle écologique joué par les vautours (l’élimi‑ nation des carcasses) est également évoqué (doc. 2). Cette page de gauche est aussi l’occasion de montrer les différents types de menaces anthropiques qui peuvent peser sur une espèce donnée (doc. 2) et les dispositions nécessaires pour les compenser (doc. 3). La réserve des Coteaux de la Seine illustre l’importance de protéger des milieux pour préserver une diversité importante (doc. 6). Cette unité peut enfin être l’occasion d’aborder la complémentarité d’une approche par espèces (cas du

vautour fauve) et d’une approche par milieu (cas de la réserve des Coteaux de la Seine) pour préserver la bio‑ diversité.

24

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

Compétence travaillée

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre [D3] La formation de la personne et du citoyen

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

[D5] Les représentation du monde et l’activité humaine

Place dans le chapitre

S’exprimer à l’écrit pour argumenter

V Unité 4 pp. 50‑51 ; question 1

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

V Unité 1 pp. 44‑45

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

V Unité 5 pp. 52‑53

Extraire des informations d’un texte

V Exercice 4 p. 58

Extraire des informations d’un schéma

V Exercice 8 p. 60

Utiliser une base de données

V Exercice 7 p. 60

Réaliser des vidéos explicatives

V Exercice 11 p. 62

Comprendre les éléments d’un débat

V Exercices 9 et 10 p. 61

Comprendre les responsabilités en matière de préservation des ressources

V Unité 2 pp. 46‑47

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de l’environnement

V Unité 3 pp. 48‑49 ; questions 1 et 2

Formuler des hypothèses

V Exercice 5 p. 59

Raisonner

V Exercice 6 p. 59

Appréhender différentes échelles spatiales d’un même phénomène

V Unité 6 pp. 54‑55 ; question 2

pages

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Place dans le chapitre

Compétence travaillée

Domaine du socle

V Unité 1 pp. 44‑45

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 2 pp. 46‑47

Comprendre les responsabilités en matière de préservation des ressources

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 3 pp. 48‑49 ; questions 1 et 2

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de l’environnement

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 4 pp. 50‑51 ; question 1

S’exprimer à l’écrit pour argumenter

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Unité 5 pp. 52‑53

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 6 pp. 54‑55 ; question 2

Appréhender différentes échelles spatiales d’un même phénomène

[D5] Les représentation du monde et l’activité humaine

V Exercice 4 p. 58

Extraire des informations d’un texte

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 5 p. 59

Formuler des hypothèses

V Exercice 6 p. 59

Raisonner

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 7 p. 60

Utiliser une base de données

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

V Exercice 8 p. 60

Extraire des informations d’un schéma

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercices 9 et 10 p. 61

Comprendre les éléments d’un débat

[D3] La formation de la personne et du citoyen

V Exercice 11 p. 62

Réaliser des vidéos explicatives

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

Chapitre 3 • Impact des activités humaines sur l’environnement 25

Dans tout ce chapitre, il est important de faire percevoir aux élèves la multitude des menaces, la diversité des conséquences avérées ou potentielles et de les faire réfléchir aux solutions qui peuvent être mises en œuvre collectivement ou individuellement. Il est important de rendre concrètes et accessibles les menaces envi‑ ronnementales dont les caractéristiques propres (peu visibles, grandes échelles de temps, effets marginaux faibles mais effets cumulatifs forts, dilution des respon‑ sabilités, etc.) peuvent donner un sentiment d’impuis‑ sance à l’échelle individuelle. En se fondant sur des cas précis (ceux du manuel ou d’autres), une réflexion peutêtre menée concernant les actions possibles aux diffé‑ rents niveaux de la société (citoyen, consommateur, associations, entreprises, instances politiques locales, régionales ou nationales ou internationales). En biologie de la conservation, on trouve beaucoup d’in‑ formation sur les sites des parcs nationaux http://www. parcsnationaux.fr/fr et des réserves naturelles http:// www.reserves-naturelles.org/. Le site de la fondation Tara expéditions, oceans.taraex‑ peditions.org, propose de multiples documents péda‑ gogiques et la possibilité de participer avec une ou plusieurs classes à des projets autour des recherches scientifiques développées à bord du bateau.

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 44‑45 L’affiche peut mettre en avant les idées suivantes : – les coraux abritent une part importante de la biodiver‑ sité mondiale : 25 % de la biodiversité marine mondiale, plus de 100 000 espèces différentes (docs. 1 et 2). –  leur état général soulève des inquiétudes. De nom‑ breux récifs sont déjà morts et de nombreux autres sont menacés ou très menacés (doc. 3). En outre, s’ils se pour‑ suivent, le réchauffement climatique et les émissions de dioxyde de carbone risquent de gravement ralentir la croissance des coraux et d’augmenter leur mortalité (doc. 4). Tout cela laisse craindre une accélération de la dégradation des récifs coralliens dans les années à venir. –  ce sont certaines activités humaines qui menacent l’avenir des récifs coralliens (docs. 4 et 5) : émissions de dioxyde de carbone, plongée, pêches, pollutions, des‑ tructions directes. Coup de pouce : – Montrez que les coraux abritent une part importante de la biodiversité mondiale (docs. 1 et 2). – Décrivez l’état général des récifs coralliens sur la pla‑ nète et leur possible évolution (docs. 3 et 4). Pour cela, vous pouvez en particulier repérer sur les diagrammes 26

du doc. 3 la part correspondant à l’ensemble « corail mort » + « corail en état critique » + « corail menacé ». –  Montrez l’utilité d’un recensement de la biodiversité des récifs coralliens (doc. 1). – Expliquez comment les activités humaines menacent les récifs coralliens et indiquez les conséquences d’une augmentation de la quantité de dioxyde de carbone (docs. 4 et 5). Unité 2 V pp. 46‑47 Proposition de discours : « Nous sommes ici réunis pour évoquer la sauvegarde des milieux côtiers. Je souhaite attirer votre attention sur l’importance des mangroves. Elles occupent la majeure partie des littoraux tropicaux. Beaucoup d’entre elles sont détruites, principalement par les élevages de crevette (38 % des destructions) et l’exploitation du bois (26 % des destructions). Pourtant elles sont utiles aux populations locales pour se nourrir, c’est le cas par exemple en Thaïlande ou en Papoua‑ sie-Nouvelle-Guinée. Elles permettent également de protéger le littoral des tsunamis et de filtrer les pollu‑ tions d’origine continentale comme cela a été montré en Nouvelle-Calédonie. Je vous demande donc de réfléchir aux moyens de mieux protéger les mangroves pour les générations futures. » Coup de pouce : – Le doc. 3 permet de décrire l’évolution de la surface des mangroves. Les docs. 3 et 4 permettent de trouver les causes de la diminution de la surface occupée par les mangroves dans le monde. Dans les docs. 5 à 8, on peut trouver quatre services que les mangroves rendent aux humains. –  On peut enrichir les exemples cités dans la double page grâce à la vidéo : http://www.universcience.tv/ video-entre-terre-et-mer-la-mangrove-5596.html. Elle permet de décrire plus en détails les mangroves néoca‑ lédoniennes et d’apporter d’autres arguments pour un discours en faveur de la protection des mangroves. Unité 3 V pp. 48‑49 1. On constate que la biomasse des thons rouges dimi‑ nue progressivement à partir du milieu des années 1970 jusqu’au milieu des années 2000. La mise en place de la réglementation en 1998 a pour ambition de limiter les quantités de captures autorisées. Néanmoins, cette réglementation n’a pas été efficace avant 2007, lorsque des contrôles plus intensifs ont été mis en place. 2. On constate que le cabillaud est l’un des poissons frais les plus consommés en France en 2015 (18 %). Pourtant, il existe d’autres poissons, qui sont moins chers (lieu noir, dorade). Une des solutions pour préserver le cabil‑ laud est de manger les autres espèces en priorité. Pour

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Quelques conseils

éviter que ces autres espèces ne voient leurs effectifs diminuer à leur tour, il est important de varier souvent les espèces de poissons que l’on achète.

vivants. Une bonne connaissance de ces organismes est donc nécessaire.

Unité 4 V pp. 50‑51

1. Suite au protocole de Montréal de 1987 (réduction des émissions de CFC), la colonne d’ozone a globale‑ ment cessé de diminuer. Elle s’est stabilisée entre 150 et 200 UA, alors qu’entre 1970 et 1987, elle était passée de 300 à moins de 150 UA. 2. Entre 1880 et 1940, les émissions de dioxyde de soufre ont augmenté régulièrement. À partir de 1945, ces émissions se sont accrues consi‑ dérablement jusqu’aux années 1980 (on observe des émissions cinq fois plus élevées en 1980 que 40 ans auparavant), puis on observe une baisse des émissions pour revenir à des valeurs proches de 1940. Or ce sont les émissions de dioxyde de soufre qui sont respon‑ sables des pluies acides, dommageables à l’environne‑ ment. D’où l’intérêt de les limiter. Les vents brassent le dioxyde de soufre et les autres pol‑ luants dans l’atmosphère. Ces derniers ne connaissent donc pas de frontières. Des stratégies collectives, comme des conventions signées par plusieurs pays, sont donc nécessaires pour être efficaces.

1. Le vautour fauve est un animal symbolique des mon‑ tagnes du sud de la France. Il permet notamment de développer des activités touristiques d’observation. Pourtant, il a failli disparaître dans les années 1960 (il n’y avait plus qu’une soixantaine d’individus dans les Pyrénées). Il a alors été nécessaire de réintroduire des vautours, qui se sont ensuite reproduit et ont reconsti‑ tué une population plus importante aujourd’hui (1 600 vautours adultes dans les Pyrénées). 2. La réserve des Coteaux de la Seine est caractérisée par des pelouses calcaires exposées au soleil. Ce pay‑ sage caractéristique a été choisi comme modèle par des peintres comme Auguste Renoir. Il fait donc partie de notre patrimoine artistique (intérêt symbolique). Par ailleurs, la réserve abrite des espèces plutôt habituelles dans le sud de la France. Ces espèces constituent ainsi une biodiversité particulière pour la région parisienne, ce qui explique leur intérêt scientifique. Unité 5 V pp. 52‑53 1. On peut réhabiliter un écosystème forestier en replan‑ tant des arbres, afin de limiter l’érosion du sol ou de ren‑ forcer les cultures voisines. 2. Après une pollution, il est possible de traiter les eaux ou de dépolluer un sol à l’aide de bactéries ou de plantes. Les bactéries peuvent dégrader les substances organiques nuisibles, tandis que certains végétaux sont capables d’accumuler des métaux lourds. 3. Les deux pollutions sont d’origine humaine. Les deux types de traitement sont basés sur l’utilisation d’êtres

Unité 6 V pp. 54‑55

Remarque : la baisse observée entre 1940 et 1945 est liée à la seconde guerre mondiale. Cette baisse a été sui‑ vie par une augmentation rapide de la pollution atmos‑ phérique, due à une industrialisation rapide. 3. Le chalutage profond provoque une destruction des écosystèmes des fonds marins. Les microbilles de plas‑ tiques sont ingérées par les animaux marins et les scien‑ tifiques supposent que cela peut perturber les chaînes alimentaires. Des mesures d’interdiction à l’échelle de plusieurs pays sont donc indispensables pour préserver les écosystèmes marins.

Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4

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1960

1990 : Protection de l’if 1993 : Découverte d’un nouveau procédé pour produire le taxol sans détruire l’if 1965

1970

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

1962-1979 : découverte des propriétés anticancéreuses du taxol 1977-1987 : 12 000 arbres sacrifiés pour la recherche 1987 : 120000 arbres sacrifiés pour tester le médicament

Chapitre 3 • Impact des activités humaines sur l’environnement 27

Exercice 5 a. Les surfaces recouvertes par les posidonies ont dimi‑ nué au cours du 20e siècle. La diminution de la surface occupée par les posidonie s’est accélérée à partir des années 1980. Ainsi, environ 200 km2 ont été perdus entre 1970 et 1980, contre près de 2 000 km2 entre 1980 et 1990. b. Les posidonies ont de nombreuses fonctions écolo‑ giques : protection des plages contre l’érosion, amor‑ tissement des vagues, source de nourriture et lieux de reproduction pour les poissons, source d’alimentation pour d’autres écosystèmes etc. La disparition des posi‑ donies pourrait donc augmenter l’érosion du littoral, limiter l’apport d’alimentation aux autres écosystèmes et donc affecter la biodiversité. Exercice 6. a.  Pour vivre, une plante verte a besoin d’eau, d’élé‑ ments minéraux, de dioxyde de carbone et de lumière. b.  En limitant le passage de la lumière jusqu’au fond, l’activité du port peut limiter le développement des posidonies. c.  On constate que lorsque l’on s’éloigne du port, la surface de fond marin recouverte par les posidonies et de plus en plus importante (de 0 % à plus de 80 %). L’activité du port produit de la pollution et réduit la lumière au fond de la mer, on peut donc supposer qu’elle empêche le développement des posidonies à sa proximité. Exercice 7 a.  Pour la commune d’Accous (Pyrénées-Atlantiques, 64), au cœur du Parc national des Pyrénées, on compte entre 1 120 et 1 513 espèces sauvages (selon les listes). b. Le lézard vert occidental (Lacerta bilineata) se retrouve par exemple dans presque toutes les régions de France métropolitaine, sauf dans quelques départements du nord-est de la France. Exercice 8 a. Les ripisylves réduisent la concentration en azote de l’eau qui coule vers le cours d’eau.

Les récifs coralliens sont des zones de pêche Les récifs coralliens sont les écosystèmes les plus beaux Les effectifs de poissons marins comestibles sont en diminution

fait opinion fait

Le cabillaud est meilleur que le saumon

opinion

Le vautour fauve mérite d’être protégé car c’est un bel oiseau

opinion

Le vautour fauve est un animal antipathique

opinion

Les mangroves ne sentent pas bon

opinion

Les mangroves permettent aux populations locales de se nourrir

fait

Les mangroves représentent 75 % des littoraux tropicaux

fait

Exercice 10. Plusieurs réponses sont possibles. L’élève doit pouvoir justifier les arguments qui lui paraissent importants ou à même de contrecarrer les arguments contre la protec‑ tion des mangroves. On peut par exemple choisir : « Elles favorisent le travail des femmes (pêche à pied et collecte du bois ») et « Elles nourrissent les populations locales » pour contrecarrer les arguments « détruire les mangroves permet de créer des emplois » ou de « développer le tourisme ». Enfin, on peut proposer l’argument « Elles limitent les dégâts dus aux tsunamis » pour contrecarrer l’argument « Les mangroves rendent le littoral inaccessible ». Exercice 11. Les documents support utilisés par les élèves pour la vidéo peuvent être ceux du manuel ou d’une autre ori‑ gine. Il s’agit principalement d’inciter les élèves à travail‑ ler sur la construction de l’exposé (structure, rédaction des textes) ainsi que sur sa réalisation (qualité du son, qualité de l’image, cohérence entre les deux etc.). Les contraintes proposées ici, notamment le fait de ne pas filmer de personnes, permettent de se concentrer sur la construction de la vidéo sans entrer dans les difficultés de la représentation des personnes (droit à l’image, timidité des élèves, risque de moqueries).

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b. Les ripisylves permettent de réduire les pollutions des cours d’eau, car elles contribuent à détoxifier les pesti‑ cides et absorbent les excès d’azote et de phosphate.

Exercice 9.

28

Chapitre

4

V Livre de l’élève p. 73‑92

L’origine de la diversité génétique des individus

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Diversité ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4‑11. Compétences* * Expliquer sur quoi reposent la diversité et la stabilité génétique des individus. * Expliquer comment les phénotypes sont déterminés par les génotypes et par l’action de l’environnement. * Relier, comme des processus dynamiques, la diversité génétique et la biodiversité.

Traitement dans le manuel * Le phénotype : sa diversité, son origine, chapitre 6 (manuel de 4e), pp. 105 – 124 * Chapitre 4. L’origine de la diversité génétique des individus, pp. 73 – 92 * Chapitre 5. La diversité du vivant aux différentes échelles pp. 93 – 108

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

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Choix pédagogiques Le chapitre 4 s’inscrit dans le thème 2 du programme de cycle 4 de SVT : Le vivant et son évolution. Cette partie du programme permet de mettre la géné‑ tique en perspective, dans le cadre large de la diversité du vivant et de la biodiversité aux différentes échelles. Il s’agit là d’un changement par rapport aux programmes précé‑ dents où la dimension génétique était le plus souvent abordée à travers la reproduction humaine et les phéno‑ types humains. Dans cette perspective large, la génétique large sert de support à la compréhension des mécanismes évolutifs et contribuent à la description de la biodiversité aux différentes échelles. Pour cette raison, Il convient de ne pas se limiter au détail cellulaire ou subcellulaire des mécanismes et de tirer les conséquences aux échelles macroscopiques (des individus à la biosphère). Ce chapitre est décliné en cinq unités, qui ont pour objectif : – de définir les gènes et de faire le lien entre gènes et caractères héréditaires ; –  d’expliquer la diversité des gènes en définissant les allèles et les mutations ; – de montrer le devenir des allèles au cours de la forma‑ tion des gamètes (méiose) ; –  de montrer le devenir des allèles possédés par les gamètes au cours de la fécondation ; –  de montrer, enfin, comment les divisions cellulaires d’une cellule‑œuf aboutissent à un individu dont toutes les cellules ont le même patrimoine génétique. Les trois principaux phénomènes de division/fusion cellulaires (méiose, fécondation, mitose) sont ici envi‑ sagés dans la continuité du processus de reproduction, de façon à favoriser leur appropriation par les élèves.

L’unité 1 présente la notion de gène et de caractère héré‑ ditaire. Elle permet d’expliquer que ce sont les gènes qui contrôlent la présence de caractères héréditaires et d’insister sur l’universalité de ce support génétique. On rappelle également dans le doc. 1 que le phénotype ne s’explique pas uniquement par les gènes. L’unité s’appuie sur des exemples d’êtres vivants phylogénétiquement éloignés (la tomate et l’être humain) et présente des frag‑ ments de leurs cartes génétiques (docs. 3 et 5) ainsi que quelques caractères associés à ces gènes (doc. 4). L’unité 2 introduit la notion d’allèle et de mutation. Elle commence par donner la définition d’un allèle, puis elle permet de l’illustrer grâce à l’exemple du lobe de l’oreille (doc. 2) et du groupe sanguin (docs. 3 et 4). À cette occasion, elle permet de préciser une notion importante en phylogénie : il y a une différence entre un caractère héréditaire (par exemple la couleur des yeux) et l’état de ce caractère (bleu, vert, marron, etc.). Puis, le doc. 5 donne un exemple de mutation sur un caractère héréditaire non pathologique (la couleur des yeux). Enfin, le doc. 6 permet de mettre en évidence la diversité des caractères et des gènes en s’appuyant sur l’exemple de trois individus. L’idée de cette unité est de montrer qu’une mutation n’est pas forcément à l’origine d’une maladie. Pour cette raison, nous avons veillé à ce que les caractères et allèles choisis dans toute la double page et en parti‑ culier dans le document  6 ne correspondent pas à des pathologies. L’unité 3 présente la méiose comme le processus cellu‑ laire à l’origine de la production des cellules reproduc‑ trices. Elle s’appuie pour cela sur l’exemple classique des deux couples de locus monogéniques (groupe sanguin et rhésus). Chapitre 4 • L’origine de la diversité génétique des individus 29

Elle présente dans un premier temps le dédoublement des chromosomes (docs. 1 et 2) puis la méiose (doc. 3). Elle permet de montrer comment la succession de divi‑ sions cellulaires conduit à la formation de cellules repro‑ ductrices diverses. Cette unité permet donc d’expliquer la diversité d’un phénotype bien connu  et susceptible d’intéresser les élèves : le groupe sanguin. L’unité 4 présente la fécondation dans le but d’expliquer la diversité génétique des individus d’une population. Dans la continuité de l’unité précédente, elle montre comment les gamètes provenant du père et de la mère forment la cellule-œuf (docs. 1 et 2). La part de hasard qui intervient lors de la fécondation (la formation de la cellule-œuf résulte du rapprochement au hasard d’un ovule et d’un spermatozoïde) est mise en avant dans le doc. 2. Le doc. 3 montre comment elle contribue à expli‑ quer la diversité génétique des individus (notamment

au sein d’une même fratrie). Enfin, le doc. 4 généralise la notion de diversité génétique et introduit le terme de « brassage génétique ». L’unité 5 présente les mitoses et explique comment elles permettent de passer d’une unique cellule-œuf à un être vivant constitué de milliers de milliards de cellules au même patrimoine génétique. Le doc. 1 détaille les diffé‑ rentes étapes de l’augmentation du nombre de cellules au cours de la gestation. Le doc. 2 permet ensuite de préciser que les mitoses existent tout au long de notre vie dans de nombreux tissus. Les docs. 3 et 4 permettent enfin d’expliquer le mécanisme cellulaire de la mitose. Dans cette progression où la méiose est abordée avant la mitose, la mitose apparaît comme une forme simpli‑ fiée de la méiose, aboutissant à des cellules filles géné‑ tiquement identiques à la cellule mère.

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

Représenter des données sous la forme d’un tableau

V Unité 2, pp. 76‑77 ; question 3

Représenter des données sous la forme d’un schéma

V Unité 3, pp. 78‑79 ; questions 1 et 2

Représenter des données sous la forme d’un schéma

V Unité 5, pp. 82‑83 ; question 3

Représenter par un schéma

V Exercice 5, p. 87

Tirer des informations d’un schéma

V Exercice 6, p. 87

Produire un schéma

V Exercice 8, p. 88

Extraire des informations

V Exercice 9, p. 89

Organiser des données sous forme de diagrammes

V Exercices 12 et 13, p. 91

Modéliser un phénomène

V Exercice 14, p. 92

Conduire une recherche d’informations sur internet

V Unité 1, pp. 74‑75

Raisonner

V Unité 4, pp. 80‑81 ; questions 2 et 3

Raisonner en utilisant ses connaissances

V Exercice 4, p. 86

Raisonner

V Exercice 7, p. 88

Raisonner

V Exercice 10, p. 89

Mettre en relation des informations

V Exercice 11, p. 90

Place dans le chapitre

Compétence travaillée

V Unité 1, pp. 74‑75

Conduire une recherche d’informations sur internet

V Unité 2, pp. 76‑77 ; question 3

Représenter des données sous la forme d’un tableau

V Unité 3, pp. 78‑79 ; questions 1 et 2

Représenter des données sous la forme d’un schéma

30

Domaine du socle [D2] Les méthodes et outils pour apprendre

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

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Par pages

Place dans le chapitre

Compétence travaillée

Domaine du socle

V Unité 4, pp. 80‑81 ; questions 2 et 3

Raisonner

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 5, pp. 82‑83 ; question 3

Représenter des données sous la forme d’un schéma

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Exercice 4 p. 86

Raisonner en utilisant ses connaissances

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 5 p. 87

Représenter par un schéma

V Exercice 6 p. 87

Tirer des informations d’un schéma

V Exercice 7 p. 88

Raisonner

V Exercice 8 p. 88

Produire un schéma

V Exercice 9 p. 89

Extraire des informations

V Exercice 10 p. 89

Raisonner

V Exercice 11 p. 90

Mettre en relation des informations

V Exercices 12 et 13 p. 91

Organiser des données sous forme de diagrammes

V Exercice 14 p. 92

Modéliser un phénomène

Quelques conseils Ce chapitre est un classique de l’enseignement de la biologie. Pourtant, il nécessite une importante concep‑ tualisation, en particulier dans la représentation graphique des phénomènes de division cellulaire ou de fécondation. Il est donc recommandé de l’aborder plutôt en fin de cycle 4, pendant l’année de troisième.

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques [D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques [D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques [D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques [D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Et d’utiliser des caractères facilement accessibles aux élèves afin de faciliter leur compréhension tout en leur faisant travailler leur capacité à produire des figures abstraites. L’utilisation de « maquettes » (chromosomes découpés dans du papier) semble être particulièrement efficace. On pourra la mettre en œuvre en s’appuyant sur l’exercice 14 p. 92.

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 74‑75 On peut proposer une réponse sous forme de tableau.

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Caractéristiques

Exemple

Les gènes sont présents en deux exemplaires

Sur la paire de chromosomes 22, on constate qu’il y a sur chacun des deux chromosomes le gène « lobe de l’oreille attaché sur toute la longueur ou non » (docs. 1, 4 et 5)

Un gène a une influence sur l’état d’un caractère

Le gène « b » sur la deuxième paire de chromosomes de la tomate est responsable de la peau lisse ou fripée des fruits (docs. 1 à 3)

L’immense majorité des caractères dépendent de plusieurs gènes

La couleur de la peau dépend d’au moins une dizaine de gènes (doc. 3 p. 101)

État d’un caractère ne dépend pas uniquement des gènes : il dépend aussi souvent de l’environnement

L’exposition au soleil peut modifier la couleur de la peau (bronzage)

Chapitre 4 • L’origine de la diversité génétique des individus 31

Coup de pouce : – Choisissez un des caractères du doc. 4 et montrez que le gène correspondant est présent en deux exemplaires grâce au doc. 5. –  Montrez qu’un gène a une influence sur l’état d’un caractère en vous appuyant sur l’un des caractères du doc. 2 et sur le fragment de la carte génétique du doc. 3. – Utilisez vos connaissances ou bien le doc. 3 p. 101 pour mettre en évidence que l’immense majorité des carac‑ tères dépendent de plusieurs gènes. –  D’après vos connaissances, donnez un exemple de caractère qui dépend aussi de l’environnement.

Une personne possédant ces deux allèles sera donc de groupe sanguin B. 2. Les mutations sont à l’origine des différentes versions d’un gène que l’on appelle allèle. Par conséquent, chaque allèle est le fruit d’une mutation. Donc tous les allèles que nous possédons sont le fruit d’une mutation. C’est pour cela que l’on peut affirmer que nous sommes tous des mutants. 3. Souleymane

Justine

Vivien

Groupe sanguin

A

O

AB

Rhésus

+

+

–

Sensibilité au PTC

Sensible

Sensible

Sensible

Lobe de l’oreille

Détaché

Attaché

Détaché

Sexe

Masculin

Féminin

Masculin

Unité 2 V pp. 76‑77 1. Un caractère héréditaire dépend des allèles possédés par une personne. Chaque personne en possède deux. Par exemple une personne possédant un allèle  A et un allèle  B pour le groupe sanguin sera de groupe sanguin  AB. Parfois certains allèles dominent sur d’autres. Par exemple l’allèle  B domine sur l’allèle  O. Unité 3 V pp. 78‑79 1.

Rh+

A1

Rh–

A2

Paire de chromosomes n° 1

B Paire de chromosomes n° 2

O

dédoublement des chromosomes +

A1

Rh+

A1

Rh–

A2

Rh–

A2

Rh

B B O O compaction des chromosomes A1

Rh+

A1

Rh–

A2

Rh–

A2 B B O O

32

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Rh

+

2. Rh–

Rh– Rh+

Rh+

Rh–

Rh– Rh+

Rh+

A2

A2 A1

A1

A2

A2 A1

A1

B

Rh–

B

O

O

Rh–

A2

A2

B

B

O

Rh–

A2

A2

B

B

Rh–

Rh–

Rh+

Rh+

A1

A1

A2

A2

A1

A1

O

O

Rh+ A1

A1 O

Unité 4 V pp. 80‑81 1. La cellule-œuf a le même nombre de chromosomes que la cellule mère des cellules reproductrices des parents. En revanche, les cellules reproductrices ont deux fois moins de chromosomes que la cellule-œuf. 2. – Enfant 1 de la famille 1 : L’enfant 1 de la famille 1 est de groupe et rhésus sanguins : O–. Or, les allèles O et Rh– ne sont pas domi‑ nants. Il possède donc obligatoirement deux allèles Rh– (l’un fourni par le père l’autre fourni par la mère) et deux allèles O. Ce sont donc le spermatozoïde ayant l’allèle O et l’allèle Rh– ainsi que l’ovule ayant l’allèle O et l’allèle Rh– qui sont à l’origine de cet enfant. © Éditions Belin/Humensis 2017

B

Rh+

Rh+

O

B

Rh+

O

Rh–

O

– Enfant 4 de la famille 2 : L’enfant 4 de la famille 2 est de groupe et rhésus sanguins : AB–. Cet enfant a donc reçu un allèle A de l’un de ses parents et un allèle B de l’autre parent. De plus, comme l’allèle Rh– n’est pas dominant, il possède obligatoirement deux allèles Rh– (l’un fourni par le père l’autre fourni par la mère). Il a donc reçu de son père (via le spermatozoïde) les allèles A et Rh– et de sa mère (via l’ovule) les allèles B et Rh–.

O

B

B

Rh–

Rh–

Rh+

Rh+

A2

A2

A1

A1

O

O

B

B

3. La méiose conduit à la formation d’un très grand nombre de cellules reproductrices, possédant chacune une combinaison d’allèles différents. Une des cellules reproductrices de la mère (ovule) et du père (sperma‑ tozoïde) vont fusionner au hasard (fécondation) pour donner la cellule-œuf. Chaque fécondation correspond au rapprochement de deux cellules reproductrices diffé‑ rentes. Le hasard explique donc que chaque individu soit génétiquement unique et différent de ses frères et sœurs pourtant issus des mêmes parents. Unité 5 V pp. 82‑83 1. De nombreuses divisions cellulaires permettent de passer de la cellule-œuf (une seule cellule), à un nouveau-né (3 000  milliards de cellules). Les divi‑ sions cellulaires permettent également de renouveler les cellules tout au long de la vie, par exemple sur la peau où toutes les cellules sont renouvelées tous les 30 jours. 2. Entre les étapes 1 et 2, les chromosomes se dédoublent. Puis, ces deux copies se séparent, entre les étapes 4 et 5 et on revient donc au nombre initial de chromosomes. Chapitre 4 • L’origine de la diversité génétique des individus 33

3.

cellule–mère dédoublement et compaction des chromosomes

Rh–

Exercice 5 a. Voici les trois combinaisons possibles des deux allèles BN et JR du gène MC1R :

Rh+

B

A1

A2

locale. On peut donc considérer que la couleur blonde sur les îles Salomon provient d’une mutation génétique, différente de celle qui est responsable de la couleur blonde des habitants d’Europe du Nord.

BN

BN

BN

JR

JR

JR

O

A2

Rh–

Rh–

A1

Rh+

Rh+

Rh

–

Rh–

B

O

B

O

A2

Rh

+

A1

B

O

A2

Rh+

A1

B

O

2 cellules–filles

Corrigés des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 1. Un allèle est une version d’un gène. Chaque indi‑ vidu possède deux allèles de chaque gène. Ces allèles peuvent être identiques ou différents. 2. L’allèle TYRP1 responsable de la couleur blonde chez certains habitants des îles Salomon, n’est pas responsable de la couleur blonde chez les Européens. On peut donc écarter l’hypothèse selon laquelle les habitants d’Europe du Nord auraient transmis leur allèle à leur descendance, en ayant des enfants avec des personnes de la population 34

Paire de chromosomes 16

Paire de chromosomes 16

Paire de chromosomes 16

b. Les allèles JR et BN sont responsables de la synthèse de pigments jaune-rouge et brun-noir respectivement. On peut donc supposer que les cheveux roux sont associés à deux allèles JR, les cheveux châtain clair à un mélange JR/BN et les cheveux châtain foncé à deux allèles BN. Photo 1 : JR/JR (3e combinaison) Photo 2 : JR/BN (2e combinaison) Photo 3 : BN/BN (1re combinaison) Exercice 6 1. 1a. Bonne réponse. 1b.  Ce n’est pas la bonne réponse. Regarde attentive‑ ment le schéma. 1c.  Ce n’est pas la bonne réponse. Regarde attentive‑ ment le schéma. 2. 2a. Bonne réponse. 2b.  Ce n’est pas la bonne réponse. Le noyau provient d’une cellule de peau. 2c. Ce n’est pas la bonne réponse. En effet, la cellule B contient seulement le gène responsable de la produc‑ tion de cette protéine de soie. 3. 3a. Bonne réponse. 3b. Ce n’est pas la bonne réponse. Elle possède l’infor‑ mation génétique associée au noyau transgénique, c’est-à-dire de la cellule de peau de la chèvre 1 et du gène de la protéine de soie. 3c. Ce n’est pas la bonne réponse. Elle possède seule‑ ment un gène de l’araignée. Exercice 7 a. Les vrais jumeaux sont toujours de même sexe car ils sont issus d’une division par mitose d’une même celluleœuf et que les divisions cellulaires par mitose donnent

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migration vers les deux pôles de la cellule

deux cellules-filles identiques. Elles ont donc le même patrimoine génétique par conséquent les mêmes chro‑ mosomes sexuels. b. Les deux cellules-œuf dont sont issus les jumeaux ont le même nombre de chromosomes car ces deux cellules sont issues de la division par mitoses d’une même cellule-œuf et que la division cellulaire par mitoses donne deux cellules-filles génétiquement identiques. c.  Deux vrais jumeaux ne sont pas en tout point semblables l’un à l’autre car l’environnement peut aussi modifier leur phénotype. En effet, tous les caractères ne sont pas exclusivement héréditaires. Un des deux jumeaux peut par exemple vivre dans un milieu enso‑ leillé et donc être plus bronzé. Exercice 8 L’ordre des figures est le suivant : 4 ; 1 ; 3 ; 2.

Exercice 10 Il existe deux possibilités. Compte tenu des allèles portés par ses parents, l’enfant peut avoir soit les allèles A et A, soit A et O. Ces deux combinaisons d’allèles lui confèrent le groupe sanguin A. Voici les deux possibilités : A

A

O

[O]

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Gamètes des parents

Enfant

[AB]

A

A

A

O

A

A

[A]

Gamètes des parents

B

[AB]

A

O

O

A

Enfant [A]

Exercice 9 a.  On constate sur ce graphique que les patients du groupe A (ceux qui ont reçu les allèles normaux du gène CFTR) ont une respiration qui s’est légèrement améliorée ou qui est restée stable la plupart du temps (sauf pour le mois 10). En comparaison, les patients du groupe B (groupe témoin), qui n’ont pas reçu de traitement, ont une respiration qui s’est globalement dégradée. b.  On peut supposer que les allèles transmis par l’aé‑ rosol aux malades du groupe A ont été intégrés par les cellules pulmonaires et leur ont permis de produire une protéine CFTR normale. En revanche, les malades du groupe B ont continué à produire une protéine CFTR anormale.

Parents

Parents

B

Exercice 11 a. Voici à quoi correspond chaque schéma du doc. 2 : – phase 1 du schéma : partie c de la courbe car chaque chromosome comprend deux bras. La quantité d’ADN a donc doublé par rapport à une cellule qui commence le cycle cellulaire, dont les chromosomes ne comprennent qu’un seul bras ; – phase 2 du schéma : partie a de la courbe car il s’agit d’une cellule où chaque chromosome comprend un seul bras. Cela correspond donc à la cellule de départ (celle qui commence le cycle cellulaire) ; –  phase 3 : partie d de la courbe car on observe deux cellules-filles (c’est donc la fin de la division) et que chaque cellule a des chromosomes ne comprenant qu’un seul bras. b. Dans le schéma n° 3, la composition chromosomique de la cellule du bas est identique à la cellule du haut du schéma. c. Voici à quoi correspond chaque photo du doc. 3 : – la photo 1 correspond à la phase 4 du cycle cellulaire : les chromosomes à un bras ont déjà migré vers un pôle de la cellule et la cellule mère va bientôt se diviser. – la photo 2 correspond à la phase 3 du cycle cellulaire : chaque partie des chromosomes à deux bras migre vers une des extrémités de la cellule mère. Exercice 12 La fille étant daltonienne, elle porte nécessairement deux allèles d, l’un provenant de son père et l’autre de sa mère. Sa mère, qui n’est pas daltonienne, a transmis un allèle N à son fils. On peut donc en conclure qu’elle possède un allèle N et un allèle d.

A

[A] Chapitre 4 • L’origine de la diversité génétique des individus 35

X

X

N

d

X

X

N

Y

d

Femme non atteinte

Homme daltonien

Femme daltonienne

Une des deux filles de Jeanne et Laurent est hémophile : on propose que ce soit Caroline, qui possède donc deux allèles tandis que sa sœur Elsa possède un allèle h et un allèle N. Donc leur mère Jeanne, non hémophile possède un allèle h, qui a été transmis à sa fille Caroline. Enfin, Lisa a forcément elle aussi un allèle h, qui a été transmis à son fils Thomas.

X

X

h

Y

N

Victor

X

X h

Y

Maximilien

X N

N

X

N

Thomas

h

Y

Jeanne

X Y

X

X h

N

X

36

X

Gertrude

Lisa

h

d

Homme non atteint

Exercice 13 Un homme hémophile présente un allèle h sur son chro‑ mosome X : c’est le cas de Victor, Thomas et Laurent. Un homme non hémophile présente un allèle N sur son chromosome X : c’est le cas de Maximilien. Gertrude n’est pas hémophile et n’a jamais eu de personne hémophile dans sa famille : on peut donc supposer qu’elle possède deux allèles N.

N

X

Laurent

X h

Elsa Homme non atteint

Femme non atteinte

Homme hémophile

Femme hémophile

X h

X h

Caroline

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Y

d

X

Exercice 14 Stéphanie

A

O a

Axel

a

Paire 9 Paire 22

A

B

a

a Un spermatozoïde d’Axel

B

Un ovule de Stéphanie Fécondation

Cellule-œuf d’Erwan

Ba

a

OD

O a

Fécondation

A

O D

Paire 9 Paire 22

a

O

OD

a

Paire 9 Paire 22

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Paire 9 Paire 22

Cellule-œuf d’Anaïs

Chapitre 4 • L’origine de la diversité génétique des individus 37

Chapitre

5

V Livre de l’élève p. 93-108

La diversité du vivant aux différentes échelles

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Diversité ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4-11. Compétences* * Expliquer sur quoi reposent la diversité et la stabilité génétique des individus. * Expliquer comment les phénotypes sont déterminés par les génotypes et par l’action de l’environnement. * Relier, comme des processus dynamiques, la diversité génétique et la biodiversité.

Traitement dans le manuel * Le phénotype : sa diversité, son origine, chapitre 6 (manuel de 4e), pp. 105–124 * Chapitre 4. L’origine de la diversité génétique des individus, pp. 73–92 * Chapitre 5. La diversité du vivant aux différentes échelles pp. 93–108

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques Le chapitre  5 s’inscrit dans le thème 2 du programme de cycle 3 de Sciences et Technologie : Le vivant et son évolution. À ce niveau, les élèves ont déjà conscience de la diversité des espèces. Dans ce chapitre, il s’agit de définir les différents niveaux de la biodiversité. L’unité 1 permet d’introduire les notions de biodiversité et de dynamique des écosystèmes. Elle permet en effet de répondre aux questions : « Qu’est-ce qu’un écosystème et comment le caractériser (doc. 1) ? » et « Comment peut évoluer un écosystème dans le temps (docs. 2 à 4) ? ». L’unité 2 introduit la diversité des espèces au sein des écosystèmes en exploitant quelques exemples de données obtenues lors d’explorations scientifiques.

L’unité 4 met en évidence que la diversité biologique qui s’exprime à différentes échelles du vivant est liée à la diversité génétique (diversité des allèles). Elle permet de montrer qu’au sein d’une espèce, il y a des variations d’un individu à l’autre. Elle mobilise pour cela l’exemple de l’espèce humaine et du caractère « couleur de la peau » (doc. 1). Elle précise ensuite que ces variations s’expliquent par la quantité et la nature de pigments appelés mélanines (doc. 2). Puis, elle permet de mettre en évidence que la variabilité de la couleur de la peau chez les humains est déterminée par une dizaine de gènes (doc. 3). Enfin, elle permet de souligner que, si l’on prend l’exemple d’un gène particulier, l’on observe des fréquences alléliques variées au sein des populations aux couleurs de peaux différentes et présentes sur différents continents (docs. 4 et 5).

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L’unité 3 aborde la diversité des relations qui peuvent s’établir entre espèces. Elle permet notamment de décrire

cinq types de relations possibles : la symbiose, le mutualisme, le parasitisme, la prédation et la compétition.

38

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle [D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

[D4] Les méthodes et outils pour apprendre

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

S’exprimer à l’écrit pour argumenter

V Unité 4, pp. 100-101 ; questions 1à3

Communiquer à l’écrit

V Exercice 7, p. 106

Représenter des données sous différentes formes

V Unité 3, pp. 98-99

Extraire les informations d’un tableau

V Exercice 5, p. 105

Choisir un type de graphique

V Exercices 8 et 9, p. 107

Construire un graphique en bâtons

V Exercice 10, p. 108

Conduire une recherche d’informations sur internet

V Unité 1, pp. 94‑95 ; question 3

Se repérer dans l’espace à différentes échelles

V Unité 2, pp. 96-97

Formuler des hypothèses

V Exercice 3, p. 104

Raisonner

V Exercice 4, p. 105

Raisonner

V Exercice 6, p. 106

Par pages

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Place dans le chapitre

Compétence travaillée

Domaine du socle

V Unité 1 pp. 94-95 ; question 3

Conduire une recherche d’informations sur internet

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

V Unité 2 pp. 96-97

Se repérer dans l’espace à différentes échelles

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

V Unité 3 pp. 98-99

Représenter des données sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 4 pp. 100-101 ; questions 1 et 3

S’exprimer à l’écrit pour argumenter

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 3 p. 104

Formuler des hypothèses

V Exercice 4 p. 105

Raisonner

V Exercice 5 p. 105

Extraire les informations d’un tableau

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Exercice 6 p. 106

Raisonner

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 7 p. 106

Communiquer à l’écrit

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercices 8 et 9 p. 107

Choisir un type de graphique

V Exercice 10 p. 108

Construire un graphique en bâtons

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Chapitre 5 • La diversité du vivant aux différentes échelles 39

Les grandes expéditions d’études de la biodiversité peuvent être l’occasion d’aborder la biodiversité à l’échelle des écosystèmes et des espèces. Vous pouvez utiliser ce site internet dédié à la mission Santo : http:// acces.ens-lyon.fr/santo/dispositifs-pilotes/vanuatu/ groupspace.2006-10-20.4687242547/la-classe-de8eme/l2019ecosysteme-de-la-grotte/. Il permet notamment d’illustrer l’écosystème d’une grotte de l’île. Pour donner un aperçu plus général des différentes expéditions scientifiques à l’échelle de la planète, vous pouvez consulter ce site internet du musée national d’histoire naturelle (MNHN) : http://www.mnhn.fr/fr/rechercheexpertise/expeditions-scientifiques. Il permet de localiser les différentes expéditions sur un planisphère et de détailler leurs objectifs.

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 94 95 1. On peut comparer les autres écosystèmes sous forme d’un tableau : Écosystèmes Forêt méditerranéenne

Conditions du milieu Étés secs et chauds. Faibles précipitations et fort ensoleillement

Peuplement Plantes vertes : chênes kermès Vertébré : lézard ocellé Insecte : magicienne dentelée

Grotte sous-marine des trois pépés

Très faible luminosité, température de 12 °C constante

Spongiaire carnivore : asbestopluma hypogena

Herbiers de posidonie

Fonds sableux. Température variant de 12 à 24 °C, en fonction de la profondeur. Forte luminosité

Spongiaire : verongia aerophoba Vertébré : serran Plantes à fleurs : posidonies

Des failles et des anfractuosités. Faible luminosité. Température variant de 12 à 24 °C.

Vertébré : murène Mollusque : coryphelle mauve Cnidaire : gorgone rouge

Fonds rocheux peu éclairés

2. Après l’incendie, il y a une augmentation des populations de traquet oreillard et une diminution des populations de rouge-gorge et de fauvette pitchou. Un an après l’incendie, les populations de traquets oreillards commencent à diminuer et il y a une augmentation des populations de fauvettes pitchou. 40

Par ailleurs, on observe que la végétation évolue après l’incendie. Un an après elle se compose uniquement de plantes herbacées. Cinq ans après s’ajoutent en plus des arbustes, treize ans après, des jeunes pins de un mètre de haut environ et enfin, vingt-trois après, des pins de dix mètres de haut. Or, un an après l’incendie, des espèces nichant au sol, comme le traquet oreillard, peuvent profiter de la présence de plantes herbacées. Puis, cinq ans après l’incendie, des espèces nichant dans les buissons, comme le fauvette pitchou, peuvent profiter de la présence d’arbustes. On peut donc relier l’évolution de l’abondance relative de ces espèces à la végétation présente à chaque période. 3. On peut proposer par exemple le mécanisme suivant, d’après le site internet http://www.inra.fr/Grand-public/ Ressources-et-milieux-naturels/Tous-les-dossiers/Incendies-de-foret/Regeneration-des-forets-apres-incendie : « Les pins maritimes et les pins d’Alep […] constituent des banques de graines aériennes dans leurs cônes maintenus fermés par la résine. Les graines restent en dormance plusieurs années attendant les conditions favorables à la germination. Le feu, en faisant fondre la résine, permet l’ouverture des écailles du cône et fait tomber les graines sur un sol débarrassé des autres espèces et chauffé par le feu ; ce qui va accélérer la levée des graines. Les pins seront les premiers à recoloniser un territoire ». Unité 2 V pp. 96 97 On peut par exemple proposer l’affiche suivante : L’EXPLORATION DE LA BIODIVERSITÉ : UN INTÉRÊT SCIENTIFIQUE MAJEUR Les missions d’exploration de la biodiversité à différentes époques

Une biodiversité riche et encore mystérieuse

Des espèces découvertes aujourd’hui

© Éditions Belin/Humensis 2017

Quelques conseils

Pour cette affiche, on peut par exemple utiliser les éléments suivants : a Un tableau : Expédition du 18e siècle Ex : La Condamine

Expédition du 20e siècle Ex : Île de Santo

Motivations

Voyage géographique et naturaliste

Réaliser un inventaire des espèces Mesurer l’érosion de la biodiversité

Conditions

Voyage dangereux Une dizaine de scientifiques environ

Plus d’une centaine de scientifiques

Résultats

Description de dizaines d’animaux et végétaux

Identification de quelques centaines de nouvelles espèces

a Un camembert : Pourcentage d’espèces connues par groupe en 2016 1 % Bactéries

23 % Autres

17 % Plantes à fleurs

7% Champignons 3% Vertébrés

49 % Insectes

a Une infographie : – Entre 2006 et 2016 : + 164 780 espèces découvertes – En 2016 :

Nombre d’espèces connues (environ 2 millions)

Nombre d’espèces estimées (10 à 30 millions)

Coup de pouce : – Comparez les motivations, les conditions et les résultats des expéditions sous forme d’un tableau en vous appuyant sur le doc. 1. –  Pour mettre en évidence la richesse de la biodiversité, construisez un camembert à partir des données du nombre d’espèces connues en 2016 (doc. 3). – Indiquez le nombre d’espèces découvertes entre 2016 et 2006 d’après le doc. 3. –  Proposez un titre et des illustrations, rédigez des textes courts et légendez les documents.

Unité 3 V pp. 98-99 MUTUALISME grive gui + PARASITISME + –

COMPÉTITION chêne chêne

chêne –

lichen = SYMBIOSE champignon algue verte + +

© Éditions Belin/Humensis 2017

haie

PRÉDATION vipère crapaud + –

Chapitre 5 • La diversité du vivant aux différentes échelles 41

Coup de pouce : – Pour résumer les exemples d’interactions entre espèces, on peut compléter le tableau suivant : Type de relation entre êtres vivants

Espèce A

Symbiose

champignon

…

Espèce B

– Pour montrer les caractéristiques de chaque interaction, complétez le tableau ci-dessous en indiquant dans chaque case si l’interaction a un effet positif (+) ou négatif (–) sur les espèces A et B. Type d’interaction

Espèce A

Espèce B

…

Prédation

+

–

gui

chêne

Compétition

Prédation

…

crapaud

Parasitisme

Compétition

chêne

…

Symbiose

…

grive

gui

Mutualisme

– Complétez cette ébauche de schéma avec les différentes associations d’espèces proposées :

..................... grive gui + ..................... + –

..................... chêne

chêne

chêne –

lichen = Symbiose champignon ..................... +

haie

Unité 4 V pp. 100-101 1. La couleur de la peau dépend de la quantité et de la nature des pigments appelés mélanines et contenus dans des granules  appelés les mélanosomes. La peau des individus à la peau claire contient plus de mélanines claires que les individus à la peau foncée. 2. La variabilité de la couleur de la peau chez les humains est déterminée par une dizaine de gènes qui influencent la fabrication des pigments de la peau. Elle dépend aussi de facteurs liés à l’environnement : la plupart des peaux deviennent plus foncées au soleil.

42

3. La « couleur de la peau » permet de donner un exemple de diversité génétique au sein de l’espèce humaine : – Plus de 10 gènes contrôlent la couleur de la peau et ils ont chacun de nombreux allèles (38 pour certains gènes). – Si l’on prend l’exemple du gène SCLC24-A5, on observe que la fréquence d’un de ses allèles est différente dans des populations de couleur de peau différente. L’allèle semble plus rare dans des populations à la peau sombre ou assez sombre.

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PRÉDATION crapaud ..................... –

Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 3 Le pourcentage de coraux recouverts de sable et habités par un ver diminue dans le temps, alors que 100 % des coraux non habités par un ver restent recouverts de sable. Il semble donc que les coraux habités par les vers ne s’ensablent pas, ce qui les aident à mieux se nourrir. Le ver tire également parti de cette relation puisque le corail lui permet de se déplacer tout en étant à l’abri. Cette relation bénéfique pour les coraux et pour les vers n’est cependant pas obligatoire : il s’agit par conséquent d’une relation de mutualisme. Aide possible : Analysez les données graphiques afin de définir l’impact de cette association. Recherchez dans le texte les caractéristiques de cette association. Exercice 4 1. a. Bonne réponse. En effet, on observe ici le caractère « pelage jaune », ou « pelage noir » et « pelage chocolat ». b. Ce n’est pas la bonne réponse. Dans cet exemple, on étudie qu’une seule espèce. c. Bonne réponse. En effet, il s’agit d’individus différents présentant différentes couleurs de pelages mais aussi différentes formes d’oreille par exemple.

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2. a. Ce n’est pas la bonne réponse. Un labrador au pelage jaune peut également posséder l’allèle B. b. Ce n’est pas la bonne réponse. Un labrador au pelage jaune peut également posséder l’allèle b. c.  Bonne réponse. Dans les exemples proposés, les labradors au pelage jaune ne possèdent jamais l’allèle E, mais l’allèle e. Exercice 5 a. Expérimentalement, on observe que si un oisillon n’a pas d’apprentissage au chant, son chant est anormal à l’âge adulte et n’est donc pas reconnu par ses congénères. Si l’oisillon a un apprentissage au chant des oiseaux de Marin, il développe le chant des oiseaux de Marin. Si l’oisillon a un apprentissage au chant des oiseaux de Berkeley, il développe le chant des oiseaux de Berkeley. On peut donc supposer que le chant des bruants à couronne blanche n’est pas inné, mais acquis au cours de l’apprentissage et dépend donc de l’environnement des oisillons (c’est-à-dire du type de chant que l’oisillon entend).

b.  Un autre exemple du même type mais chez les humains est celui de la langue parlée par les individus d’un pays ou d’une région. Exercice 6 Le coût d’entretien d’une forêt de Madagascar est inférieur aux services économiques rendus directement  (grâce au bois produit) ou indirectement  (via le tourisme). Cela peut donc être utile de lui attribuer une valeur économique afin de donner un argument en faveur de sa protection. Remarque : si le degré de compréhension des élèves le permet, on peut mentionner un autre service écologique rendu par les forêts : le stockage du dioxyde de carbone dans le bois et les sols. Aide possible : Comparez le coût d’entretien et le bénéfice économique d’une forêt, en prenant appui sur des données chiffrées. Proposez une explication et un exemple concret à chacun des services écologiques rendus par une forêt. Exercice 7 Au cours de leur migration vers la Baie de Delaware, les bécasseaux maubèches font une halte pour se nourrir de limules. Une surpêche de limules dans cette région peut donc entraîner une diminution de la ressource alimentaire pour ces oiseaux. Sans cette alimentation, les oiseaux ne peuvent plus se rendre sur le lieu de nidification en Arctique. Si la nidification n’a pas lieu, le nombre de naissances peut être affecté. L’écosystème de la région de nidification (Arctique canadien) peut donc être affecté par une modification de l’écosystème de la halte migratoire (baie du Delaware). Ici la modification de l’écosystème est due à l’activité humaine (la surpêche des limules et affecte une population d’un autre écosystème (les bécasseaux maubèches). Aide possible : Décrivez le voyage migratoire des bécasseaux maubèches et retrouvez l’élément à l’origine d’une modification de cet écosystème. Exercice 8 Si l’on souhaite représenter le nombre d’espèces d’animaux observés dans le parc, la représentation graphique la plus pertinente est l’histogramme. En effet, il n’y a pas de raison de relier les groupes d’êtres vivants entre eux dans ce cas. Aide possible : Choisissez une représentation graphique qui permet de visualiser les données quantitatives d’animaux à un moment donné.

Aide  possible : Relevez dans les résultats expérimentaux l’élément qui semble à l’origine du type de chant des oiseaux.

Chapitre 5 • La diversité du vivant aux différentes échelles 43

Exercice 9 On peut construire le graphique suivant : « Évolution du nombre d’espèces d’insectes recolonisant le milieu en fonction du nombre de jours après traitement par un insecticide. »

Exercice 10 a.

Nombre d’espèces d’insectes observées

20 15 10 5 0

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0

50 100 150 200 250 Nombre de jours après traitement par un insecticide

Verger conventionnel Verger «bio »

25

Oiseaux insectivores

Oiseaux omnivores

Oiseaux granivores

Rapaces

b. Pour chacune des espèces étudiées, le nombre d’espèce est plus élevé dans les vergers bio que dans les vergers conventionnels. On peut supposer que dans les vergers bio, cultivés sans pesticides ni insecticides, les insectes sont plus nombreux et les oiseaux insectivores ou omnivores qui s’en nourrissent peuvent donc en profiter. On peut supposer que ces oiseaux sont plus nombreux et donc plus variés (le nombre d’espèces est plus élevé). Les rapaces quant à eux, peuvent également profiter indirectement de la présence d’insectes dans ces vergers bio puisqu’ils mangent les petits animaux qui s’en nourrissent.

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Aide  possible : Il s’agit de choisir une représentation graphique permettant de visualiser l’évolution d’un nombre d’espèces d’insectes dans le temps. Il y a donc un sens à relier les points correspondant à deux temps différents.

Nombre d’espèces

44

C Chhaappit itrree

6 00

V Livre de l’élève p. 109-122

Quelques mécanismes de l’évolution

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Parenté et évolution ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4-11. Compétences* * Relier l’étude des relations de parenté entre les êtres vivants et l’évolution. * Mettre en évidence des faits d’évolution des espèces et donner des arguments en faveur de quelques mécanismes de l’évolution.

Traitement dans le manuel * Parentés entre les êtres vivants et évolution, chapitre 6 (manuel de 5e), pp. 107-122. * Apparitions et disparitions d’espèces, chapitre 7 (manuel de 4e), pp. 125-142 * Chapitre 6. Quelques mécanismes de l’évolution pp. 109-122

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques

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Le chapitre 6 s’inscrit dans le thème 2 du programme de cycle 4 de Sciences de la Vie et de la Terre : Le vivant et son évolution. Ce chapitre est l’occasion de comprendre comment les populations se modifient, évoluent au fil du temps sous la pression de l’environnement et selon des mécanismes variés. Enfin, elle permet d’évoquer que cette évolution peut aboutir à terme à la formation de nouvelles espèces. Ce chapitre est décliné en trois unités. Il a pour objectif de : – comprendre le principe de la sélection naturelle en se basant sur les observations historiques de Darwin ; –  expliquer comment l’évolution de deux populations peut aboutir à la formation de deux espèces distinctes ; – mettre en évidence des faits d’évolution en abordant des preuves historiques et expérimentales ; – distinguer sciences, croyance et opinion. L’unité 1 présente le raisonnement en plusieurs étapes qui a permis à Darwin d’aboutir au principe de la sélection naturelle. Il observe d’abord des ressemblances entre des pinsons de différentes espèces sur les îles des Galápagos (doc. 2). Puis il observe la diversité des caractères de plusieurs pigeons domestiques en Angleterre (doc. 3). Il se penche ensuite sur le travail des éleveurs et constate qu’ils peuvent faire évoluer les caractéristiques d’une espèce (doc. 4). C’est grâce à ce principe de sélection artificielle qu’il aboutit enfin au principe de la sélection naturelle (doc. 6).

L’unité 2 mobilise l’exemple classique de la phalène (docs. 1 à 4) afin d’évoquer l’action de la sélection naturelle. Elle apporte pour cela des explications à l’échelle des individus (doc. 3) et de leurs allèles (doc. 4). Le doc. 5 permet de mettre en évidence le rôle des mutations génétiques dans le mécanisme de la sélection naturelle : il s’agit d’un phénomène aléatoire et soumis aux conditions du milieu. Enfin, le doc. 6 permet d’illustrer comment la sélection naturelle peut être à l’origine de nouvelles espèces. L’unité 3 permet de montrer que l’évolution biologique est un fait scientifique et non une hypothèse, ou une croyance. Pour cela, comme le demandent les documents d’accompagnement, le doc. 1 présente la distinction entre un savoir scientifique, une croyance et une opinion. Le doc. 2 rappelle que la théorie de l’évolution se fonde à la fois sur des preuves historiques et expérimentales. Il est important d’insister sur le fait qu’une preuve historique a autant de valeur qu’une preuve expérimentale. Ces deux types de preuves sont ensuite illustrés grâce à différents documents. Le doc. 3 permet en effet d’évoquer la preuve historique avec l’évolution des pinsons de Darwin (abordée dans l’unité 1). Les docs. 4 à 6 présentent quant à eux une preuve expérimentale récente, dans laquelle l’évolution d’une espèce de lézard est visible au bout de quelques générations seulement. Après avoir présenté les deux espèces de lézards (doc. 4), on peut étudier l’évolution de la taille et du nombre de leurs lamelles adhésives grâce au doc. 6, afin de mettre en relation ces modifications de morphologie avec les conditions de l’écosystème.

Chapitre 6 • Quelques mécanismes de l’évolution 45

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

Argumenter

V Exercice 5 p. 119

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

S’exprimer à l’écrit

V Exercices 9 et 10 p. 121

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Extraire les informations d’un texte et d’un tableau

V Exercice 4 p. 118

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Tirer des informations d’un graphique

V Exercice 7 p. 120

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Schématiser un phénomène

V Exercice 11 p. 122

[D3] La formation de la personne et du citoyen

Distinguer ce qui relève d’une croyance et ce qui constitue un savoir scientifique

V Unité 3 pp. 114-115 ; question 1

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions

V Unité 1 pp. 110-111 ; question 3

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Raisonner

V Exercice 6 p. 119

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Formuler des hypothèses

V Exercice 8 p. 120

V Unité 2 pp. 112-113 ; question 1

Par pages

V Unité 1 pp. 110-111 ; question 3

Compétence travaillée

Domaine du socle

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 3 pp. 114-115 ; question 1

Distinguer ce qui relève d’une croyance et ce qui constitue un savoir scientifique

[D3] La formation de la personne et du citoyen

V Exercice 4 p. 118

Extraire les informations d’un texte et d’un tableau

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Exercice 5 p. 119

Argumenter

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 6 p. 119

Raisonner

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 7 p. 120

Tirer des informations d’un graphique

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Exercice 8 p. 120

Formuler des hypothèses

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercices 9 et 10 p. 121

S’exprimer à l’écrit

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

V Exercice 11 p. 122

Schématiser un phénomène

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 2 pp. 112-113 ; question 1

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Place dans le chapitre

Quelques conseils Le Guide critique de l’évolution, dirigé par Guillaume Lecointre, éditions Belin, 2009 présente le cadre scientifique, épistémologique et historique dans lequel on peut comprendre l’évolution et apporte plusieurs clés pour éviter quelques pièges ou idées fausses.

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 110-111 1. Parmi les différentes espèces de pinsons présentées dans le doc. 2 ou parmi les pigeons domestiques du doc. 3, on peut observer des variations de la taille et de la forme du bec. On peut également noter des variations de la couleur du plumage des pinsons observés par Darwin. Les proportions des différentes parties du corps varient également sur les pigeons présentés doc. 3. 2. On observe que la masse moyenne des mâles âgés de 56 jours change au fil des générations. Lorsque les individus les plus lourds sont sélectionnés à chaque génération, le poids moyen augmente : il passe d’environ 1 000 g à presque 2 000 g en 50 générations. Lorsque les individus les plus légers sont sélectionnés, le poids moyen diminue : il passe d’environ 1 000 g à 250 g en 50 générations. Le caractère variable est donc la masse des poules : à chaque génération, les individus n’ont pas tous la mêmes masse. Grâce à ce caractère variable, on peut sélectionner, à chaque génération, les individus soit les plus lourds, soit les plus légers. Le résultat de l’expérience montre que ce caractère est héréditaire (les individus les plus lourds donneront davantage d’individus lourds dans leur descendance ; les individus les plus légers donneront davantage d’individus lourds dans leur descendance). 3. Dans le cas de la sélection artificielle, ce sont les humains qui favorisent la reproduction de certains individus aux détriments des autres (les individus plus lourds ou plus légers dans le cas de l’expérimentation du doc. 5). Dans la sélection naturelle, c’est l’environnement qui favorise la reproduction de certains individus (les conditions du milieu ou l’intervention d’autres espèces).

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Unité 2 V pp. 112-113 1. Voici un scénario possible. La phalène est un papillon qui existe sous deux formes : une population de couleur blanche et une autre de couleur noire. C’est donc la couleur des ailes qui est le caractère variable. En Angleterre, la consommation de charbon a augmenté avec l’industrialisation, entraînant une pollution atmosphérique. Cette pollution se traduit

par des troncs d’arbres plus sombres car cette pollution tue les lichens clairs qui les recouvrent. Or on peut observer que dès 1890, dans ces régions industrielles, la proportion de phalènes noires augmente jusqu’à atteindre 98 % et que la proportion des phalènes blanches diminue dans le même temps jusqu’à 2 %. On peut expliquer ces résultats de la façon suivante : les phalènes claires sont plus faciles à repérer par les prédateurs (oiseaux) sur des troncs foncés (pollués). Les phalènes foncées, quant à elles, sont moins soumises à la prédation sur des troncs foncés. Dans les années 1956, grâce aux lois pour limiter cette pollution, ces proportions s’inversent : sur les bois clairs, non pollués, les phalènes claires survivent davantage que les foncées. Les facteurs du milieu à l’origine de cette évolution des proportions de population par sélection naturelle sont donc la pollution atmosphérique et la présence de prédateurs. 2. Le caractère « couleur  des ailes » existe sous deux formes alléliques liées à une mutation : une version « claire » et une version « foncée ». Le graphique permet de quantifier l’évolution de la fréquence de l’allèle  F (version « corps noir ») dans le temps. On peut donc rattacher cette évolution aux conditions de vie des papillons : –  Avant l’industrialisation et la pollution des troncs, la fréquence de l’allèle F est de moins de 0,1 % : les phalènes foncées sur des troncs clairs sont soumises à la prédation des oiseaux et l’allèle F ne peut quasiment pas se transmettre à la descendance. –  Suite à l’industrialisation, la fréquence de l’allèle F augmente rapidement dans le temps jusqu’à atteindre environ 82 %. En effet, le changement de couleur des troncs conduit les prédateurs à attraper préférentiellement les phalènes claires. Les phalènes foncées porteuses de l’allèle F, sont donc beaucoup moins prélevées et se reproduisent plus facilement : elles transmettent ainsi l’allèle F à leur descendance. Par conséquent, la proportion de cet allèle augmente dans la population et dans le temps. –  À la fin de l’industrialisation, le retour à une atmosphère moins polluée conduit au mécanisme inverse et fait donc diminuer la fréquence de l’allèle F dans ces populations de phalènes. 3. Au sein d’une espèce, des populations d’individus présentant de nouveaux caractères héréditaires peuvent apparaître suite à des mutations. La sélection naturelle est le mécanisme qui consiste à favoriser certains de ces caractères avantageux. Au bout d’un moment, les individus portant les nouveaux caractères héréditaires sont devenus si différents des autres qu’ils ne peuvent plus se reproduire avec eux. Ils ont formé une nouvelle espèce.

Chapitre 6 • Quelques mécanismes de l’évolution 47

1. Le doc. 1 montre qu’un fait scientifique n’est ni une opinion, ni une croyance. L’évolution biologique est un savoir scientifique, pas une croyance en laquelle chaque individu croit ou non. Voilà une première raison pour laquelle la question « croire ou pas en l’évolution biologique » n’a pas de sens en cours de sciences. Une seconde raison est que, de toute façon, on n’enseigne pas les croyances en cours de sciences : on enseigne seulement les savoirs scientifiques. 2. Le fait que les 15 espèces actuelles de pinsons soient très proches parentes sur les îles Galápagos est un indice pour supposer qu’elles sont issues d’une seule espèce ancestrale, selon une reconstitution. Il s’agit d’une preuve historique de l’évolution biologique. 3. Les anoles verts sont introduits dans un milieu où ils entrent en compétition avec une autre espèce, l’anole marron. Douze ans après, on observe que ces anoles verts possèdent des lamelles adhésives plus grandes et plus nombreuses qu’au début de l’expérience. En effet, on peut supposer que ce caractère « posséder des lamelles plus grandes et plus nombreuses » permet aux anoles verts de grimper plus haut dans les arbres, ce qui représente un avantage par rapport à l’autre espèce d’anole, qui est moins arboricole. 4. Les modifications des lamelles adhésives des anoles verts sur un pas de temps court est un exemple de preuve expérimentale de l’évolution biologique.

Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 a. En décembre 1962, la proportion de souris jaunes est de 46,6 %. En avril 1963, il y a 0 % de souris jaunes. Aide possible : La proportion de souris jaune est le nombre de souris jaunes divisé par le nombre total de souris (jaunes + marron). Il faut ensuite multiplier par 100 pour obtenir un pourcentage. b. Six mois après la fermeture de la grange, il y a autant de souris jaunes que de souris marron dans la grange. Trois mois après l’ouverture de la grange, on ne trouve plus de souris jaune. On peut donc supposer que les chats ont mangé la totalité des souris jaunes, plus faciles à voir ou à attraper dans une grange sombre que les souris marron. Les souris jaunes auraient ainsi été désavantagées par la sélection naturelle. Aide possible : Comparez la répartition des souris brunes et des souris jaunes dans le temps et en fonction des

48

conditions du milieu et retrouvez les conditions du milieu à l’origine de ces variations de populations de souris. Exercice 5 a. Le don de sang est favorable pour le donneur, car si lui même se trouve « affamé », il pourra solliciter un autre individu pour sa survie. b. Dans la sélection naturelle, ce n’est pas le « plus fort » qui est avantagé, mais le mieux adapté aux conditions du milieu. Dans cet exemple, c’est un comportement qui « aide » à la survie des individus qui a été sélectionné et non pas un comportement qui tend à éliminer un autre individu (ce qui est sous-entendu dans l’expression « loi du plus fort »). Exercice 6 a. Les « populations » de geckos actuelles, forment des espèces différentes car elles ne peuvent plus se reproduire entre elles. b. Au cours du temps, les conditions environnementales ont été modifiées : –  Il y a 20 Ma : le milieu était de type « forêt dense et humide » et il n’y avait qu’une seule espèce de gecko ; – Entre – 20 Ma et aujourd’hui : le milieu a évolué, la forêt initiale s’est fragmentée et de nouveaux milieux sont apparus (les maquis de basse et moyenne altitude, les savanes et fourrés, et le maquis minier). Cette évolution est due à des changements climatiques et géologiques (comme l’érosion). c. On peut proposer le scénario hypothétique suivant : il y a 20 millions d’années, il n’y avait qu’une seule espèce de gecko (une population ancestrale), adaptée à la forêt dense et humide. Puis, les conditions du milieu ont évolué, à cause du climat et de l’érosion, et ont entraîné un isolement des populations de geckos. Certains des caractères de ces populations ont été sélectionnés en fonction des conditions du milieu de vie. Ces populations, isolées géographiquement, ont évolué chacune dans leur milieu, jusqu’à aboutir à des espèces différentes. Aides possibles : Niveau 1 : Recherchez dans les documents et vos connaissances tous les éléments impliqués dans le mécanisme évolutif de la sélection naturelle. Niveau 2 : – Montrez que l’environnement des geckos a changé – Déduisez-en alors que la sélection peut expliquer l’existence des quatre espèces actuelles de geckos. Exercice 7 a. Aucun mâle ayant moins de 140 ocelles n’a réussi plus de deux accouplements. Parmi les mâles ayant plus de 140 ocelles, 15 mâles ont réussi plus de 2 accouplements.

© Éditions Belin/Humensis 2017

Unité 3 V pp. 114-115

b. On peut faire l’hypothèse que les paons mâles ayant le plus d’ocelles sont ceux qui ont le plus grand nombre de descendants car ils attirent davantage les femelles et se reproduisent donc plus.

Exercice 9 a. On observe que pour différentes rivières, le nombre moyen de taches par guppy diminue quand le nombre de prédateurs augmente.

Aide possible : Pour formuler cette hypothèse, mettre en relation les informations utiles les unes avec les autres.

b. On peut donc supposer que les guppys possédants plus de taches sont davantage soumis à la prédation que ceux qui en ont peu.

c. On peut supposer que l’imposante queue des paons mâles a été maintenue au cours de l’évolution car les mâles ayant les plus grandes queues sont ceux qui ont le plus grand nombre d’ocelles et donc de descendants et que ces descendants ont également beaucoup d’ocelles.

Aide possible : Recherchez dans le mécanisme de sélection naturelle, quel est l’élément qui semble favoriser la prédation des guppys.

Aide possible : Prendre en compte le fait que plus la queue est imposante et plus le nombre d’ocelles est élevé. Exercice 8 La poule domestique pond plus de 300 œufs par an alors que la poule rousse de jungle pond seulement 60  œufs par an. Durant la domestication, les éleveurs ont pu sélectionner à chaque génération les poules pondant le plus grand nombre d’œufs. Sachant que le nombre d’œufs est un caractère héréditaire, le nombre d’œufs moyen pondus a donc pu augmenter par sélection artificielle. Aide possible : voir le coup de pouce p. 120.

Exercice 10 Au cours de cette expérience, on observe que : –  Avant l’introduction des prédateurs de 0 à 6 mois, il y a une augmentation du nombre moyen de taches par guppy ; – Dans les bassins sans prédateur le « nombre moyen de taches par guppy » augmente toujours ; – Dans les bassins avec introduction de prédateurs, on observe une diminution du nombre moyen de taches par guppy. Sachant que le nombre de taches colorées est un caractère héréditaire, on peut supposer que face à des prédateurs, un faible nombre de taches colorées représente un avantage sélectif : les guppys ayant peu de taches survivent mieux et ont des descendants qui ont également peu de taches.

Exercice 11 a. Voici une schématisation possible de l’expérience : Génération 1

Une population initiale de drosophiles entre 30 et 50 soies

X fois

Génération 35

Reproduction entre individus de la population Sélection d’une population

Population 2 entre 60 et 115 soies X fois

Drosophiles avec le plus de soies

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Drosophiles avec le moins de soies

Schéma de l’expérience quant à l’évolution d’une population de drosophiles

Population 1 entre 0 et 30 soies

Chapitre 6 • Quelques mécanismes de l’évolution 49

b. Les résultats obtenus au fil des 35 générations sont les suivants : – Population 1 : le nombre de soies par individu diminue par rapport à celui de la population initiale. –  Population 2 : le nombre de soies par individu augmente par rapport à celui de la population initiale.

d’individus suivie par la reproduction des individus sélectionnés, le nombre de soies a évolué : on aboutit à un nombre de soies par individu compris entre 60 et 115 pour la population 2 et entre 0 et 30 pour la population 1. Dans ces deux populations, les individus ont évolué quant au caractère « nombre de soie ».

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c.  La population initiale possédait un nombre de soie par individu compris entre 30 et 50. Par la sélection

50

C Chhaappit itrree

7 00

V Livre de l’élève p. 133-148

Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Effort physique, système nerveux, système cardiorespiratoire ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4-11.

Compétences*

Traitement dans le manuel

* Expliquer comment le système nerveux et le système cardiovasculaire interviennent lors d’un effort musculaire, en identifiant les capacités et les limites de l’organisme. * Mettre en évidence le rôle du cerveau dans la réception et l’intégration d’informations multiples. * Relier quelques comportements à leurs effets sur le fonctionnement du système nerveux.

* Conséquences et limites de l’effort physique, chapitre 7 (manuel de 5e), pp. 131–148 * Le contrôle nerveux de l’effort physique, chapitre 8 (manuel de 4e), pp. 151–166 * Chapitre 7. Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé pp. 133-148

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques

© Éditions Belin/Humensis 2017

Le chapitre  7 s’inscrit dans le thème 3 du programme de cycle 4 de Sciences et Technologie : Corps humain et santé. Ce chapitre est l’occasion d’aborder les questions d’éducation à la santé. Il permet aux élèves de prendre conscience des enjeux de leur mode vie en termes de bien-être et de santé. Ce chapitre est décliné en quatre unités. Il a pour objectifs : – de faire comprendre les enjeux liés au sommeil ; – de faire comprendre les risques liés à la surexposition au bruit ; – de décrire les conduites à risque : concernant l’alcool, le tabac et le cannabis chez les adolescent(e)s et leurs conséquences ; – de proposer des moyens de prévention. L’unité 1 permet à l’élève de découvrir les effets du manque sommeil sur le système nerveux et quelques pistes pour y remédier. Elle présente d’abord les différentes phases du sommeil (doc. 1). L’analyse du doc. 2 lui permet ensuite de comprendre que le cerveau fait un tri des souvenirs et consolide certains apprentissages pendant le sommeil. Cette consolidation de la mémoire se déroule pendant des phases bien précises de chaque cycle (doc. 1). Les doc. 3 permet ensuite de mettre en évidence que le manque de sommeil affecte le temps de réaction et le niveau d’attention. Le doc. 4 amène l’élève à conclure que ceci peut être lié à une altération de la commande nerveuse des mouvements. Enfin les docs. 5

et 6 donnent quelques pistes aux élèves pour mieux dormir, notamment grâce aux conseils d’une biologiste spécialiste du sommeil. L’unité 2 présente les risques liés à une surexposition au bruit. L’élève découvre d’abord le temps maximum d’exposition à un bruit en fonction de son intensité (doc. 1). Il constate ensuite que les jeunes sont souvent surexposés au bruit à cause de leur pratique d’écoute de la musique (doc. 2). Les docs. 3 et 4 permettent d’expliquer les dommages causés à l’oreille par un bruit excessif. Enfin, les docs. 5 et 6 suggèrent des comportements simples à adopter pour protéger son audition. L’unité 3 présente les actions de l’alcool et du cannabis sur le système nerveux et les risques associés. Nous n’avons pas introduit la notion de récepteur post-synaptique à un neurotransmetteur. Nous nous sommes contentés de dire que telle ou telle substance psychoactive « bloque l’action/la libération d’un neurotransmetteur » ou « agit comme le neurotransmetteur ». Alcool et cannabis ont été réunis car une seule consommation excessive peut exposer à des risques mortels (accidents de la circulation). Le doc. 1 présente les effets des substances psychoactives contenues dans l’alcool et le cannabis sur le fonctionnement des neurones et leurs conséquences sur le comportement d’une personne. Il permet donc de comprendre comment une substance psychoactive agit sur le système nerveux et donc l’orga-

Chapitre 7 • Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé 51

nisme. Les docs. 2 à 4 détaillent ensuite ces effets sur le comportement et les risques encourus. L’unité 4 présente les effets du tabac sur le fonctionnement des neurones puis leurs conséquences sur le comportement d’une personne, en évoquant notamment le phénomène de dépendance. L’élève découvre d’abord une partie des molécules présentes dans une cigarette (doc. 1). Puis, le doc. 2 lui permet de comprendre que la nicotine agit au niveau des synapses (dans cette unité également, nous n’avons pas introduit la notion de récepteur post-synaptique à un neurotransmetteur)

et que la dépendance et l’âge de la première cigarette sont liés. Les docs. 3 et 4 décrivent la consommation de tabac selon l’âge, le sexe ou le pays. Le doc. 5 permet quant à lui d’aborder les raisons qui poussent les jeunes de 17 ans à continuer de fumer. Le doc. 6 permet ensuite à l’élève de faire le lien entre la consommation de tabac et le risque de développer un cancer. Enfin, l’historique des mesures contre le tabagisme prises par les gouvernements depuis les années 1990 est présentée dans le doc. 7.

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

Argumenter

V Exercice 7, p. 146

Communiquer à l’écrit

V Exercice 8, p. 146

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

V Unité 3, pp.138‑139 ; questions 1 et 2

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Extraire des informations d’un graphique

V Exercice 5, p. 145

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

Chercher une information fiable sur internet

V Exercice 11, p. 148

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 1, pp.134‑135 ; questions 1 et 2 V Unité 2, pp.136‑137

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

V Unité 4, pp.140‑142 ; questions 1 et 2

Réaliser des calculs

V Exercice 4, p. 144

Mettre en relation des informations

V Exercice 6, p. 145

Prélever et traiter de l’information

V Exercice 9, p. 147 V Exercice 10, p. 147

Par pages

V Unité 1, pp.134‑135 ; questions 1 et 2 V Unité 2, pp.136‑137 V Unité 3, pp.138‑139 ; questions 1 et 2

52

Compétence travaillée

Domaine du socle

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

© Éditions Belin/Humensis 2017

Place dans le chapitre

Place dans le chapitre

Compétence travaillée

V Unité 4, pp.140‑141

Fonder des choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

V Exercice 4, p. 144

Réaliser des calculs

V Exercice 5, p. 145

Extraire des informations d’un graphique

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Exercice 6, p. 145

Mettre en relation des informations

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 7, p. 146

Argumenter

V Exercice 8, p. 146

Communiquer à l’écrit

V Exercice 9, p. 147 V Exercice 10, p. 147 V Exercice 11, p. 148

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

[D1.1] Comprendre, s’exprimer en utilisant la langue française à l’oral et à l’écrit

Prélever et traiter de l’information

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Chercher une information fiable sur internet

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

Quelques conseils Les trois sites suivants peuvent permettre à chaque élève de collecter des informations fiables et de tester son éventuelle consommation personnelle pour chacun de ces produits : – tabac-info-service : www.tabac-info-service.fr/ ; – alcool-info-service : www.alcool-info-service.fr/ ; – drogue-info-service : www.drogues-info-service.fr/. On trouvera de nombreuses données, chiffres et points de vue d’experts concernant le cannabis dans l’ouvrage suivant : Marina Julienne, Le cannabis, collection Infographie, Belin, 2013. On trouvera de nombreuses données, chiffres et points de vue d’experts concernant les comportements des adolescents dans l’ouvrage suivant : François Beck, Florence Maillochon et Ivana Obradovic, Adolescences, collection Infographie, Belin, 2014. De nombreuses données sont également disponibles sur les sites suivants : – Santé publique France : www.santepubliquefrance.fr/ – Institut du Cerveau et de la Moelle épinière (http://icminstitute.org/fr/), – Centre d’information sur le bruit (http://www.bruit.fr/) © Éditions Belin/Humensis 2017

Domaine du socle

Corrigé des Missions Unité 1 V p. 134‑135

le tri des souvenirs et la consolidation des apprentissages) pendant le sommeil. Ce stockage est précédé d’une étape d’encodage qui met en jeu des messages nerveux et des neurones. Or, d’après le doc. 1, c’est pendant les phases de sommeil lent profond et paradoxal que se déroule cette consolidation de la mémoire. Par conséquent, plus la nuit est courte, moins il y a de cycles du sommeil et donc moins il y a de phases de consolidation de la mémoire. D’après le doc. 3, on observe qu’une nuit courte sera suivie d’une baisse de l’attention, ce qui peut nuire à l’efficacité de l’acquisition des apprentissages (encodage). D’après le doc. 3 on observe également qu’une nuit courte sera suivie d’une augmentation du temps de réaction. D’après le doc. 4, on observe qu’un gardien de but met en jeu son système nerveux pour percevoir la balle et son déplacement, puis pour engager la réponse ­musculaire permettant de l’attraper. Or, on constate que son niveau d’attention baisse et que son temps de réaction augmente après une nuit de sommeil trop courte (le niveau d’attention est divisé par deux, passant de 40 à 20 UA, et le temps de réaction passe de 400 UA à 600 UA) On peut donc supposer que dans ce cas aussi, le manque de sommeil altère le circuit nerveux. On peut donc en conclure que la durée de sommeil influe directement sur la mémorisation, l’attention et le temps de réaction, en affectant le système nerveux.

1. Le doc. 2 met en évidence que la consolidation de la mémoire repose sur une étape de stockage (­comprenant Chapitre 7 • Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé 53

2. L’enquête peut être réalisée sous la forme d’un questionnaire à choix multiples afin de faciliter l’exploitation des résultats. On peut par exemple proposer de compléter le tableau suivant : Âge de la personne interrogée

Activités avant le coucher

Elle peut être menée dans l’entourage, auprès des autres collégiens ou des professeurs ou auprès des membres d’un club de sport, par exemple. Elle devrait mettre en évidence un déficit de sommeil pour toutes les catégories d’âge car c’est ce que l’on observe grâce aux enquêtes épidémiologiques à grande échelle. 3. Conseils pour bien dormir : – Avoir une bonne hygiène de vie, notamment une activité physique régulière ; – Être attentif aux premiers signes de fatigue, comme les bâillements et les yeux qui piquent ou qui se ­ferment ; – Ne pas consommer de produits excitants le soir ; – Se coucher dès les premiers signes de fatigue ; – Respecter des horaires réguliers pour aller se coucher ; – Arrêter d’utiliser des outils connectés avant de s’endormir et préférer une activité calme, comme la lecture, qui facilite l’endormissement ; – Éteindre son téléphone portable en fin de journée ; – Ne pas utiliser son téléphone portable pendant la nuit, au moment de réveils spontanés par exemple. Unité 2 V pp. 136‑137

Nombre d’heures de sommeil

Beaucoup de jeunes mettent leur audition en danger à cause de leurs pratiques quotidiennes (écouter de la musique avec un casque) et occasionnelles (écouter un concert, aller en discothèque). L’OMS estime qu’1,1  ­milliard de jeunes pourraient courir le risque de pertes auditives à cause de ces habitudes d’écoute dangereuses. Il existe des comportements simples à adopter pour protéger son audition, comme réduire le volume du son pour écouter de la musique avec un casque, privilégier l’achat d’appareils respectant un volume sonore maximal acceptable, utiliser des bouchons auditifs de bonne qualité, et s’éloigner des enceintes lors d’un concert. Enfin, il faut arrêter l’écoute dès que l’on ressent une gêne. Coup de pouce : – Précisez quelles sont les conséquences d’un son intense à court terme, dans l’oreille interne et à long terme sur l’audition (docs. 3 et 4). – En vous appuyant sur un exemple précis et des données chiffrées, décrivez un niveau maximum admissible d’exposition quotidienne au bruit selon l’OMS (doc. 1) et justifiez ces recommandations. – Détaillez les menaces qui pèsent sur l’audition des jeunes, en distinguant celles qui sont liées à des pratiques quotidiennes ou occasionnelles (doc. 2). – Proposez des recommandations ou des technique à appliquer pour protéger son audition en fonction de ces différentes habitudes d’écoute dangereuses (docs.  5 et 6). Unité 3 V pp. 138‑139 1 et 2. L’éthanol et le THC contenu dans l’alcool et le cannabis agissent sur certains neurones du cerveau : ce sont des substances psychoactives qui modifient le comportement des consommateurs. On peut résumer leurs effets et les risques associés de manière synthétique dans les tableaux ci-dessous. © Éditions Belin/Humensis 2017

Au niveau de l’oreille interne des cellules ciliées sont mises en mouvement par l’arrivée d’un son. Cela provoque l’émission d’un message nerveux conduit jusqu’au cerveau par le nerf auditif. Or, ces cellules et notamment leurs cils sont fragiles : ils peuvent être endommagés par un bruit intense. Ces dommages sont irréversibles et se traduisent par des sifflements, des bourdonnements, une hypersensibilité à l’environnement sonore et peuvent conduire à une perte auditive. Par ailleurs, l’Organisation mondiale de la santé recommande des niveaux maximum admissibles d’exposition quotidiennes au bruit. En effet, plus le bruit est intense, plus la durée d’écoute maximale doit être courte. Par exemple, il est conseillé de ne pas rester plus de 4 minutes par jour à proximité du bruit d’un engin de chantier.

Heure du coucher

54

1. EFFETS Échelle cellulaire

Comportement de l’individu

Action sur certaines synapses dans le cerveau :

Modification du comportement :

e l’alcool empêche l’action du neurotransmetteur ou, au contraire, agit comme certains neurotransmetteurs

e Perte du contrôle de soi (éthanol)

e le THC bloque la libération du neurotransmetteur.

e Renforcement du comportement violent (éthanol) e Perte de l’équilibre (éthanol et THC) e Allongement du temps de réaction (éthanol et THC) e Diminution des mécanismes de la mémoire et des apprentissages (éthanol et THC) e Euphorie, désinhibition, excitation (éthanol) e Dépendance (éthanol) e Augmentation des troubles anxieux et dépressifs chez les personnes à risques (THC et éthanol)

2. RISQUES Immédiats

À long terme

ALCOOL e Agressivité e Risques liés à une perte de conscience (notamment relations sexuelles non consenties) e Risques liés à la perte d’équilibre V risques de chute et blessures

e Mise en danger de la vie d’autrui et de sa propre vie (accidents de la circulation) e Risques de blessures graves, handicap, décès prématuré (liés aux accidents de la circulation) e Risque de dépendance

e Réflexes diminués V risques accrus d’accidents de la circulation

e Risque accru de développer de nombreuses maladies

CANNABIS

e Mise en danger de la vie d’autrui et de sa propre vie (accidents de la circulation)

e Risques de troubles anxieux e Risques liés à la perte d’équilibre V risques de chute et blessures e Réflexes diminués V risques accrus d’accidents de la circulation

e Risques de blessures graves, handicap, décès prématuré (liés aux accidents de la circulation) e Risque de décrochage scolaire (diminution de la mémoire et des mécanismes des apprentissages) e Risque de dépendance

© Éditions Belin/Humensis 2017

e Risque de perte de motivation dans les activités quotidiennes e Risque accru de développer des troubles mentaux

Chapitre 7 • Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé 55

Unité 4 V pp. 140‑141

Corrigé des exercices

La fumée de tabac contient de nombreuses substances très toxiques comme les goudrons ou l’arsenic, mais aussi une substance psychoactive : la nicotine. Celle-ci entraîne la libération de dopamine associée à une sensation de plaisir. Mais très vite s’installe une dépendance, d’autant plus forte que le jeune commence à fumer tôt. Or la consommation de tabac présente des dangers. En particulier, l’augmentation de la consommation de tabac provoque une augmentation du nombre de morts par cancer du poumon. L’OMS estime que le tabac tuera 1 milliard de personnes dans le monde au 21e siècle. Pour limiter les effets du tabac au sein de la population, il est important de cibler plus particulièrement les jeunes puisqu’en 2014 en France, près de 20 % des garçons de 15 ans et près de 18 % des filles fument. La France est un des pays d’Europe où les garçons de 15 ans fument le plus. De plus, plus on commence à fumer jeune, plus la dépendance est forte. Des mesures ont été prises par les pouvoirs publics pour lutter contre le tabagisme. L’interdiction de la vente de tabac aux mineurs de moins de 16 ans en 2003, semble par exemple avoir été efficace puisque le pourcentage de jeunes fumant au moins une fois par semaine a diminué chez les filles comme chez les garçons et que le nombre de cigarettes vendues est passé de 97 à 70 milliards. On peut toutefois se demander si l’augmentation du prix du paquet est vraiment efficace. En effet la consommation a diminué entre 1991 et 2003 (quand le prix du paquet est passé de 1,50 € à 4,10 €). Mais depuis la consommation a peu diminué entre 2005 et 2014, alors que le prix est passé de 5 € à 7 € et que des mesures fortes ont été prises, telles que l’interdiction de fumer dans les cafés et les discothèques, ou l’apparition d’images choc sur les paquets. Augmenter très fortement le prix du paquet (à 10  € par exemple) ou bien sanctionner les bureaux de tabac qui continuent de vendre des cigarettes aux mineurs pourrait donc sembler de bonnes mesures pour lutter contre le tabagisme des jeunes.

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence

56

Aide possible : Utilisez le produit en croix pour ­calculer la distance parcourue en 1  seconde, sachant que le scooter parcourt 50 km en 1 heure. Cherchez comment calculer la distance de freinage à partir de la distance totale d’arrêt (Dt) et de la distance parcourue pendant le temps de réaction (Dr). b. On sait que Paul parcourt 27 mètres avant de commencer à freiner et que sa distance de freinage est la même que celle d’Erwan, soit 15 mètres. Sa distance totale d’arrêt est donc : Dt = Dr + Df = 27 + 15 Dt = 42 La distance totale d’arrêt de Paul est d’environ 42 mètres. c. Paul n’a pu éviter l’obstacle car il a mis trop de temps à réagir, parcourant ainsi 27  mètres, alors qu’Erwan n’a  parcouru que 14  mètres avant de commencer à ­freiner. On observe que Paul a une alcoolémie de 0,8 g/L alors qu’Erwan a une alcoolémie nulle. On peut penser que c’est l’alcool qui ralentit la transmission des messages nerveux, générés par la vue de l’obstacle ou par le cerveau pour traiter les informations et enfin ceux qui vont lui permettre de déclencher le freinage.

© Éditions Belin/Humensis 2017

Coup de pouce : – Décrivez les différentes substances toxiques contenues dans une cigarette ainsi que les effets de la nicotine sur le cerveau (docs. 1 et 2). – Montrez que la consommation de tabac entraîne une forte mortalité (doc. 6). – Montrez que la consommation de tabac entraîne une dépendance (docs. 2 et 5). – Indiquez le pourcentage de jeune fumant au moins une fois par semaine en France en 2014 puis comparez ces chiffres aux autres pays européens (docs. 3 et 4). – Comparez l’évolution de la consommation de tabac chez les jeunes (doc. 3) entre 1993 et 2014, et le calendrier des mesures contre le tabagisme entre 1991 et 2016 (doc. 7).

Exercice 4 a. On connait la vitesse du scooter et le temps de réaction grâce à l’énoncé. On cherche la distance parcourue pendant le temps de réaction (que l’on note Dr). La distance parcourue pendant le temps de réaction est égale à la vitesse du scooter divisée par le temps de réaction. Sachant que : la vitesse du scooter est de 50 km/h et le temps de réaction est de 1 seconde. Et que : 50  kilomètres =  50 000 mètres et 1  heure = 3 600 secondes On en déduit que : Dr = 50 000/3 600 = 13,88 La distance parcourue pendant le temps de réaction est donc d’environ 14 mètres. Erwan a parcouru 29 mètres en tout, ce qui correspond à sa distance totale d’arrêt. Sachant que la distance totale d’arrêt (Dt) est égale à la somme de la distance parcourue pendant le temps de réaction (Dr) et de la distance de freinage (Df), on en déduit Df, la distance de freinage. Dt = Dr + Df V Df = Dt – Dr Df = 29 – 14 Df = 15 La distance de freinage d’Erwan est donc d’environ 15 mètres.

Exercice 5 D’après les deux graphiques, on remarque que plus le temps de sommeil est élevé, plus la concentration sanguine en ghréline est faible (2,5 mg/L pour 10  heures de sommeil contre environ 3,3 mg/L pour 4  heures de sommeil) et plus la concentration sanguine en leptine est élevée (5,3 mg/L pour 9 heures de sommeil contre 2 mg/L pour 4 heures de sommeil). Or, la leptine et la ghréline sont deux hormones qui agissent sur le cerveau : la leptine entraîne l’arrêt de la prise alimentaire alors que la ghréline stimule l’appétit. On peut donc en déduire qu’une longue nuit de sommeil favorise la sécrétion de leptine, qui a pour rôle de freiner l’appétit, et inhibe la sécrétion de ghréline, qui au contraire le stimule. Bien dormir peut donc aider à prévenir la prise de poids. Aide possible : Indiquez le rôle de chaque hormone puis mettez en relation la concentration en hormones dans le sang et la durée du sommeil.

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Exercice 6 a. Les encouragements des Chiefs ont provoqué un bruit de 142 dB au cours d’un match de football américain en 2014. Or, on constate que la valeur 142 dB est au-delà de la valeur maximale indiquée sur la figure du doc. 1 p. 136. Cette valeur maximale de 130  dB correspond au bruit produit par un avion à réaction. On peut donc penser que le bruit des supporters est comparable à celui d’un avion à réaction. b. Le doc. 1 p. 136 indique que la durée maximale d’écoute d’un bruit de 130  dB est de moins d’une seconde. Or un match de football américain dure environ 1  heure (d’après le site http://www.fffa.org). Les spectateurs présents dans le stade risquent donc des dommages graves et irrémédiables de l’audition, pouvant conduire à une surdité. c.  La plupart des supporters étaient équipés de bouchons auditifs. En imaginant que ces bouchons étaient de très bonne qualité, et donc permettaient d’atténuer le niveau sonore de 30 dB (information issue du doc 6 p. 137), les oreilles étaient soumises à un niveau sonore de 112  dB (142 –  30). Or, le doc. 1 p. 136 indique une écoute maximale de 30  secondes pour un tel niveau sonore. Les supporters n’étaient donc pas suffisamment protégés, même avec leurs bouchons auditifs. Exercice 7 Les effets positifs du cannabis, comme la détente ou l’euphorie, sont ressentis par une majorité de consommateurs. Ce sont ces effets qui poussent à une c­ onsommation régulière. On remarque néanmoins que ces effets positifs ne sont pas ressentis par la totalité des consommateurs, l’euphorie par exemple n’est ­ressentie que par la moitié des personnes fumant un joint.

Les effets négatifs comme les troubles psychotiques ou les troubles de la mémoire sont ressentis par un consommateur sur quatre environ. De plus, un consommateur sur trois ressent des difficultés de concentration. Or ces effets négatifs peuvent se cumuler et constituer un risque pour soi et pour les autres. Compte-tenu de l’ensemble des effets négatifs, on peut donc en conclure que malgré les apparences, la consommation de cannabis n’est pas un bon moyen pour faire la fête et s’amuser. Remarque : On peut, à l’occasion de cet exercice, rappeler aussi que le joint est un mélange de tabac et de cannabis. Consommer un joint expose donc le consommateur aux produits issus de la combustion du tabac, avec tous les risques associés, notamment l’installation d’une dépendance à la nicotine et les risques pour l’appareil cardio-vasculaire. Exercice 8 On attend que l’élève produise un document synthétique regroupant les effets d’une forte consommation d’alcool : – Le doc. 1 permet de mettre en évidence que la consommation excessive d’alcool en très peu de temps chez les jeunes (« binge drinking ») peut causer des comas éthyliques, pouvant être à l’origine d’arrêts respiratoires ou d’hypothermies. Elle peut également provoquer la destruction des neurones (les neurones des adolescents sont alors deux à trois fois plus touchés que les adultes) ou empêcher l’apparition de nouveaux neurones. Cela conduit à une altération de la mémoire et des apprentissages. – Le doc. 2 montre que plus un jeune commence à consommer tôt de l’alcool et plus le risque qu’il en ait un usage problématique dans le futur est élevé. – Enfin, le doc. 3 montre que plus la quantité d’alcool dans le sang est élevée, plus le risque d’avoir un accident de la route est fort. L’élève peut par exemple établir la liste suivante des risques liés à une forte consommation d’alcool : – risque de rapport sexuel non consenti et/ou non ­protégé ; – risque d’accident de la route, d’autant plus élevé que la dose d’alcool consommé est importante ; – risque de comas éthyliques pouvant entraîner un arrêt respiratoire ou une hypothermie à l’origine d’un décès ; – risques de dégâts sur le cerveau avec augmentation de la destruction de neurones et diminution de la fabrication de nouveaux neurones, provoquant des troubles des apprentissages et de la mémoire. Exercice 9 On constate que les individus reposés mémorisent 90 % des mots contre 70 % pour les individus privés de som-

Chapitre 7 • Quelques perturbations du système nerveux et leurs effets sur la santé 57

meil. En revanche, les individus reposés ont mémorisé seulement 10 % des mots parmi ceux qu’ils devaient oublier, alors que les individus fatigués en ont mémorisé 40 %. On peut donc en déduire que la privation de sommeil diminue la capacité à mémoriser ce que l’on doit retenir d’environ 20 % et diminue très fortement la faculté du cerveau à trier les informations qui doivent être retenues de celles qui ne le doivent pas. Le manque de sommeil perturbe donc la mémorisation et les apprentissages.

Exercice 11 Sur site de l’Inserm : https://www.inserm.fr/thematiques/ neurosciences-sciences-cognitives-neurologie-psychiatrie/dossiers-d-information/addictions, on peut trouver les informations suivantes, qui peuvent servir de base au travail des élèves : « Les addictions sont des pathologies cérébrales définies par une dépendance à une substance ou une activité, avec des conséquences délétères. Les chercheurs tentent de mieux décrire les mécanismes impliqués dans l’apparition, le maintien et les rechutes des addictions. Ils essaient aussi d’identifier les facteurs de vulnérabilité individuels, sociétaux et environnementaux, pour une meilleure prévention et prise en charge. Les addictions les plus répandues concernent le tabac (nicotine) et l’alcool. Viennent ensuite le cannabis et, loin derrière, les opiacés (héroïne, morphine), la cocaïne, les amphétamines et dérivés de synthèse. Il existe également des addictions liées à des activités (et non à des substances), comme les jeux d’argent, les jeux vidéo, le sexe ou encore les achats compulsifs. »

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Exercice 10 Le doc. 1 montre que : – les individus reposés sont capables de mémoriser les mots qu’ils doivent retenir (les mots verts), puis de les utiliser ensuite pour raconter une histoire, et qu’ils sont capables d’oublier les mots qu’ils ne doivent pas mémoriser (les mots rouges) ; – les volontaires fatigués sont incapables de mémoriser les mots verts et donc ensuite de les utiliser pour ­raconter une histoire. Les résultats des IRM du doc. 2 montrent : – que chez les sujets reposés, les mots projetés sur l’écran et lus avec attention activent d’abord l’aire visuelle du cerveau, puis l’aire du langage. – que seule l’aire visuelle est activée chez les individus reposés qui lisent les mots avec inattention. Chez les sujets fatigués mais attentifs, on remarque que, de même, seule l’aire visuelle est activée.

Donc, chez un sujet fatigué qui lit avec attention, le cerveau fonctionne comme chez un sujet reposé qui lit les mots avec inattention. On en conclut que la fatigue diminue l’attention et les capacités à apprendre et qu’être reposé et attentif sont les deux conditions nécessaires pour un bon apprentissage.

58

Chapitre

8

V Livre de l’élève p. 149-162

Des microorganismes qui nous protègent

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Le monde microbien et notre organisme ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4-11. Compétences* * Relier le monde microbien hébergé par notre organisme et son fonctionnement. * Expliquer les réactions qui permettent à l’organisme de se préserver des microorganismes pathogènes. * Argumenter l’intérêt des po litiques de prévention et de lutte contre la contamination et/ou l’infection.

Traitement dans le manuel * Chapitre 8. Des microorganismes qui nous protègent pp. 149–162 * Chapitre 9. L’organisme et les maladies infectieuses pp. 163–182

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques Ce chapitre s’inscrit dans le thème 3 du programme de cycle 4 de SVT : Corps humain et santé. Il s’agit ici de faire découvrir aux élèves que l’Homme vit en symbiose avec des microorganismes. Ce chapitre montre un des intérêts de cette symbiose pour l’Homme : la protection de l’organisme.

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L’unité 1 permet de montrer que les microorganismes formant le microbiote sont omniprésents dans notre organisme. De plus, elle met en évidence la diversité de ce microbiote, en présentant les différents types de bactéries et de champignons présents sur notre peau (docs. 1 et 2) et sur nos voies respiratoires, digestives et génitales (doc. 4). Le doc. 3 explique quant à lui l’origine du microbiote et le doc. 5 illustre son évolution au cours de notre vie. L’unité 2 amène l’élève à comprendre comment notre microbiote nous protège. Le doc. 1 montre l’existence d’une compétition entre deux souches de bactéries. Mis en relation avec le doc. 2, il permet de montre que la compétition entre certaines bactéries du microbiote et des bactéries pathogènes peut être bénéfique pour la santé. Le doc. 3 est une interview d’un chercheur en microbiologie, qui explique l’effet protecteur du microbiote, qui entre en compétition avec les microbes intrus, produit des substances antimicrobiennes et stimule notre immunité. Le doc. 4 présente une expérience qui permet de comprendre comment notre microbiote

stimule la production de cellules immunitaires. Cette notion fait le lien avec le chapitre suivant, sur le rôle de notre système immunitaire. L’unité 3 a pour objectif de faire prendre conscience à l’élève de l’importance pour notre santé d’appliquer des mesures d’hygiènes de façon équilibrée. Les docs. 1 et 2 montrent que, des mesures d’hygiène corporelle (lavage systématique des mains dans une clinique) et des infrastructures publiques (construction d’égouts et de bains publics à Paris) ont permis de faire diminuer le nombre de décès dans les cliniques et d’augmenter l’espérance de vie moyenne à Paris. Cela s’explique par une diminution des maladies infectieuses responsables des décès. Le doc. 3 montre néanmoins qu’être exposé à une forte diversité microbienne dès la naissance limite le risque de développer des maladies allergiques plus tard. Le doc. 4 explicite les idées amorcées par les trois premiers documents : un équilibre de nos mesures d’hygiène est nécessaire. En effet, si l’hygiène limite les maladies infectieuses, trop d’hygiène est néfaste à notre santé car l’exposition à une diversité microbienne apprend à notre corps à tolérer les microbes bénéfiques et combattre les pathogènes. Les docs. 5 et 6 permettent d’insister sur l’hygiène corporelle. Le doc. 5 s’appuie sur des données d’une campagne de prévention scolaire et montre que le lavage régulier des mains limite la propagation des maladies infectieuses. Le doc. 6 rappelle les règles d’hygiène corporelle élémentaires.

Chapitre 8 • Des microorganismes qui nous protègent 59

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Compétence travaillée

Place dans le chapitre

Lire et exploiter des graphiques

V Unité 1 pp. 150-151 ; question 2.

Interpréter un graphique

V Exercice 5, p. 159

Extraire des informations

V Exercice 6, p. 159

Construire un graphique

V Exercices 9 et 10, p. 161

Choisir le bon type de graphique

V Exercice 11, p. 162

Proposer une hypothèse pour résoudre un problème

V Unité 2 pp. 152-153 ; question 1.

Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

V Unité 3 pp. 154-155 ; question 3.

Maîtriser les échelles de taille

V Exercice 4, p. 158

Être conscient des enjeux de santé

V Exercice 7, p. 160

Utiliser des échelles et réaliser un dessin

V Exercice 8, p. 160

Par pages Compétence travaillée

V Unité 1 pp. 150-151 ; question 2.

Lire et exploiter des graphiques

V Unité 2 pp. 152-153 ; question 1.

Proposer une hypothèse pour résoudre un problème

V Unité 3 pp. 154-155 ; question 3.

Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

V Exercice 4, p. 158

Maîtriser les échelles de taille

V Exercice 5, p. 159

Interpréter un graphique

V Exercice 6, p. 159

Extraire des informations

V Exercice 7, p. 160

Être conscient des enjeux de santé

V Exercice 8, p. 160

Utiliser des échelles et réaliser un dessin

V Exercices 9 et 10, p. 161

Construire un graphique

V Exercice 11, p. 162

Choisir le bon type de graphique

Quelques conseils Des conférences filmées, notamment celle du professeur Sansonetti, spécialiste en microbiologie humaine, sont en ligne sur le site du collège de France : https:// www.college-de-france.fr/site/philippe-sansonetti/ _symposium.htm. Elles permettent une mise à jour des connaissances sur la diversité et le rôle de notre microbiote, qui est un sujet d’actualité.

60

Domaine du socle [D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques [D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques [D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 150-151 1. Nous hébergeons sur notre peau des acariens, des bactéries et des champignons. Nos voies digestives, respiratoires et génitales hébergent quant à elles des bactéries et des champignons d’espèces différentes. 2. L’alimentation et les maladies peuvent faire varier notre microbiote.

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Place dans le chapitre

Remarque : l’effet de l’alimentation se voit à la fois en comparant les bébés à 100 jours et à 158 jours, et en comparant les deux adultes ; l’effet des maladies se voit en comparant les bébés à 90 et à 100 jours. Unité 2 V pp. 152-153 1. On ne compte que 9 colonies de bactéries B dans la boîte où les bactéries A et B ont été étalées ensemble. On en compte plusieurs dizaines dans la boîte où les bactéries B ont été étalées seules. On compte plusieurs dizaines de bactéries A dans la boîte où les bactéries A ont été étalées seules. On en compte autant dans la boîte où les bactéries A et B ont été étalées ensemble. L’expérience montre donc que la souche de bactérie B (bactéries pathogènes) se développe beaucoup moins en présence de bactéries A (bactéries du microbiote intestinal). D’après le doc. 2, on observe que les animaux du groupe B qui ont ingéré les deux types de bactéries (celles du choléra et celles d’Escherichia Coli) ont résisté à la maladie du choléra. On peut supposer que les bactéries d’Escherichia Coli ont permis d’empêcher d’agir les bactéries de choléra car elles ont été en compétition avec elles et les ont empêché de se développer. 2. Notre microbiote nous protège : – en occupant tout l’espace disponible à la colonisation par des intrus ; – en entrant en compétition pour les réserves nutritives ; – en produisant des substances antimicrobiennes ; – en stimulant notre immunité. 3. On constate qu’une souris dépourvue de microbiote possède moins de cellules immunitaires qu’une souris ayant un microbiote dès la naissance, ou qu’une souris dépourvue de microbiote à la naissance mais ayant ingéré des bactéries intestinales par la suite. On peut donc en déduire que notre microbiote stimule la fabrication de cellules immunitaires par notre corps.

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Unité 3 V pp. 154-155 1. On constate d’après le doc. 1 que l’espérance de vie des Parisiens a augmenté de 20 ans, environ 70 ans après les premières mesures d’hygiène mises en œuvre dans la ville. D’après le doc. 2, la mortalité des femmes ayant accouché dans une clinique de Vienne a nettement diminué (elle est passée de 18 % à 5 %) après la mise en place, en avril  1847, d’une procédure de lavage systématique des mains. Ces données révèlent que l’hygiène insuffisante était responsable de la mortalité précoce des individus à cette époque. 2. D’après le doc. 3, un enfant exposé à une forte diversité microbienne voit son risque de maladie allergique diminuer par la suite. En effet, cela apprend à notre

corps à tolérer les microbes indispensables à notre santé et à combattre les pathogènes (doc. 4). 3. Nous pourrions coller des affiches dans le collège illustrant les règles d’hygiène corporelle à respecter au quotidien (doc. 6). Pour convaincre les élèves de leur efficacité, nous pourrions montrer les effets du lavage de mains, régulier ou non, sur le nombre d’élèves malades dans une école (doc. 5). Nous pourrions aussi intervenir directement dans les classes, avec le professeur ou l’infirmière.

Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 a. 1. Ce n’est pas la bonne réponse. Les bactéries sont beaucoup plus petites que les cellules humaines et ne possèdent pas de noyau. 2. Bonne réponse. 3. Ce n’est pas la bonne réponse. Les bactéries sont beaucoup plus petites que les cellules humaines et ne possèdent pas de noyau. b.  1. Ce n’est pas la bonne réponse. Relisez l’introduction. 2. Ce n’est pas la bonne réponse. Relisez l’introduction. 3. Bonne réponse. Exercice 5 a.  On constate que le pourcentage de guérison des patients ayant ingéré des bactéries intestinales est trois fois plus élevé que ceux ayant eu un traitement antibiotique uniquement. On peut donc supposer que ce traitement est prometteur. Aide possible : Observez la différence entre les groupes de patients A et B. Comparez les pourcentages de guérison de chaque groupe. Concluez quant à l’efficacité du traitement. b. Nos bactéries intestinales stimulent notre immunité. C’est pourquoi le système immunitaire des patients ayant ingéré les bactéries intestinales a combattu plus efficacement le pathogène. Aide possible : Pour se rappeler comment notre microbiote nous protège, relisez les docs. 3 et 4 de l’unité 2. c.  La contamination se fait par voie oro-fécale. Cela signifie que si l’on touche un objet souillé par la bactérie parce qu’il a été en contact avec des matières fécales, puis que l’on porte sa main à la bouche, la bactérie peut

Chapitre 8 • Des microorganismes qui nous protègent 61

Aide possible : Décryptez le message de l’affiche d’après les objets présentés. Puis, indiquez ce qu’il faut faire pour éviter d’être contaminé et expliquez pourquoi. Exercice 6 On constate que les porcs exposés à une faible diversité microbienne dès la naissance ont un système immunitaire perturbé, et peu de bactéries lactiques dans leurs intestins. Ceux exposés à une forte diversité microbienne sont en bonne santé et possèdent quatre fois plus de bactéries lactiques. Or, ces bactéries contribuent au bon fonctionnement de l’organisme. L’environnement microbien a donc une influence sur la santé des porcs. Aide possible : Pour répondre à la question : – Comparez le fonctionnement du système immunitaire des porcs exposés à une faible ou forte diversité microbienne dès la naissance. – Comparez aussi le pourcentage de bactéries lactiques dans leurs intestins et précisez leur rôle. Exercice 7 D’après le doc. 1, plus l’exposition au triclosan est forte, plus les individus ont des maladies allergiques. De plus, le triclosan modifie la composition du microbiote intestinal des poissons zèbres (doc. 2). En outre, il n’a aucun effet antibactérien, sur les trois espèces de bactéries testées (doc. 3, si l’on compare la hauteur des barres orange et bleues). C’est probablement pour ces raisons que le triclosan a été interdit. Exercice 8 a. La taille d’une cellule bronchique, sur le doc. 1 est de 1,5 cm. Or, 1 cm est égal à 6 micromètres d’après l’échelle. La taille réelle de la cellule est donc de 9 micromètres. La taille d’une bactérie sur le doc. 2 est de 6,5 cm. Or, 1 cm est égal à 0,5 micromètre d’après l’échelle. La taille réelle de la bactérie est donc de 3,25 micromètres. Aide possible : Utilisez le produit en croix.

62

b. noyau cytoplasme membrane plasmique 1,5 μm Dessin d’observation d’une cellule bronchique

cytoplasme membrane plasmique 0,5 μm Dessin d’observation de la bactérie Streptococcus salivarius

Exercice 9 Pourcentage d’enfants développant la maladie 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % Groupe A

Groupe B

Ce traitement permet de diviser par deux le pourcentage d’enfants développant la maladie. Ce traitement est donc efficace. Aide possible : Dessinez un bâton pour chaque groupe. La hauteur du bâton doit correspondre au pourcentage indiqué pour chaque groupe.

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se développer dans l’organisme, causant une diarrhée. L’affiche montre une main serrant un savon pour rappeler l’intérêt de se laver les mains dans le but d’éviter la contamination (fight =  combattre en anglais). Cette mesure d’hygiène s’adresse aussi aux personnes contaminées : elles doivent se laver les mains pour éviter de contaminer les autres.

Exercice 10

b. On choisit le graphique en bâtons pour représenter le pourcentage de bactéries du groupe F et de bactéries du groupe B à 27 mois car cela permet de comparer deux groupes différents.

Pourcentage de souris malades 100 % 80 % 60 %

100

40 %

90

20 %

80 Pas de gélule

70

1 gélule 5 gélules par jour par jour

60

Aide possible : Construisez un graphique en bâtons. Pour cela, identifiez le nombre de groupes puis dessinez un bâton pour chaque groupe. Rendez-vous à la p. 162 pour plus de conseils. Exercice 11 a.  On choisit le graphique en courbe pour représenter le pourcentage de bactéries du groupe F au cours du temps car cela permet de suivre les variations au cours du temps d’un paramètre dans un groupe.

100 80 60 40 20

Pourcentage de bactéries

10

20

30

Temps (en mois)

50 40 30 20 10 0

bactéries du bactéries du groupe F groupe B

c. On observe que la proportion de deux groupes de bactéries du microbiote chez un bébé évolue dans le temps : trois jours après sa naissance, il n’y a que des bactéries de groupe F.  Au bout de 5 mois, il y autant de bactérie de groupe B que de groupe F. Puis, 20 mois après la naissance, il y a plus de deux fois plus de bactéries de groupe B que de groupe F. Enfin, au bout de 30 mois, il y a presque autant de bactéries de chaque groupe.

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Évolution du pourcentage de bactéries du groupe F

Chapitre 8 • Des microorganismes qui nous protègent 63

Chapitre

9

V Livre de l’élève p. 163‑182

L’organisme et les maladies infectieuses

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Le monde microbien et notre organisme ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4‑11. Compétences* * Relier le monde microbien hébergé par notre organisme et son fonctionnement. * Expliquer les réactions qui permettent à l’organisme de se préserver des microorganismes pathogènes. * Argumenter l’intérêt des politiques de prévention et de lutte contre la contamination et/ou l’infection.

Traitement dans le manuel * Chapitre 8. Des microorganismes qui nous protègent pp. 149 – 162 * Chapitre 9. L’organisme et les maladies infectieuses pp. 163 – 182

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Ce chapitre s’inscrit dans le thème 3 du programme de cycle 4 de SVT : Corps humain et santé. Après avoir mon‑ tré le rôle protecteur de certains micro‑organismes, il s’agit cette fois d’amener les élèves à relier les connaissances sur les microorganismes pathogènes avec les mesures préventives de santé publique individuelles et collectives contre les maladies. Pour cela, une vue d’ensemble des réactions immunitaires est proposée aux élèves. Quelle soit locale ou générale, la compréhension des réactions immunitaires permet aux élèves de mieux adapter leurs comportements. La dimension historique des ressources proposées inscrit cette histoire scientifique dans un long processus de découvertes majeurs pour l’humanité. Les unités du chapitre permettent ce transfert progressif entre les apports scientifiques et les conséquences en termes de prévention et de lutte contre les infections. Pour ouvrir ce chapitre, l’image d’un phagocyte illustre parfaitement l’importance de cet acteur clé de la réponse immunitaire locale et globale. Elle montre éga‑ lement toute la diversité cellulaire aussi bien dans la morphologie que dans le fonctionnement. L’unité 1 permet de « planter le décor » et de com‑ prendre qu’être malade ne traduit pas une déficience des défenses, mais une mise en œuvre de processus qui, lorsqu’ils sont actifs, permettent l’élimination de l’agent pathogène. Elle permet de faire découvrir aux élèves, en prenant l’exemple d’un rhume qui se complique en otite, les différentes étapes d’une infection bactérienne ou virale ainsi que leurs localisations : les voies de pénétra‑ tion sont décrites dans le doc. 1, les agentes pathogènes

64

sont présentés dans le doc.  2, la multiplication des globules blancs est évoquée dans le doc. 3 et celle de l’agent pathogène dans le doc. 4. Enfin, les docs. 5 à 7 permettent de faire réfléchir les élèves quant aux dif‑ férentes mesures d’hygiène et de prévention possibles pour éviter la contamination. Les unités suivantes permettront d’éclairer plus précisé‑ ment chaque étape. L’unité 2 présente les différents acteurs de la réaction inflammatoire (doc. 1) et les molécules impliquées dans cette réponse immunitaire (doc. 2). Il s’agit de com‑ prendre l’arsenal recruté sur les lieux de la contamina‑ tion (doc 3) et de visualiser les étapes de la phagocytose (doc 4 et 5). Cela permet aux élèves de comprendre les symptômes de la réaction inflammatoire (rougeur et douleur) et de découvrir la mobilisation et la coopéra‑ tion cellulaire indispensable à l’élimination locale des agents pathogènes. L’unité 3 permet de décrire la réaction globale de l’organisme qui est engagée quand l’inflammation (la réaction rapide et locale) ne suffit pas à bloquer le développement des agents pathogènes. Elle met en évidence l’importance de la communication cellulaire par contact au sein d’un ganglion lymphatique et remo‑ bilise la notion de coopération cellulaire (doc. 1). Elle permet ensuite d’introduire les acteurs principaux de la réaction immunitaire globale : les lymphocytes (docs. 2 et 3). L’élimination des agents pathogènes est décrite grâce aux docs. 4 à 6. Il convient de bien différencier ces acteurs en fonction du type d’infection (agents cir‑ culants, agents intégrés dans les cellules).

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Choix pédagogiques

L’unité 4 permet de présenter les vaccins, leur histoire, leur mode d’action et de montrer ainsi que des avancées scientifiques peuvent avoir des répercussions directes sur le quotidien de chaque individu. Les docs. 2 et 3 permettent de mettre en évidence les intérêts majeurs de la vaccination : elle permet de se protéger de l’infec‑ tion par le virus de la rougeole (on se vaccine « pour soi »), mais aussi d’éviter les contaminations au sein de la population (on se vaccine également « pour les autres »). Les docs. 4 et 5 présentent ensuite quelques expériences historiques : celle de E. Jenner sur la variole et celle de L.  Pasteur sur la maladie du charbon. Les docs. 6 et 7 décrivent la composition des vaccins et les bases de la mémoire immunitaire à l’origine de leur effi‑ cacité. L’élève a ainsi un premier aperçu rapide de l’évo‑ lution du principe actif des vaccins, des premiers essais de vaccination jusqu’à nos jours. L’unité 5 détaille l’histoire des antibiotiques et permet de renforcer les notions développées dans l’unité pré‑ cédente, en insistant une nouvelle fois sur l’importance des comportements individuels et collectifs dans le domaine de la santé. La chronologie des découvertes de nouveaux antibiotiques est décrite dans le doc. 1. Le doc. 2 présente un antibiogramme et permet à l’élève de prendre conscience que certaines bactéries déve‑ loppent des résistances aux antibiotiques. Le doc.  3 permet ensuite d’expliquer l’origine de la résistance aux

antibiotiques, selon des mécanismes de sélections suc‑ cessives dans une population bactérienne. Les consé‑ quences d’une utilisation inappropriée des antibiotiques et le problème de santé publique lié à la résistance aux antibiotiques sont illustrés par les docs. 4 à 6. L’unité 6 permet de remobiliser l’ensemble des notions abordées dans les unités précédentes à travers l’étude du sida. Le rôle pivot des lymphocytes y apparaît claire‑ ment. Le doc. 1 permet d’introduire le virus responsable du sida (VIH) à travers une campagne de sensibilisa‑ tion. Les docs. 2 et 3 permettent ensuite de présen‑ ter le virus à l’échelle cellulaire puis de souligner qu’il n’existe pas de traitement pour l’éliminer. Le doc.  4 permet ensuite d’illustrer l’évolution de la concentration sanguine en virus et en anticorps après l’infection et de mettre en évidence les trois phases de la maladie. Le doc. 4 montre que le nombre de lymphocytes T tueurs reste quasiment constant pendant la phase d’infection chronique et diminue pendant la phase de sida déclaré. Le doc. 5 montre, grâce à des données issues de mar‑ quages cellulaires, que le nombre de lymphocytes  T activateurs baisse fortement durant la phase d’infection chronique, jusqu’à devenir très faible durant la phase de sida déclaré. Les données virales (doc. 2), épidémiolo‑ giques (doc. 1) et thérapeutiques (doc. 3) doivent ame‑ ner les élèves à avoir une réflexion sur le développement d’une sexualité responsable.

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle

Place dans le chapitre

Lire et exploiter des données sous différentes formes

V Unité 2, pp. 166‑167 ; questions 1 et 2

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

V Unité 6, pp. 174‑175 ; questions 2 et 3

Extraire des informations d’un graphique

V Exercice 4, p. 178

Extraire des informations d’un schéma

V Exercice 5, p. 179

Tirer des informations d’une photographie

V Exercice 11, p. 182

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

Mettre en relation des informations

V Unité 3, pp. 168‑169 ; questions 1 et 2

[D3] La formation de la personne et du citoyen

Être conscient des enjeux de santé

V Exercice 8, p. 180

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

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Compétence travaillée

Chapitre 9 • L’organisme et les maladies infectieuses 65

Domaine du socle

Compétence travaillée Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Comprendre les responsabilités en matière de santé

Mettre en relation des informations Comprendre un protocole expérimental

Place dans le chapitre V Unité 1, pp. 164‑165 ; question 4 V Unité 4, pp. 170‑171 ; question 1 V Unité 5, pp. 172‑173 ; question 3 V Exercice 6, p. 179 V Exercice 7, p. 180 V Exercices 9 et 10, p. 181

Par pages Place dans le chapitre

Compétence travaillée

Domaine du socle

V Unité 1, pp. 164‑165 ; question 4

Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 2, pp. 166‑167 ; questions 1 et 2

Lire et exploiter des données sous différentes formes

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

V Unité 3, pp. 168‑169 ; questions 1 et 2

Mettre en relation des informations

[D2] Les méthodes et outils pour apprendre

Comprendre les responsabilités en matière de santé

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Unité 4, pp. 170‑171 ; question 1 V Unité 5, pp. 172‑173 ; question 3 V Unité 6, pp. 174‑175 ; questions 2 et 3

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

V Exercice 4, p. 178

Extraire des informations d’un graphique

V Exercice 5, p. 179

Extraire des informations d’un schéma

V Exercice 6, p. 179

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Mettre en relation des informations

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 8, p. 180

Être conscient des enjeux de santé

[D3] La formation de la personne et du citoyen

V Exercices 9 et 10, p. 181

Comprendre un protocole expérimental

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 11, p. 182

Tirer des informations d’une photographie

[D1.3] Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

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V Exercice 7, p. 180

66

Quelques conseils Unité 1 – Pour illustrer la dimension épidémiologique du rhume, il peut être intéressant d’aller consulter le réseau senti‑ nelle qui fait le point de façon hebdomadaire sur les cas de grippe en France sur le site : https://websenti.u707.jussieu.fr/sentiweb/. – Pour partir d’une situation réelle et proche, il peut également être intéressant de présenter le bulletin épi‑ démiologique hebdomadaire produit par l’Institut de veille sanitaire (INVS) sur le site : http://invs.santepubli‑ quefrance.fr/Publications-et-outils/BEH-Bulletin-epide‑ miologique-hebdomadaire. – Cette unité peut être l’occasion de réaliser un affichage de classe, avec les différentes affiches des campagnes de prévention dans le domaine de la santé. Unité 2

Unité 5 – Tout comme la vaccination, l’utilisation des antibio‑ tiques est un défi de santé publique important qu’il convient de bien inscrire dans les objectifs de la scola‑ rité obligatoire. Un très bon dossier de l’Institut natio‑ nal de la santé et de la recherche médicale (Inserm) sur ce thème (https://www.inserm.fr/thematiques/immu‑ nologie-inflammation-infectiologie-et-microbiologie/ dossiers-d-information/resistance-aux-antibiotiques) permet de se documenter sur les avancées récentes. Unité 6 – Sans culpabiliser, ni affoler, il convient de rappeler que le sida reste une préoccupation majeure de santé publique. Il existe de nombreuses ressources documen‑ taires qui peuvent permettre de lancer une activité sous forme de débat. – On peut s’appuyer sur les sites suivants : SIDA info service  (https://www.sida-info-service.org/) et AIDES (http://www.aides.org/).

– Dans cette unité, l’objectif n’est pas de retenir les noms des différentes molécules sécrétées mais de bien insister sur les communications et mobilisations cellu‑ laires. On peut rendre plus dynamique les étapes de la phagocytose en proposant des vidéos présentant ce mécanisme spécifique de certaines cellules du système immunitaire, comme sur le site : https://www.inserm.fr/ tout-en-images/c-est-quoi-une-minute-chrono-pourtout-expliquer-!/la-phagocytose.

4. Corrigé des Missions

Unité 3

Unité 1

– Cette unité peut s’accompagner d’une étude micros‑ copique de frottis sanguins. À cette occasion, on peut travailler sur la notion d’échelle en prenant les hématies comme référence ou bien sur les équilibres quantitatifs entre globules blancs et globules rouges. L’utilisation de banques de molécules 3D (http://www. librairiedemolecules.education.fr/), en association avec le logiciel RASTOP (http://www.librairiedemolecules.educa‑ tion.fr/outils/), peut permettre aux élèves de « manipu‑ ler » les molécules afin de mieux comprendre le rapport entre leur géométrie dans l’espace et leur ­fonction. Unité 4

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– Le détail des expériences historiques sur la vacci‑ nation est présenté dans le livre suivant : Rémi Cadet, ­L’invention de la physiologie, Belin, 2008.

– La vaccination est aujourd’hui remise en question par de nombreuses personnes (en France plus qu’ailleurs). Cette unité doit permettre d’insister sur l’immense pro‑ grès que constitue cette approche thérapeutique pour l’humanité. – Le site Vaccin info service est un bon complément pour préparer cette séance : http://vaccination-infoservice.fr/. Il fournit des informations concernant le calendrier vaccinal, la composition des vaccins et bien d’autres questions pratiques à portée de tous.

1. Le rhume est dû à la présence du virus rhinovirus dans la cavité du nez. Une infection bactérienne peut égale‑ ment se développer dans l’oreille moyenne. Elle cause une maladie appelée « otite ». Les microorganismes impliqués sont des bactéries Streptococcus. 2. Le tableau du doc. 2 montre que suite à une infec‑ tion, il y a une forte multiplication de cellules nommées phagocytes dans le sang des malades. On observe éga‑ lement un gonflement des ganglions dans la région du cou (doc. 1). 3. On observe que l’intensité des symptômes ainsi que le nombre de virus augmentent dans le temps au cours d’un rhume. On peut donc supposer que la multiplica‑ tion des virus est à l’origine de la maladie. 4. Le doc. 5 met en évidence qu’il y a une forte concen‑ tration de virus dans l’air de la chambre d’une personne atteinte d’une grippe. Le doc. 7 montre que le virus du rhume se retrouve aussi sur les mains des malades et sur les objets qu’ils touchent. Afin de limiter la transmission des virus et donc de la maladie, on peut suggérer d’éternuer dans sa manche pour éviter de répandre le virus dans l’air, et de se laver régulièrement les mains avec du savon pour éviter de contaminer les objets que l’on touche. Chapitre 9 • L’organisme et les maladies infectieuses 67

3.

entrée de l’agent pathogène dans l’organisme et multiplication

1. On parle de cellules « sentinelles » car elles sont locali‑ sées dans la peau et les tissus qui recouvrent les cavités de l’organisme, c’est-à-dire à la frontière entre le milieu extérieur et l’organisme et que leur action sur les microorganismes est rapide et précoce. Remarque : Il s’agit d’une cellule dendritique à gauche et d’un mastocyte à droite. 2. D’après le doc. 2, on observe que les cellules dendri‑ tiques ayant détecté un virus produisent des chimio‑ kines qui attirent les phagocytes qui circulent dans le sang (doc. 2). Puis, toujours sous l’effet de ces chimio‑ kines, certains des phagocytes quittent les vaisseaux sanguins et gagnent le lieu de l’infection (doc. 3). L’histamine, une autre substance produite par les cel‑ lules sentinelles, provoque la dilatation des vaisseaux sanguins et le gonflement du tissu infecté (conduit de l’oreille). 3. Le phagocyte est capable d’émettre de longs prolon‑ gements qui lui permettent d’englober les bactéries. En effet, dès qu’il touche une bactérie, sa membrane plas‑ mique peut se déformer (en 5 à 10  minutes). Une  fois englobée, la bactérie est digérée en une heure environ, grâce à des enzymes contenues dans des ­compartiments au sein du cytoplasme du plasmocyte. Remarques : 1. Pour les élèves en difficulté, on peut proposer de faire une réponse individuelle à l’oral. 2. Il convient de travailler la langue scientifique avec les élèves lors de cet exercice de narration. Il est impor‑ tant de faire ressortir la temporalité et les relations de causalité dans la réponse. Des indicateurs de réussite pourront guider les élèves dans leur rédaction (taille du texte, présence de certains termes scientifiques, chro‑ nologie, description de la morphologie des phagocytes, rôle des enzymes). Unité 3 1. Les cellules sentinelles activent les lymphocytes  T activateurs qui eux-mêmes deviennent responsables de l’activation des lymphocytes B et T tueurs. 2. Les deux conséquences immédiates de l’activation des lymphocytes T tueurs et des Lymphocytes B sont : la production d’anticorps par les lymphocytes  B et la fixation des cellules tueuses sur les cellules infectées par les virus. Cela permet d’éliminer les agents pathogènes circulant et/ou intégrés dans les cellules.

68

activation des cellules sentinelles activation des lymphocytes B production anticorps reconnaissance des antigènes de l’agent infectieux les virus ne peuvent plus infecter les cellules et sont plus facilement phagocytés

activation des lymphocytes T tueurs

fixation aux cellules infectées par le virus

destructions des cellules infectées

Unité 4 1. La vaccination a permis de réduire le nombre de cas de rougeole de manière significative entre 1950 et 2001 (doc. 2). En effet, après la commercialisation du vac‑ cin, le nombre de cas est passé de plus de 400 000 à moins de 10 000. De plus, on observe que la baisse du nombre d’enfants vaccinés en 1988 a provoqué une aug‑ mentation du nombre de cas : en seulement deux ans, le nombre de cas a plus que doublé. Enfin, le doc. 3 met en évidence que la vaccination per‑ met d’éviter les contaminations au sein de la population, mais aussi de protéger les personnes qui ne sont pas vaccinées. Il s’agit donc d’un comportement altruiste. 2. Les différents vaccins contiennent soit les antigènes extraits de la bactérie (cas du tétanos), soit une forme atténuée du virus (cas de la rougeole) qui contient éga‑ lement des antigènes (doc. 6). On peut donc en conclure que les différents vaccins contiennent les antigènes de chaque type d’agent infectieux (virus ou bactérie). Depuis les premières vaccinations, des progrès ont été faits car la plupart vaccins ont été mis au point et on n’a plus besoin de les tester en risquant la vie des patients comme dans l’expérience du doc. 4 ou de les tester sur des animaux comme dans l’expérience du doc. 5. 3. On observe que lors de la seconde rencontre avec un agent infectieux, la sécrétion d’anticorps est plus ­importante, plus durable et plus rapide. Grâce au vaccin, un individu rencontre une première fois l’agent infec‑ tieux (soit sous forme atténuée, soit ses antigènes). Du coup, si l’individu rencontre une nouvelle fois, de façon non volontaire, le même agent infectieux, la production d’anticorps sera plus importante, plus durable et plus rapide. Elle permettra de protéger l’individu, qui ne tombera pas malade.

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Unité 2

Unité 5 1. On remarque que l’apparition des bactéries résis‑ tantes à un antibiotique spécifique se fait rapidement après la mise en service de l’antibiotique. Il n’y a aucune exception. On peut détecter cette résistance grâce aux antibiogrammes. Dans le doc. 2, on peut observer que la bactérie étudiée est résistante à l’antibiotique présent dans le disque du haut. 2. La présence d’antibiotiques favorise certaines bac‑ téries résistantes déjà présentes dans la population, au détriment des bactéries sensibles. On observe donc au cours du temps et des divisions un changement dans la répartition des populations : les bactéries résistantes deviennent majoritaires dans les populations de bacté‑ ries qui sont en présence d’antibiotiques. 3. Voici quelques conseils : – Prescrire des antibiotiques seulement quand c’est adapté ; – Aider les médecins à expliquer aux malades pourquoi les antibiotiques ne doivent pas être utilisés à tort ; – Bien suivre son traitement antibiotique quand le médecin l’a prescrit ; – Prendre des précautions à l’hôpital pour empêcher la contamination par des bactéries résistantes. Remarques : Les conseils peuvent prendre la forme d’une affiche ou d’un dépliant à distribuer dans l’établissement. On pourra amener les élèves à mesurer l’ampleur du défi que représente le développement des bactéries résis‑ tantes avec le cas de la tuberculose dans le monde.

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Unité 6 1. Le doc. 1 décrit qu’en 2015, 1,1 million de personnes sont mortes du sida. Le doc. 3 montre quant à lui qu’il n’existe pas de vaccin ni de traitement contre le sida aujourd’hui. De plus, la trithérapie qui permet de bloquer la multipli‑ cation du VIH et de prolonger l’espérance de vie, pro‑ voque des effets secondaires importants. Cette maladie représente donc un véritable défi pour l’humanité. 2. Lors de la primo-infection, le patient présente des symptômes grippaux et le nombre de virus dans le sang augmente en six semaines pour atteindre un million d’uni‑ tés arbitraires. Au bout de trois semaines, la concentra‑ tion en anticorps et le nombre de ­lymphocytes T tueurs dans le sang commencent à augmenter. Le nombre de virus dans le sang diminue alors. Pendant l’infection chronique, le patient ne présente pas de symptômes apparents. Pendant 2 à 10 ans, le nombre de virus dans le sang continue d’augmenter de façon progressive et la concentration en anticorps et le nombre de lymphocytes T tueurs dans le sang restent stables. Enfin, la phase de sida déclaré se caractérise par des maladies opportunistes, une fonte des muscles et le

décès du patient. Pendant 3 à 4 ans, le nombre de virus dans le sang augmente fortement et la concentration en anticorps et le nombre de lymphocytes T tueurs dans le sang diminuent fortement. Remarque : Il s’agit de faire une analyse précise des courbes pré‑ sentées dans le doc. 4. Bien insister sur le fait que la primo-infection permet bien une baisse sensible de la charge virale grâce à l’action des anticorps et des lym‑ phocytes tueurs. Insister également sur le fait que le sida déclaré est caractérisé par des maladies oppor‑ tunistes qui profitent de l’affaiblissement général du système immunitaire. 3. La cytométrie est une technique qui permet de comp‑ ter les cellules de façon spécifique. On remarque une baisse importante des lymphocytes T activateurs au cours de la phase d’infection chronique. Cet effondre‑ ment précède celui des lymphocytes T tueurs. On peut donc supposer que les lymphocytes T activateurs, qui ont un rôle central dans la réponse immunitaire globale, sont la cible du virus VIH.

5. Corrigé des exercices

J’utilise mes compétences et Je travaille une compétence Exercice 4 a.  On constate que lorsque le taux d’infection est de l’ordre de 90 %, le taux de survie est de 40 %. Lorsque le taux d’infection diminue, le taux de survie augmente de manière proportionnée. Aide possible : Repérez bien les deux courbes et com‑ parez leurs évolutions respectives. b. On voit que dès 1860, le taux d’infection des plaies diminue. Cela est certainement du à la mise en place de mesures d’antisepsie proposées par Joseph Lister. En conséquence, le taux de survie post-opératoire aug‑ mente. On peut donc en déduire que l’amélioration des conditions d’antisepsie entre 1860 et 1980 a permis la diminution les infections des plaies et les décès postopératoires. Aide possible : Repérez dans le graphique le moment où l’antisepsie est introduite et les modifications qui s’en suivent en terme de taux d’infection et de taux de survie. Exercice 5 a. Les anticorps sont produits par des lymphocytes. Aide possible : voir bilan p. 176. b.  Lé sérum antivenimeux contient des anticorps qui empêchent l’action du venin. Ces anticorps peuvent neutraliser puis faciliter l’élimination d’un agent infec‑ tieux, ou dans ce cas, d’une substance toxique. Chapitre 9 • L’organisme et les maladies infectieuses 69

Aide possible : Les toxines permettent la production d’an‑ ticorps, comme les virus atténués lors de la vaccination. Exercice 6 a. Le phage se fixe sur la bactérie puis pénètre à l’inté‑ rieur avant de se multiplier, provoquant la destruction de la bactérie. Les phages permettent donc de lutter contre une infection en détruisant les bactéries à l’ori‑ gine de cette infection. Aide possible : Observez les différentes étapes dans le doc. 2. b. Certaines bactéries sont résistantes aux antibiotiques utilisés habituellement. Les médecins étudient de nou‑ veau la phagothérapie pour trouver des moyens de détruire ces bactéries résistantes. Aide possible : voir le doc. 5 p. 173. Exercice 7 a.  Quand il y a agglutination, les hématies sont liées entre elles via les anticorps qui reconnaissent spéci‑ fiquement les antigènes fixés sur la membrane des hématies. anticorps anti–A antigène A

hématies

Formation de paquets d’hématies quand il y a agglutination Aide possible : Aidez-vous du doc. 2 pour débuter votre schéma et n’oubliez pas la légende. b. On voit qu’il y a agglutination lorsque l’on utilise des anticorps anti-B alors que les anticorps anti-A ne pro‑ voquent pas d’agglutination. On peut donc conclure que les anticorps anti-B reconnaissent l’antigène B à la sur‑ face de hématies et donc que l’individu est de groupe sanguin B. Aide possible : Déduisez des résultats le type de glo‑ bule rouge que l’individu possède. 70

Exercice 8 a. Au niveau national, le seuil épidémique de 175 malades pour 100  000 habitant a été atteint la 5e  semaine après le début de l’épidémie, soit la semaine du 12 au 18 décembre 2016. Aide possible : Déterminez graphiquement à quel moment le nombre de cas dépasse le seuil évoqué dans l’énoncé. b.  D’après la carte, il y avait plus de 250  cas pour 100 000  habitants dans certaines régions du sudest et du centre. Le seuil épidémique de 175 malades pour 100 000 habitants avait donc été franchi avant la semaine du 12 au 18 décembre 2016. Aide possible : Déterminez grâce à la légende les endroits où le nombre de cas dépasse les 250 cas pour 100 000 habitants. Exercice 9 a. Le cobaye A meurt car on lui a injecté le bacille de Koch (BK), responsable de la tuberculose. Le cobaye B survit car il a reçu une version atténuée du bacille avant l’injection du BK, qui lui a permis de produire des anti‑ corps contre cette bactérie. Aide possible : Déterminez à l’aide du schéma les trai‑ tements que chacun des cobayes a subi pour expliquer leur survie ou leur mort. b. Pour permettre la survie du cobaye B, il a reçu une injection du BCG, le bacille de Koch atténué : c’est la vaccination. Aide possible : La première bactérie atténuée injectée à un patient se nommait la vaccine. Exercice 10 Le lapin B a reçu une injection d’eau salée puis une injec‑ tion de la toxine tétanique : il meurt car cette toxine est mortelle pour le lapin. Le lapin C a reçu une dose mortelle de toxine tétanique, mais on lui a injecté auparavant les anticorps du lapin A. Le lapin A a reçu l’anatoxine tétanique ce qui lui a permis de produire des anticorps dirigés contre la toxine tétanique. Le lapin B survit donc grâce aux anticorps reçus. Aide possible : Utilisez les informations de l’énoncé et du schéma pour comprendre ce que chaque lapin a reçu comme traitement. Exercice 11 Cette coupe de peau au niveau d’une plaie infectée chez une souris met en évidence une forte c­oncentration de phagocytes au niveau d’un vaisseau sanguin (de sa lumière et de sa paroi), et des cellules de la peau. Cette photo permet donc d’illustrer une des étapes de la réaction inflammatoire : le moment où les phagocytes quittent les vaisseaux sanguins et gagnent le lieu de l’infection.

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Aide possible : Voir schéma bilan p. 177. c. D’après le doc. 1, chaque serpent possède une toxine différente. Or, les anticorps produits par les lympho‑ cytes sont spécifiques et ne peuvent se fixer que sur la toxine qui a permis leur production. Par conséquent, un sérum antivenimeux de cobra ne peut pas être efficace contre le venin d’un autre serpent.

Chapitre

10

V Livre de l’élève p. 183-194

La sexualité

Ce chapitre appartient au parcours d’apprentissage « Reproduction et sexualité ». La logique de son insertion dans un enseignement cyclique et spiralaire est expliquée p. 4-11. Compétences* * Relier le fonctionnement des appareils reproducteurs à partir de la puberté aux principes de la maîtrise de la reproduction. * Expliquer sur quoi reposent les comportements responsables dans le domaine de la sexualité

Traitement dans le manuel * Le fonctionnement des appareils reproducteurs, chapitre 9 (manuel de 4e), pp. 167–182 * La formation d’un nouvel être humain, chapitre 10 (manuel de 4e), pp. 183–194 * Chapitre 29. La sexualité pp. 183 – 194

* B. O n° 48 du 24/12/2015.

Choix pédagogiques Le chapitre 10 s’inscrit dans le thème 3 du programme de cycle 4 : Corps humain et santé. Ce chapitre est aussi l’occasion d’aborder les questions d’éducation à la santé. Il permet en effet aux élèves de relier les connaissances sur les processus biologiques à des comportements responsables à adopter en matière de santé. Ces comportements sont abordés à l’échelle de l’individu, mais aussi à l’échelle collective. Ce chapitre est décliné en trois unités. Il a pour objectif : – d’expliquer ce qu’est une sexualité responsable ; –  d’informer quant aux responsabilités individuelles et collectives en matière de contraception ; –  d’informer quant aux responsabilités individuelles et collectives en matière d’infections sexuellement transmissibles.

L’unité 2 aborde la sexualité sous l’angle de la reproduction. Elle permet d’expliquer la dissociation possible entre le rapport sexuel et le fait d’avoir un enfant, grâce aux méthodes de contraception (docs. 1 et 2). L’élève construit la notion de contraception à l’aide d’exemples de méthodes fréquemment utilisées (docs. 5 à 8). À cette occasion, quelques méthodes d’interruption de grossesse lui sont présentées : l’interruption volontaire de grossesse (IVG) et la pilule d’urgence (docs. 3 et 4). Les exercices permettent de rappeler que ces méthodes doivent rester aussi exceptionnelles que possible. L’unité 3 aborde la sexualité sous l’angle des risques individuels et collectifs de transmission d’infections lors de rapports sexuels non protégés. Les IST sont définies à partir d’exemples (doc. 1). Leur importance (prévalence et/ou incidence) chez les jeunes est présentée à l’aide de données chiffrées (doc. 2). Des méthodes pour limiter ces infections sont présentées : la vaccination de façon préventive (doc. 4) et le préservatif lors du rapport sexuel (doc. 3, 5 et 6).

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L’unité 1 définit d’abord la sexualité dans l’espèce humaine. Elle établit que la sexualité regroupe différentes activités et pas seulement le rapport sexuel (docs. 1 à 3). Elle est l’occasion de faire le lien entre sexualité et puberté (docs. 2 et 3). L’analyse des docs. 4 et 5 permet à l’élève de construire la définition d’une sexualité responsable, basée sur le respect des choix d’autrui, et en lien avec la notion de consentement.

Cette unité contribue à faire acquérir aux collégiens des notions portant sur l’éducation à la santé et le respect d’autrui.

Chapitre 10 • La sexualité 71

L’évaluation du socle commun et des compétences travaillées Par domaines du socle Domaine du socle [D3] La formation de la personne et du citoyen

Compétence travaillée Respecter la liberté d’autrui

V Unité 1, pp. 185-185 ; question 2

Être conscient des enjeux de santé

V Exercice 5 p. 193

Fonder des choix de comportement responsables vis-à-vis de sa santé [D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Place dans le chapitre

V Unité 2, pp. 186-187 ; questions 1 et 2 V Unité 3, pp. 188-189

Raisonner

V Exercice 4 p. 192

Extraire des informations et communiquer à l’écrit

V Exercice 7 p. 194

Par pages

V Unité 1, pp. 185-185 ; question 2 V Unité 2, pp. 186-187 ; questions 1 et 2 V Unité 3, pp. 188-189

Compétence travaillée Respecter la liberté d’autrui Fonder des choix de comportement responsables vis-à-vis de sa santé

Domaine du socle [D3] La formation de la personne et du citoyen

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

V Exercice 4 p. 192

Raisonner

V Exercice 5 p. 193

Être conscient des enjeux de santé

[D3] La formation de la personne et du citoyen

V Exercice 7 p. 194

Extraire des informations et communiquer à l’écrit

[D4] Les systèmes naturels et les systèmes techniques

Quelques conseils Il semble important de présenter aux collégiens des méthodes de contraception variées afin de montrer qu’à chaque situation et/ou chaque personne correspond un moyen de contraception adapté. Il faudrait toutefois porter une attention particulière au préservatif car les études récentes semblent mettre en évidence que son utilisation lors du premier rapport sexuel est en baisse par rapport aux années précédentes. De même, il convient de rappeler que les traitements contre le VIH ne permettent pas de guérir ni d’empêcher la contamination, mais uniquement de diminuer les symptômes de la maladie. On pourra conseiller aux élèves d’explorer le site très riche en ressources adaptées au jeune public : http:// www.onsexprime.fr/ Ce site Internet a été conçu sous l’égide de Santé publique France, établissement public sous tutelle du Ministère chargé de la santé, qui regroupe notamment l’Inpes (Institut national de prévention et d’éducation à

72

la santé) et l’Invs (Institut national de veille sanitaire). Il présente sans tabou, mais de manière respectueuse et sobre de nombreuses données validées scientifiquement. Elles traitent de l’anatomie, de la « première fois », des questions de santé, de plaisir, de sentiment, de l’égalité des sexes. Les jeunes peuvent laisser des commentaires ou des questions, auxquelles des modérateurs du site répondent.

Corrigé des Missions Unité 1 V pp. 184-185 1. La sexualité regroupe l’ensemble des relations intimes entre deux partenaires, dont le rapport sexuel est un exemple. Elle nécessite le consentement de chacun et ne peut être imposée. Remarques : Doc. 1. On peut partir d’un ou de plusieurs des trois films mentionnés doc. 1 pour introduire la séance d’une façon

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Place dans le chapitre

qui « ne gène pas » ni les élèves ni l’enseignant. Cela peut être notamment utile pour recueillir les conceptions premières des élèves. Doc. 2. La plupart des élèves de 3e  n’ont jamais eu de relations sexuelles. Ce document peut permettre de rassurer celles et ceux qui s’inquièteraient de ne pas avoir encore eu de rapports sexuels. Cela pourra les aider à mieux appréhender ce chapitre. 2. On peut proposer les slogans suivants : « J’ai dit non, peux-tu insister ? Non. » « Je ne suis pas dans mon état normal, peux-tu en profiter ? Non. ». 3. Depuis les années 1940, la législation vis-à-vis de l’homosexualité a évolué. En 1942, l’homosexualité était pénalisée. Au début des années 1980, l’homosexualité a été retirée de la liste des maladies mentales puis dépénalisée. Les discriminations et propos homophobes (propos hostiles envers les personnes homosexuelles) sont désormais interdits. Remarque : Le doc. 3 et le doc. 5 sont l’occasion de rappeler que les désirs sexuels peuvent être dirigés vers un individu de sexe opposé ou vers un individu de même sexe. La question du droit des personnes homosexuelles est une occasion de travailler le domaine 3 « Formation de la personne et du citoyen » du socle commun (compétence « respecter la liberté d’autrui »). Unité 2 V pp. 186-187

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1. Les trois types de méthodes qui permettent d’éviter une grossesse sont : la contraception (doc. 1), la pilule d’urgence qui doit être prise rapidement après le rapport sexuel (doc. 2), l’interruption volontaire de grossesse (IVG) pour stopper une grossesse non désirée après l’implantation de l’embryon dans l’utérus (doc. 3). 2. Parmi les différentes méthodes contraceptives, la pilule contraceptive est une méthode chimique (action d’hormones) qui permet de bloquer l’ovulation, l’entrée des spermatozoïdes au-delà de l’utérus et l’implantation de l’embryon. Le dispositif intra-utérin est une autre méthode chimique et mécanique qui permet soit d’inactiver les spermatozoïdes (DIU au cuivre) soit de bloquer l’entrée des spermatozoïdes dans l’utérus (DIU hormonal). Enfin, le préservatif est une méthode mécanique qui bloque l’entrée des spermatozoïdes dans le vagin. Remarque : Le doc. 8 peut permettre de rassurer notamment celles qui s’inquièteraient de ne pas encore utiliser la pilule : un jeune qui n’a pas encore de rapports sexuels n’a pas besoin de contraception.

Unité 3 V pp. 188-189 On peut proposer par exemple le QCM suivant (plusieurs réponses sont possibles) : 1. Il existe un traitement médical contre les infections sexuellement transmissibles causées par les micro­ organismes suivants : – Papillomavirus humain, virus de l’hépatite B ; – Virus de l’immunodéficience humaine (VIH) ; – Chlamydia, gonocoques. 2. Les infections sexuellement transmissibles causées par les microorganismes suivants peuvent provoquer des cancers : – Papillomavirus humain, virus de l’hépatite B ; – Virus de l’immunodéficience humaine (VIH) ; – Chlamydia, gonocoques. 3. Quelle est l’évolution des infections à Chlamydia depuis les dix dernières années ? – Leur nombre diminue chez les hommes et les femmes ; – Leur nombre augmente chez les hommes et les femmes ; – Leur nombre est stable chez les hommes et les femmes. 4. Le nombre de cas de séropositivité découverts chez les 18-24 ans : – a augmenté entre 2007 et 2013 ; – a diminué entre 2007 et 2013 ; – n’a pas évolué entre 2007 et 2013. 5. La trithérapie : – permet de guérir du sida ; – empêche la contamination par le virus du sida ; – permet de vivre plus longtemps quand on est infecté par le virus du sida. 6. Quel est le meilleur moyen de se protéger contre le VIH, le chlamydia ou la syphilis ? – Utiliser un préservatif masculin lors du rapport sexuel ; – Utiliser un préservatif féminin lors du rapport sexuel ; – Prendre la pilule contraceptive avant un rapport sexuel. 7. À quoi sert un dépistage ? – à savoir si on est enceinte ; – à savoir si on l’on est infecté ; – à prendre des mesures pour soit et pour les autres. Coup de pouce : – Décrivez précisément les différentes IST en indiquant : le nom de l’agent responsable, le nom de la maladie, les risques et les traitements possibles. –  Indiquez quelle est l’évolution du nombre de personnes infectées par certaines IST ces dernières années. – Précisez quels sont les objectifs du dépistage.

Chapitre 10 • La sexualité 73

J’utilise mes compétences Exercice 4 a.  L’efficacité pratique d’un moyen de contraception est l’efficacité observée lors de son utilisation dans la vie courante. Elle est inférieure à l’efficacité théorique qui est l’efficacité quand le moyen de contraception est utilisé de façon parfaite. En effet, dans la vie courante, l’utilisation d’un moyen de contraception est souvent imparfaite. b. Il n’y a pas de différence entre le taux d’échec théorique et pratique pour le DIU car il ne peut pas être « mal utilisé ». Une fois mis en place dans l’utérus par le médecin, on n’a plus besoin d’intervenir pour utiliser ce moyen de contraception. c. Certaines personnes peuvent choisir d’utiliser le préservatif pour diminuer le risque de tomber enceinte en cas de mauvaise utilisation d’un premier moyen de contraception, tel que la pilule contraceptive ou car même le DIU, qui ne peut pas être « mal utilisé », n’est pas fiable à 100 %. Exercice 5 a.  La trompe droite n’est pas visible sur la photo. On peut supposer que la trompe est absente (l’infection l’aurait détruite) ou qu’elle est bouchée et que le produit n’a pas pu la colorer (Remarque : la dernière hypothèse est la bonne). b.  On peut donc supposer que la bactérie Chlamydia peut endommager une trompe et donc rendre une femme stérile. Le fait de dépister ces infections permet à un homme de prendre un traitement, d’éliminer

Mode d’action Préservatif masculin

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Il empêche le passage des spermatozoïdes dans le vagin, et donc la fécondation.

Constitution Il s’agit d’une gaine en latex ou en polyuréthane.

cette bactérie, et de ne de pas contaminer sa partenaire sexuelle. Pour une femme, le dépistage permet de prendre un traitement et d’éviter l’endommagement des trompes. Il permet aussi de ne de pas contaminer son partenaire sexuel. Exercice 6 a. Les deux principales causes sont l’oubli d’un moyen de contraception (dans 36 % des cas qui ont conduit à un IVG chez les moins de 25 ans en France) et la mauvaise utilisation d’un moyen de contraception (dans 31 % des cas qui ont conduit à un IVG chez les moins de 25 ans en France). b.  10 % des femmes de moins de 25  ans ayant pratiqué une IVG en France ne pensaient pas pouvoir être enceintes Or, à partir de la puberté, tout rapport sexuel non protégé peut donner lieu à une grossesse. 8 % n’avaient pas prévu de rapport sexuel. Or la délivrance de contraceptif d’urgence est gratuite dans les pharmacies, pour les mineures. 8 % n’avaient pas pensé à utiliser un préservatif. Or la grossesse non désirée n’est pas le seul risque lors d’un rapport sexuel non protégé, il y a aussi les infections sexuellement transmissibles contres lesquelles le préservatif est le seul moyen efficace. Exercice 7 Le tableau réalisé est à double entrée : –  chaque cellule comporte des mots (et non pas des phrases) – le tableau présente un titre – la mention des IST est présente pour les préservatifs. Remarque : Il s’agit de citations directes du site internet. Il faut veiller à ce que l’élève indique les sources.

Mode d’utilisation Il se déroule sur le pénis en érection avant la pénétration.

Avantages On peut l’obtenir sans ordonnance. C’est la seule protection contre les IST (infections sexuellement transmissibles) avec le préservatif féminin. Il peut être utilisé seul ou en complément d’une autre méthode de contraception (comme la pilule, le DIU ou l’implant). On en trouve facilement.

Inconvénients Il peut se déchirer. Il faut le changer à chaque rapport. Il nécessite que l’homme se retire juste après avoir éjaculé.

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Corrigé des exercices

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Mode d’action

Constitution

Mode d’utilisation

Avantages

Inconvénients

Préservatif féminin

Il empêche le passage des spermatozoïdes dans le vagin, et donc la fécondation.

Il s’agit d’une gaine en nitrile ou en polyuréthane munie d’un anneau souple aux deux extrémités.

Il se place dans le vagin, afin de recevoir le sexe masculin au moment de la pénétration. Il peut être mis en place plusieurs heures avant le rapport sexuel.

Le préservatif féminin ne nécessite pas d’ordonnance. Il constitue, avec le préservatif masculin, la seule protection contre les IST (infections sexuellement transmissibles). Il peut être utilisé seul ou en complément d’une autre méthode de contraception telles que la pilule, le DIU, l’implant… Il est très résistant. Contrairement au préservatif masculin, il ne nécessite pas que l’homme se retire juste après avoir éjaculé. Il peut être placé plusieurs heures avant le rapport.

Il doit être changé à chaque rapport sexuel et entre chaque pénétration. Correctement utilisé, le préservatif féminin est efficace à 95 %. Mais, dans la réalité, si on prend en compte les erreurs d’utilisation (problème de pose notamment), les échecs peuvent être plus importants, jusqu’à 21 %.

Pilule

Il existe deux types de pilules progestatives (PP) : – certaines agissent principalement en supprimant l’ovulation ; – d’autres agissent principalement en épaississant les sécrétions du col (entrée) de l’utérus, ce qui empêche le passage des spermatozoïdes.

Les pilules contiennent des hormones qui ressemblent à celles que fabriquent naturellement le corps.

À prendre tous les jours. Pour les pilules combinées, on prend sa pilule, tous les jours à heure fixe, pendant 21 jours et on arrête 7 jours pour « avoir ses règles ». En cas d’oubli de pilule supérieur à 12 h, on n’est plus protégée.

Si elle est utilisée parfaitement, l’efficacité de la pilule est très grande car supérieure à 99,7 %.

Mais cette efficacité peut être compromise par plusieurs choses : les oublis (plus ou moins graves selon le type de pilule), les effets indésirables (nausées, diarrhées) qui conduisent à l’arrêter et les interactions avec certains médicaments.

Patch

Il diffuse deux hormones (l’estradiol et un progestatif) dans le sang à travers la peau.

Le patch est un timbre qui se colle sur la peau.

Le patch protège pendant 4 semaines. Pour cela, chaque semaine, il faut coller un patch, et, ce pendant 3 semaines. La quatrième semaine, il ne faut pas mettre de patch.

Il s’agit d’un moyen de contraception efficace. Il est pratique pour celles qui ont tendance à oublier leur pilule. Il suffit de se rappeler de le mettre une fois par semaine et non pas tous les jours. Par ailleurs, le fait qu’on le voie sur soi aide à ne pas l’oublier. Il est plutôt discret. Il est facile d’utilisation, il suffit de toujours vérifier qu’il est bien en place.

Les effets indésirables possibles sont les mêmes qu’avec une pilule : nausées, gonflement douloureux des seins, saignements, migraines… Il n’est pas remboursé. Il est visible par le partenaire ou si la femme est en maillot de bain. Il comporte les mêmes contre‑indications que les pilules combinées. Un patch peut se décoller sans que l’on s’en rende compte.

Chapitre 10 • La sexualité 75

Constitution

Mode d’utilisation

Avantages

Inconvénients

Implant

L’implant contient les mêmes hormones que les pilules progestatives. Une  fois mis en place, l’hormone qu’il contient se diffuse directement dans le sang et  supprime l’ovulation.

L’implant est un petit bâtonnet cylindrique, en plastique, de 4 cm de long et 2 mm de diamètre (la taille d’une allumette).

Le médecin ou la sage-femme insère l’implant sous la peau du bras au moyen d’une aiguille spéciale, comme pour faire un vaccin.

C’est un moyen de contraception très efficace et sa durée d’action est de 3 ans. C’est un moyen de contraception discret. Sa pose et son retrait sont faciles et rapides. Il est simple d’utilisation puisqu’une fois posé, il n’y a plus à y penser. Une visite chez le médecin est conseillée 3 mois après la pose. En dehors de ce contrôle, il ne nécessite pas de suivi particulier.

• Certaines femmes peuvent prendre du poids avec un implant. • L’implant peut provoquer de l’acné chez certaines femmes. • L’implant a une influence sur le flux des règles

DIU

– Le DIU au cuivre rend les spermatozoïdes inactifs. – Le DIU hormonal contient une hormone progestative (lévonorgestrel) qu’il va délivrer en petite quantité. Cette hormone a plusieurs effets : – un effet contraceptif : elle épaissit les sécrétions du col (« entrée ») de l’utérus. Les spermatozoïdes ne peuvent plus passer. – un effet sur les règles : le DIU hormonal peut diminuer la durée

C’est un dispositif contraceptif, en plastique avec un ou plusieurs manchons de cuivre ou contenant une hormone, en forme de « T » qui mesure 3,5 cm de long.

Le médecin ou la sage-femme l’insère dans l’utérus.

La simplicité. Le confort. L’efficacité. La durée d’utilisation.

– Le DIU au cuivre peut allonger la durée des règles. – Le DIU hormonal peut provoquer des effets secondaires : petits saignements répétés ou au contraire disparition des règles (ce qui est sans gravité), prise de poids, et/ou poussée d’acné.

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Mode d’action

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