| Niveau | 1re année collège |
|---|---|
| Matière | Sciences de la vie et de la Terre |
| Semestre | semestre 1 |
| Devoir | Devoir n° 2, modèle 2 |
| Durée | 1 heure |
| Barème | sur 20 |
| Leçons | La respiration chez les êtres vivants : mise en évidence (absorption de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone), Les organes respiratoires en milieu aérien et en milieu aquatique, La respiration chez les plantes vertes, Effet des facteurs du milieu sur la respiration en milieu aquatique |
| Programme | Orientations pédagogiques et programmes de l'enseignement des sciences de la vie et de la Terre au cycle secondaire collégial – Ministère de l'Éducation nationale |
Devoirs modèles rédigés par l'équipe Wadifa Info, conformes au programme officiel, non officiels.
Énoncé
Exercice 1 : Restitution des connaissances (5 pts)
- Définir la respiration.
- Quel produit utilise-t-on pour mettre en évidence le dioxyde de carbone ? Quel résultat montre sa présence ?
- Recopier et compléter le tableau suivant :
Être vivant Milieu de vie Organe respiratoire L'Homme aérien …… Le poisson aquatique …… Le criquet aérien …… La grenouille adulte aérien et aquatique …… Le ver de terre sol humide ……
Exercice 2 : Mise en évidence de la respiration chez les plantes (5 pts)
Dans deux bocaux fermés A et B, on place un petit verre d'eau de chaux limpide. On met de petites plantes vertes dans le bocal A et aucune plante dans le bocal B. On place les deux bocaux à l'obscurité pendant 24 heures, puis on mesure le taux de dioxygène de leur air :
| Bocal A | Bocal B | |
|---|---|---|
| Taux de dioxygène au début (%) | 21 | 21 |
| Taux de dioxygène après 24 heures (%) | 18 | 21 |
| Eau de chaux après 24 heures | troublée | limpide |
- Quel est le rôle du bocal B dans cette expérience ?
- Pourquoi a-t-on placé les bocaux à l'obscurité ?
- Expliquer les résultats du bocal A.
- Que peut-on en déduire ?
Exercice 3 : La respiration en milieu aquatique (5 pts)
On a mesuré la quantité de dioxygène dissous dans l'eau qui entre par la bouche d'un poisson et dans l'eau qui sort par les ouïes (sous les opercules). Résultats : 9 mg/L à l'entrée et 5 mg/L à la sortie.
- Comparer les deux quantités.
- Calculer la quantité de dioxygène absorbée par le poisson dans chaque litre d'eau, puis le pourcentage absorbé par rapport à la quantité entrée (arrondir à 0,1).
- Décrire le trajet de l'eau au cours de la respiration du poisson.
- Pourquoi le poisson meurt-il rapidement hors de l'eau alors que l'air est riche en dioxygène ?
Exercice 4 : Effet de la température de l'eau sur la respiration du poisson (5 pts)
Le tableau suivant donne la quantité de dioxygène dissous dans l'eau et le nombre de mouvements operculaires d'un poisson par minute, selon la température de l'eau :
| Température de l'eau (°C) | 10 | 20 | 30 |
|---|---|---|---|
| Dioxygène dissous (mg/L) | 11,3 | 9,1 | 7,6 |
| Nombre de mouvements operculaires par minute | 40 | 75 | 120 |
- Décrire la variation de la quantité de dioxygène dissous quand la température de l'eau augmente.
- Décrire la variation du nombre de mouvements operculaires, et calculer par combien il a été multiplié entre 10 °C et 30 °C.
- Expliquer la relation entre les deux résultats.
- Pourquoi les éleveurs de poissons placent-ils une pompe à air dans les aquariums, surtout en été ?
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Exercice 1 : Restitution des connaissances
- La respiration : phénomène vital au cours duquel l'être vivant absorbe du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.
- L'eau de chaux ; l'eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone.
- L'Homme : les poumons ; le poisson : les branchies ; le criquet : les trachées ; la grenouille adulte : les poumons et la peau ; le ver de terre : la peau.
Barème : Q1 : 1 pt ; Q2 : 1,5 pt (produit 0,75 + résultat 0,75) ; Q3 : 2,5 pts (0,5 par case).
Exercice 2 : Mise en évidence de la respiration chez les plantes
- Le bocal B est un témoin : il montre que la modification de l'air dans le bocal A est due à la présence des plantes.
- Parce qu'à la lumière, les plantes vertes réalisent un autre phénomène (la photosynthèse) au cours duquel elles rejettent du dioxygène et absorbent du dioxyde de carbone, ce qui masque les résultats de la respiration ; à l'obscurité, seule la respiration a lieu.
- Le taux de dioxygène a diminué de 21 % à 18 % (soit de 3 %) car les plantes l'ont absorbé, et l'eau de chaux s'est troublée car les plantes ont rejeté du dioxyde de carbone.
- Les plantes vertes respirent comme les animaux : elles absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone.
Barème : Q1 : 1 pt ; Q2 : 1 pt ; Q3 : 2 pts (dioxygène 1 + eau de chaux 1) ; Q4 : 1 pt.
Exercice 3 : La respiration en milieu aquatique
- L'eau qui sort est plus pauvre en dioxygène (5 mg/L) que l'eau qui entre (9 mg/L).
- Quantité absorbée : 9 − 5 = 4 mg par litre ; pourcentage : (4 ÷ 9) × 100 ≈ 44,4 %.
- L'eau entre par la bouche, passe à travers les branchies où se font les échanges gazeux (absorption du dioxygène dissous et rejet du dioxyde de carbone), puis sort par les ouïes.
- Hors de l'eau, les lamelles branchiales se collent les unes aux autres et se dessèchent : la surface d'échange diminue et le poisson ne peut plus absorber le dioxygène ; il s'asphyxie.
Barème : Q1 : 1 pt ; Q2 : 1,5 pt (0,75 + 0,75) ; Q3 : 1,25 pt ; Q4 : 1,25 pt.
Exercice 4 : Effet de la température de l'eau sur la respiration du poisson
- Plus la température de l'eau augmente, plus la quantité de dioxygène dissous diminue (de 11,3 mg/L à 10 °C à 7,6 mg/L à 30 °C).
- Le nombre de mouvements operculaires augmente avec la température (de 40 à 120 mouvements par minute) ; 120 ÷ 40 = 3, donc il a été multiplié par 3.
- Moins l'eau contient de dioxygène dissous, plus le poisson accélère ses mouvements respiratoires pour faire passer plus d'eau sur ses branchies et obtenir ainsi le dioxygène dont il a besoin.
- Parce que l'eau chaude est pauvre en dioxygène dissous : la pompe envoie de l'air dans l'eau et augmente la quantité de dioxygène dissous.
Barème : Q1 : 1 pt ; Q2 : 1 pt ; Q3 : 2 pts ; Q4 : 1 pt.
Barème
| Exercice 1 : Restitution des connaissances | 5 pts |
| Exercice 2 : Mise en évidence de la respiration chez les plantes | 5 pts |
| Exercice 3 : La respiration en milieu aquatique | 5 pts |
| Exercice 4 : Effet de la température de l'eau sur la respiration du poisson | 5 pts |
| Total | 20 pts |
|---|
Conseils de révision
- L'eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone.
- Tout être vivant respire : il absorbe du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.
- L'expérience témoin est nécessaire pour confirmer un résultat.
- L'eau chaude est plus pauvre en dioxygène dissous que l'eau froide.
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