| Niveau | Tronc commun scientifique |
|---|---|
| Matière | SVT |
| Semestre | semestre 1 |
| Devoir | Contrôle n° 1 |
| Durée | 1 h 30 min |
| Barème | sur 20 |
| Leçons | La sortie écologique : techniques d'étude du terrain, Les facteurs édaphiques et leurs relations avec les êtres vivants |
| Programme | MEN – Orientations pédagogiques et programmes des sciences de la vie et de la Terre, cycle secondaire qualifiant (2007) ; MEN, Direction des curricula – « وثيقة مرجعية في شأن تكييف البرامج الدراسية – سلك التعليم الثانوي التأهيلي » (janvier 2024), SVT Tronc commun sciences, unité 1 « Science de l'environnement (Écologie) » |
Devoirs modèles rédigés par l'équipe Wadifa Info, conformes au programme officiel, non officiels.
Énoncé
Exercice 1 – Restitution des connaissances (5 pts)
- Définir : écosystème ; biotope ; biocénose ; facteur édaphique. (2 pts)
- Répondre par vrai ou faux, puis corriger les propositions fausses : (2 pts)
a) Le quadrat sert à délimiter une surface d'étude de la végétation.
b) L'appareil de Berlèse permet de récolter les animaux volants.
c) Le piège de Barber permet de capturer les petits animaux qui se déplacent à la surface du sol.
d) L'aire minimale est la plus grande surface que l'on peut étudier sur le terrain. - Citer deux précautions à respecter lors d'une sortie écologique. (1 pt)
Exercice 2 – Étude de la végétation d'une station (5 pts)
Pour étudier la végétation d'une prairie, des élèves ont compté le nombre d'espèces végétales dans des surfaces de plus en plus grandes :
| Surface (m2) | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nombre d'espèces | 4 | 8 | 12 | 16 | 19 | 19 | 19 |
- Décrire l'évolution du nombre d'espèces en fonction de la surface, puis déterminer l'aire minimale de cette prairie. Justifier. (1,5 pt)
- Les élèves ont ensuite réalisé 10 relevés, chacun sur une surface égale à l'aire minimale. Le tableau indique le nombre de relevés où chaque espèce est présente :
a) Calculer la fréquence F de chaque espèce, sachant que F = (n/N) × 100, avec n le nombre de relevés contenant l'espèce et N le nombre total de relevés. (1,25 pt)Espèce A B C D E Nombre de relevés 9 7 5 3 1
b) Classer les espèces selon l'échelle : classe I (0 à 20 %) très rare ; classe II (21 à 40 %) rare ; classe III (41 à 60 %) assez fréquente ; classe IV (61 à 80 %) fréquente ; classe V (81 à 100 %) très fréquente (constante). (1,25 pt) - Quelle espèce caractérise le mieux cette prairie ? Justifier. (1 pt)
Exercice 3 – Propriétés du sol (6 pts)
Expérience 1. Un échantillon de 50 g de sol frais est séché à l'étuve à 105 °C jusqu'à masse constante : sa masse devient 42 g. Les 42 g de sol sec sont ensuite calcinés : il reste 39,9 g.
Expérience 2. Un échantillon de 200 g de sol sec est séparé par tamisage et sédimentation : sables 110 g ; limons 50 g ; argiles 40 g.
Expérience 3. On verse 100 mL d'eau sur 100 g de sol sec A (sableux) et sur 100 g de sol sec B (argileux), placés dans deux entonnoirs munis de coton. On note le temps d'apparition des premières gouttes et le volume d'eau recueilli après 15 min : sol A : 10 s et 78 mL ; sol B : 3 min et 41 mL.
- Calculer la teneur en eau du sol, sachant que teneur en eau = (masse fraîche − masse sèche)/masse fraîche × 100. (1 pt)
- Calculer le pourcentage de matière organique par rapport au sol sec. Pourquoi la calcination fait-elle perdre de la masse ? (1 pt)
- Calculer les pourcentages des différentes fractions de l'expérience 2. Quelle fraction domine ? (1 pt)
- Pour chaque sol de l'expérience 3, calculer le volume d'eau retenu, puis comparer la perméabilité et la capacité de rétention des deux sols. (2 pts)
- Expliquer la différence entre les deux sols à partir de la taille de leurs particules. (1 pt)
Exercice 4 – Le calcaire du sol et la répartition des plantes (4 pts)
On compare deux stations voisines ayant le même climat :
| Station 1 | Station 2 | |
|---|---|---|
| Action de l'acide chlorhydrique sur le sol | effervescence vive | pas d'effervescence |
| pH du sol | 8,1 | 5,4 |
| Plante X | présente | absente |
| Plante Y | absente | présente |
| Plante Z | présente | présente |
- Expliquer l'effervescence observée avec le sol de la station 1. Que révèle-t-elle ? (1 pt)
- Qualifier chaque plante (X, Y et Z) vis-à-vis du calcaire. Justifier. (1,5 pt)
- Déduire de ces résultats le rôle du sol dans la répartition des végétaux. (1,5 pt)
Afficher le corrigé et le barème
Exercice 1 – Restitution des connaissances
- Écosystème : ensemble formé par un milieu de vie (biotope) et les êtres vivants qui y vivent (biocénose), avec les relations qui existent entre eux et avec le milieu.
Biotope : milieu physique et chimique (sol, eau, air, climat) occupé par les êtres vivants.
Biocénose : ensemble des êtres vivants (animaux, végétaux, micro-organismes) qui vivent dans un même biotope.
Facteur édaphique : facteur lié au sol (texture, teneur en eau, matière organique, pH, calcaire…) qui influence les êtres vivants. - a) Vrai.
b) Faux : l'appareil de Berlèse permet d'extraire les petits animaux qui vivent dans le sol (dans un échantillon de sol ou de litière).
c) Vrai.
d) Faux : l'aire minimale est la plus petite surface qui contient presque toutes les espèces végétales du milieu étudié. - Exemples : respecter le milieu (ne pas arracher les plantes inutilement, remettre les pierres en place) ; relâcher les animaux après observation ; noter avec précision le lieu, la date et les conditions du relevé ; porter une tenue adaptée.
Barème : Q1 : 0,5 par définition ; Q2 : 0,5 par proposition (réponse + correction) ; Q3 : 0,5 par précaution.
Exercice 2 – Étude de la végétation d'une station
- Le nombre d'espèces augmente avec la surface de 1 à 16 m2 (de 4 à 19 espèces), puis il reste constant (19 espèces) à partir de 16 m2. L'aire minimale est donc de 16 m2 : c'est la plus petite surface qui contient toutes les espèces de la prairie.
- a) F(A) = 9/10 × 100 = 90 % ; F(B) = 70 % ; F(C) = 50 % ; F(D) = 30 % ; F(E) = 10 %.
b) A : classe V (très fréquente) ; B : classe IV (fréquente) ; C : classe III (assez fréquente) ; D : classe II (rare) ; E : classe I (très rare). - L'espèce A, car elle est présente dans presque tous les relevés (90 %, classe V) : c'est une espèce constante de cette prairie.
Barème : Q1 : description 0,5 + aire minimale justifiée 1 ; Q2a : 0,25 par espèce ; Q2b : 0,25 par espèce ; Q3 : 1.
Exercice 3 – Propriétés du sol
- Teneur en eau = (50 − 42)/50 × 100 = 16 %.
- Masse de matière organique = 42 − 39,9 = 2,1 g ; pourcentage = 2,1/42 × 100 = 5 %. La calcination brûle la matière organique (débris végétaux et animaux, humus), qui disparaît sous forme de gaz : la masse diminue.
- Sables : 110/200 × 100 = 55 % ; limons : 50/200 × 100 = 25 % ; argiles : 40/200 × 100 = 20 %. La fraction sableuse domine.
- Eau retenue : sol A : 100 − 78 = 22 mL ; sol B : 100 − 41 = 59 mL.
Le sol A laisse passer l'eau très vite (10 s) : il est très perméable mais retient peu d'eau. Le sol B laisse passer l'eau lentement (3 min) : il est peu perméable mais sa capacité de rétention est élevée. - Le sol sableux est formé de grosses particules qui laissent entre elles de grands espaces : l'eau circule facilement et s'écoule. Le sol argileux est formé de particules très fines : les espaces sont très petits, l'eau circule difficilement et elle est retenue par les particules d'argile.
Barème : Q1 : 1 ; Q2 : calcul 0,5 + explication 0,5 ; Q3 : 0,25 par pourcentage + 0,25 conclusion ; Q4 : volumes 0,5 + 0,5, comparaison 1 ; Q5 : 1.
Exercice 4 – Le calcaire du sol et la répartition des plantes
- L'acide chlorhydrique réagit avec le carbonate de calcium (calcaire) du sol en libérant du dioxyde de carbone : ce dégagement gazeux produit l'effervescence. Le sol de la station 1 est donc calcaire (ce qui est cohérent avec son pH basique de 8,1).
- X ne vit que sur le sol calcaire : plante calcicole. Y ne vit que sur le sol sans calcaire et acide : plante calcifuge. Z vit sur les deux sols : plante indifférente au calcaire.
- Le climat étant le même, la différence de végétation s'explique par le sol : la présence ou l'absence de calcaire (et le pH) est un facteur édaphique qui détermine quelles espèces peuvent s'installer. La composition chimique du sol participe donc à la répartition des êtres vivants.
Barème : Q1 : 1 ; Q2 : 0,5 par plante ; Q3 : 1,5.
Barème
| Exercice 1 – Restitution des connaissances | 5 pts |
| Exercice 2 – Étude de la végétation d'une station | 5 pts |
| Exercice 3 – Propriétés du sol | 6 pts |
| Exercice 4 – Le calcaire du sol et la répartition des plantes | 4 pts |
| Total | 20 pts |
|---|
Conseils de révision
- L'aire minimale se lit là où la courbe « nombre d'espèces – surface » devient un plateau.
- Retenir les outils de terrain : quadrat, transect, piège de Barber, appareil de Berlèse, filet fauchoir.
- Perméabilité = vitesse de passage de l'eau ; capacité de rétention = quantité d'eau gardée par le sol.
- Calcicole : aime le calcaire ; calcifuge : le fuit ; indifférente : supporte les deux.
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