La nutrition à l’échelle cellulaire - 4ème - Séquence complète

Cours, exercices et évaluation avec la correction niveau 4ème sur la nutrition à l’échelle cellulaire – SVT

Notions : Les échanges entre le sang et les cellules, la respiration cellulaire, la photosynthèse, le devenir des produits de la photosynthèse, le rôle des microorganismes dans la nutrition

Cours niveau 4ème sur la nutrition à l’échelle cellulaire – SVT

Nous savons que les animaux et les végétaux ont des besoins vitaux permettant de répondre à leurs besoins. Par ailleurs, tous les êtres vivants sont constitués de cellules. Les besoins vitaux des êtres vivants trouvent leur explication à l’échelle cellulaire en fournissant l’énergie nécessaire à leur fonctionnement.

Comment les cellules des êtres vivants se procurent-elles l’énergie nécessaire à leur fonctionnement ?

Cellule de feuille au microscope

Cellules d’épiderme de grenouille au microscope

La production d’énergie dans la cellule animale grâce à la respiration cellulaire

Activité nº4 – Réactions chimiques et chaîne alimentaire

Il existe deux types de matière : la matière organique et la matière minérale.

– La matière organique est fabriquée par les êtres vivants pour constituer leurs organes.

– La matière minérale constitue le monde inanimé. Il s’agit par exemple des gaz, des roches, de l’eau, etc.

Contrairement à la matière minérale, la matière organique nécessite de l’énergie pour être produite. Lorsque la matière organique est dégradée, de l’énergie est libérée.

VOCABULAIRE

Matière organique : matière fabriquée par les êtres vivants pour constituer leurs organes.

Matière minérale : matière constituant le monde inanimé.

Activité nº1 – La respiration cellulaire

Grâce à la respiration, le sang circulant possède du dioxygène. Grâce à la nutrition, les aliments prélevés dans le milieu sont dégradés et digérés : des nutriments se retrouvent alors dans le sang.

Ainsi, grâce à la respiration et la nutrition, le sang est riche en dioxygène et nutriments. L’action du système cardiovasculaire met le sang en mouvement. Ce dernier apporte ces deux éléments à toutes les cellules de l’organisme.

Exercices avec correction niveau 4ème sur la nutrition à l’échelle cellulaire – SVT

Compétences évaluées
Justifier une réponse à l’aide d’arguments scientifiques.
Exploiter un document scientifique.
Mobiliser ses connaissances.

Tester ses connaissances

1) Ecris la réaction chimique de la respiration cellulaire en précisant la matière minérale et la matière organique.

2) Ecris la réaction chimique de la photosynthèse en précisant la matière minérale et la matière organique.

3) Explique les échanges ayant lieu entre une cellule animale et le sang.

4) Indique la différence entre l’autotrophie et l’hétérotrophie.

5) Légende la photographie ci-dessous avec les termes suivants : membrane plasmique, paroi, noyau, chloroplaste, cytoplasme.

6) Définis la symbiose en illustrant avec un exemple.

Je m’entraîne

Exercice 1 : L’anémone de mer

Des élèves ont trouvé une anémone de mer sur la plage (photo ci-contre). Les élèves ne sont pas d’accord entre eux : certains pensent qu’il s’agit d’un animal alors que d’autres pensent que l’anémone est un végétal. Pour avoir la réponse à leur question, les élèves décident d’étudier la réaction chimique effectuée par l’anémone pour conclure sur sa nature animale ou végétale.

Indique pourquoi l’étude de la réaction chimique de l’anémone peut apporter une réponse aux élèves.

Les élèves disposent du matériel suivant : sonde pour mesurer le dioxygène, sonde pour mesurer le dioxyde de carbone, lampe, enceinte avec couvercle. [Les sondes se fixent au couvercle de l’enceinte tout en garantissant sa fermeture].

Réalise un schéma pour expliquer aux élèves le montage expérimental à mettre en place.

Complète le tableau ci-dessous en indiquant “augmentation” ou “diminution” pour comparer les résultats attendus avec chaque hypothèse.

	Hypothèse 1 : l’anémone est un animal	Hypothèse 2 : l’anémone est un végétal
Quantité de dioxygène
Quantité de dioxyde de carbone

A la suite d’une nouvelle expérience, les élèves concluent que l’anémone effectue les mêmes échanges gazeux avec son milieu qu’elle soit éclairée ou dans l’obscurité.

Explique pourquoi cette conclusion permet d’exclure une des deux hypothèses en justifiant ta réponse.

Déduis la nature (animale ou végétale) de l’anémone en précisant la réaction chimique effectuée.

Evaluation avec la correction niveau 4ème sur la nutrition à l’échelle cellulaire – SVT

Compétences évaluées
Justifier une réponse à l’aide d’arguments scientifiques.
Exploiter un document scientifique.
Mobiliser ses connaissances.

Exercice nº 1 : L’impact de la lumière sur la plante

Des scientifiques décident d’étudier l’impact de la lumière / de l’obscurité sur la plante. Ils prennent une feuille et placent un cache noir opaque sur une partie de la feuille. [Le cache noir empêche la lumière de traverser]. Ils laissent ainsi la feuille pendant 24 heures. Le lendemain, il réalise un test au lugol. Il s’agit d’un produit de laboratoire qui permet de tester la présence de glucides. Lorsque le test est positif (glucides présents), le lugol devient marron.

Exercice nº 2 :

A l’aide des résultats obtenus, rédige une observation.

Explique les résultats décrits à la question précédente.

Les stomates sont des ouvertures capables de s’ouvrir / se fermer en fonction de l’environnement. Les scientifiques mesurent l’évolution du degré d’ouverture des stomates en fonction de la lumière / de l’obscurité du milieu. Ils obtiennent le graphique ci-dessous.

Rappelle la localisation et le rôle des stomates dans le végétal.

A l’aide du graphique, décris l’impact de la luminosité sur l’ouverture des stomates.

Formule une hypothèse expliquant les résultats obtenus sur le graphique.

Les scientifiques décident d’évaluer les échanges entre l’atmosphère et la feuille à l’obscurité et à la lumière. Pour cela, ils placent une première plante dans une enceinte fermée à l’obscurité. Ils mettent une deuxième plante dans une enceinte fermée à la lumière.

Nomme les deux gaz dont les scientifiques peuvent suivre l’évolution dans ces expériences.

Construis un tableau avec les résultats attendus pour les deux enceintes.

Cite la réaction chimique réalisée par la feuille à la lumière et celle réalisée par la feuille à l’obscurité.

Exercice nº 2 : Un mollusque un peu spécial

Costasiella kuroshimae est une limace de mer un peu spéciale. En se nourrissant d’algues, ce mollusque devient vert : en effet, il arrive à intégrer les chloroplastes des algues. Il ne se nourrit plus tant qu’il y a de la lumière plusieurs heures par jour. Il recommence à se nourrir dans l’obscurité.

Rappelle la fonction des chloroplastes.

Explique pourquoi ce mollusque est différent des espèces animales “classiques”.

Indique si ce mollusque est un être vivant autotrophe ou hétérotrophe en justifiant.

On mesure l’intensité des échanges de dioxygène du mollusque Costasiella kuroshimae en fonction des conditions d’éclairement. Les scientifiques réalisent trois expériences : une expérience à l’obscurité, une expérience avec un éclairement fort et une expérience avec un éclairement léger.

Une valeur positive indique une production de dioxygène et une valeur négative indique une consommation de dioxygène.

A l’aide du graphique, associe chaque expérience (obscurité, éclairement fort et éclairement léger) à l’expérience correspondante (1, 2, 3) en justifiant ta réponse.