Diversité et complémentarité des métabolismes
Problématique générale : quelles sont les transformations suivies par le carbone au travers des deux types de métabolismes étudiés en seconde et aux différents niveaux d'organisation (du plus grand : l'écosystème au plus petit : l’organisme, l’organe, la cellule, l’organite, les molécules) ?
Séance 1:
Introduction : TP1 Structure et fonctionnement d'un écosystème
Objectif : retrouver les acquis de seconde sur le cycle du dioxyde de carbone (en fait le cycle de l'élément carbone).
Les relations trophiques dans un écosystème : le sol.
Activité 1 : Extraire et identifier les représentants de l’écosystème sol
Un prélèvement de sol dans un milieu forestier a été réalisé puis placé dans un appareil de Berlèse depuis 48H.
1- Prélever délicatement, à l’aide d’une pince fine ou grâce aux poils d’un pinceau, à partir des flacons de récolte 3 organismes différents du sol et les répartir chacun dans un verre de montre rempli d’eau.
2- Observer à la loupe binoculaire, mettre au point.
3- Utiliser une clé de détermination simplifiée des invertébrés pour identifier chaque représentant de la faune du sol (ou pédofaune). :
- http://www.ac-grenoble.fr/svt/SITE/prof/outils/Faune/page2.html - http://44.svt.free.fr/jpg/determination/main.htm
Réalisez un dessin d’observation
Noter les critères observables retenus permettant de : - Nommer le groupe zoologique,
- Donner le nom de l’animal.
Relever le régime alimentaire
Appeler le professeur pour vérification 4- Ranger le matériel
Activité 2 : Reconstituer la structure trophique de l’écosystème sol et le modéliser (schéma)
Document 1 : le classement des organismes d’après la circulation de la matière et de l’énergie dans un écosystème : les niveaux trophiques structurent l’écosystème
Chaque organisme mangé est une source de matière et d'énergie pour son consommateur. On distingue en fait dans un écosystème trois catégories d'organismes :
Les producteurs primaires (soit P1) sont des organismes autotrophes. Ce sont essentiellement les végétaux chlorophylliens. Ils élaborent leur matière organique à partir du carbone minéral de l'atmosphère (CO2} ou présent dans l'eau (CO2 dissous ou ions HCO3-), grâce à la photosynthèse qui utilise l'énergie solaire ;
Les consommateurs (organismes hétérotrophes, qui sont généralement les animaux.)
- Les consommateurs de premier ordre ( soit C1) se nourrissent directement aux dépens des producteurs: ce sont des phytophages.
- Les consommateurs de deuxième ordre (soit C2) se nourrissent des précédents: ce sont des zoophages.
- Des consommateurs d'ordre supérieur (troisième, quatrième ordre...soit C3, C4 ) sont aussi zoophages;
- Les décomposeurs organismes hétérotrophes sont des bactéries et des champignons. En
consommant les matières organiques provenant de l'ensemble des catégories précédentes; ils restituent à nouveau au milieu les éléments minéraux (sous forme de : nitrates ou NO3, phosphates ou PO4
1- À partir des données du document, déterminer le niveau trophique des organismes identifiés.
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Document 2 : Dans un écosystème, chaque être vivant occupe une place précise. Des relations
alimentaires, ou relations trophiques, , peuvent y être observées. Schématiquement on l’illustre par une suite de rectangles représentant végétaux et animaux reliés par des flèches. Par convention la flèche : signifie « est mangé par ».
Exemple :
En fait, dans un écosystème, la réalité est plus complexe puisqu’il existe une multitude de chaînes alimentaires qui s’imbriquent : cela constitue un réseau alimentaire ou réseau trophique.
2- Construire une chaîne alimentaire avec quelques organismes du sol de votre choix.
3- Représenter avec des couleurs différentes les autotrophes, hétérotrophes.
4- Expliquer la position des végétaux chlorophylliens dans une chaîne alimentaire.
5- Compléter la légende en précisant où se trouve le carbone minéral (bleu) et le carbone organique (rouge)
Appeler le professeur pour vérification
Activité 3 : comprendre les transferts de matière et d’énergie dans un écosystème.
Document 4 : Chaque organisme utilise la matière organique comme source d’énergie et de matière, mais une partie de cette matière est perdue à chaque niveau :
Matière assimilée : matière digérée et utilisée par l’organisme : -Matière utilisée pour produire de la biomasse (croissance)
-Matière utilisée pour la respiration (production d’énergie, de chaleur et de CO2) Matière non assimilée : incomplètement digérée, évacuée avec les excréments
Document 3 : la représentation en pyramide d’une chaîne alimentaire (biomasse)
C’est un mode de représentation d’un écosystème donné d’après la biomasse de chaque niveau trophique.
1- A partir du document 4, expliquer la cause de la forme pyramidale d’une chaîne alimentaire.
2- Placer des flèches indiquant les transferts de C, alimentation, respiration, fermentation, photosynthèse.
Appeler le professeur pour vérification Synthèse :
1- Mettez votre schéma au propre.
2- Pourquoi les autotrophes sont-ils à la base de tout écosystème ?*
3- Pourquoi parle-t-on de complémentarité des métabolismes à l’échelle de l’écosystème ?
Pour le 17 :
-* A nuancer : Lire exercice 4 page 192.
- Pour préparer la séance suivante : Révision 1S Anatomie d’un autotrophe.
Végétaux Phytophages Zoophages
C2
P1 ou Producteur primaire C1
Légendez le schéma 1 et précisez la fonction des différents organes.
