Neurones + 1ère - Livre ressource - chapitre 3

LIVRE-RESSOURCES

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A. Charneux - B. Linart - E. Loriaux - N. Meunier - Hordies

LIVRE-RESSOURCES

AndrĂŠ Charneux Brigitte Linart Etienne Loriaux Nicole Meunier-Hordies

Udiddit, la plateforme d’exercisation en ligne pour les élèves et les enseignants La plateforme Udiddit te donne accès à : • des exercices en ligne pour t’entraîner • des jeux captivants Ton professeur pourra t’indiquer comment accéder à Udiddit.

Composition de Neurones+ 1 Pour l’élève : - un Livre-Ressources - un Cahier d’activités - un accès à Udiddit Pour le professeur, un accès au contenu de Udiddit comprenant :

- le Guide du professeur - le Manuel Numérique - des compléments (exercices, devoirs…)

Neurones+ 1 – Livre-Ressources

Auteurs : André Charneux, Brigitte Linart, Étienne Loriaux et Nicole Meunier-Hordies Couverture : Bruno Kattus Mise en page : Bruno Kattus Illustrations : Benjamin Struelens, www.afd.be (Fanny Vanderlinden) et Wem Les photocopieuses sont d’un usage très répandu et beaucoup y recourent de façon constante et machinale.

Mais la production de livres ne se réalise pas aussi facilement qu’une simple photocopie. Elle demande bien plus d’énergie, de temps et d’argent.

La rémunération des auteurs, et de toutes les personnes impliquées dans le processus de création et de distribution des livres, provient exclusivement de la vente de ces ouvrages.

En Belgique, la loi sur le droit d’auteur protège l’activité de ces différentes personnes.

Lorsqu’il copie des livres, en entier ou en partie, en dehors des exceptions définies par la loi, l’usager prive ces différentes personnes d’une part de la rémunération qui leur est due.

C’est pourquoi les auteurs et les éditeurs demandent qu’aucun texte protégé ne soit copié sans une autorisation écrite préalable, en dehors des exceptions définies par la loi.

L’éditeur s’est efforcé d’identifier tous les détenteurs de droits. Si, malgré cela, quelqu’un estime entrer en ligne de compte en tant qu’ayant droit, il est invité à s’adresser à l’éditeur.

© Éditions VAN IN, Louvain-la-Neuve – Wommelgem, 2016 Tous droits réservés.

En dehors des exceptions définies par la loi, cet ouvrage ne peut être reproduit, enregistré dans un fichier informatisé ou rendu public, même partiellement, par quelque moyen que ce soit, sans l’autorisation écrite de l’éditeur.

1re édition, 1re réimpression 2017 ISBN 978-90-306-7653-9 D/2016/0078/111 Art. 564150/02

INTRODUCTION Tu viens de faire ton entrée dans la cour des Grands : durant cette première année du secondaire, tu vas pouvoir mettre tous tes neurones en éveil pour mieux comprendre la nature et ton environnement.

Neurones+, c’est • • • •

un Cahier d’activités un Livre-Ressources un manuel numérique que ton professeur peut utiliser en classe un accès à la plateforme Udiddit (documents et exercices supplémentaires)

Sois curieux Dans Neurones +, les savoirs te seront proposés au travers de six thèmes. Tu pourras les découvrir rapidement en lisant la table des matières. Avec ton professeur, tu pourras construire le cours en proposant des pistes, en vérifiant par des expériences, par des exemples… si ces pistes sont bonnes ou mauvaises. Ton Cahier d’activités te permettra de noter toutes tes démarches et ton Livre-Ressources, riche en photos et en documents, t’aidera à coup sûr.

Le Livre-Ressources que tu tiens en main va te permettre de trouver des informations utiles à tes apprentissages scientifiques. Il contient des Documents regroupés en fonction des six thèmes étudiés : articles de presse, textes informatifs, photos, sites à consulter…

Tu y trouveras également des Prérequis qui te permettront de te rappeler les notions déjà rencontrées, ainsi que des Fiches-outils illustrant les savoir-faire que tu devras maîtriser à la fin de ton apprentissage : représenter des schémas et les annoter, trier, classer, établir un graphique, rechercher des informations… demandent des savoir-faire bien établis. Pour cela, les consignes à respecter se retrouvent dans tes fiches-outils, au début du Livre-Ressources. À la fin de celui-ci, un Mini-répertoire présente la fiche d’identité de nombreux vivants.

tes les est là pour t’aider et te donner tou N’oublie pas que ton professeur te seront utiles. consignes et tous les conseils qui ! les séquences vont commencer Branche bien tous tes neurones…

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fiche - outil 3

Fiche - outil

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Réaliser un graphique RÉALISER UN GRAPHIQUE, C’EST COMMUNIQUER

À quoi sert un graphique ?

Un graphique est une représentation d’informations chiffrées qui facilite la comparaison, l’analyse, l’interprétation…

Quel type de graphique choisir ?

1. Si le graphique doit exprimer une évolution ou une variation d’une grandeur, choisis le graphique en ligne ou en bâtonnets.

2. Si le graphique doit exprimer une répartition d’un tout, ton choix peut être : • un graphique en bâtonnets (histogramme) ; • un graphique en bandelettes ; • un graphique en secteurs (camembert).

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Réaliser un graphique en ligne (brisée ou courbe) ou en bâtonnets • Je trace l’axe horizontal (axe des abscisses) et l’axe vertical (axe des ordonnées), se coupant en un point 0 dans le coin inférieur gauche de l’espace graphique.

• Je note le titre du graphique.

• Je note la grandeur (variable) reportée sur chaque axe, ainsi que l’unité (si nécessaire) : la variable contrôlée sur l’axe horizontal et la variable dépendante sur l’axe vertical.

• Je choisis le type de graphique.

Graphique en ligne

Graphique en bâtonnets

• Je choisis une échelle, je gradue à l’aide de petits traits et (si nécessaire) j’oriente les axes par une flèche.

• Je prends comme origine 0 ou la valeur la plus petite.

• Je reporte les valeurs des variables sur les traits de la graduation sur les deux axes.

• Je repère chaque point du graphique en reportant les valeurs (données) du tableau.

• Je relie les points obtenus par un trait fin au crayon, en ligne brisée à la latte ou en ligne courbe à la main.

• Je précise une échelle, je gradue les axes.

• Je prends comme origine 0 ou la valeur la plus petite.

• Je trace les graduations sur l’axe horizontal par des petits traits et je reporte les valeurs de la variable.

• Je prévois 1 cm pour la base de chaque barre. (On peut prévoir 0,5 cm entre les différentes barres sur l’axe horizontal).

• Je trace les graduations sur l’axe vertical par des petits traits et j’y reporte les valeurs de la variable.

• Je trace les barres : la hauteur correspond à la valeur de la variable sur l’axe vertical.

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MAIS VOICI, EN PRATIQUE • Graphique en ligne 600

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Évolution de la masse d’une jeune vache en fonction de son âge 600 Masse (en kg)

Variable dépendante Masse (en kg)

Masse (en kg)

Variable 500 contrôlée 400 Âge (en mois)

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Âge (en mois)

• Graphique en ligne et bâtonnets 80

Précipitations mm

Diagramme ombrothermique de la station d’Yvetot (Normandie) en 1995 Précipitations 80

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précipitations

Température °C

températures 70

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Mois

Réaliser un graphique en bandelettes • Je vérifie dans le tableau des valeurs (données) que la somme de tous les pourcentages est plus petite ou égale à 100 et je les range (du plus grand au plus petit, par exemple).

• Je dessine un rectangle de 10 cm sur 1 cm.

• Je convertis : 1 % est représenté par 1 mm et je divise le rectangle.

Exemple : 30 % correspond à un rectangle de 30 x 1 mm soit 3 cm de long.

• Je représente chaque secteur en tenant compte de sa valeur en % et j’établis une légende en donnant, par exemple, une couleur à chaque partie.

• J’indique le titre, la date et l’origine des données.

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N

D

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Fiche - outil

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MAIS VOICI, EN PRATIQUE Graphique en bandelettes Taux d’audience des principales radios en Belgique francophone

1mm d’épaisseur correspond à 1% Mai 2014 – Source : Sudinfo

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Bel RTL (14,1 %)

Autres (8,9 %)

Vivacité (13,4 %)

Classic 21 (8,5 %)

Radio Contact (12,7 %)

Fun Radio (5,4 %)

NRJ (10,9 %)

Musique 3 (2,1 %)

Pure FM (3,8 %)

Nostalgie (10,7 %) La Première (RTBF) (9,5 %)

Lire et analyser un graphique en secteurs (diagramme circulaire) • Je vérifie si la source du document est bien fiable.

• Je lis le titre pour connaître le sujet.

• Je prends connaissance de la légende pour connaître les éléments comparés dans le diagramme. Après avoir ordonné les différents éléments, j'exprime mes observations à l'aide d'une phrase.

Exemple : Le régime alimentaire du renard varie en fonction des saisons.

En été, son régime alimentaire se compose de fruits (50 %) et de petits

mammifères (30 %) complétés d'insectes et d'oiseaux.

En hiver, le renard se contente de petits mammifères (80 %) et de fruits.

MAIS VOICI, EN PRATIQUE Régime alimentaire du renard roux

Graphiques en secteurs

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feu

feu chaud

« Boule de billard » 1803

les quatre éléments, « Boule de billard » J.-C. IVe siècle av.1803

« Atomos », éléments, les quatre Ve siècle av. J.-C. IVe siècle av. J.-C.

« Atomos », Ve siècle av. J.-C.

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Démocrite

chaud

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sec

Un voyage fantastique

Thème

terre

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humide

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humide

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eau

Évolution du modèle atomique

Document 1

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terre

air

Aristote Dalton Dalton

Dalton

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Histoire des sciences

Introduction De tout temps, l’Homme s’est intéressé aux sciences avec ou sans intérêt technique. La chimie s’est surtout développée avec la « découverte » (nous devrions plutôt parler de l’utilisation) du feu. En effet, il y a plus de 400 000 ans, l’Homme utilisait le feu pour cuire de l’argile servant à confectionner divers objets.

On peut retrouver ainsi beaucoup de traces de l’utilisation par l’Homme de la « chimie » même si, à ces différentes époques, on n’appelait pas encore cette science la chimie.

Mais revenons à la découverte des molécules qui nous occupe dans ce thème 3.

L’un des premiers à s’être penché sur l’explication de la nature des choses est Démocrite.

Démocrite

Démocrite (460-370 av. J.-C.) formula les premières idées atomistiques. Selon lui, la matière est faite d’atomes en nombre très grand mais fini. Atomos en grec signifie « indivisible ou insécable ». Il s’agit d’une théorie totalement philosophique sans expérience ou contre-expérience justificatrices. Pour lui, les corps durs et massifs (les solides) doivent leur cohésion à des particules plus crochues, plus intimement liées. Ce sont au contraire des particules lisses et rondes qui forment les liquides et les fluides.

La théorie d’Aristote (384-322 av. J.-C.) a balayé celle de Démocrite. Il expliquait la nature des choses par 4 éléments : le feu, l’air, l’eau et la terre. Il s’interroge notamment sur la divisibilité de la matière. Vous retrouverez souvent le nom d’Aristote tout au long de votre approche des sciences car ses théories ont été très longtemps suivies par les scientifiques.

Aristote

Descartes et Newton vont également se pencher sur cette problématique au 17e siècle. En effet, ces deux mathématiciens, physiciens et même philosophes s’interrogent principalement sur deux aspects : la matière est-elle divisible à l’infini, et ses particules sont-elles ou non séparées par du vide ?

Descartes

Newton

Ce n’est finalement qu’au cours du 19e siècle qu’apparaît le concept de molécule. Avogadro est en effet le premier à expliquer certaines réactions chimiques à partir de la molécule.

Avogadro

Comme vous pouvez le constater, l’évolution du concept « matière » et l’évolution du modèle moléculaire de la matière a pris un certain temps pour s’affiner et ce n’est peut-être pas fini... (puisqu’un modèle n’est jamais définitif et qu’il peut être amené à être encore amélioré voire complètement changé avec les nouvelles technologies…).

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2

Biographies express

Démocrite : (460-370 avant J.-C.) Philosophe grec né à Abdère, en Thrace. Il passe pour avoir écrit 52 ouvrages traitant de l’éthique, de la physique, des mathématiques, de la musique et des objets extérieurs. On raconte qu’il s’était ôté la vue pour ne plus être distrait par les objets extérieurs. On le dit aussi un modèle de bonne humeur.

Aristote : (384-322 avant J.-C.) Philosophe grec né à Stagire, en Mac édoine. Il fut le précepteur d’Alexandre le Grand. Il est l’au teur d’un grand nombre de traités de logique, de politiqu e, de physique et d’histoire naturelle. Il est le premier à met tre en évidence certains mammifères comme la chauve-sou ris (considérée jusque-là comme un oiseau) ou encore le dau phin (considéré comme un poisson).

René Descartes : (1596-1650) Né à La Haye en Touraine (France). Ce philosophe, mathématicien et physicien est en fait un militaire qui voyage beaucoup en Europe; on lui doit la création de la géométrie analytique et la découverte des principes de l’optique géométrique. Outre son apport scientifique, il est célèbre par cette citation : “ Je pense donc je suis. ”

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Document 2

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Isaac Newton : (1642-1727) Né à Wo ols tho rpe en An gle ter re. Il est ma thé ma tic ien , physi cie n, ast ron om e et philosophe. L’œuvre de Newton constitue le plus grand moment de la science moderne et recèle des travaux exceptionnel s. Il inventa le calcul différentiel et intégral et bien d’autres choses encore, même si pour bea ucoup, nous ne nous souvenons que de sa théorie de la gravitation universelle (légende de la pomme tombant de l’arbre)...

Avogadro : Comte Amedeo di Quaregna e Ceretto Avogadro (1776-1856) Né à Turin en Italie. Il fait des études d’avocat mais s’intéresse aux mathématiques et à la physique, et après plusieurs années d’étude, obtient une chaire au Collège royal de Vercelli où il mène beaucoup de recherches. Il proposa une hypothèse qui sera connue plus tard sous le nom de « loi d’Avogadro », reconnue universellement dans les années 1850.

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Table des matières

Mini - répertoire de vivants

INTRODUCTION

FICHES-OUTILS 1 - Ranger, trier, classer… quelles différences ? fiche 2 - Réaliser et annoter un croquis ou un schéma fiche 3 - Réaliser un graphique fiche 4 - Rechercher des informations fiche 5 - Établir un rapport d’expérience, un rapport d’observation fiche 5.A - Savoir mener une démarche scientifique fiche 5.B - Réaliser et annoter le schéma d’un montage expérimental fiche 6 - Des consignes de sécurité en laboratoire fiche 7 - Du matériel de laboratoire : noms, précautions d’usage... fiche 8 - Unités de base du Système International (SI) et appareils de mesures fiche

4 7 9 12 13 13 14 15 16 19

PRÉREQUIS - UN MONDE DE VIVANTS 1 - Les êtres vivants 2 - La matière

3

22 29

DOCUMENTS thème 1 - Vous avez dit milieu ? 30 1. La nature... évolution d’un concept 2. Organisation du monde vivant 3. Des paysages 4. Des milieux dans notre univers 5. Les dunes 6. Un milieu forestier 7. Une haie 8. Un étang 9. Ou encore d’autres zones...

10. Quelques animaux de nos litières forestières 11. Des vivants dans leur milieu 12. Comment reconnaître un arbre à partir de sa feuille ?

13. Clé de détermination des feuillus de nos forêts 14. Classification des vivants : des acteurs 15. Demain, un monde sans oiseaux ?

30 36 38 40 41 43 44 45 46 47 50 51 54 55 56

thème 2 - Les végétaux... pionniers d’un monde nouveau 60 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Surtsey : naissance d’une île volcanique La dissémination des graines L’activité volcanique Fleurs et inflorescences La reproduction des plantes vivaces Le sexe des fleurs et la pollinisation La fécondation Des fruits à trier

60 61 64 66 67 69 72 73

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thème 3 - Un voyage fantastique 74 1. Évolution du modèle atomique 2. Histoire des sciences

74 75

thème 4 - De maillon en maillon... pour une chaîne de vie 78 1. La nutrition chez les végétaux : la photosynthèse 2. Mais comment donc se développe l’arbre ?

3. Respirer : un besoin des vivants 4. Carte d’identité de l’oxygène 5. Carte d’identité du dioxyde de carbone 6. Des régimes alimentaires en tableaux ou en graphiques 7. Si le Soleil s’éclipse...

8. Chaînes, réseau... dans l’alimentation 9. D’autres réseaux trophiques modélisés 10. D’autres pyramides illustrées de différentes manières 11. Une gestion des déchets : le compostage 12. L’Homme et son environnement 13. Des espèces protégées par l’Homme 14. Guide du parfait promeneur en forêt

78 79 80 83 84 85 86 87 89 94 96 97 101 103

thème 5 - Chaud, froid... quel état ? 104 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

L’histoire du thermomètre Expérience : la sphère de 's Gravesande Détente aux sports d’hiver Quelques phénomènes Évolution du modèle moléculaire en fonction d’un apport de chaleur La chaleur se propage L’isolation dans les maisons Reconnaître quelques nuages Histoire de la vie et des sciences

104 105 107 108 109 110 112 113 114

thème 6 - Des mélanges en pagaille 116 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Une station d’épuration au travail De l’eau... à la bouche !

De l’air... de l’air L’eau de mer, une solution d’eau salée à concentration constante ?

Tous ces produits que nous consommons !

Il y a additifs et additifs !

MINI-RÉPERTOIRE DE VIVANTS La flore La faune

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118 127 129 131 132 133

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