Problème : comment les caractéristiques du milieu influencent-elles les conditions de respiration ? Quelles en sont les conséquences sur la répartition des êtres-vivants ?

I – Etude de la répartition des êtres-vivants le long d’un cours d’eau

Méthode pour analyser des documents :

1) Je prends connaissance de la question posée et de tous les documents
–> avec un fluo, je surligne les éléments intéressants pour répondre à la question

2) Je note dans mon cahier les informations apprises
–> un document = une ou deux informations

Analyse par écrit : ce document est (donner la nature du document), il présente (donner le titre). J’apprends que (donner l’information utile).

3) Je mets en relation entre elles les informations découvertes pour rédiger mon bilan (je réponds à la question de départ).

5) Je peux faire un schéma explicatif.

Bilan : la quantité de dioxygène contenue dans l’eau dépend donc de la température, de l’agitation (courant) et de la présence de végétaux chlorophylliens. Ainsi les caractéristiques du milieu influencent la répartition des êtres-vivants.

II – Comment l’oxygénation du milieu peut-elle varier ?

Hypothèses de la classe au tableau d’après les observations précédentes

Comment avoir les preuves ? Quelles expériences pour vérifier ?

Livre p.34

A/ Effets d’une variation de la température

B/ Effets de l’agitation de l’eau

Rédiger un bilan d’après les résultats obtenus

II – Quelles sont les influences humaines sur les caractéristiques du milieu ?

A/ L’eutrophisation de l’eau : étude des marées vertes

Livre de SVT

Vidéos

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B/ L’aménagement des milieux de vie

Livre de SVT

La réhabilitation d’un cours d’eau

Schéma-bilan en ligne :

–> correction des exercices


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Des chercheurs du laboratoire de géophysique de l’Institut Carnegie viennent de comprendre pourquoi l’oxygène forme des amas de 4 molécules à haute pression. L’utilisation de faisceaux de rayons X a révélé que les orbitales moléculaires liantes et anti-liantes des atomes changeaient de forme.

L’oxygène est le troisième élément le plus abondant dans l’univers et comme il est essentiel à la vie, puisque nous le respirons, nous croyons bien le connaître mais lorsqu’on le soumet à des pressions de l’ordre de 10000 atmosphères, il se solidifie en arborant de multiple couleurs, devient métallique et même supraconducteur ! Ces dernières années, les chercheurs ont même découvert qu’il s’y formait des amas d’une molécule étrange par rapport aux conditions physique normale : (O2)4

En rouge, les atomes d'oxygène et en bleu la représentation des nuages électroniques des orbitales. Crédit : National Academy of Sciences

Comprendre ce genre de comportements étonnants a donc fait rêver plusieurs physiciens. C’est un groupe de chercheurs spécialisés dans la physique des matériaux à hautes pressions en géophysique qui vient de trouver une clé importante pour élucider cette énigme.

Yue Meng est une géophysicienne qui travaille à l’institut Carnegie à Washington. Avec ses collègues, elle a utilisé les faisceaux de rayons X produit par le synchrotron du laboratoire nationale d’Argonne, au Etats-Unis, pour mettre en évidence les changements s’opérant dans les orbitales de liaisons entre atomes d’oxygène lorsque l’on soumet ces derniers à de hautes pressions à l’aide d’une cellule à enclume de diamants.

Jointes à des calculs théoriques, ces études ont montré que sous l’action de la pression qui force les atomes d’oxygène, et surtout les amas (O2)4, à se rapprocher, les orbitales atomiques et moléculaires dans les conditions standards de la vie de tous les jours sont modifiées et les liaisons possibles deviennent plus fortes, ce qui provoque l’apparition de la solidification des amas en un réseau cristallin. C’est la première fois que les techniques de diffusion inélastique de rayons X ont été utilisées pour étudier les modifications des orbitales des atomes dans des conditions de hautes pressions. On devrait pouvoir étendre l’emploi de ces dernières à d’autres matériaux dans des états similaires.

Comprendre ce genre de structure pourrait aider à la naissance de nouveaux composants électroniques, ou magnétiques, avec d’intéressantes applications technologique d’après les chercheurs. En fait, on y trouve la formation d’orbitales liantes pi, qui interviennent dans ces composés du domaine de la chimie minérale, or ces dernières sont bien connues en chimie organique où on les retrouvent aussi dans la formation d’amas. Le résultat de ces études est publié dans un numéro d’Août des célèbres Proceedings of the National Academy of Sciences.

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