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Cours SVT Inter TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Page 1 sur 14 CHAPITRE IV : FLUX DE MATIÈRE ET D’ÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Dans tous les écosystèmes, les espèces sont liées par des relations alimentaires. Ainsi elles sont organisées en chaînes ou en réseaux trophiques. La source initiale de l'énergie dans tout écosystème est l'énergie du soleil. Elle est utilisée par les plantes chlorophylliennes dans le cadre de la photosynthèse. Grâce à la photosynthèse, les plantes chlorophylliennes synthétisent de la matière organique à partir des substances minérales ; à savoir l'eau, le dioxyde de carbone et les sels minéraux. La photosynthèse ne peut avoir lieu qu'en présence de l'énergie lumineuse. Cette énergie se transforme en énergie chimique potentielle contenue dans les molécules organiques (sucre, lipides, etc.). A travers les réseaux trophiques on assiste à un flux de matière et d'énergie dans les écosystèmes. Les écosystèmes sont caractérisés aussi par une évolution dans l'espace et au fil du temps. • Quelles sont les caractéristiques des chaînes alimentaires et des réseaux trophiques ? • Comment on représente le flux de la matière et de l'énergie dans les écosystèmes ? • Quelles sont les caractéristiques dynamiques d'un écosystème ? Cours SVT Inter Page 2 sur 14 UNITÉ1 : TRANSFERT DE LA MATIÈRE À TRAVERS Pour situer la place d'une espèce au sein du réseau trophique, on procède à la détermination de son régime alimentaire. • Comment on détermine le régime alimentaire d'une espèce donnée • Comment peut-on représenter une chaine .A –Déterminer le régime alimentaire d’une espèce. Exemple de la c Une chenille qui se nourrit des feuilles d’une plante. Plusieurs méthodes sont utilisées pour déterminer le régime alimentaire d'une espèce animale. Ainsi on peut procéder à l'observation directe du comportement de son déplacement grâce à des appareilles sophistiqués. L'étude du déplacement permet de localiser les zones de chasse, et ainsi déterminer la nature des proies. On peut aussi procéder à la détermination du contenu de l'estomac (dissection) des pelotes de réjection chez certains rapace par exem Pelote de réjection d’une chouette effraie, et os contenus dans cette pelote. Document 1 : A la recherche des TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie TRANSFERT DE LA MATIÈRE À TRAVERS LES CHAINES ALIMENTAIRES Pour situer la place d'une espèce au sein du réseau trophique, on procède à la détermination Comment on détermine le régime alimentaire d'une espèce donnée on représenter une chaine alimentaire ? Déterminer le régime alimentaire d’une espèce. Exemple de la ch Une coccinelle se nourrissant d’un puceron. Une chouette effraie tenant un campagnol dans son Plusieurs méthodes sont utilisées pour déterminer le régime alimentaire d'une espèce animale. à l'observation directe du comportement de l’animal de son déplacement grâce à des appareilles sophistiqués. L'étude du déplacement permet de localiser les zones de chasse, et ainsi déterminer la nature On peut aussi procéder à la détermination du contenu de l'estomac (dissection) éjection chez certains rapace par exemple. d’une chouette effraie, et os contenus dans cette pelote. des régimes alimentaires des espèces Flux de la matière et de l’énergie LES CHAINES ALIMENTAIRES Pour situer la place d'une espèce au sein du réseau trophique, on procède à la détermination Comment on détermine le régime alimentaire d'une espèce donnée ? houette effraie. Une chouette effraie tenant un campagnol dans son bec. Plusieurs méthodes sont utilisées pour déterminer le régime alimentaire d'une espèce animale. de l’animal ; ou à la détection L'étude du déplacement permet de localiser les zones de chasse, et ainsi déterminer la nature On peut aussi procéder à la détermination du contenu de l'estomac (dissection) ; ou à l'analyse d’une chouette effraie, et os contenus dans cette pelote. Cours SVT Inter Page 3 sur 14 Régime alimentaire de la chouette effraie durant l’hiver. Doc 2 : Variation du régime alimentaire Espèces Campagnol (rongeur) Racine Chouette (oiseau) Campagnol Buse (oiseau) Petits rongeurs Hérisson Vers de terre Hêtre (arbre) Eau Renard Petits rongeurs Scolytus (insecte) Bois Picidés (oiseau) Insectes Doc 3 : Quelques éléments forestier. (Vitaceae : famille de la Activités : .1- Déterminer les régimes alimentaires respectifs de la chenille, chouette effraie. .2- Quel est l'intérêt de l'analyse de la pelote de réjection de la chouette par exemple .3- Que peut-on déduire du Doc 2 .4- À partir du Doc 3, représentez un TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Régime alimentaire de la chouette Régime alimentaire de la chouette effraie durant le printemps alimentaire de la chouette effraie selon les Eléments de la nutrition Racines ; bulbe ; tiges souterraines. Campagnols ; Musaraignes ; oiseaux ; insectes Petits rongeurs ; Petits oiseaux Vers de terre ; Insectes ; Vitaceae Eau ; CO2 ; sels minéraux ; Petits rongeurs ; oiseaux ; Vitaceae … Bois ; Racines d’arbres. Insectes ; Vitaceae ; Graines. de la nutrition de certaines espèces la Vigne). Déterminer les régimes alimentaires respectifs de la chenille, de la coccinelle, et de la Quel est l'intérêt de l'analyse de la pelote de réjection de la chouette par exemple oc 2 ? oc 3, représentez une chaine alimentaire simple. Flux de la matière et de l’énergie Régime alimentaire de la chouette effraie durant le printemps. les saisons. Eléments de la nutrition ; insectes espèces vivant en milieu de la coccinelle, et de la Quel est l'intérêt de l'analyse de la pelote de réjection de la chouette par exemple ? Cours SVT Inter TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Page 4 sur 14 UNITÉ 2 : DIVERSITÉ DES CHAINES ALIMENTAIRES ET DES RÉSEAUX TROPHIQUES. Les relations alimentaires dans la plupart des milieux ne constituent pas uniquement de simples chaînes alimentaires, mais des relations généralement plus complexes appelées réseaux trophiques. • Quelles sont les caractéristiques des réseaux trophiques que l'on retrouve dans tous les systèmes écologiques ? .A –Un réseau trophique en milieu forestier. Doc 1 : Un réseau trophique dans une forêt tropicale. Cours SVT Inter TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Page 5 sur 14 .B –Un réseau trophique en milieu marin. Doc 2 : Exemple d’un réseau trophique en milieu marin Beaucoup de réseaux trophiques sont constitués de producteurs (P) et de consommateurs de différents niveau : C1 ; C2 ; C3 ; . . . Les producteurs sont les plantes chlorophylliennes autotrophes. Elles sont capables de synthétiser la matière organique, à partir des substances minérales, en utilisant l'énergie lumineuse du soleil (Photosynthèse). Les consommateurs du premier ordre (C1) sont les animaux herbivores. Ils se nourrissent directement des producteurs. Les consommateurs du 2e ordre (C2) sont les animaux carnivores qui se nourrissent de C1. Les consommateurs du 3e ordre sont les animaux carnivores qui se nourrissent de C2. Généralement les relations alimentaires sont plus complexes. Doc 3 : Quelques définitions Cours SVT Inter TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Page 6 sur 14 .C –Un réseau trophique des décomposeurs. Le réseau trophique des décomposeurs est axé sur la matière organique en décomposition. Les décomposeurs assurent la décomposition de la matière organique et la restitution du CO2 atmosphérique et des sels minéraux. Ainsi on peut remarquer que les décomposeurs sont indispensables pour fermer le cycle de la matière. Dans le réseau trophique des décomposeurs, on trouve surtout les détritivores. Ce sont essentiellement des bactéries, champignons et invertébrés, qui se nourrissent de débris animaux, végétaux ou fongiques (excréments, matière organique morte …). Doc 4 : Les décomposeurs et le cycle de la matière Activités : .1- Que signifient les flèches représentées sur les schémas des réseaux trophiques ? .2- Quelles sont les caractéristiques communes au réseau trophique forestier et au réseau trophique marin ? .3- Comparer les réseaux trophiques des « producteurs / consommateurs » et les réseaux trophiques des décomposeurs. .4- Représenter le cycle de la matière dans un écosystème en précisant la nature des organismes qui interviennent dans chaque phase du cycle. .5- Bilan Cours SVT Inter TC Sc. Flux de la matière et de l’énergie Page 7 sur 14 UNITÉ 3 : LA PRODUCTION PRIMAIRE ET LA PRODUCTION SECONDAIRE. Dans les écosystèmes, la matière organique est synthétisée par les plantes chlorophylliennes qui sont des organismes autotrophes. Cette matière organique traverse les différents niveaux trophiques. Ce flux de matière est accompagné d'un flux d'énergie. • Comment s'effectue le flux de la matière et de l'énergie à travers les écosystèmes ? • Comment peut-on expliquer la diminution de la quantité de matière et la quantité d'énergie dans un écosystème lorsque l’on passe d’un niveau trophique à un autre ? .A –Notion de production primaire. Le dioxyde de carbone est la source de carbone utilisée par les plantes chlorophylliennes (autotrophes) lors de la synthèse de la matière organique. Cette synthèse de la matière organique s’appelle production primaire. La production primaire nette de la matière organique peut atteindre 200 grammes de carbone par mètre carré par an dans le milieu marin ; et 800 g/m2/an dans le milieu continental. La carte ci-dessus représente la répartition de la concentration de la chlorophylle à la surface du globe. Doc 1 : uploads/Ingenierie_Lourd/ comparaison-insulines-diamip-2011.pdf