EXPÉRIENCES SCIENTIFIQUES SUR
L'ENVIRONNEMENT ET LA BIOLOGIE

Giorgio Carboni, Décembre 2000
Traduit par Caroline Varin en Janvier 2009

SOMMAIRE

PRÉSENTATION

Plusieurs lecteurs nous ont écrit pour avoir plus d’expériences et pour savoir comment construire des jouets. Comme nous avons besoin de quelques mois pour compléter un article, nous avons pensé à collecter des sujets intéressants, à les pourvoir d’une brève description et à les relier à des sites qui existent déjà. De cette manière, nos lecteurs peuvent rapidement trouver plus d’activités intéressantes et amusantes. Les expériences que nous avons rassemblé dans cet article concernent essentiellement la biologie et l’environnement.

Au fur et à mesure que le temps passe, nombres des liens que nous avons proposés vont disparaître, et d’autres sites vont naître. Nous ne pouvons continuellement mettre à jour cette page. De manière à permettre à nos lecteurs de compenser ces disparitions, nous fournissons à la fin de chaque expérience des mots clés qui leur permettront – via un moteur de recherche – de trouver d’autres sites par eux-mêmes. N’utilisez pas tous ces mots clés en même temps, mais avec la combinaison qui vous semble adaptée. En cherchant sur Internet il est facile de se perdre dans le flot d’informations. Nous vous recommandons donc pour affiner votre recherche d’ajouter un terme comme : école, étudiant, expérience, test, classe, fait à la maison, construction, devoirs, projet scientifique, leçon, plan de leçon, loisirs.

AVERTISSEMENTS: certaines de ces expériences peuvent être dangereuses. Quand les enfants les réalisent, un adulte doit être présent pour éviter tout accident ou dommage. Dans tous les cas, nous n’assumons aucune responsabilité. Pour ce qui est de la responsabilité et de la sécurité nous vous recommandons de lire notre page de mise en garde.

Amusez vous bien !
 

En utilisant un tamis avec des trous de 2 mm de diamètre, vous pouvez séparer les graviers du sable et déterminer leur proportion. Sur la base de ces données, calculez le pourcentage de chaque composant de votre échantillon de sol.

3 – Répétez la même expérience avec des échantillons de sols collectés à d’autres endroits ou qui ont une origine géologique différente (i.e. un pré, une foret, un bord de rivière…) ou quelque autre place ou le sol a une consistance et une texture différente (i.e. boueuse, sableuse…). Décrivez la composition de chaque sol et essayez d’expliquer les différences observées. Vous pouvez aussi appliquer cette technique pour évaluer la composition du sol d’une plante en pot et pour essayer de la corriger. Par exemple, si l’eau ne s’écoule pas bien, est ce que plus de sable n’aiderait pas ? si vous avez besoin de conserver l’eau plus longtemps, est-ce qu’un peu plus d’argile ou de matière organique ne seraient pas les bienvenues?

4 – vous pouvez aussi : - Avec un microscope, mesurer la dimension des particules ; - Avec une montre mesurez le temps mis pour atteindre le fond du récipient plein d’eau. Il peut être intéressant de vérifier que le temps mis par les particules pour arriver au fond est inversement proportionnel à leur taille. Représentez alors vos observations sur un graphique en plaçant la taille des particules en ordonnées et le temps de chute en abscisses.
http://interactive.usask.ca/skinteractive/modules/agriculture/activities/soil.html  Activités sur les sols et l’environnement
http://fbe.uwe.ac.uk/public/geocal/soilmech/classification/soilclas.htm  description et classification des sols
Mots clés Internet : tests de sédimentation sur les sols.

Expérience n°2 : Évaluez la capacité de drainage et de rétention d’eau de différents sols et faites le lien avec leur composition en vous basant sur les observations de cette expérience.
Dans ce texte nous n’avons pas pris en compte l’importante rôle des substances organiques apportées par le fumier.
http://ag.arizona.edu/turf/tips1095.html  Caractéristiques des sols, et comment elles influent sur leur humidité.
http://wcuvax1.wcu.edu/~burr/soilinfo.html  Perméabilité des sols
Mots clés Internet : perméabilité des sols, humidité.

 

ÉROSION DES SOLS Cette expérience est aussi simple que instructive. 1 – Prenez un peu de terre, faites une petite montagne d’au moins 20 cm de haut, avec des murs droits et un toit plat. Avec une pomme de douche, arrosez le en évitant un jet direct (figure 3). - Vous verrez les bords s’effondrer et le tas de terre prendra la forme caractéristique des montagnes réelles. - Observez et décrivez ce qui a lieu pendant cette pluie artificielle. 2 – Recommencez le test. Cette fois insérez une couche d’argile imperméable à moitié de la montagne puis de la terre classique : l’amas d’eau sur la couche argileuse peut engendrer un soudain glissement de vase. 3 – Construisez une autre montagne avec des pierres, de l’argile, du sable en couches dans différentes configurations. - Observez les différents comportements des matériaux face à la pluie artificielle. 4 – Plantez de l’herbe sur une nouvelle montagne, et faites tomber de la pluie sur cette montagne après que l’herbe a poussé. http://www.kenyon.edu/projects/farmschool/nature/eropro.htm Projets sur l’érosion http://spider.silsoe.cranfield.ac.uk/iwe/erosion/ Erosion et sédimentation Mots clé Internet : sol érosion.

PROFIL D'UN SOL Le sol est modifié et enrichi par les plantes qui y poussent. Réalisez une coupe du sol (figure 4). Vous pouvez observer différentes couches : une couche riche en matières organiques, l’humus (O); une couche riche en racine et en organise vivants (A); une couche riche en vie mais toujours utilisée par les racines (B) et un sol inerte (C). 1 – Avec une pelle, creusez un trou d’au moins 40 cm de profondeur dans un pré. - Décrivez les couches que vous voyez dans le sol, vous pouvez aussi en prendre des photos. 2 – Faites de même dans d’autres types de sol, par exemple en foret, ou près d’une rivière. - Faites des comparaisons et essayez d’expliquer les différences que vous observez. Il est plus aisé de faire ces excavations quand le sol est humide, plutôt que sec ou vaseux. http://www2.nrcs.usda.gov/teachers/soil_profil.htm  Illustration d’un profil de sol. http://library.thinkquest.org/J003195F/newpage5.htm  Profile de sol Mots clés Internet : profil du sol

CULTURE HYDROPONIQUE La culture hydroponique est une technique qui permet de faire grandir des plantes sans sol. Les plantes sont simplement placées dans l’eau avec les éléments chimiques nécessaires à leur croissance. Etant donné que les plantes privées de support vont tomber, pour les soutenir on utilise un matériau inerte comme des billes d’argile expansée (figure 5). Avant l’insertion d’une plante dans un système hydroponique, vous devez enlever avec précaution toute la terre des racines, sinon les bactéries les feront pourrir. Pour nombres de plantes d’intérieur, vous pouvez utiliser de l’eau du robinet. Cependant, particulièrement pour les légumes, il est nécessaire d’ajouter les nutriments appropriés. Cette méthode de culture a pour avantage de demander un arrosage moins fréquent et en même temps demande une consommation d’eau moins importante. Avec ce système, vous pouvez faire pousser à peu près n’importe qu’elle plante d’intérieur ou n’importe quel légume. Le système hydroponique est utile pour voir aussi ce dont les plantes ont besoin pour se développer. 1 – Placez quelques plantes d’intérieur dans un système hydroponique. 2 – Essayez le système hydroponique avec des légumes et trouvez les nutriments qui leur conviennent. http://www.cpes.uoguelph.ca/STAO/hydrop.html  système hydroponique à l’école http://weboflife.arc.nasa.gov/stellar/Activities/hydro/Hydroponics.html  Module hydroponique. http://www.hydrogarden.com/class1/curriculum.html  systèmes hydroponique de Bradley http://www.education.eth.net/experiments/framepages/ccorner_funtime29.htm  Faire grandir des plantes sans sol http://www.classroom.net/edsoasis/Treasure/pbradley.html  enseigner à des enfants en difficulté comment obtenir leur propre nourriture par système hydroponique (jardinage nécessitant très peu d’eau). http://www.attra.org/attra-pub/ghveg.html  Production de légumes bio Mots clé Internet : leçon sur les techniques hydroponiques, hydroponics classroom

CONSTRUCTION D'AQUARIUMS ET DE TERRARIUMS Fabriquer un aquarium ou un terrarium n’est pas une chose compliquée. Savoir les construire est très utile pour ceux qui adorent élever des animaux, les observer en prendre des photos et les filmer. Vous pouvez utiliser un aquarium pour élever des poissons, des amphibiens, des protistes, des algues, des crevettes…. Vous pouvez utiliser un terrarium pour élever de nombreuses espèces d’animaux, mais évitez d’élever des espèces qui ne supportent pas la captivité. Les aquariums et les terrariums peuvent aussi être utilises pour prendre des photos d’animaux temporairement sortis de leur milieu naturel. Dans leur forme la plus simple, les aquariums et les terrariums sont de simples boites en verre close sur 5 cotés et qui peuvent être complétés par un couvercle. Un récipient tout simple est nécessaire à l’élevage des amphibiens et peut s’utiliser comme terrarium. Les aquariums pour poissons nécessitent un compartiment pour le filtre, une pompe pour la circulation d’eau, une autre pompe pour l’air, un thermostat, un éclairage, …. Nous décrirons le plus simple des modèles des aquariums. Comment pouvez vous construire un aquarium - Dans un premier temps vous devez faire un patron. La glace du fond doit être entourée par les quatre autres faces et doit être la plus épaisse (parce que c’est elle qui supporte la force la plus importante). L’épaisseur des parois doit être proportionnelle à la taille de l’aquarium. Evitez de faire un aquarium trop profond ou trop volumineux. La pression exercée par l’eau augmente avec la hauteur d’eau présente, et peu décoller les faces de l’aquarium. Après avoir fait le plan de votre aquarium, vous devez découper les parois dans une plaque de verre, en vous aidant d’un cutter spécial pour le verre. Pour ce faire, gardez le cutter vertical et poussez le vers le bas avec force, en le déplaçant le long d’une règle.

Cette opération nécessite un peu d’entraînement, donc utilisez des chutes pour vous entraîner jusqu’à ce que vous ayez le coup de main. Il est important d’utiliser un bon cutter pour verre, conservé dans la graisse pour éviter la rouille. Avant de coller les parois, vous devez polir les bords de vos découpes avec du papier de verre pour éviter les angles coupants. Avec de l’acétone, nettoyez les endroits ou vous allez placer la colle siliconée. Etant donné que l’acétone est toxique, travaillez à l’extérieur ou dans une pièce ventilée. Utilisez une silicone transparente de bonne qualité. Pour préserver les parois internes d’un trop plein de glue, sur les parois et sur les bords, à proximités des zones de collage, placez des bandes adhésives (figure 6). Quand la colle au silicone est sèche, enlevez ces bandes et l’excès de colle.

ATTENTION: Manipuler et découper du verre est une opération dangereuse qui doit être faite seulement par des adultes qui portent des gants et un tablier épais. Une manière de résoudre ce problème élégamment est de faire découper les plaques par une verrerie.
- Seuls les adultes doivent manipuler des aquariums et des terrariums en verre. Pour les enfants préférez les plaques en plastique.
- Ne déplacez jamais des aquariums ou des terrariums contenant de l’eau ou des cailloux, ne les déplacez que s’ils sont vides.
- Ne placez pas un aquarium dans un environnement qui pourrait être endommagé par une fuite d’eau éventuelle, par exemple au dessus de matériel électrique, de vêtements ou de livres.
- Ne conservez pas des organismes rares ou dangereux.
- N’élevez pas et surtout ne relâchez pas des espèces qui n'appartiennent pas à votre environnement !
- Ne libérez pas des animaux ou des plantes malades !

http://www.thekrib.com/TankHardware/  construction de réservoirs
http://www.hobbyschool.com/reef/Shopping/diy.htm  guide des récifs pour aquarium
http://www.multimania.com/cybaqua/plau/tout.shtml  CyberAqua (liste de liens)
Mots clés Internet : aquarium verre, aquarium glass homemade

CONSTRUCTION D'UN ÉTANG
Les étangs sont parmi les environnements naturels les plus riches et les plus intéressants à observer. Pour réaliser un étang, il suffit d’avoir un jardin ou un pré ou une foret près de votre maison. Il ne doit pas nécessairement être très spacieux, une surface d’un mètre carré suffit mais deux mètres carrés sont mieux.
- Trouvez une position adaptée dans le jardin.
- Creusez y un trou de deux mètres carrés de surface et de 30-50 cm de profondeur. Cette profondeur doit être atteinte au moins sur un bord, en effet vous devez faire une inclinaison dans votre étang pour permettre aux petits animaux d’entrer et de sortir, aux hérissons ou aux opossums de boire et aux oiseaux de se baigner.
- Placez un peu de sable dans le fond. Soulevez l’herbe sur les bords.
- Etanchéifiez le fond à l’aide d’un film en PVC blanc. Pourquoi blanc? Pour mieux voir les animaux aquatiques quand ils viendront sur le bord.
- Couvrez les bords du film PVC avec des bandes de gazon. Prévoyez que la bâche de PVC s’étende d’au moins 40 cm au delà de la pente réalisée. De cette manière vous pourrez conserver l’eau pour créer les conditions typiques d'un marais.
- Remplissez l’étang avec de l’eau du robinet, et déposez un peu de sable ou de terre dans le fond : elles profiteront aux plantes aquatiques.
- Allez dans un étang naturel ou un marais, et récupérez quelques plantes aquatiques. Si c’est possible, ramenez quelques litres d’eau de l’étang et ajoutez les à votre milieu, pour l’enrichir en microorganismes, en algues et en animaux qui vivent dans ces milieux.

Dans quelques jours, votre petit étang deviendra vert d’algues et riches en protozoaires. Rapidement les libellules viendront y déposer des œufs, les coléoptères et les araignées d’eau viendront également. Au printemps, des grenouilles et des tritons viendront pour y déposer des œufs. L’observation de la vie dans un étang est fascinante. Vous pouvez passer des heures à observer les organismes vivants, qui évoluent dans cet écosystème. Achetez des livres pour reconnaître les organismes qui vivent dans un étang. Jetez un œil à la bibliographie [5, 6]. Ces textes vous donneront aussi des informations utiles sur les habitudes des animaux et des plantes de ce milieu. Vous pouvez dresser un inventaire de vos observations : dans un cahier recueillez vos observations, placez y des photos et faites y vos croquis. Chaque année, pendant l’automne vous devez nettoyer l’étang. Sortez la boue, nettoyez la bâche, ou changez la si elle est trouée, ajoutez un peu d'eau du robinet, l’eau de pluie de l’hiver complétera la partie manquante. Malgré tout ce que vous dirons les vendeurs, votre étang ne nécessite ni une pompe pour faire circuler l’eau, ni un aérateur, ni une cascade, ni une fontaine, ni quoi que ce soit d’autre… Il est mieux pour l’étang d’être le plus naturel possible. Les petits étangs des jardins privés sont très importants pour les amphibiens. Evitez d’y mettre des poissons. Ils mangeraient les oeufs des amphibiens et les têtards. De plus les tritons libéreront l’étang des larves de moustiques. Si il y a des têtards, votre étang sera aussi visité par des serpents d’eau, mais vous ne les remarquerez que difficilement…. Et ne soyez pas effrayés car ils sont inoffensifs!

http://members.aol.com/marylady/pondpals/resource.htm  liens pour les étangs
http://www.citlink.net/~missy/pondlinks.htm  liens pour les étangs
http://www.angelfire.com/ri/skibizniz/microhab.html  de nombreux micro habitats, microcosme des étangs (bonne description d’un étang)
http://pionet.net/~kuseld/pond.htm  un grand étang
http://home.flash.net/~blhill/pages.aux/pond/construction.html  construction d’un étang
http://www.exit109.com/~gosta/pond.sht  Réaliser un étang
http://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/studies/invertebrates/pond.html  « l’étang » culture d’invertébrés  microscopiques.
Mots clés Internet : étang, construction, pond building homemade.

BIOSPHÈRES ED ECOSPHÈRES Normalement, le terme de biosphère regroupe la partie de notre planète qui accueille la vie. A la place, le terme d’écosphère regroupe l’ensemble de tous les écosystèmes. Plus tard, ces termes seront utilisés pour parler aussi des écosystèmes artificiels enfermés. Ils existent sous différents aspects et sous différentes dimensions, par exemple un assez grand a été construit pour étudier l’équilibre écologique de la Terre et pour vérifier la possibilité de construire des bases permanentes et autonomes dans le futur à des endroits comme la Lune, Mars ou dans l’espace. Il existe d’autres écosystèmes artificiels fermés plus petits, comme celui contenu dans une boule de verre et vendu sous le terme impropre de biosphère ou écosphère. Les plantes consomment du dioxyde de carbone et produisent du dioxygène. A l’inverse, les animaux consomment du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone. Les plantes produisent des substances organiques, qui sont mangées par les animaux et en retour les animaux produisent des substances organiques fertilisantes pour les plantes.

- Quelle est la balance générale de ces échanges ? Que se passe-t-il dans les petits écosystèmes compartimentés ? Notre planète est un écosystème clos. On ne peut pas dire qu'il est petit, toutefois la Terre n’échange pas de grandes quantités de choses avec l’Univers. Au fur et à mesure que le temps passe, des billions d’ années, doucement, notre planète a acquis une accumulation de dioxygène en quantités suffisantes pour accueillir les animaux. Aujourd’hui, entre les oxydation des roches et la respiration des animaux, nous avons atteint un équilibre. Il en va de même pour les petits écosystèmes fermés. Ce cycle de l’oxygène peut rester en équilibre pendant des temps très longs, de l’ordre d’années, gardant ainsi les plantes et les animaux en vie. La chose essentielle est d’obtenir un équilibre entre les substances minérales, les plantes et les animaux qui le composent.

Donc ici avec une sphère en verre, comme celle d’un bocal à poissons rouges (figure 7) vous pouvez créer «un monde dans une bouteille». Si vous voulez le personnaliser ou le faire par vous-même vous pouvez également utiliser une bonbonne en verre transparent. Placez y un peu de terre et/ou de sable, quelques pierres, des protozoaires, des algues, des plantes aquatiques, des animaux comme les escargots d’eau ou des petits crustacés comme les daphnés, des petites crevettes et remplissez avec de l’eau, puis fermez le récipient. Placez ce petit monde à la lumière mais pas en plein soleil. Et tenez un journal de bord sur l’ évolution de ce système. L’observation de la poursuite de la vie pendant des années dans cet espace limité, est fascinant et éducatif. En effet, cet écosystème fermé est un modèle de la Terre. Maintenant imaginez qu’une crevette particulièrement active mange toutes les algues de cette biosphère… que se passerait-il ? Probablement l’oxygène serait consommé par de nombreux procédés, et du fait qu’il n’y ait plus aucune algue pour le renouveler, la crevette mourrait asphyxiée. La fragilité de ce petit écosystème nous permet de comprendre combien le notre aussi est fragile… mais cela ne semble pas inquiéter beaucoup de monde!

http://lifesci3.arc.nasa.gov/SpaceSettlement/teacher/lessons/bryan/ecosys/  Ecosystèmes fermés.
http://www.angelfire.com/ri/skibizniz/  Microcosmes (théorie)
http://www.geocities.com/RainForest/3918/mce.html  recherché sur les écosystèmes matériellement fermés
http://www.eco-sphere.com/  Ecosphères associées Inc.
Mots clés Internet : écosystèmes fermés, microcosmes, closed ecosystems microcosm.

LE JARDIN DANS UNE BOUTEILLE
Le jardin dans la bouteille est quelque chose d’assez proche de la biosphère: un petit jardin qui grandit dans une bouteille, une sphère de verre, ou une bonbonne. La principale différence est que le principal ingrédient est de la terre et non plus de l’eau. Le récipient peut être conservé fermé ou ouvert, comme pour le terrarium. Dans notre cas ce sera juste pour des plantes alors que pour le terrarium il y aura des animaux. Ces jardins dans des bouteilles, peuvent être soignés et améliorés comme un système à part entière, mais ils sont également très décoratifs, en fait vous pouvez les comparer à des bonzaïs, non pas avec un seul arbre, mais avec toute une étendue verte. Une pierre choisie avec soin devient un rocher et une petite touffe de mousse représente une grande prairie. Une petite plante tourmentée devient un arbre centenaire. Peut être un terrain marécageux avec de la tourbe, des champignons et des levures est plus adaptés à ce dont vous avez besoin. Peut être des plantes grasses avec du sable et des rochers pourront représenter une étendue désertique. Le choix vous appartient. Il n’y a aucune règle préétablie sur le fait qu’il faille plutôt un jardin ouvert ou fermé. Il peut être utile de garder le couvercle dessus pour retenir l’eau. Parfois les plantes grandissent et ont besoin de plus d’espace. Si le récipient est toujours fermé, le défi devient plus important. En effet, il est nécessaire d’obtenir un équilibre entre les plantes et les animaux pour obtenir un cycle suffisant de substances et d’énergie ; si cela est difficile dans un environnement avec de l’eau en abondance, cela l’est encore plus dans un environnement seulement humide. - Donc votre jardin doit contenir un sol humide, des plantes, des petits animaux comme des isopodes terrestres (i.e. cloporte commun, cloporte), vers de terre, etc. les plantes doivent être résistantes à une grande humidité, et avoir une petite taille et une croissance restreinte. Pour éviter d’avoir à briser les racines vous pouvez avoir recours à un système hydroponique avec des petites billes d’argile expansée ou des graviers. Dans ce cas, vous aurez plus de mal à accueillir des espèces animales et votre jardin devra rester ouvert.
Il est important de placer votre jardin dans un endroit frais et bien lumineux, mais pas en lumière directe. Ouvert ou fermé, un jardin dans une bouteille est une chose fascinante et l’idée elle-même d’un petit monde auto suffisant est fascinante. Il y a des gens si passionnés par les jardins dans les bouteilles, qu’ils travaillent dessus un long moment, en prenant soin, et finissant par se croire un personnage de cet environnement.

Donc vous pouvez choisir parmi ces options:
1 – Un jardin dans une bouteille ouverte, contenant un sol humide, des plantes et si possibles de petits animaux. C’est très apprécié par les gens qui aiment entretenir leur jardin et qui ont un talent d’architecte pour les petits espaces.
2 – Un jardin dans une bouteille ouverte, préparé avec un système hydroponique, et contenant exclusivement des plantes. C’est préférable pour ceux qui ont tendance à oublier d’arroser leurs plantes.
3 – Un jardin dans une bouteille fermée, contenant un sol humide, des plantes et quelques petits animaux. Cet exercice est conseillé aux gens qui se passionnent pour la biologie et les recherches scientifiques. Ils devront trouver les plantes appropriées, et les animaux adaptés pour maintenir un écosystème fermé et devront permettre l’établissement des conditions nécessaires pour une longue survie des toutes ces espèces. Ces recherches, bibliographiques d’une part et expérimentales d’autre part, occuperont les étudiants pendant un long moment.
La valeur éducative de ce petit écosystème est évidente. Ils peuvent même être transportés à l’école, ou le professeur pourra illustrer les caractéristiques d’un tel système et engendrer des discussions intéressantes. Dans les sites Internet ci-dessous, vous trouverez d’importantes informations pratiques pour réaliser de tels jardins.

http://www.ville.montreal.qc.ca/jardin/en/info_verte/feuillet_terrarium/feuillet_terrarium.htm  Terrariums : un monde miniature dans une bouteille!
http://www.bbc.co.uk/gardening/howto/backtobasics/bottle_garden/index.shtml  BBC online, comment cultiver un jardin dans une bouteille.
http://forums.gardenweb.com/forums/load/contain/msg071125216319.html  Forum
http://www.feminin.ch/jardinage/Bouteille.htm  Un jardin en bouteille
Mots clé Internet : récipient pour jardin en bouteille, jardin bouteille bonbonne, garden bottle jar.

RECYCLAGE
Les sociétés industrielles produisent des quantités énormes d'objet manufacturés. Une fois utilisés, ces produits sont jetés. Pour résumer : dans un premier temps nous extrayons de grandes quantités de ressources du milieu naturel, et dans un deuxième temps nous engendrons d’énormes quantités de déchets qui polluent l’environnement. Si vous y réfléchissez, de nombreux matériaux qui sont jetés peuvent être réutilisés. En effet, les métaux, les plastiques et le verre peuvent être réutilisés pour réaliser de nouveaux articles. Les papiers et cartons peuvent être transformés en pulpe et en fibres puis ré assemblés en nouveaux produits. Les déchets organiques de la cuisine, généralement fait de légumes et de substances animales, ainsi que les matériaux du jardin, peuvent être compostés et utilisés comme fertilisant. Le bois peut être brûlé, donnant de l’énergie électrique, de la chaleur et du dioxyde de carbone qui pourront être réutilisés par d’autres plantes pour produire encore du bois.

Le recyclage des déchets a le double avantage de réduire la nécessité de matériaux de base, et la quantité de déchets.
Petite prise de conscience : chaque jour, pendant un mois, séparez les différents types de déchets de votre maison, pesez les et tenez à jour un carnet de bord. A la fin, estimez la quantité de matériaux qui pourraient être recyclés, évaluez le recyclage et le programme de management de votre communauté.
Petites pistes de réflexions :
- Mettez en évidence les zones de problèmes de ce système.
- Listez les problèmes engendrés par les choses non facilement recyclables, et par celles qui sont polluées : les pots de peinture, les batteries, les huiles, les détergents, les médicaments….
- Pointez du doigt les difficultés et les questions qui se posent face à ces problèmes particuliers dans le traitement des déchets.
- Écrivez un guide qui indique comment gérer correctement les déchets dans une famille. Vous pouvez montrer ce guide et le bilan de vos recherches à votre professeur.

http://www.edf.org/issues/Recycling.html  défense de l’environnement, recyclage.
http://www.deq.state.la.us/assistance/recycling/index_school.htm  recyclage à l’école
http://www.obviously.com/recycle/guides/hard.html  recyclage des matériaux obscurs
http://grn.com/grn/  recyclage en général sur le net
http://www.obviously.com/recycle/  le guide du recyclage pour les internautes consommateurs
http://www.plasticbag.com/  les sacs plastiques
http://www.recycle.net/recycle/sites/index.html  les monde des recycleurs
Mots clés Internet : recyclage, recycling.

COMPOSTAGE
Dans la nature, les résidus des organismes morts, donc les tissus des végétaux et des animaux, deviennent la nourriture d’autres organismes comme les petits mammifères, les insectes, les protistes, les plantes, les champignons, et les bactéries. Depuis des millions d’années la nature recycle les substances biologiques au lieu de les laisser s’accumuler en décharges sans intérêts et cela a aidé à maintenir notre planète, la laissant propre et hospitalière pour les innombrables générations d’espèces qui vivent à sa surface depuis la nuit des temps. Alors que les hommes primitifs et les paysans recyclaient leurs déchets organiques, dans nos sociétés modernes ces déchets sont acheminés dans d’immenses décharges où ils polluent l’environnement et les cours d’eau. Si vous avez un jardin, vous pouvez réussir une expérience simple et éducative, qui vous permettra de recycler vos déchets organiques.

Avec des planches en bois, construisez un container assez large pour contenir les déchets organiques de votre jardin et de votre cuisine. Laissez un espace d’environ un centimètre entre les planches pour la circulation de l’air. Comme nous l'avons dit, jetez vos déchets organiques dans cette boite, exemple : l’herbe coupée, les feuilles mortes et les déchets de la cuisine. Evitez la viande et le poisson. Couvrez avec un peu de terre et arrosez le tout. De nombreux organismes vont se mobiliser pour décomposer ces substances. Parmi ceux là il y aura les vers de terre et surtout des bactéries. Leur travail est tel que de la chaleur va se dégager. Au printemps suivant pensez à vider le container. Vous pouvez utiliser le composte en le répandant sur le jardin potager et dans le jardin. Vous pouvez aussi l’utiliser dans les pots de fleur, pensez à trier les gros morceaux en premier.
Observations : Examinez quels sont les organismes, en plus des bactéries, vivent dans le composteur. Vous trouverez des vers de terre, des isopodes terrestres, des mille-pattes, etc.… décrivez l’écosystème du composteur.

http://www.vegweb.com/composting/  guide du compostage
http://www.mjjsales.com/articles/how-to-compost.html  les informations basiques sur le compostage à la maison.
Mots clés Internet : composte, composteur, composting.

UN VOLCAN Manipulation : - Collectez quelques petits rondins de bois et quelques papiers secs. - Rassemblez le en un cône d’environ 30 cm de haut. - Placez du sable humide et de la terre autour du cône pour fabriquer une petite montagne. - Maintenant, creusez un tunnel dans la base du volcan jusqu’à ce que vous atteigniez les bâtons. - Enflammez le papier et vous verrez le volcan cracher de la fumée et des flammes (figure 8). Vous pouvez trouver d’autres modèles de volcan dans les sites suivants : http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/volc_models/models.html Mots clés Internet : volcan modèle, volcano model.

RECONNAISSANCE DES ODEURS
Qui a dit que l'homme n’a pas un bon odorat ?
Quand les hommes de certaines tribus vont à la chasse, ils utilisent leur odorat pour poursuivre leurs proies. Pourquoi nous, les hommes et les femmes qui habitons dans les villes n’utilisons plus notre sens de l’odorat? Cela est sûrement dû au fait que nous sommes entourés par les gaz d’échappement, et que nous avons plus souvent envie de retenir notre respiration que d’être sensibles aux odeurs. En ville, il est si difficile de respirer des parfums que nous avons perdu l’utilisation de notre odorat. C’est bien dommage parce que le sens de l’odorat est un sens très ancien, directement lié à la mémoire sans passer par la zone du langage (qui souvent fait de la confusion). Un parfum nous rappelle un souvenir comme rien d’autre ne peut le faire. Le sens de l’odorat peut aussi nous permettre de reconnaître la nourriture qui nous est servi et d’en évaluer sa qualité.

N’avez-vous jamais remarqué qu’un chat, même s’il se tient au pied de la table, sait très bien ce que nous mangeons, même sans l’avoir vu? Le sens de l’odorat vous permettrait aussi de reconnaître les gens, mais souvent ce n'est pas poli. En général, les chiens et les chats nous reconnaissent à notre odeur. Notre peau a une odeur, elle a une odeur personnelle que nous tuons généralement sous une couche de parfum. De plus, nos corps, ceux des males et des femelles communiquent ensemble par le biais d’odeurs naturelles. Certaines de ces odeurs sont soupçonnées d’être responsables du si célèbre “coup de foudre”. Les odeurs sont capables de produire des sensations si bénéfiques qu’elles sont à l’origine de l’aromathérapie, une méthode pour retrouver un équilibre psychologique. Dans un premier temps il peut donc être important de recouvrer cette faculté oubliée.

Vous pouvez commencer cette redécouverte par le biais d’expériences simples qui peuvent être faites même à la maternelle.
Expérience n°1 : Récoltez des séries d’objets naturellement parfumés comme : le romarin, le céleri, les oignons, les carottes, l’ail, les grains de café, le chocolat, le citron, la tangerine, la verveine citronnée, la menthe, le thym, la sauge, la cardamome, la noix de muscade, le clou de girofle, les violettes, les oeillets, les roses, l’herbe fraîchement coupée.
Placez chacun de ces ingrédients dans un petit pot.
Appelez un enfant à la fois et présentez lui le composé sans qu’il le voit.
Maintenant demandez lui de reconnaître les parfums, un à la fois.
Faites ensuite compléter un questionnaire, nom de la senteur en face d’un numéro de pot par exemple.
Expérience n°2 : un autre exercice consiste à faire découvrir l’odeur des autres, les yeux ouverts puis à bander les yeux de l’enfant pour lui faire deviner qui se présente à lui, juste à l’odeur.
Ces expériences simples sont capables d’activer et d’entretenir le sens de l’odorat d’un enfant, peut être pour toute sa vie.
Mots clés Internet : odeurs aromathérapie étudiants, smell aromatherapy student.
 

GERMINATION DES GRAINES
Dans sa forme la plus simple, cette expérience est particulièrement adaptée à l’école élémentaire.
1 – Placez quelques haricots dans un petit pot contenant un peu de coton humide. Gardez le pot fermé pour maintenir l’humidité. Chaque jour, sortez le coton et observez l’état de la graine et mesurez la taille des racines.
2 – Les étudiants plus âgés, peuvent évaluer l’influence de certains paramètres comme la température, la lumière, et les nutriments sur la vitesse de germination des graines. Astuce : Si les graines sont placées dans de la gélatine, il est possible d’observer la germination sans l’extraire du pot.
3 – Vous pouvez aussi ramasser des graines de différentes plantes et déterminer leur vitalité (pourcentage de graines qui vont germer) en fonction du temps de conservation.
http://kabt.org/Labs/Seeds.htm  exploration de la germination des graines
http://www.rohmhaas.com/company/plabs.dir/htmldocs/germinateseeds.html  germination des graines dans de la gélatine
http://www.sci.mus.mn.us/sln/tf/books/great.html  le grand mystère des graines pour les enfants
http://versicolores.ca/seedsoflife/ehome.html  Le monde magnifique des graines
Mots clés Internet : graines germination enfants, germination seeds student.

ECOSYSTEME DU SOL
Un écosystème est résumé dans l’expression suivante : totalité de la communauté des organismes vivants (biocénose) dans un milieu, les composants abiotiques d'un environnements donné (biotope) et leur relation. La relation consiste essentiellement dans un flux de substances qui passent de composants non vivants à des composants vivants et dans un flux d’énergie qui passe d’organismes photosynthétiques (plante) à des animaux herbivores, puis à des carnivores. Les déchets et les organismes morts sont alors décomposés par les micro organismes qui les transforment en composants simples, dans un cycle complet.
Expérience n°1 : avec une pelle dans un champ ou dans un bois, creusez un trou carré d’environ un demi mètre carré et d’environ 40 cm de profondeur.
- Décrivez les composants non vivants du sol et toutes les formes de vie que vous trouvez : les racines, les vers de terre, les escargots, centipedes, les araignées, les criquets etc.…. Pour compléter la description de l’écosystème du sol, cherchez des informations sur le rôle de chacun de ces organismes et la relation avec les autres formes de vie de cet environnement.
Expérience n°2 : De manière similaire, vous pouvez étudier l’écosystème du sol, vous pouvez analyser d’autres écosystèmes comme celui de la foret, de l’étang, de la plage ou du désert.

G. et L. Durrell [2] peut être utile, ou d’autres nombreux livres sur ce sujet.
http://www2.nrcs.usda.gov/teachers/soil_ecosystem.htm  Illustration de l’écosystème du sol
http://www.cciw.ca/eman-temp/reports/publications/sage/sage9.htm  Protocole pour approcher l’écosystème d’un sol pour caractériser la biodiversité du sol.
Mots clés Internet : écosystème du sol, soil ecosystem.

ELEVER DES PLANTES ET DES ANIMAUX (Indications générales)
(des instructions générales pour les différents animaux seront décrites plus tard).
Élever des êtres vivants, est fascinant et représente une activité éducative. Les organismes que vous pouvez élever sont nombreux : bactéries, levures, protozoaires, rotifères, éponges, hydres, planaires, nématodes, vers de terres, tubifex, chironomes, nématodes, petits mollusques et crustacés (daphnés, cyclopes etc… ), artémia, isopodes, mille-pattes, escargots d’eau et terrestres, bivalves, insectes (drosophiles, mouches, papillons nocturnes, grillon, mantes religieuses etc… ) insectes aquatiques (larves de libellules, nymphes comme celles trouvées sous les pierres de rivières), colonies de fourmis, crevettes bouquet, poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux, petits mammifères. Vous pouvez aussi élever des algues microscopiques et unicellulaires, algues d’eau douce et d’eau de mer, des plantes aquatiques, des plantes terrestres de tout type (herbe, plantes à fleur, plantes grasses, orchidées, plantes carnivores), des moisissures, des champignons, des lichens, des mousses, des fougères, etc.

Pour les élever avec succès vous devez reproduire les conditions de leur environnement naturel, les nourrir de manière correcte et les protéger des leurs ennemis naturels. Les textes listés à la fin vous donneront les informations nécessaires pour la préparation les moyens de culture  pour les micro organismes et pour les plantes, ainsi que la nourriture nécessaire aux animaux que vous élèverez.

Nous voulons vous prévenir contre l’élevage d’espèces exotiques qui contamineront inévitablement l’environnement local. En effet, après le premier enthousiasme de l’acquéreur, les gens se lassent souvent de les soigner et après un peu de temps, ils veulent s’en séparer. Comme ils ne veulent pas les tuer, ils les libèrent à l’extérieur. De cette manière ils engendrent de gros problèmes sur l’écosystème local. Si vous voulez vous débarrasser d’un être vivant qui ne correspond pas à votre environnement, donnez le à une organisation environnementale. L’élevage des espèces locales est beaucoup moins dangereux. Vous devez aussi éviter l’élevage pour une longue durée d'espèces sauvages et des animaux complexes parce qu’ils souffrent de leur captivité dans un espace restreint: ils sont nés pour être libres et avec beaucoup d’espace. Vous devez conserver un animal dans un terrarium pendant un laps de temps très court qui vous permettra d’en prendre des photos. De plus petites et plus simples créatures comme les insectes et les mollusques posent moins de problèmes. Cependant vous devez éviter d’élever des espèces rares, ou menacées. Finalement, éviter d’introduire les animaux malades ou des plantes infectées dans l’environnement.

http://www.flinnsci.com/homepage/bio/livemat.html  soin et nourriture des organismes vivants.
http://www.ee.pdx.edu/~davidr/discus/livefoods/cultures.html  nourriture et médecine – culture vivante.
Bibliographie :
[1] cap 9 : Maintaining Organisms for Laboratory and Classroom Activities.
[3] Classroom Creature Culture: Algae to Anoles

CULTURE DE PROTISTES
Tous ceux qui ont vu ces organismes savent comment ils sont charmants. Cliquez sur l’image à votre gauche pour observer un court métrage d'un cilié. Cliquez une seconde fois pour l’arrêter. Si vous avez un microscope vous trouverez cela très utile d’avoir un petit étang, un aquarium ou au moins un verre pour avoir une riche communauté de protistes. Vous pouvez aussi essayer d’élever juste une seule espèce.

1 – Culture générique: après un peu de temps, dans toutes les pièces d'eau se forment des colonies d'algues microscopiques et de protozoaires. Donc pour obtenir une culture riche en micro-organismes, vous pouvez remplir un récipient avec de l’eau du robinet et le placer dehors, mais évitez l’ensoleillement direct. Pour accélérer l’apparition des protistes et pour subvenir à leurs besoins nutritionnels, ajoutez un peu d’herbes sèches et des feuilles mortes. Vous pouvez aussi placer dans le récipient un peu d'eau récolté dans un étang. N'utilisez pas de l'eau d'égout. Comme récipient, vous pouvez utiliser un simple récipient en verre, une bassine en plastique ou un aquarium.

2 - Elevage sélectif: une autre solution est d’isoler les espèces de leur environnement naturel.
Collectez un échantillon d’eau, si possible avec des algues et de la terre pour un milieu aqueux intéressant. Placez cet échantillon dans une boîte de Petri. Avec un microscope stéréoscopique et une fine pipette récoltez les protistes de l'espèce qui vous intéressent et placez les dans un récipient avec de l'eau d'étang ou un autre milieu culture adapte. Un milieu simple pour un élevage d’algues microscopiques est de prendre de l’eau du robinet, ajouter une poignée de terre et de les faire bouillir pendant quelques minutes. Laissez reposer cette solution pendant un jour, cela permet au dioxygène et au dioxyde de carbone de se dissoudre à nouveau dans la solution, puis filtrez le tout. Vous pouvez trouver des recettes plus particulières pour dans des textes dédiés à l’élevage des protistes ou sur un site Internet d’une société qui vend des micro-organismes. Certains sont référencés à la fin. Placez alors des individus de l'espèce qui vous intéresse dans un récipient de verre. Le récipient devra contenir un milieu de culture adapté et devra être fermé de manière à permettre à l’air d’entrer, mais pas à la poussière, qui pourrait apporter des spores d’autres protistes et de bactéries. Normalement un large couvercle, juste posé sur le haut du récipient, ou un film cellophane avec des trous d'épingles suffiront.

3 – Petits ajustements : un projet de recherche intéressant est d’ajuster le milieu de culture pour une espèce donnée. Essayez de faire des changements dans la composition du milieu de culture sur la colonie. Pour cela, préparez quelques tubes à essais avec le même milieu de culture et avec la même densité de protistes. Après avoir modifié la composition du milieu de différentes manières pour chaque tube, vous pouvez évaluer l’effet de chaque facteur en comptant le nombre d’individus dans une goutte de leur milieu de culture, tous les jours. Une modification positive vous permettra d’observer une population plus nombreuse d’un jour sur l’autre.

Si vous cultivez des algues, mesurez tous les jours le pH de la culture. Si nécessaire, corrigez le pH avec des sodas ou du vinaigre. Mieux encore est d'utiliser une solution tampon.

http://www.bio.utexas.edu/research/utex/  UTEX, Informations sur les algues et leur milieu de culture (choisissez : « recettes des milieux »).
http://www.BSSPweb.freeserve.co.uk/bsspsite2/frames.htm  Culture Collection of Algae and Protozoa 
http://megasun.bch.umontreal.ca/protists/pcco.html Collection de cultures de protistes (liste de sites).
http://www.science-projects.com/safemicrobes.htm  Micro organismes pour l’éducation.
http://www.life.umd.edu/classroom/bsci485/lab.html  Méthodes de laboratoire.
Mots clés Internet : protistes algues milieux de culture, protists culture media.

ÉLEVAGE D'ORGANISMES D'ÉTANG EN AQUARIUM Comme nous l’avons dit, les étangs sont un des milieux les plus riches et les plus intéressants à observer dans l’environnement naturel. Cependant, il n’est pas toujours aisé de suivre les mouvements de leurs habitants parce que souvent ils se cachent dans le fond ou dans d’autres cachettes. La réflexion du ciel à la surface de l’eau et la présence d’algues flottantes rend leur observation plus difficile. - Il est possible de résoudre la plupart des problèmes en créant un étang dans un aquarium. Il suffit de placer de l’eau collectée dans un étang naturel dans l’aquarium, et d’y ajouter quelques animaux collectés dans le même environnement comme: des escargot d’eau, des crustacés et des mollusques, mouches d’eau, des larves de libellules, des nymphes d’insectes aquatiques, des petites crevettes bouquet, etc…. Chaque semaine, vous devez nettoyer les parois internes de l’aquarium des algues pour garder une visibilité à l’intérieur. Vous devez remplacer un tiers de l’eau de l’aquarium avec de l’eau du robinet. Il est préférable de laisser l’eau du robinet reposer une journée avant de l’utiliser.

Figure 11 – Crevette qui peut être élevée dans un aquarium d’eau fraîche.

Pistes d’exploitation : L’observation du monde dans ce petit étang sera absolument fantastique. Vous verrez les animaux et les plantes facilement et dans une façon nette. Vous pourrez réaliser avec aise des photos et des films. Essayez de décrire le comportement des animaux qui habitent dans votre aquarium, les interactions entre eux et avec leur environnement. Vous pouvez ajouter des photos et des dessins à votre carnet de bord.

http://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/studies/invertebrates/pond.html culture des micros invertébrés dans un
étang.
http://www.cis.yale.edu/ynhti/curriculum/units/1992/5/92.05.07.x.html écologie des étangs.
http://library.kcc.hawaii.edu/CTSA/publications/Artemia.htm  Éclosion des Artemia

ÉLEVER DES AMPHIBIENS DANS UN AQUARIUM L’élevage des amphibiens est très instructif parce qu’il permet de suivre le développement de l’animal de l’oeuf à la métamorphose. Procédure : Récupérez quelques œufs de grenouilles, crapauds, et tritons dans un étang. Placez les dans un aquarium avec de l’eau prélevée dans le même étang ou de l’eau du robinet qui aura reposé une semaine (cette période de repos permet au chlore de se dissiper et à l’eau de s’enrichir en micro-organismes, qui seront la nourriture des têtards). Exploitation possible : Observez et décrivez le développement des embryons et celui des têtards. Décrivez la forme de chaque espèce, en notant les différentes caractéristiques et marques de chacune de ces espèces. Cela sera utile pour les identifier. Au début, ces animaux se nourrissent des micro organismes contenus dans l’eau. Quand leurs jambes apparaissent, et sûrement quelques jours avant, il est nécessaire de leur donner des épinards bouillis et émincés ou mieux des haricots verts hachés et bouillis. Un escargot ou un ver de terre découpés en morceaux leur apportera un supplément utile en protéines. Les larves de triton sont carnivores et se nourrissent des eaux riches en crustacés et de larves de moustiques. Apres leur métamorphose ils sont contents de trouver des petits vers et des morceaux de vers de terre, mais c’est aussi le moment de les relâcher… relâchez les à l’endroit où vous avez trouvé les œufs.

Figure 12 – Larve de triton ponctué (Triturus vulgaris).

Il est aussi possible d’élever les adultes dans un terrarium, mais nous vous prévenons que c’est difficile et qu’il faut trouver une boutique adaptée pour fournir la nourriture adaptée.
http://www.girosi.com/reptiliaamphibia/siteframe.htm  Reptiles et amphibiens
http://www.wnrmag.com/stories/1996/apr96/frog.htm  Tout sur les amphibiens
Mots clé Internet : élevage, amphibiens, aquarium.

CULTURE DE DROSOPHILES Les drosophiles, plus connues sous le nom de mouches à vinaigre ou mouches à fruits sont les petites mouches que vous voyez voler autour du vinaigre ou des fruits au printemps. Pourquoi élever des drosophiles? Pour observer leur développement, pour observer les chromosomes de leurs glandes salivaires pendant leur division (mitose), pour améliorer les expériences sur la génétique, finalement comme nourriture pour les amphibiens qui viendront compléter leur métamorphose. Dans ce cas, il est nécessaire d’élever une espèce qui ne peut pas voler. Vous pouvez obtenir des individus possédant des ailes « vestigiales »  (autrement dit des ailes qui ne sont pas complètement développées) dans une Université de Biologie ou dans un département de sciences naturelles. Recette de milieu de culture pour les Drosophiles : 83 mL d’eau, 0,8g d’agar- agar, 5g de sucre, 10g de levure de bière, 1,3 mL d’alcool, 0,25 g de Nipagine. La Nipagine M est utilisée comme conservateur dans la nourriture et les cosmétiques, comme l’agar-agar, vous pouvez l’acheter dans un magasin qui vend des produits pour les laboratoires. Mélangez la levure et le sucre, ajoutez l’agar-agar et l’eau et chauffez pendant 3 minutes. Coupez le feu. Dissolvez la Nipagine dans l’alcool et ajoutez le reste quand cela a fini de fumer. Mixez et laissez reposer. Vous pouvez trouvez d’autres recettes dans ces sites: http://ceolas.org/fly/intro.html introduction simple et rapide à l’élevage des drosophiles http://www.intellweb.com/gcka/flies1.htm  mouches des fruits et drosophiles http://www.thebomb.clara.co.uk/drosophila.html culture des drosophiles (comment cultiver des mouches des fruits sans ailes) http://www.accessexcellence.com/AE/AEPC/WWC/1994/observing.html  Observer le développement des drosophiles dans un gel de jus de pomme http://www.accessexcellence.com/atg/released/0083-BettyAnnWonderly/lab1.html  Génétique des drosophiles Lab I http://www.ifas.ufl.edu/~entweb/amer_bio.htm  une bibliographie pour un cours de biologie sur les insectes http://www.ac-toulouse.fr/svt/droselev.html  La drosophile (en français) Mots clés Internet : drosophiles culture mouches fruits sans ailes, mouches vinaigre, wingless fruit flies vinegar fly.

Figure 13 - Culture de drosophiles.

ELEVER DES VERS DE TERRE
L’élevage des vers de terre est une activité intéressante pour les enfants au cours élémentaire et en maternelle. Pour les gens qui possèdent des amphibiens, il est une importante source de nourriture. Faire un tel projet est très facile. Vous devez simplement faire un tas de terre et y mélanger un peu d’herbe coupée et d’autres pelures de végétaux de cuisine et de fruits. Cette culture ne demande pas d’attention particulière, si ce n’est de maintenir l’humidité, et donc de le mouiller tous les deux jours en été. De temps en temps, ajoutez d’autres déchets végétaux et toutes les deux semaines, mélangez. le tout avec une pelle. Vous pouvez observer la digestion et le système circulatoire en les disséquant.
Mot clés Internet: ver de terre, élevage, earthworm breeding vermiculture.

http://www.conservation.state.mo.us/nathis/insects/butterf/  Gardiennage et conservation des papillons
http://www.csiro.au/helix/rbw/richmond.htm  Le projet de conservation des papillons de Richmond Birdwing
http://www.nhm.ac.uk/entomology/hostplants/  Registre des Plantes hôtes pour les chenilles
Mots clés Internet : élevage, culture, papillon, butterfly breeding.

REGENERATION D'ANIMAUX
Certains animaux peuvent être coupés en deux, et chacune des deux parties redonnera un individu complet. Essayez de couper en deux une planaire, une hydre, ou un tubifex. Conservez ces deux morceaux dans leur milieu naturel et vous observerez que chacune des deux parties se régénère.

PHOTOSYNTHESE CHLOROPHYLLIENNE
La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes des cellules végétales. Dans ce procédé, le dioxyde de carbone et l’eau se combinent pour produire du sucre et du dioxygène. Pour permettre cette synthèse, il faut apporter un peu d’énergie lumineuse provenant du Soleil. Les plantes utilisent aussi ces substances pour créer des protéines. De cette manière, les plantes sont capables de produire les substances dont elles ont besoin, alors que pour les obtenir les animaux doivent se nourrir des plantes ou d'autres animaux. Comme déchet ou comme produit dérivé de la photosynthèse on trouve le dioxygène : 6CO2 + 6H2O + énergie = C6H12O6 + 6O2.
Mise en évidence de la production de dioxygène durant la photosynthèse : pour cela, vous pouvez utiliser des plantes aquatiques. Comme le montre la figure 15, immergez la plante dans un récipient d’eau, couvrez la plante avec un entonnoir et placez un tube à essais transparent au dessus de cet entonnoir. Assurez vous au début qu’il n’y a plus de bulles d’air dans le tube à essais et dans l’entonnoir. Placez la plante à la lumière du soleil, et après un peu de temps, vous verrez des petites bulles s’accumuler dans le tube. C’est du dioxygène.

http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookPS.html  Photosynthèse ***
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookTOC.html  Livre de biologie en ligne

RESPIRATION

La respiration peut être considérée comme l’opposé de la photosynthèse: l'organisme détruit le sucre pour obtenir l’énergie nécessaire aux procédés biochimiques (figure 16). L'énergie que les organismes est donc fournie par le soleil sous forme de lumière dans la photosynthèse. Le processus d’oxydation du glucose se fait en plusieurs étapes qui peuvent être regroupées dans la réaction suivante: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + énergie. L’étape finale a lieu dans les mitochondries où il se forment des molécules de ATP qui transportent de l’énergie.  Pendant la libération d'énergie, sont produit  du dioxyde de carbone, et de l’eau.

Quand ils respirent, les animaux et les plantes émettent du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau. Comment voir le dioxyde de carbone présent dans l'haleine des animaux?
1 – La présence de dioxyde de carbone dans les rejets gazeux des animaux peut être mis en évidence en soufflant dans une solution d’eau de chaux Ca (OH)2. En présence de dioxyde de carbone, l’eau de chaux devient laiteuse. Vous pouvez acheter de l’eau de chaux dans une droguerie ou une pharmacie.

2 – Avec ces tests vous pourrez mesurer la consommation d’oxygène par les organismes vivants. Comme le montre la figure 17, placez un animal dans un bocal fermé. Alors que le temps passe, une partie du dioxygène sera consommé par le processus de respiration, et un nombre équivalent de molécules de dioxyde de carbone sera produit. De cette façon, il n’y aura aucun changement de volume du gaz contenu dans le bocal. Pour mettre en évidence la consommation de dioxygène, il est nécessaire d’enlever le dioxyde de carbone produit. Pour ce faire, vous pouvez utilisez un papier imbibé de solution à 10% d’hydroxyde de potassium (KOH). Pour augmenter la surface de la feuille de papier, pliez la. A la place de ce papier, vous pouvez utiliser un tube à essais bouché avec de la laine de coton imbibée de la même solution.
- Pour mettre en évidence la réduction de volume du gaz dans la flasque, insérez une pipette Pasteur dans le bouchon du récipient. Ajoutez une goutte d’eau colorée contenant une trace de détergent. Le mouvement de cette goutte, par rapport à la règle graduée, vous donnera une information sur le taux de consommation d’oxygène. Le deuxième tuyau qui passe dans le bouchon, vous sera utile pour régler la position de la goutte colorée, mais il doit rester fermé pendant toute la durée de l’expérience. Faites attention à ne pas étouffer les animaux. Vous pouvez aussi réaliser cette expérience avec des protistes, ou des bactéries. Dans le cas ou vous voudriez étudier la respiration des algues ou des plantes, vous devrez garder le flacon dans le noir pour éviter la photosynthèse.
- Prenez vos précautions quand vous manipulez l’hydroxyde de potassium parce que c’est un produit corrosif. Il est plus sur d’acheter la solution déjà faite, plutôt que de la préparer vous-même. Evitez de toucher le produit à mains nues car vous aurez des brulures, et surtout portez des lunettes de protection. Ne placez pas les animaux de vos expériences en contact avec ce produit. Lors de l’utilisation de ce produit, les enfants doivent être en présence d’un adulte!

http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookGlyc.html  Métabolisme cellulaire et fermentation
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookTOC.html  Livre de biologie en ligne
Mots clés Internet : Respiration mitochondrie expérience, respiration mithocondria experiment.

 

FERMENTATION ALCOOLIQUE La fermentation est une “respiration” qui n’utilise pas d’oxygène et qui pour cette raison est appelée anaérobie. Dans ces expériences, nous allons mettre en évidence la production de dioxyde de carbone pendant la fermentation. L’oxydation du glucose dans les organismes vivants, se déroule en deux phases: la glycolyse et la respiration. La glycolyse à lieu dans le cytoplasme des cellules, la respiration a lieu dans les mitochondries. Les cellules des levures peuvent grossir avec de l’oxygène mais en contexte anaérobie, ces dernières se limitent à l’utilisation de la glycolyse. Dans ce cas, elles dégradent les molécules de glucose en acide pyruvique qu’elles convertissent ensuite en acétaldéhyde et enfin en alcool éthylique ou éthanol. Durant ces réactions, les cellules de levure obtiennent de l’énergie pour leur métabolisme, sans utiliser leur propre respiration. Comme nous l’avons dit, le produit final de cette réaction est l’alcool éthylique. Pour cette raison, ce procédé est souvent appelé fermentation alcoolique. Durant la fermentation du mout de raisin, les cellules de levure produisent de 12 à 17% d’alcool. En plus de l’énergie, l’autre produit important de ce procédé de fermentation est le dioxyde de carbone. En fait le vin est souvent riche en ce gaz et est alors appelé mousseux. Expérience : 1 – Introduisez quelques levures de bière (Saccharomyces cerevisiae) dans un mélange d’eau et de sucre dans un flacon. Fermez le flacon avec un ballon de baudruche. Alors que le temps s’écoule, vous verrez le ballon se gonfler, mettant en évidence la production de dioxyde de carbone. 2 – si vous voulez faire des mesures quantitatives, qui vous permettront d’évaluer l’effet des paramètres comme la température, la composition du substrat, etc., fermez la bouteille avec un bouchon en caoutchouc et passez y une pipette pasteur, comme le montre la figure 18. Placez une goutte d’eau colorée dans la pipette Pasteur. Maintenant connaissant le diamètre interne du capillaire, le déplacement de la goutte le long du tube en une période donnée, vous indiquera la quantité de CO2 produite.

3 – Mesure de la quantité de sucre et d’amidon : faites d’autres tests en remplaçant le sucre par du chou coupé en petites lamelles et bouillies, des patates, des pommes, des légumes, etc... Souvent ces produits sont riches en amidon, un composé similaire au sucre et qui est utilisé comme le sucre par les levures. Evaluez la différence de productivité en dioxyde de carbone par les différents substrats. C’est un bon indicateur de la quantité de sucre, et d’amidon présents dans ces substances.
4 – Comment distinguer le dioxyde de carbone de l’oxygène. Les deux gaz sont-ils produits dans les différents processus de fermentation, respiration et photosynthèse. Si vous arrivez a collecter des quantités suffisantes de ces deux gaz, vous pouvez les faire gargouiller dans une solution d’eau de chaux : alors que le dioxyde de carbone trouble cette solution en formant du carbonate de calcium, le dioxygène ne le fait pas.
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookGlyc.html  Métabolisme cellulaire et fermentation ***
http://www.accessexcellence.com/LC/SS/ferm_index.html  Fermentation microbiennes : changement du cours de l’histoire humaine (information)
Mots Clés Internet : levures, fermentation alcoolique, yeast fermentation alcohol.

MODELE DE POUMONS Contrairement à ce que les gens pensent, les poumons n'ont pas des muscles à eux même, mais ils sont dilatés et comprimés par le biais de la cage thoracique et du diaphragme. Le schéma de la figure 19 montre comment le diaphragme permet à l’air d’entrer et sortir des poumons. Dans la phase A, les ballons doivent être aussi vides que possible. Si vous êtes un professeur, demandez à vos élèves ce qui se passerait s’il y avait un trou dans la bouteille. Alors faites un trou, de manière à ce que tout le monde puisse voir le résultat, même si le diaphragme est en bas, les poumons ne se rempliront pas d’air. Il est toutefois suffisant de fermer le trou pour restaurer les fonctions des poumons. Pour démontrer cela, obturez le trou de la bouteille avec du papier collant et bougez de nouveau le diaphragme. Cette simple expérience montre comme un trou dans la poitrine peut être fatal. Et donc comment vous pouvez sauver quelqu’un en obturant simplement le trou dans la poitrine. Si vous avez du mal à trouver un tube en Y pour construire le modèle du poumon, utilisez un seul tube. Vous aurez alors un seul poumon, mais le principe est le même et vous savez qu’en réalité il y en a deux. http://student.biology.arizona.edu/sciconn/respiratory/lung.html  Modèle de poumon par soi même.

EXTRACTION DE LA CHLOROPHYLLE
La chlorophylle des plantes peut être utilisée pour une expérience de chromatographie dans laquelle vous allez séparer les différents pigments et tester leur fluorescence. Dans les chloroplastes, il y a de nombreux pigments photosynthétiques: chlorophylles a, b c, d, phycocyanine, phycoérythrine, carotène, xanthophylles. Leur type et leur quantité dépendent de la plante. Certains de ces pigments sont solubles dans l’eau, et d’autres insolubles. Il est possible d’extraire les premiers en utilisant l’eau comme solvant, et les autres en utilisant de l’alcool ou mieux encore de l’acétone. Faites attention parce que l’alcool et l’acétone sont inflammables. L’acétone est aussi toxique, utilisez la seulement en extérieur ou sous une hotte aspirante pour chimie. Nous allons aussi extraire des pigments issus des feuilles jaunes ou rouges.

Préparation de tissus végétaux: collectez quelques feuilles vertes provenant d’une plante. Insérez les dans un mixeur (type Blender) avec de l’eau. Mixez les jusqu’à obtenir une crème dense et homogène. Puis placez la crème dans une surface de céramique ou de plastique propre et laissez la sécher. De cette manière, vous obtiendrez une poudre que vous pourrez dissoudre dans différents solvants. Prenez un peu et placez la dans un mortier avec un peu du solvant qui vous utiliserez dans vos expérimentations. Affinez la mixture avec le pilon. Si vous utilisez de l’acétone ou des solvants toxiques placez vous dehors ou dans une pièce ventilée. Le séchage ne sert pas si le solvant est l'eau.

N’introduisez pas d’autres solvants que l’eau dans le Blender. Ils pourraient émettre des vapeurs toxiques et dangereuses et pourraient prendre feu depuis le moteur électrique. De plus les solvants peuvent attaquer les matériaux plastiques du Blender (surtout l’acétone), provoquant une déformation et détériorant le Blender. Un adulte doit être présent lors de la réalisation de ces expériences.

1 – Extraction des pigments avec de l’eau : pilez la mixture végétale dans un mortier en ajoutant quelques gouttes d’eau pour obtenir un produit crémeux. Puis ajoutez un peu plus d’eau et filtrez la mixture. Récupérez le liquide qui doit être aussi concentré que possible.
2 - Extraction des pigments avec de l’alcool: procédez de la même manière que précédemment, en remplaçant l’eau par de l’alcool à 90°. Pour accélérer l’extraction placez la purée alcoolique dans un tube à essais et placez le au bain marie avec de l’eau chaude. Chauffez jusqu’à ce que l’alcool devienne vert. Pendant cette opération, si nécessaire, ajoutez de l’alcool au mélange pour remplacer ce qui s’est évaporé. Utilisez des plaques électriques ou un plat chaud, mais pas des flammes ni des fours à micro-ondes (pour éviter d’enflammer les vapeurs d’alcool) filtrez la mixture et collecter le liquide.
3 – Extraction des pigments avec de l’acétone: placez de la poudre de feuilles dans un mortier et ajoutez un peu d’acétone (pas trop parce que le liquide doit rester aussi concentré que possible); broyez un peu, filtrez et récupérez le liquide. Vous pouvez aussi permettre à une partie du solvant de s’évaporer ultérieurement.
4 – Autres pistes :
-Faites les mêmes extractions en utilisant des feuilles jaunes puis des feuilles rouges. Ces dernières sont ramassées en Automne quand elles changent de couleur.
- Dans une chambre noire, essayez d’éclairer chacun des tubes contenant ce que vous avez extrait avec des rayons UV. Ils devraient devenir fluorescents. Comparez la différence entre les émissions fluorescentes des différents tubes.
- Essayez de faire bouillir la matière végétale avant de réaliser l’expérience. Avez-vous les mêmes résultats qu’en utilisant des matériaux frais.
- Selon les méthodes de l'expérimentation successive: « Chromatographie sur Papier », réalisez une chromatographie avec les extraits des feuilles vertes, rouges et jaunes. Comparez les positions des taches obtenues pour ces trois produits. Essayez d’identifier les pigments. N’oubliez de tester leur réaction sous UV.
- Essayez de bouillir le matériel avant de le passer dans le Blender. Vérifiez si vous obtenez les même résultats que vous avez obtenu ave le matériel frais.

http://alamo.bu.edu/labs/Chloro3_1.html  Extraction de la chlorophylle et étude de sa fluorescence.
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookPS.html  Photosynthèses ***
http://www.furman.edu/~lthompso/bgy34/sunshade.html  Impact de la lumière dans la photosynthèse dans le soleil et les plantes d’abri. http://www.people.fas.harvard.edu/~dlrobert/Pigments.html  Pigments algacés (méthode d’extraction et de récupération des pigments photosynthétiques dans les algues)
Mots Clés Internet : chlorophylle extraction feuilles mortier, chlorophyll extraction leaf mortar.

CHROMATOGRAPHIE SUR PAPIER La chromatographie est une méthode de séparation des substances. Elle repose sur leur différence de mobilité sur un support fixe via un éluant donné. Si vous avez un mélange de substances, la chromatographie peut vous permettre de les séparer. Par exemple, les encres sont souvent composées d’un mélange de colorants. Avec la chromatographie vous pouvez les séparer, les analyser et les identifier. La chromatographie est aussi utilisée pour obtenir de grandes quantités de substances pures. Il existe différentes techniques de chromatographie. Parmi elles, il y a la méthode de la chromatographie sur papier, la chromatographie sur couche mince, (CCM), la chromatographie en phase Gazeuse (CPG), la chromatographie en phase liquide (HPLC) et la chromatographie sur colonne. Usuellement, le mélange de substances pour être séparé doit être inséré dans un solvant. Le type de solvant et la phase fixe (celle sur laquelle se séparent les différents composés) peuvent être choisis parmi un grand nombre de possibilités. En général, ce choix se fait suivant les molécules que l’on veut séparer. Selon la situation, on peut choisir d’exploiter la taille des molécules, affinité chimique envers le solvant, le pouvoir qu’a la molécule à se ioniser, le pH, la solubilité dans l’eau, etc. Comme cette expérience est à réaliser à la maison ou l’école, nous proposons des solvants faciles à trouver. Des tubes à essais sont souvent utilisés pour récupérer les vapeurs des solvants, évitant ainsi de mouiller le papier et limitant l’exposition de l’expérimentateur. Plus tard, nous vous proposerons des expériences de chromatographie sur couche mince et sur papier. Nous calculerons également le rapport frontal (Rf) de chacune des taches isolées (en référence à la ligne de dépôt, Rf = distance parcourue par le soluté / distance parcourue par le solvant, ce ratio est caractéristique d’une substance dans un solvant donné). Préparation de la manipulation : Dans ces tests, le mélange doit être très concentré pour être étudié. Vous pouvez préparer le mélange selon les expériences précédentes d'extraction de la chlorophylle. - Coupez le papier filtre, de manière à pouvoir l’insérer dans le tube à essais sans en toucher les bords (il doit être plus large à la base comme le montre la figure 20). - Avec un crayon, tracez un trait fin horizontal à 25 mm du bas de la bande de papier. - Placez une petite goutte de mélange sur ce trait (appelé ligne de dépôt) et laissez la sécher. Placez au même endroit une nouvelle goutte, et laissez sécher. Recommencez cette opération plusieurs fois pour obtenir une tache très concentrée. - Avec une épingle, fixez la bande sous le bouchon. - Ajoutez quelques mL de solvant dans le tube à essais. Il faut qu’il y en ait assez pour que le solvant arrive à mi hauteur entre le bas de la bande papier et la ligne de dépôt. - Insérez le papier dans le tube. La plus large partie doit plonger dans le solvant sans toucher le bas du tube. La ligne de dépôt et la tache doivent être à un centimètre de la surface du solvant. Observation : Par capillarité, le solvant sera absorbé par les fibres du papier et lorsqu’il atteindra la tache, il commencera à emmener les substances présentes dans le mélange. Selon leurs caractéristiques, ces substances voyageront plus ou moins vite le long des fibres de cellulose, et la plus rapide viendra se placer au dessus de la plus lente, permettant ainsi de voir différentes taches ou bandes sur le papier. Il faut enlever la bande de papier avant que le solvant n’atteigne le haut du papier. Avec un crayon, marquez immédiatement la position atteinte par le solvant et laissez sécher la bande papier.

Tests que vous pouvez faire :
1 – Mélange = encre noir, solvant = eau, support = papier filtre. C’est mieux si le papier est en cellulose pure, mais vous pouvez aussi utiliser d’autres types de papiers.
2 – Comme mélange, vous pouvez tester le jus de tomate, le jus de carottes, jus de rutabagas rouge, jus de chou rouge, de l’extrait de feuilles, etc. …
3 – Comme solvant vous pouvez faire l’expérience dans un premier temps avec de l’alcool, puis avec de l’acétone. Faites attention parce que ces solvants sont inflammables et l’acétone est aussi toxique, donc réalisez ces expériences en extérieur ou dans une pièce ventilée. Le solvant doit être en mesure de dissoudre les composants du mélange. Par exemple, l’eau n’est pas adaptée dans le cas d’étude de substances grasses, il vaut mieux utiliser de l’acétone à la place. Les gens utilisent de nombreuses substances comme solvant. Un récapitulatif de ce que vous pouvez employer se trouve listé dans les sites ci-dessous. Comme nous l’avons dit dans les expériences précédentes, les différents mélanges doivent être préparés dans l’eau, puis séchés et de nouveau dissous dans un autre solvant (lors de la migration sur le papier). Les mélanges doivent être aussi concentrés que possible.
4 – La chromatographie sur couche mince, peut être faite sur des couches spéciales sur lesquelles se trouve un dépôt de silice. Vous pouvez les acheter dans des magasins qui vendent des articles de chimie pour le laboratoire, souvent à proximité des universités.
5 – Vous pouvez faire ces CCM sur des plaques de votre fabrication personnelle. Pour cela, vous pouvez essayer la poudre d’alumine, de carbonate de calcium, un gel de silice, du silicate de magnésium, etc... pour compacter la poudre en un support matériel, utilisez un agent liant comme de l’amidon soluble, du plâtre, de la gélatine, de la gomme arabique, etc. …comme support utilisez une vitre, de l’aluminium, ou une plaque de plastique. Vous pouvez aussi utiliser des plaques d’acétate comme celles utilisées dans les transparents pour rétro projecteur.

http://www.ctl.sri.com/pals/tasks/5-8/PaperChrom/  Chromatographie sur papier
http://www.accessexcellence.com/LC/SS/chromatography_background.html  Introduction à la Chromatographie***
http://library.thinkquest.org/19037/paper_chromatography.html  Chromatographie sur papier
http://155.135.31.26/oliver/satcoll/papchrom.htm  Chromatographie sur papier
http://www.iit.edu/~smile/ch9413.html  Chromatographie sur papier
http://ekcs.neric.org/~jbuckley/lelab/chromatography.html  Chromatographie sur papier de la chlorophylle
http://matrix.mvhs.fuhsd.org/~i-heng/Biowebsite/journals/vol1/1/a2.html  Chromatographie sur papier appliquée à la chlorophylle des épinards
http://www.doggedresearch.com/chromo/experiments.htm  Expériences de chromatographie sur papier et couche mince
http://home.earthlink.net/~dayvdanls/photolab/photolab7.htm  Chromatographie sur papier, calcul du rapport frontal.
Mots clés : papier de chromatographie Rapport Frontal Rf école, paper chromatography rf school..

ELECTROPHORESE SUR PAPIER PRECAUTIONS : n’utilisez pas de hauts voltages dans ces expériences. Ne touchez jamais les électrodes, les électrolytes, ou le papier. Faites attention à ne jamais court-circuiter deux électrodes. Nous vous recommandons également d’insérer un fusible sur l’une des deux parties du circuit. Le fusible ouvrira le circuit électrique si le courant imposé est trop fort par rapport à celle nécessaire pour le test (10 mA environ). A la fin de la migration des taches, enlevez les électrodes des bassines, et ôtez les câbles de la batterie. L’électrophorèse est une autre technique de séparation. Elle repose sur la différence de mobilité des ions (particules qui sont chargées électriquement) dans un support qui est traversé par un courant électrique. Les ions se déplacent plus ou moins vite dans le substrat suivant leur charge, leur taille, leur forme dans l’espace etc. Selon la technique qui est utilisée, le dispositif peut se composer de deux petits bassins qui contiennent des électrolytes, un support (par exemple : du papier filtre, une bande d’acétate de cellulose, une gel de polyacrylamide, ou un tube capillaire. ) un générateur de courant CONTINU , un support et deux électrodes. L’électrophorèse est très largement utilisée pour séparer des substances comme les acides aminés, les protéines, des séquences DNA, etc. Comme dans le cas de la chromatographie, les gens utilisent différents supports et solvants, suivant les substances qui doivent être séparées et la technique de séparation utilisée. C.L. Stong dans le magazine « Scientific American » propose une expérience sur papier à électrophorèse (4).

Expérience : La figure 21, inspirée de cet article, montre le dispositif à utiliser.
- Placez deux bassins séparés de quelques centimètres.
- Placez dans ces bassins un électrolyte fait d’une cuillère à café de sel de table, et d’une d’hydrogénocarbonate de sodium (bicarbonate de soude) dans 300mL d’eau du robinet.
- Placez une lame en verre sur les deux bassines, et sur celle ci placez une bande de papier filtre imbibé d’ électrolyte. Cette bande doit tremper à ces deux extrémités dans chacune des bassines pour fermer le circuit électrique.
- Avec un stylo, dessinez une ligne sur la bande de papier filtre et placez une petite goutte de sang sur cette ligne (attention pour les enseignants vous ne pouvez pas mettre une goutte de sang des élèves sur le papier pour des raisons sanitaires…. A sa place, vous pouvez utiliser du jus de fruit).
- Couvrez le papier avec une deuxième plaque de verre.
- Placez une électrode dans l’électrolyte de chaque bassin et appliquez un courant de 45V (pour 4 ou 8 Volt par cm). Vous pouvez obtenir ceci avec 5 piles de 9 Volt placées en série.
Observations et interprétations : Alors que le temps passe, vous pouvez apercevoir 5 petites taches se déplacer vers l’électrode négative. Ces taches se composent de différents composants protéiques du plasma : les globulines (alpha, beta et gamma), l’albumine, et les fibrinogènes. En réalité, pour rendre ces substances plus visibles il est nécessaire d’utiliser un colorant, comme le bleu de bromophénol. Pour le remplacer, utilisez du jus de chou rouge.
Autres pistes: Essayez aussi de séparer les composants des substances déjà utilisées dans les expériences de chromatographie et observez ce qui se passe. Gardez à l’esprit que certaines de ces substances peuvent ne pas être ioniques (et donc ne pas se déplacer lorsque vous mettez un courant).

http://www.chemistry.adelaide.edu.au/external/Soc-Rel/Content/electrop.htm  Electrophorèse (une introduction)
http://www.chemistry.adelaide.edu.au/external/Soc-Rel/Content/cap-el.htm  Electrophorèse par capillarité (CE)
http://a32.lehman.cuny.edu/molbio_course/agarose.htm  Gel d’Agarose pour Electrophorèse du DNA
http://a32.lehman.cuny.edu/molbio_course/overview.htm  Biologie Moléculaire, cours
http://faculty.uca.edu/marc.hirrel/bio1/GelElectro2.htm  Electrophorèse sur gel de protéines.
Mots clés Internet : électrophorèse introduction, electrophoresis introduction.
Bibliography: [1] p184. [1] p 207.

CULTURE DE TISSUS DE PLANTES
Si ils sont placés dans un environnement nutritif adéquate, les cellules et les tissus de nombreux organismes sont capables de se multiplier et de former une nouvelle plante ou un nouvel animal. Maintenant, nous allons nous exercer sur des tissus végétaux, dont la culture est plus simple que celles des tissus et cellules animales. Il est nécessaire de préparer un milieu de culture nutritif et stérile dans lequel placer le morceaux de tissus végétal. Gardez les cultures dans une condition optimale d’éclairage et de température. Attention: ces conditions varient d’une plante à l’autre. Après de nombreux jours, vous observerez la croissance d’une callosité, d’une racine ou d’un pied. De cette manière vous pouvez même obtenir une plante complète (c’est le clonage). Ces expériences montrent que des cellules spécialisées gardent les informations nécessaires pour engendrer la totalité d’une plante. Comme nous l’avons expliqué, il est nécessaire d’éviter les bactéries et les moisissures dans les cultures. Pour ce faire, vous devrez avoir stérilisé les instruments, le milieu de culture, les tubes et le milieu nutritif. Placez le tout dans un autoclave pendant 10 minutes, ou si vous n’avez pas d’autoclave, utilisez une cocotte minute. Les tissus également doivent être sans micro organismes et doivent être stérilisés avec de l’eau de javel (solution à 40% pendant 15 minutes) ou avec de l’alcool. Le transfert des tissus dans des tubes à essais doit être fait dans des conditions d’aseptisation adaptées, en utilisant une boite stérile. Si vous n’en disposez pas, faites votre premier essai dans un endroit tranquille, le plus à l’abri possible du vent et de la poussière.
Recette : Le milieu de culture doit contenir de l’eau, des vitamines (particulièrement celles de B-Complexe). Pour cela, utilisez des extraits de levures, du sucre et des sels minéraux. Pour enrichir l’eau avec des sels minéraux, faites bouillir de l’eau avec une poignée de terreau, puis laisser reposer et filtrez. En général, les gens y ajoutent également 0,5 à 0,8% d’agar agar pour figer le milieu. Parfois du lait de coco a été utilisé comme milieu de culture. Il contient des sels minéraux, du sucre, des vitamines et des hormones de croissance.
Astuces : pour votre premier essai de micro propagation, utilisez des tissus de fraisier.
Autres pistes : - Si ces expériences toutes simples vous intéressent, vous pouvez continuer sur cette voie en faisant de la culture in vitro de tissus végétaux. En effet vous pouvez multiplier un grand nombre de plantes par cette technique. Les plantes faciles à multiplier sont les suivantes: tomates, pommes de terre, fraisiers, géraniums, chrysanthèmes, tournesol, tabac, carottes et oignons. Vous pouvez utiliser des tissus provenant de graines, comme pour ceux qui viennent des embryons, mais vous pouvez aussi utiliser des tissus issus de plantes adultes, comme des tissus de racines, de la tige, du bourgeon terminal, du pied, des feuilles, ou même tout simplement une cellule.
- Chaque plante et tissu a ses besoins propres. Ils sont différents d’une plante à l’autre. Vous pouvez faire des essais sur l’impact des hormones végétales, des nutriments spéciaux, etc. … ce domaine est assez délicat et complexe, donc si vous êtes intéressés pour poursuivre plus loin dans ces expériences, vous pouvez acheter des livres spécialisés et vous construire une boite stérile.

http://tomgreen-ext.tamu.edu/mg/tissue.htm  culture de tissus issus des plantes pour les jardiniers.
http://user.school.net.th/~anuparp/bptc1.htm  Principe de base pour les techniques de culture de tissus issus des plantes.
http://www.flytrap.demon.co.uk/cc/data/tcn1_man.htm Kit de culture manuelle des tissus issus des plantes
http://www.biotech.iastate.edu/publications/lab_protocols/AV_Micropropagation.html Micro propagation des plantes utilisant les feuilles de violettes africaines.
http://aggie-horticulture.tamu.edu/tisscult/microprop/microprop.html Culture de tissus des plantes (liens)
Mots clés Internet : culture, in vitro, tissus, plantes micro, propagation, in vitro culture plant tissue micropropagation.

CULTURE DE BACTERIES LUMINESCENTES
ATTENTION : dans ces expériences, demandez l’aide d’un biologiste pour éviter de cultiver des micro-organismes dangereux. Même avec de l’aide, conservez les cultures seulement pendant un temps restreint, nettoyez et désinfectez vos mains et tous les instruments qui ont été en contact avec les cultures.

De nombreux organismes émettent de la lumière. Bien sur vous connaissez les lucioles, mais il existe aussi d’autres organismes luminescents comme certains poissons, champignons, bactéries, dinoflagellés, crustacés et mollusques. La culture de bactéries luminescentes n’est pas difficile. Ce que vous devez faire, et de trouver une souche de bactéries luminescentes inoffensifs et de la placer dans un milieu de culture adapté. Une bactérie facile à cultivé et utilisée pour des leçons en classe est la Photobacterium phosphoreum, maintenant renommée: Vibrio phosphoreum. Recherchez des informations sur les mécanismes de bioluminescence. Vous trouverez des informations pour ces cultures dans les listes répertoriées plus bas. Il y a beaucoup d’informations sur la bioluminescence sur Internet. Il y a également des sites amateurs dévoués entièrement à ce sujet. Vous pouvez acheter les Vibrio phosphoreum dans le commerce, comme les Type de Collection de Culture Americain (ATCC) : http://www.atcc.org/ . Vous pouvez trouver d’autres magasins de ce type sur Internet, en utilisant les mots clés: culture et collection. Essayez aussi les liens sur les expériences sur les protistes. Ces entreprises fournissent aussi les
milieux de culture sur ces sites et vous pouvez souvent lire leur composition.

http://www.didier-pol.net/4BAC-LUM.html  Utilisation Pédagogique de Bactéries Luminescentes
http://www.farmacja.amg.gda.pl/~microbio/bakterie_sw/index_en.html  Bactéries luminescentes
http://www.unibo.it/isbc/Files/BC_PlanktonNekton.htm  Bioluminescence chez les planctons et les nectons (liste des organismes luminescents)
http://www.ncbe.rdg.ac.uk/ncbe/PROTOCOLS/PRACBK/flash.html  Flash Illumination par des bactéries
http://www.disknet.com/indiana_biolab/b203.htm  Isolation de cultures pures de bactéries (SVP, lisez les précautions données sur le site!).
http://siobiolum.ucsd.edu/biolum_web.html  Sites sur les Bioluminescences
Mots clés Internet : bactéries lumineuses luminescence bioluminescence luciférase luciférines, culture collections.

CAPTURE D'INSECTES NOCTURNES
Est ce que les insectes qui volent autour des lampes la nuit venue sont attirés par la chaleur ou par la lumière? Pour le mettre en évidence, utilisez une lampe électrique et un fer à repasser. La lampe électrique produit de la lumière comme de la chaleur, le fer transmet lui uniquement la chaleur. Placez les deux sur la table, à au moins un mètre l’un de l’autre, les surfaces émettrices placées dos à vous. Observez la différence de comportement des insectes. Masquez la lampe avec des feuilles de plastique de différentes couleurs et regardez si les couleurs ont un impact sur les insectes attirés. C’est aussi une technique pour capturer des insectes nocturnes, particulièrement les papillons de nuit; vous pourrez alors les observer avec une loupe ou une microscope stéréoscopique.

http://saps1.plantsci.cam.ac.uk/worksheets/ssheet17.html  Mitose dans les extrémités des racines ***
http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities/cell_cycle/cell_cycle.html  Extrémités de racines. Détermination du temps des différentes phases du cycle de reproduction de la cellule.
http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/cell_bio.html  Biologie cellulaire
http://138.192.68.68/bio/Courses/114/roottip.html  Préparation des racines d’oignon, séparation des chromosomes lors de la mitose.
http://www.udel.edu/hodson/207/labmanual/lab9.html  Mitose et chromosomes (oignon et drosophiles)
http://www.furman.edu/~worthen/BGY30/s2000/Divlab.htm  Mitose, méiose, chromosomes et caryotypes.
http://www.jccc.net/~pdecell/celldivision/oniontip.html  Mitose dans les extrémités des racines d’oignons.
http://www.pgjr.alpine.k12.ut.us/science/whitaker/Cell_growth_division/mitosis.html  Mitose
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookmito.html  Mitose ***
http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookTOC.html  Livre de biologie en ligne.
Mots clés Internet : extrémités de racines d’oignon lors de la mitose mitose dans la salive de drosophiles, onion root tips mitosis drosophila salivary mitosis.

MODELE DE MITOSE Comme le montre le texte de E. Morholt et P.F. Brandewein [1] p 394, avec un morceau de fil électrique, il est possible de faire un modèle simple et clair de la division mitotique des chromosomes (figure 23). Avec ce modèle nous pouvons voir la séparation des chromatides le long d’un fuseau pendant la mitose. En référence à la figure : a – prenez un bout de câble électrique b – Séparez le en son milieu c – nouez un brin à chaque câble d – placez un élastique sur les brins comme indiqué sur la figure e – Maintenant, en tirant sur les brins le "chromosome" se  séparera dans deux "chromatides" comme lors de la mitose f – les deux "chromatides" glissent suivant une fibre des fuseaux mitotiques, simulés dans notre modèle par l'élastique.

FALSIFICATION DE LA GENERATION SPONTANEE
Jusqu’à la fin du 17 ^ème siècle, les gens croyaient que les petits animaux comme les mouches et les vers pouvaient spontanément naître de substances en décomposition ou de la moisissure. Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani et Louis Pasteur firent des expériences qui démontrèrent que l’idée de la génération spontanée était fausse. Chez vous, ou à l’école vous pouvez réalisez également de telles expériences.

Expérience n°1 : prenez deux bonbonnes en verre pourvus de bouchon. Placez dans chacun des deux, un peu de compote de pomme et une cuillère de vinaigre. Pendant une nuit, laissez une de ces bonbonnes ouverte de manière à ce que les drosophiles puissent y accéder. Fermez l’autre bonbonne avec un joint étanche, et stérilisez la pendant une demi heure en la plaçant dans de l’eau, dans une cocotte minute ou un bouilleur à confiture. Après l’avoir sortie du bouilleur, laissez le reposer, et laissez le fermé. Le lendemain, laissez les insectes éventuellement présents dans la première bonbonne s’envoler puis bouchez la avec une gaze fine ou une feuille de plastique sur laquelle vous ferez des trous d’épingle pour permettre à l’oxygène de passer. Après quelques jours vous pourrez voir des insectes dans la première bonbonne, et aucune dans la deuxième. Qu’est ce qui s’est passé dans la première bonbonne qui n’a pas eu lieu dans la deuxième ? Certaines drosophiles ont laissé des œufs dans la première bonbonne et d’elles de nouvelles drosophiles sont nées. Dans la deuxième bonbonne, même si des oeufs étaient présents, ils ont été détruits par stérilisation. Aucun oeuf n’a pu être ajouté, parce que bonbonne a été fermée. Avec un telle expérience, vous pouvez conclure que les être vivants ne peuvent pas naître de rien, mais naissent d’ autres organismes qui leur sont semblables. L’automne est la saison la plus appropriée pour faire ces expérience parce que les drosophiles sont particulièrement actives.

Autres possibilités : vous pouvez également adapter ces expériences à d’autres organismes présents à d’autres moments de l’année. Par exemple, si vous placez dans les bonbonnes de l’herbe sèche, en quelques jours, une foule de protistes va apparaître. Si à la place vous placez la même chose dans une bonbonne close et stérilisée, rien ne se passera.

Bien, et alors il y a quelque chose d’intriguant: si chaque être vivant provident d’un autre être vivant, d’où provient le premier être vivant dont dérivent tous les autres? Pouvons nous considérer comme complètement aberrant la théorie de la génération spontanée avec ces expériences? N’est-il pas possible d’admettre, que même si la génération spontanée n’est pas le moyen courant qu’ utilisent les êtres vivants pour naître, cela a eu lieu au moins une fois depuis des milliards d’années sur terre ou dans un autre endroit dans l’univers? Ce n’est pas un hasard si il y a des scientifiques qui étudient le commencement de la vie au tout début.

http://www.fwkc.com/encyclopedia/low/articles/s/s024000786f.html  Génération spontanée
http://biology.clc.uc.edu/courses/bio114/spontgen.htm  Génération spontanée
Mots clés Internet: Génération spontanée, spontaneous generation.

EXPERIENCES AVEC DES PROTISTES
Concentrons nous maintenant sur comment les protistes et les autres petits animaux d’étangs réagissent à l’altération de leur habitat.
Expérience n°1 : Certaines algues microscopiques, comme l’eugléna, vont chercher la lumière (phototaxie) et pour faire cela elles utilisent une petite organelle sensible à la lumière, nommée stigma. Avec un papier noir, couvrez la moitié inférieure d’un tube à essais contenant une culture d’eugléna. La partie du tube à essais exposée à la lumière va devenir verte, du fait de son enrichissement en algue. Faites la même expérience avec d'autres algues microscopiques et des protozoaires.
Expérience n°2 : ajoutez deux ou trois gouttes d’eau distillée à une petite goutte d’eau collectée dans un étang et regardez ce qui a lieu aux protistes. Très probablement vous allez les voir gonfler, puis exploser. Cela se produit parce qu’il y a une différence de concentration des différents composés salins entre l’intérieur et l’extérieur du protiste. Cela engendre une différence de pression osmotique interne des cellules.
Expérience n°3 : les protistes sont sensibles à la plupart des perturbations chimiques et en général ils s’en vont quand cela a lieu. Dans certains autres cas, ils s’approchent (chimietaxie). Préparez quelques lames de microscope avec des protistes et observez leur comportement quand vous ajoutez des substances acides (par exemple le vinaigre), des substances basiques (comme de l’hydrogénocarbonate de sodium), du glucose, du sel, de l’eau gazeuse (riches en CO₂), du bouillon, du lait, des petits bouts de fromage, des colorants, etc.… au début, utilisez de très petites quantités de ces substances, puis augmentez leur concentration.
Exercice n°4 : dans un étang ou dans un aquarium, collectez des hydres et placez les sur une lame de microscope avec quelques gouttes d’eau. En observant ces petits polypes sous le microscope, vous verrez probablement des micro organismes en forme de ventouse (trichodina) bouger sur leur corps. Regardez ce qui a lieu lorsque vous ajoutez quelques gouttes de vinaigre dans leur eau. Les trichodina vont se sauver des hydres et probablement mourir. Les hydres elles mêmes auront lancé de nombreux aiguillons paralysants.
Expérience n°5 : soumettez les protistes à différents stimuli comme la lumière, la température, le champ électrique (environ 5V en continu). Dans ce dernier cas, quelques protistes vont s’agglutiner sur la cathode (le pole négatif). Les amibes aussi sont enclines à se déplacer vers la cathode. Changez la polarité du courant et observez le comportement des protistes.

Mots clés Internet : phototaxie, chimitaxie, protiste.

RESSOURCES INTERNET

Amateur Scientist Sites  Sites internets qui proposent d'autres expériences scientifiques.

CONCLUSION

Il n’est pas facile d’écrire une conclusion pour une série aussi hétérogène d’expériences. Cependant, nous espérons que vous avez apprécié cette formule de réunir nombreux expériences scientifiques brièvement décrits dans un seul article. Au moins cela vous offre de nombreux choix. Nous faisons maintenant appel à votre aide : pouvez vous nous signaler les liens qui ne fonctionnent plus ? Donner nous également les sites intéressants que vous avez trouvé. Dites nous quelles sont les expériences que vous aimeriez voir traitées avec plus détails. Envoyez nous vos commentaires et vos suggestions. Vous pouvez utiliser la carte d’évaluation plus bas. Nous aiderez-vous?

BIBLIOGRAPHIE

Dites-nous ce que vous pensez du présent article.