Pour observer des objets de petite taille, on utilise des appareils optiques








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date de publication18.10.2016
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Les instruments d’observation en SVT.
Pour observer des objets de petite taille, on utilise des appareils optiques: la loupe binoculaire ou le microscope.

La loupe binoculaire s'utilise pour observer des détails non visibles à l'œil nu sur des objets visibles à l'œil nu.

Le microscope sert à observer ce qui est invisible à l'œil nu (ce qui est microscopique). Il existe plusieurs types de microscopes, plus ou moins performants.


Outil d’observation

Loupe binoculaire 

Microscope optique 

Microscope électronique à balayage (MEB)

Microscope électronique à transmission (MET)

Grossissement

x 40 à 120 fois


x 2 500 fois (600 fois à 1000 fois pour un microscope de collège)

x 100 000 fois et plus

(image en relief)

x 500 000 fois et plus


Exemple d’objet observé en 6°

Petits êtres vivants

du sol,

Larve de moustique

Patte d’insecte

Paramécie,

cellule végétale

(doc 1 p172, p186)

Bactéries du sol

(doc 4, p103)

Bactéries du yaourt (doc 2, p140)




Exemple d’objet observé en 5°

Larve de moustique Branchies

Trachée d’insecte

(doc 12 p33)

Villosité intestinale (doc 18a p77)

Alvéole pulmonaire (doc 12 p92),

Villosité intestinale (doc 18b p77)

Alvéole pulmonaire (doc 3b p88)




Exemple d’objet observé en 4°

Cristaux d’une roche volcanique

Cristaux de vanilline.


Ovule ; Cellule œuf

(voir doc 11d ; 12b p. 96)

Spermatozoïdes

(voir doc 9 p. 135)

Synapse

(voir doc 9 p. 223)

Exemple d’objet observé en 3°


Chromosomes

(doc 1 p48)

Lymphocyte

(doc 1b p164)

Chromosomes (doc p27,)

Bactéries pathogènes (doc 2 p147)

Lymphocyte (doc 2e p165)

Virus VIH (doc2e, p143)


 : C’est le microscope utilisé au collège ou au lycée. Synonyme : microscope photonique (light microscope en anglais).


Connaître le microscope optique de la salle de sciences.
Pour les légendes, voir Fiche méthode page 187 (6ième) page 211 (5ième) page 251 (4ième) page 214 (3ième)bressererudit_mo.jpg
Vocabulaire à connaître : oculaire, objectifs, platine, vis de réglage, lame, lamelle,

Utiliser le microscope optique.
1 : on observe à l’œil nu la préparation (la lame sur laquelle est déposé l’échantillon recouvert d’une lamelle) pour repérer l’objet que l’on va observer au microscope
2 : on installe la préparation sur la platine, on l’éclaire et on centre sur l’objet
3 : en regardant à l’œil nu sur le côté du microscope, on tourne la vis de réglage pour rapprocher la préparation de l’objectif
4 : en regardant par l’oculaire, on tourne la vis de réglage pour éloigner la préparation de l’objectif jusqu’à ce que l’objet à observer soit net
Calculer un grossissement avec lequel on observe un objet au microscope.

Grossissement de l'objet observé = grossissement de l'oculaire x grossissement de l'objectif (exemple: 10 x 40 = 400).
Retrouver la taille réelle d’un objet sur une photographie prise au microscope.

Si l’échelle est indiquée, on mesure et on reporte l’échelle autant de fois qu’il le faut sur l’objet à mesurer.

(exemple classe de 4° avec le document 12b page. 96. On reporte 2,3 fois l’échelle : la taille réelle de la cellule-œuf est 0,04 mm x 2,3 = 0,092 mm = 92 µm)

Si l’agrandissement est indiqué, la taille réelle de l'objet = taille de l'objet sur le document divisée par l’agrandissement.

Sites internet illustrant les tailles relatives des objets:





Images de synthèse permettant de comparer les tailles d’un cheveu, d’un acarien, de différentes cellules….

http://www.cellsalive.com/howbig.htm

Vidéo comparant la taille d’un cheveu, d’un capillaire et d’un globule rouge.
http://www.svt.ac-versailles.fr/archives/docpeda/actpeda/college/saisselain/tailleGR/taillegr0-s.htm






Sciences et vie (voir au CDI) : Le grand zoom de tout l’Univers

De l’infiniment grand à l’infiniment petit en 44 images à la puissance de 10

http://www.science-et-vie.com/les-applications/le-grand-zoom-de-tout-lunivers/



Les puissances de dix : les ordres de grandeurs dans l’Univers

Watch the vidéo Powers of ten (en anglais)

http://www.powersof10.com/film


Disponible en français, en anglais, en espagnol, en portugais, en turc, …………

http://htwins.net/scale2/

Tailles relatives d’objets et instruments d’observation utilisés pour les voir.

0,1 nm

1nm

10 nm

100 nm

1 µm

10 µm

100 µm

1 mm

1 cm

0,1 m

1 m

10 m

Bactéries

Cellules animales ou végétales

virus

protéines

Lipides, ADN

petites molécules

atomes
Œuf de grenouille

Œuf de poule

Cellules nerveuses

Homme

microscopie électronique

microscope optique

œil nu


Lecture de l’image ci-dessus :
a) Quelle est la taille d’un œuf de grenouille ?

b) L’œil nu peut-il voir un œuf de grenouille ?

c) Peut-on voir un virus avec un microscope du collège?

d) Peut-on voir une cellule végétale avec un microscope du collège ?
Voir les réponses en bas de page

Tableau de conversion des unités de mesures de longueur


Échelle de grandeur

1 m

1 dm

1 cm

1 mm

100 µm

10 µm

1 µm

100 nm

10 nm

1 nm

0,1 nm

Rapport à l’unité (mètre)

1

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10


* 10-1= 0,1 ; 10-2= 0,01 ; etc. [voir" Les puissances de dix », math 4e] µm = micromètre nm: nanomètre
Échelle de l’observation du vivant : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0081-1
cellsfigure1

Réponses aux questions de la lecture d’image :

a) 2 mm b) oui c) non d) oui (les cellules de l’épiderme d’oignon sont observées en 6ième)

Importance de la notion de taille relative

dans le socle commun de connaissances et de compétences 
http://eduscol.education.fr/D0231/Grille_pilier3.pdf

Fin 6° Caractériser l’unité du vivant à l’échelle microscopique. (Tous les êtres vivants sont constitués de cellules)

Montrer que la matière est organisée du plus simple au plus complexe, de l’inerte au vivant.
Fin 4° Savoir que l’Univers est structuré du niveau microscopique (atomes, molécules) au niveau macroscopique (plantes, étoiles, galaxies).
Fin 3° Caractériser l’unité du vivant à l’échelle moléculaire. (Tous les êtres vivants ont un programme génétique constitué d’ADN)


Programme Physique Chimie de 4°: La matière est composée de particules extrêmement petites, les atomes. Une molécule est un assemblage d’atomes.

Exemples de petites molécules : molécules d’eau, de dioxygène, de dioxyde de carbone

(Le terme du langage courant oxygène utilisé pour désigner la molécule, est maintenant remplacé par dioxygène)

Le terme du langage courant gaz carbonique est maintenant remplacé par dioxyde de carbone).
Les glucides, les protéines et les lipides sont des molécules constituant la matière organique (matière organique : matière constitutive des êtres vivants, fabriquée par les êtres vivants) (voir programme SVT de 6° : L’origine de la matière des êtres vivants)
L’ADN est la macromolécule constitutive du chromosome, qui est le support de l’information génétique.(Programme SVT de 3° : Unité et diversité des êtres humains). L’ADN est une macromolécule filamenteuse de 2 nanomètres d’épaisseur mais qui peut être très longue (par exemple, environ 2 centimètres pour le chromosome 22 de l’espèce humaine).


Les virus sont mentionnés dans le chapitre Risque infectieux et protection de l’organisme, programme SVT de 3°.

Les bactéries sont mentionnées dès la classe de 6° (Transformation de la matière organique par les êtres vivants du sol)

Les cellules (bactérie ou cellule animale ou cellule végétale) sont les plus petits éléments vivants (Programme SVT de 6° : Diversité et unité des êtres vivants : tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules) qui possèdent les fonctions caractéristiques du vivant (se nourrir, se reproduire, interagir avec son environnement)

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