L'élodée est un végétal aquatique. Le rouge de crésol est un indicateur coloré qui permet de mettre en évidence la présence de dioxyde de carbone ( \mathrm{CO}_{2} ) dans une solution. Initialement rose, il prend une couleur jaune dans une solution riche en \mathrm{CO}_{2} et une couleur rouge dans une solution pauvre en \mathrm{CO}_{2} .

Photo macro d'élodée du Canada : plante aquatique verte aux feuilles fines et allongées, avec bulles d'oxygène.

Élodée (végétal aquatique)

Schéma : expérience montrant la photosynthèse. Une plante aquatique produit du dioxygène, modifiant la couleur d'une solution.

Schéma d'une expérience montrant la nature des échanges gazeux entre une élodée et le milieu dans lequel elle vit

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Doc. 2

Des échanges gazeux chez les animaux

Les criquets sont des insectes terrestres. On réalise deux manipulations pour suivre les échanges gazeux entre le criquet et son milieu de vie.

Graphique comparant la consommation d'oxygène : témoin stable, enceinte avec criquet baisse.

Graphique obtenu par ExAO (expérimentation assistée par ordinateur) représentant l'évolution de la teneur en dioxygène dans une enceinte sans criquet (témoin) et dans une enceinte avec criquet

Photographie : expérience scientifique avec deux récipients transparents. Un criquet est dans un récipient séparé par une plaque perforée; l'autre sert de témoin.

Résultat d'une expérience au cours de laquelle un criquet a été placé pendant une heure sur une plateforme perforée, au-dessus d'une solution d'eau de chaux, dans une enceinte hermétique. L'eau de chaux, habituellement translucide, devient trouble en présence de dioxyde de carbone.

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Doc. 3

La combustion de la matière carbonée (constituée d'enchaînements d'atomes de carbone)

Photographie d'un incendie de forêt : denses fumées noires et orangées au-dessus d'arbres verdoyants.

Incendie à Aubais (Gard, France) en juillet 2022

Schéma : combustion du carbone (C + O2 → CO2). Représentation moléculaire et formule chimique illustrant la réaction.

Équation bilan de la combustion du carbone et représentation moléculaire

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Doc. 4

Les insectes géants du Carbonifère (de -359 à -299 millions d'années)

Au Carbonifère vivaient des libellules géantes nommées Meganeura. Elles mesuraient jusqu'à 40 cm de long et 70 cm d'envergure. En comparaison, les libellules actuelles ont une taille maximale de 10 cm de long et une envergure de 17 cm.

Des travaux de recherche ont permis d'établir une relation entre proportion de dioxygène dans l'atmosphère et taille des libellules. Pour cela, des libellules ont été élevées sur plusieurs générations dans un milieu enrichi en dioxygène, et une augmentation de 15 % de leur taille a pu être mesurée.

Graphique montrant l'évolution du taux de dioxygène sur des millions d'années.

Évolution de la teneur en dioxygène atmosphérique au cours des 600 derniers millions d'années

Fossile de Meganeura, libellule géante, dans roche grise. Détail des ailes et corps.

Fossile de Meganeura conservé à la galerie des fossiles de Taïwan

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Questions

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1. , , Déterminer quels sont les flux de dioxygène entre atmosphère et biosphère.

2. Montrer comment l'atmosphère a influencé l'évolution de certaines espèces.

3. Bilan Réaliser un schéma illustrant les interactions entre la biosphère et l'atmosphère.

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Supplément numérique

Découvrez un

podcast

sur la libellule géante Meganeura.

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Vocabulaire

Flux : déplacement ou transfert d'un élément d'un réservoir à un autre.

Réservoir : enveloppe dans laquelle se trouve un stock d'un élément donné, pendant une période significative. Il s'agit d'une source si la concentration de l'élément augmente et d'un puits si cette concentration diminue.

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