- Tableau blanc et feutres effaçables (ou objets divers)
- Brouillons et stylos 4 couleurs
- Documents de références
Méthode :
1/ Définir un scénario (une affiche avec titre et auteur, intro, différents chapitres, une fin, un générique de fin) à partir des documents de référence distribués.
2/ Choisir les couleurs, les symboles les objets ( à présenter dans l'intro et à rappeler dans le générique de fin)
3/ Dessiner un story-board (dessins au brouillon des grands étapes ou chapitres)
4/ Dessiner l'"affiche" et "le générique"
5/ Sur le tableau blanc, dessiner quatre coins, pour définir un cadre fixe de prise de vue (absence de pied photo).
6/ Dessiner et photographier étapes par étapes avec l'application du smartphone. Penser à exporter vos photos pour d'éventuelles corrections ou modifications.
Les documents ont tous un titre placé en-dessous, et chaque document est cité dans le texte au moment opportun.
2- Documents imposés :
_ La grille du quadrat et sa légende associée à une photo aérienne au même format (pour comparer)
_ Une carte avec la position des Quadrats et un ou deux diagrammes/ tableaux associés pour chaque quadrats (inspiré du document complété dans l'activité A1)
_ Ne pas oublier les données sur le biotope (format libre : tableau pH, diagramme triangulaire, photo couleur...)
Tout autre document pertinent sera valorisé.
3- Restitution du travail lors de la séance Ens Sc., la semaine de la rentrée :
_ Charger au format PDF obligatoire dans le Dossier DEVOIR sur Eléa (toujours vérifier l'ouverture du fichier PDF sur votre PC avant l'envoi) : Attention : Mettre un titre avec vos noms et Classe du type "TB?_GA?_Q3?_Nom_Nom_....PDF"
ET
_Imprimer une copie (couleur non obligatoire mais préférable, pas de reliure, juste une agrafe) à remettre directement au professeur.
Pour réaliser les grandes fonctions vitales (nutrition, reproduction, locomotion,..) certains organismes prélèvent des molécules organiques provenant d’autres organismes. Ce sont des organismes hétérotrophes.
Ils utilisent ces molécules comme source de matière ou d’énergie au sein de leurs cellules. Elles réalisent des transformations chimiques productrices d’énergie et de nouvelles molécules indispensables à leur bon fonctionnement : c’est le métabolisme.
Généralités sur une transformation chimique du métabolisme CONNAITRE la définition d'une Enzyme* (ci-dessus)
Expérience Assistée par Ordinateur (ExAO) : Levures + glucose
Raisonnement pour reconstituer la transformation chimique (1/3)
Raisonnement pour reconstituer la transformation chimique (2/3)
Raisonnement pour reconstituer la transformation chimique (3/3)
Une des transformations les plus importantes du métabolisme cellulaire est la respiration cellulaire. Elle a lieu dans les mitochondries des cellules eucaryotes et produit une forme d’énergie intracellulaire utilisable par la cellule.
Autres transformations chimiques à savoir reconstituer par la même méthode :
La photosynthèse* et la fermentation alcoolique*
3 Transformations chimiques, à savoir reconnaître, compléter ou légender
BILAN :
Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent son métabolisme*.
Une cellule ou un organisme qui utilisent des molécules organiques préexistantes est dit « hétérotrophe* ».
Une cellule ou un organisme qui utilisent des molécules inorganiques (minérales) et de l’énergie solaire est dit « autotrophe* ».
Correction : A4 : Activité comptage de levures
(1) On observe qu'en présence de glucose, le nombre de levuresaugmente et que la concentration en glucose diminue en 7 jours. En parallèle, le nombre de levures dans l'eau physiologique sans glucose (expérience témoin), stagne ou diminue sur la même durée.
(2) Je sais que les cellules, comme les levures, réalisent des transformations chimiques à partir de molécules (réactifs) pour réaliser leur fonction (reproduction par mitose ici).
(3) J'en déduis que les levures absorbent le glucose de leur milieu de culture car elles l'utilisent comme réactif dans une transformation chimique.
(4) J'en conclue que les levures réalisent une transformation chimiquequi consomme le glucose et libère l'énergie nécessaire à leur bon fonctionnement : si cette transformation chimique se fait en présence de dioxygène, il s'agit probablement de la respiration cellulaire* dans leurs mitochondries. Sinon, en l'absence de dioxygène, la transformation serait une fermentation* dans leur cytoplasme.
La glycogénèse et la respiration cellulaire sont des voies métaboliques.
Une voie métabolique* est une succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre.
Le métabolisme dépend de l’équipement spécialisé de chaque cellule :
- en organites (mitochondrie, chloroplaste,…)
- en macromolécules comme les enzymes*(issues de l'expression d'une partie du génome)
Le métabolisme dépend aussi de l’environnement :
- disponibilité en molécules organiques (glucose) ou minérales (eau, dioxygène,...),
- conditions de température, d'acidité (pH)
Quelques voies métaboliques chez les végétaux chlorophylliens
L'étude des réactions du métabolisme, dont la photosynthèse, révèle que les êtres vivants échangent de la matière organique et minérale et en même temps de l’énergie avec leur environnement proche (milieu de vie, autres organismes).
Les voies métaboliques sont interconnectées par les molécules intermédiaires des différents métabolismes : par exemple le glucose (riche en énergie) est intermédiaire entre la photosynthèse et la respiration cellulaire.
Le glucose : une molécule intermédiaire du métabolisme.
Une mutation est une modification du matériel génétique (ADN) d’un organisme. Elle apparaît au hasard et peut être sans effet, désavantageuse ou avantageuse pour l’individu. Si elle est transmise à la génération suivante, elle forme un nouvel allèle dans la population.
2. Dérive génétique
La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des gènes (ou allèles) dans une population, liée à un double tirage au sort lors de la reproduction sexuée (gamétogénèse et fécondation).
Elle se produit surtout dans les petites populations, où le hasard peut faire augmenter ou disparaître certains allèles.
3. Sélection naturelle
La sélection naturelle est un mécanisme où certains individus, qui possèdent des caractères avantageux dans leur environnement, survivent mieux et se reproduisent davantage. Ces caractères deviennent alors plus fréquents dans la population.
4. Sélection sexuelle
La sélection sexuelle est une forme de sélection où certains caractères augmentent la chance de se reproduire (être choisi comme partenaire ou gagner un combat).
Exemple : les bois du cerf ou le plumage coloré du paon.
5. Migration
La migration, en génétique des populations, correspond au déplacement d’individus d’une population vers une autre, et avec eux, leurs allèles.
Elle entraîne un mélange de gènes entre populations.
T3_C1_2_Modéliser la biodiversité génétique
A4 Le Modèle mathématique de Hardy-Weinberg
Savoirs
Au cours de l’évolution biologique, la composition génétique des populations d’une espèce change de génération en génération.
Le modèle mathématique de Hardy-Weinberg utilise la théorie des probabilités pour décrire le phénomène aléatoire de transmission des allèles dans une population. En assimilant les probabilités à des fréquences pour des effectifs de grande taille (loi des grands nombres), le modèle prédit que la structure génétique d’une population de grand effectif est stable d’une génération à l’autre sous certaines conditions (absence de migration, absence de mutation et absence de sélection naturelle et sexuelle (panmixie)).
Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.
Elle n'existe pas dans la nature.
Cependant, les écarts entre les fréquences réelles observées sur une population naturelle et les résultats du modèle théorique, qui sert alors de comparatif ("expérience témoin"), doivent s’expliquer notamment par les effets d'une ou des forces évolutives (mutation, sélection, dérive, etc.) absents du modèle mais présents dans la nature.
Savoir-faire
- Pour la transmission de deux allèles dans le cadre du modèle de Hardy-Weinberg, établir les relations entre les probabilités des génotypes d’une génération et celles de la génération précédente.
- Produire une démonstration mathématique ou un calcul sur tableur ou un programme en Python pour prouver ou constater que les probabilités des génotypes sont constantes à partir de la seconde génération (modèle de Hardy-Weinberg).
- Utiliser des logiciels de simulation basés sur ce modèle mathématique.
- Analyser une situation d’évolution biologique expliquant un écart par rapport au modèle de Hardy-Weinberg.
T3_C1_3_Les impacts de l’Homme sur la biodiversité
A5_ La fragmentation des écosystèmes
A6_ Les impacts des activités humaines sur la biodiversité
Savoirs
Les activités humaines (pollution, destruction des écosystèmes, combustions et leurs impacts climatiques, surexploitation d’espèces...) ont des conséquences sur la biodiversité et ses composantes, dont la variation de l’abondance spécifique et conduisent à l’extinction d’espèces.
La fragmentation d’une population en plusieurs échantillons de plus faibles effectifs entraîne par dérive génétique un appauvrissement de la biodiversité génétique d’une population.
La connaissance et la gestion d’un écosystème permettent d’y préserver la biodiversité, mais aussi le bien-être humain.
Savoir-faire
- Utiliser un modèle géométrique simple (quadrillage) pour calculer l’impact d’une fragmentation sur la surface disponible pour une espèce.
- À partir d’un logiciel de simulation, montrer l’impact d’un faible effectif de population sur la dérive génétique et l’évolution rapide des fréquences allèliques.
- Analyser des documents pour comprendre les mesures de protection de populations à faibles effectifs.
- Identifier des critères de gestion durable d’un écosystème. Envisager des solutions pour un environnement proche.
1.3 Biodiversité, résultat et étape de l’évolution
1.3.1 Les échelles de la biodiversité
Le terme de biodiversité* est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles : - les variations entre membres d'une même espèce (diversité génétique) - les différentes espèces* (diversité spécifique) et - les différents écosystèmes* (= biocénose* + biotope*) composant la biosphère*.
Les 3 échelles de la biodiversité
La notion d’espèce* joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée (classification des êtres vivants, communication entre les scientifiques,...) mais elle est un concept créé par l’être humain qui n'est pas parfait (notion artificielle avec de nombreuses exceptions).
La définition de la notion d’espèce a pour principaux critères le fait que les individus d’une même espèce partagent des caractères en communs (phénotype* proche), peuvent se reproduire entre eux et engendrent une descendance viable et fertile (génotype* proche).
Au sein de chaque espèce, la diversité génétique des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique, différents allèles* d'un même gène coexistent dans une même population (exemple du gène ABO avec une diversité de 3 allèles A, B et O).
Les allèles sont issus de mutations* aléatoires dans le génome (modifications de la séquence ATGC d'un gène), qui se sont produites puis transmises au cours des générations.
Les mutations* sont des modifications de la séquence ATGC d'un gène qui ont lieu au hasard dans le génome ou qui peuvent être provoquées par des agents mutagènes issus de l'environnement ou du mode de vie.
1.3.2 La biodiversité au cours des temps géologiques
La biodiversité évolue en permanence. Cette évolution est observable sur de courtes échelles de temps (quelques dizaines d'années), tant au niveau génétique (diversité des allèles dans une population) que spécifique (diversité des espèces dans un écosystème).
L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant. Ainsi, les organismes vivants actuels ne représentent-ils qu’une infime partie des organismes ayant existé depuis le début de la vie, il y a -3,8 milliards d'années.
Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité :
- des extinctions massives (chute "rapide" et globale de la biodiversité), suivies
- d'une diversification des espèces (augmentation progressive d'une biodiversité d'espèces nouvelles).
De nombreux facteurs (changements climatiques, modifications des biotopes), qui font suite à des événements catastrophiques et planétaires : (volcanisme, météorite,...) et aux activités humaines (déforestation, destruction ou pollution des écosystèmes) provoquent des modifications de la biodiversité. On considère 6 crises biologiques majeures dont la dernière (peut-être la plus importante) est provoquée aujourd'hui par l'Homme.
Les 5 grandes crises biologiques déduites des fossiles et la crise actuelle d'origine humaine
1.3.3 L’évolution de la biodiversité au cours du temps s’explique par des forces évolutives s’exerçant au niveau des populations
La sélection naturelle résulte de la pression du milieu (climat, nourriture,...) et des interactions entre les organismes (compétition, migration,...). Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions (phénomène non-aléatoire mais orienté par l'environnement).
Toutes les populations se séparent en sous-populations au cours du temps à cause de facteurs environnementaux (isolement géographique par séisme, une île, une chaîne de montagne...) ou de facteurs génétiques (mutations et dérive génétique conduisant à des incompatibilités reproductives : isolement reproductif).
Le graphique (en haut, à droite) illustre la dérive génétique, c'est à dire l'évolution aléatoire au cours des générations de la fréquences des allèles (ici des couleurs) selon le hasard des reproductions sexuées.
L'ensemble de ces forces (mécanismes) évolutives est à l'origine de la spéciation : la formation de nouvelles espèces.
1.3.4 Communication intra-spécifique et sélection sexuelle
La communication dans le monde vivant consiste en la transmission d’un message entre un organisme émetteur et un organisme récepteur pouvant modifier son comportement en réponse à ce message.
La communication s’inscrit dans le cadre d’une fonction biologique (nutrition, reproduction, défense, etc.). Il existe une grande diversité de modalités (natures) de communication (chimique, biochimique, sonore, visuelle, hormonale).
Dans le monde animal, la communication interindividuelle et les comportements induits peuvent contribuer à la sélection naturelle à travers la reproduction. C’est le cas pour la sélection sexuelle entre partenaires (majoritairement faite par les femelles).
Des difficultés dans la réception du signal (VOIR LE TP : Pouillot verdâtre en Asie) peuvent générer sur le long terme un isolement reproducteur entre organismes de la même espèce et être à l’origine d’un événement de spéciation.
