4/ Observation de roches au microscope

- Mener une observation comparative des roches des croûtes océanique et continentale (composition, structure, etc.).

1. observer à l'oeil nu et à la loupe : aspect général : minéraux, couleurs, structure
2. observer les lames minces au microscope en LPnA puis LPA: structure de la roche : grenue, microgrenue, microlithique et minéraux en présence
3. réaliser un dessin d'observation légendé

pour apprendre à reconnaître les minéraux et roches :

FT fournies au TP de Bac (ECE) : https://tribu.phm.education.gouv.fr/portal/pagemarker/12/cms/default-domain/workspaces/securite-dans-les-labo-svt/ressources-ece/documents-ece?displayContext=taskbar&scope=__nocache&addToBreadcrumb=0&displayLiveVersion=1

clef de détermination Tlse (html) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/segui/mineralogie/fiche.htm

clef de détermination Oehmichen (pdf) : http://www.geologues-prospecteurs.fr/documents/mineraux/images/3.pdf

clef de détermination Grbl : http://www.ac-grenoble.fr/disciplines/svt/file/ancien_site/SITE/prof/outils/mineralo/menuprincipal.htm

collection de minéraux : http://www.groupes.polymtl.ca/glq1100/mineraux/identification.html

collection de lames minces : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/photossql/photos.php?TopicID=Lames

collection de lames minces : http://www.lame-mince.com/examples-lame-mince.html

atlas rocks & minerals / Ratajeski : http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html

atlas minerals / Siddall, London : http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/PLMhome.html

atlas de minéraux : http://www.brocku.ca/earthsciences/people/gfinn/minerals/database.htm

atlas de lames minces Minéraux et roches / Aubry, Caen : http://www.etab.ac-caen.fr/discip/geologie/Micropol/index.html

article de minéralogie au microscope polarisant : http://www.svt-monde.org/spip.php?article26

site complet : http://ressources.unisciel.fr/petronille/co/module_petronille.html

lames minces en photo : http://avg85.fr/category/lames-minces-de-roches/

prezzi des roches à connaître : http://prezi.com/aanufhjcxh-p/?utm_campaign=share&utm_medium=copy

Utiliser un microscope polarisant, reconnaître les minéraux d’une lame mince pour identifier trois roches magmatiques

Objectifs : données fondamentales sur les principales roches rencontrées (basalte, gabbro, granites)

5/ Comparaison des densités de roches

http://sciencesdelavie.chez.com/4eme/masvol.htm

- Effectuer des mesures de densité sur des roches continentales et océaniques.

http://svtmarcq.e-monsite.com/pages/densite-de-quelques-roches.html

basalte, gabbro, granite

deux croûtes : continentale = granites ; océanique = basaltes + gabbro

6/ Courbe de fréquence des altitudes sur la terre

- Mettre en relation des cartes et/ou des logiciels de visualisation des reliefs avec la courbe de distribution bimodale.

La distribution bimodale des altitudes observée entre continents et le fond des océans reflète un contraste géologique, qui se retrouve dans la nature des roches et leur densité.

Bilan / Des contrastes entre les continents et les océans

Connaissances

La distribution bimodale des altitudes observée entre continents et le fond des océans reflète un contraste géologique, qui se retrouve dans la nature des roches et leur densité.

Si la composition de la croûte continentale présente une certaine hétérogénéité visible en surface (roches magmatiques, sédimentaires, métamorphiques), une étude en profondeur révèle que les granites en sont les roches les plus représentatives.

Objectifs : données fondamentales sur les principales roches rencontrées (basalte, gabbro, granites) par la découverte des deux croûtes

Capacités

- Mettre en relation des cartes et/ou des logiciels de visualisation des reliefs avec la courbe de distribution bimodale.

- Utiliser des cartes géologiques (carte géologique mondiale) comme des données d’observation directe (faille VEMA, forages) pour identifier les compositions des croûtes océaniques et continentales.

- Utiliser la carte de France au millionième pour identifier la répartition des principaux types de roches sur le territoire.

- Effectuer des mesures de densité sur des roches continentales et océaniques.

- Mener une observation comparative des roches des croûtes océanique et continentale (composition, structure, etc.).

2,3/ L’évolution de la biodiversité au cours du temps s’explique par des forces évolutives s’exerçant au niveau des populations

Brain storming : changement du milieu, adaptation espèce / milieu, sélection naturelle (dont espèce humaine meurtrière et extinctions), mutations et diversité génétique...

1/ Forces évolutives

Film du CNRS :Video CNRS : http://videotheque.cnrs.fr/video.php?urlaction=visualisation&method=QT&action=visu&id=2242&type=grandPublic

catalogue videos : http://videotheque.cnrs.fr/index.php?urlaction=docListe&cherche=1&domaine=catalogue

choisissez dans la liste : « groupes humains, homogénéité et diverstité »

? prendre des notes : quelles sont les forces qui guident l'évolution ? ce qui peut conduire à l'apparition de nouvelles espèces :

Migration, dérive génétique, mutations, partage de gènes, sélection naturelle

maintien des formes aptes à se reproduire, hasard/aléatoire, sélection naturelle, effectifs, fréquence allélique, variation, population ressources limitées.

Toutes les populations se séparent en sous-populations au cours du temps à cause de facteurs environnementaux (séparations géographiques) ou génétiques (mutations conduisant à des incompatibilités et dérives). Cette séparation est à l'origine de la spéciation.

2/ Les mutations

Voir 1,2,2,4/

Mutation = provoque l'apparition de nouveaux allèles par modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN.

3/ Séléction naturelle

Jeu Constantino /Phalène : http://philippe.cosentino.free.fr/productions/phalenes/

Jeu sur la séléction naturelle : http://svt.spip.ac-rouen.fr/spip.php?article284

Jeu Colorado / lapins : http://phet.colorado.edu/en/simulation/natural-selection

http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1362398401903/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1231096120932

sélection naturelle, natural selection

Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, …

La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.

4/ Dérive génétique

démarche : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

tirage de dès avec tableur : =ENT(ALEA()*6+1)

tirage de dés avec une calculatrice : casio : RANINT#(1,6)

OPTN → NUM → PROBA ou STAT → RAND → #RANDINT → (1,6) → EX → à chaque EX on obtient un nouveau tirage des dés.

on peut aussi utiliser un dé virtuel en ligne

Réalisez un tableau de résultats avec les différents tirages

Démarche sur logiciel : pour accélérer les tirages et comptages, on peut utiliser un logiciel :

logiciel Constantino : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

Effectuer 4 tirages (2 couleurs / 10 individus puis 100 individus ; 5 couleurs / 10 individuds puis 100 individus) , suivre sur plusieurs générations et noter le nombre de générations nécessaires pour obtenir une population uniforme (toutes les boules de la même couleur).

logiciel Fusin : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/derive_genetique.swf

– application “en ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

– application “hors-ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/derive-diplo-local.zip

– fiche technique : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/FT-derive-diplo.pdf

sur logiciel : netBioDyn : http://acces.inrp.fr/acces/logiciels/externes/netbiodyn/logiciel-et-ressources

pour se procurer une version utilisable hors-ligne : http://acces.inrp.fr/acces/logiciels/externes/netbiodyn/ressources/le-logiciel-hors-ligne

C2E10 et C5E10 ; C2E50 et C5E50 ; C2E100 et C5E100

noter la couleur de fin et le nb de générations

autre logiciel plujs ocmplexe : prg → SVT → logiciel évolution allélique

dérive génétique # taille de la population

dérive génétique, genetic drift

La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

Bilan/ des forces évolutives s’exerçant au niveau des populations

 Utiliser un logiciel de modélisation et/ou extraire et mettre en relation des informations pour illustrer la sélection naturelle et la dérive génétique sur des temps courts.

 Réfléchir sur les conséquences de l’apparition aléatoire de mutants sur la dynamique d’une population.

 Situer dans le temps quelques grandes découvertes scientifiques sur l’évolution.

 Expliciter la démarche sur laquelle repose une théorie scientifique à partir du travail mené sur l’évolution dans ce thème.

maintien des formes aptes à se reproduire, hasard/aléatoire, sélection naturelle, effectifs, fréquence allélique, variation, population ressources limitées.

La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.

Toutes les populations se séparent en sous-populations au cours du temps à cause de facteurs environnementaux (séparations géographiques) ou génétiques (mutations conduisant à des incompatibilités et dérives). Cette séparation est à l'origine de la spéciation.

§ Quelle est l'évolution de l'homme ?

2,4/ Le cas Humain

2,4,1/ Un regard global sur l'évolution de l'Homme

A1 : Comparaison de crânes d’hominidés / moulages + logiciel Mesurim

Présentation des crânes, de la craniométrie et du logiciel bitmap

Photos crânes sur réseau « travail »

Observation de moulage de crânes fossiles.

Comment replacer un fossile dans la lignée humaine ?

Effectuer des mesures sur des crânes

Matériel :

- fiche de craniométrie

- fiche technique d'utilisation du logiciel mesurim

- tableau de comparaison des représentants de la lignée humaine

Protocole

1) Mesurer à l’aide du logiciel «Mesurim »  l’angle de prognathisme et le rapport Hauteur/longueur sur des crânes

Positionner le crâne de façon à visualiser les points de repère corrects

utilisez les captures d’images disponibles avec le logiciel « Mesurim »

Avec le logiciel « Mesurim » effectuer les mesures selon les indications des fiches techniques « crâniométrie » et « mesurer avec Mesurim » 

1,1) Mesure d’angle de prognathisme

1) Choix Outil de mesure  angle

2) Positionner les repères

Sélectionner le crayon, la couleur rouge et une épaisseur de trait presque maximale.

Placer les 5 repères M, N, O, P B et Q (cf fiche crâniométrie).

Sélectionner l'outil texte pour nommer les repères. Avant de valider, choisir "Fonte" (Arial 12 ou 14) et fond transparent lorsque le fond est clair et fond coloré de la couleur d'arrière plan lorsque le fond de l'image est sombre.

3) Tracer les vecteurs PO et MN : la valeur de l’angle s’affiche en bas à droite. La mesure se fait dans le sens trigonométrique. Attention : C'est un mesure d'angle orientée entre deux vecteurs ; le sens des vecteurs et l'ordre dans lequel ils sont tracés a un influence sur le résultat. Attention aussi aux effets de perspective qui modifient les angles.

1,2) Rapport Hauteur - Longueur

Il faut au préalable définir une échelle :

Un carré de l’échelle présente sur chacune des photos correspond à 1 cm.

Image  Créer/modifier l’échelle  échelle à définir

Délimiter une longueur sur un carré. Indiquer valeur 1 et unité : cm

En haut cliquer sur Transférer l’échelle – l’enregistrer

Image  Créer/modifier l’échelle  échelle déjà mémorisée

Puis tracer le segment à mesurer

Choix Outil de mesure  courante

La valeur s’affiche en bas et à droite

2) Adopter une démarche explicative

Comparer vos résultats au tableau de comparaison des représentants de la lignée humaine et déterminer si ce fossile appartient à la lignée humaine. Si oui où le situer ?

Avec le logiciel « Mesurim » effectuer les mesures selon les indications des fiches techniques « crâniométrie » et « effectuer des mesures sur les crânes avec « Mesurim » »

Comparer vos résultats au tableau de comparaison des fossiles de la lignée et déterminer si ce fossile appartient à la lignée humaine. Si oui où le situer ?

A2 : Construction de la phylogénie des hominidés / logiciel Phylogène

Objectif : réalisez un rapport écrit avec word (format doc), libreoffice (format odt) ou manuscrit établissant les relations de parentés chez les Primates Hominidés …

Protocole : imprimez ou recopiez des documents comparatifs (matrices et arbres) et analysez-les

TP1 : Comparaison de caractères macroscopiques.

• Ouvrez Phylogène
• Ouvrez la collection des Homininés
• Sélectionnez tous les taxons sauf P.robustus
• Choisissez 7 caractères pertinents pour comparer les taxons
• Construisez la matrice (tableau) des caractères. Vérifier.
• Polarisez les caractères pour distinguer les états primitifs et dérivés.
• Choisissez l'espèce extragroupe. Codez. Vérifier.
• Organisez la matrice d'une façon logique en déplaçant caractères et taxons (espèces) à l'aide de la souris.
• Copiez la matrice pour votre rapport
• Construisez l'arbre à partir de la matrice en reliant les différents taxons à l'aide de la souris.
• Choisissez d'afficher la longueur de l'arbre pour trouver le plus juste (le meilleur chemin est le plus court!)
• Copiez l'arbre pour votre rapport, ajoutez les innovations évolutives
• Datez l'arbre.

TP2 : Comparaison de caractères moléculaires

• placez l'homme parmi les primates à partir de données moléculaires : « tableau de séquences - « archontes » - « molécules » - « globines » - afficher matrices puis arbres → arbre phylogénétique des archontes à partir des données moléculaires
  

• Rédigez votre rapport, puis, si vous avez accès à une imprimante, réalisez une mise page économique et lancez l'impression (en noir et blanc) pour la soumettre à la correction.

Des données moléculaires sont disponibles. Ces données sont des séquences nucléiques ou protéiques déjà alignées.  Lorsque le fichier contient des mots-clés (fichiers .alp), ceux-ci peuvent servir à colorer l'arbre. On repère ainsi mieux les séquences d'un groupe. Les fichiers alignés .alp, spécifiques de Phylogène, comportent des mots-clés qui permettent de sélectionner rapidement des groupes de séquences. Phylogène reconnaît les alignements produits par ailleurs avec clustalw (fichiers avec extension .aln). Des fichiers .edi d'Anagène peuvent maintenant être utilisés par Phylogène.

Arbre UPGMA : arbre le plus simple à calculer. Les calculs peuvent être vérifiés à la main pour une petite matrice. Pour être exact, il suppose que l'hypothèse de l'horloge moléculaire est vérifiée (le taux de mutations est constant dans le temps et identique pour toutes les branches), ce qui n'est pas toujours vrai.

Arbre NJ (Neighbor Joining) : c'est un arbre qui n'oblige pas à faire d'hypothèse d'horloge moléculaire. La racine représentée est arbitraire et modifiable. Il faut donc utiliser un extragroupe pour enraciner l'arbre de manière raisonnée.

Arbre clade : il faut le construire "à la main" par la méthode cladistique.

A3 : comparaisons anatomiques / logiciel lignée humaine

le logiciel Lignée humaine permet de faire des comparaisons anatomiques entre différents homininés.

• Comparaisons anatomiques : La présence d’un œil indique une possibilité de superposition colorée d’un élément en se plaçant à des endroits précis du dessin avec la souris. Pour changer de panneau, cliquez sur les flèches sous les cadres millimétrés.

• Caractéristiques crâniennes : Cliquez en bas à gauche de l’écran sur le premier rond (1/6) : Pour vous familiariser avec le vocabulaire utilisé, repérez sur les présentations de crâne, grâce au déplacement de la souris, les localisations des termes suivants : boîte crânienne (plus ou moins allongée vers l’avant et plus ou moins circulaire) / front (plus ou moins prononcé) / mâchoire (plus ou moins avancée = prognathisme) / menton (plus ou moins prononcé) / arcades zygomatiques (plus ou moins écartées) / trou occipital (positions différentes) / crête sagittale (plus ou moins prononcée).
• Crâniométrie : Cliquez en bas à gauche sur le 3^ème rond (3/6) : Comparez les espèces en cliquant sur leur nom (ne pas tenir compte des traits et des cibles). Vous pouvez bouger les crânes en 3D grâce aux flèches.

1. A l’aide du logiciel La Lignée Humaine de P.Perez, complétez le tableau et indiquer à l’aide d’un code couleur les critères d’appartenance à la lignée humaine des espèces proposées.
2. Quels sont  les caractères permettant de distinguer le genre Homo du genre Australopithecus ?

danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

video à voir : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/lignees_d_especes-HD.mp4

Bilan : Évolution des espèces

La diversité du vivant (biodiversité) est en partie décrite comme une diversité d'espèces. La définition de l'espèce est délicate et peut reposer sur des critères variés qui permettent d'apprécier le caractère plus ou moins distinct de deux populations (critères phénotypiques, interfécondité, etc.). Le concept d'espèce s'est modifié au cours de l'histoire de la biologie. Une espèce peut être considérée comme une population d'individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations. Une population d'individus identifiée comme constituant une espèce n'est définie que durant un laps de temps fini. On dit qu'une espèce disparaît si l'ensemble des individus concernés disparaît ou cesse d'être isolé génétiquement. Une espèce supplémentaire est définie si un nouvel ensemble s'individualise. L'espèce est une réalité statistique, collective.
Mots clefs : espèce, critères phénotypiques, interfécondité, concept, histoire, isolement génétique, temps

Sch’Bilan : Evolution et phylogénèse

glossaire : http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/biodiversite-crises/def.htm#biodiversite

§ et nous dans tout ça ?

http://www.lemonde.fr/paleontologie/article/2017/06/07/la-decouverte-qui-bouleverse-l-histoire-d-homo-sapiens_5140236_1650762.html

§ Quelle est l'évolution de l'homme ?

https://youtu.be/q-VXnDnh-EA

2,4/ Le cas Humain

2,4,1/ Un regard global sur l'évolution de l'Homme

A1 : Comparaison de crânes d’hominidés / moulages + logiciel Mesurim

Présentation des crânes, de la craniométrie et du logiciel bitmap

Photos crânes

préparation BB

Avec le logiciel « Mesurim » effectuer les mesures selon les indications des fiches techniques « crâniométrie » et « effectuer des mesures sur les crânes avec « Mesurim » »

Comparer vos résultats au tableau de comparaison des fossiles de la lignée et déterminer si ce fossile appartient à la lignée humaine. Si oui où le situer ?

télécharger fiche technique de craniométrie : http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/craniometrie.pdf

télécharger un tableau de comparaison: http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/ligneets.pdf

face réduite, trou occipital, mandibule parabolique, capacité crânienne