2 - Le Soleil, notre source d’énergie

mise en situation

composition de l’atmosphère : https://www.meteo45.com/couches_atmospheriques.html

La Terre reçoit le rayonnement solaire et émet elle-même un rayonnement. Le bilan conditionne le milieu de vie.

que devient le rayonnement solaire sur terre ?

2.3 - Une conversion biologique de l’énergie solaire : la photosynthèse

L’utilisation par la photosynthèse d’une infime partie de l’énergie solaire reçue par la planète fournit l’énergie nécessaire à l’ensemble des êtres vivants (à l’exception de certains milieux très spécifiques).

1/ Schématisation des échanges énergétiques au niveau d’une feuille

Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille

3,1/ COMPORTEMENTS, MOUVEMENT ET SYSTÈME NERVEUX

3,1,3/ Les réflexes sont des mouvements involontaires

1/ Schématisation de l’arc réflexe

• Distrait, vous posez la main sur la plaque brûlante de la cuisinière : que se passe-t-il ?

• Détaillez chaque partie de l’action

• Réalisez un schéma fonctionnel

• testez vos réflexes rotuléens et achiléens

Logiciels de simulation d'expériences de sections-stimulations sur la grenouille

logiciel « reflexmed » à télécharger : http://tice.svt.free.fr/spip.php?article2072

logiciel « flexion.exe » à télécharger ou utiliser en ligne : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/flexion/

pour explorer « expérimentalement  virtuellement » quelques caractéristiques du fonctionnement du système nerveux chez les vertébrés :
▪ Le rôle des nerfs dans la transmission de l’information nerveuse.
▪ Le rôle de la moelle épinière dans le fonctionnement de l’activité réflexe
▪ Le rôle des racines rachidiennes.
▪ La vitesse de conduction du message nerveux et le délai synaptique.

• schématisez la grenouille avec les nerfs sensitifs et moteurs, les centres nerveux, le recepteur et l'effecteur du réflexe considéré

• relevez les résultats dans un tableau à double entrée : section n° / stimulation n°

neurones sensitif = afférents

nerf moteur = motoneurones = efférent

moelle épinière = centre nerveux

nerf afférent → centre nerveux

nerf efférent ← centre nerveux

Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe. À partir d’une sensation de départ (stimulus) captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux est élaboré. Il circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux (corne dorsale de la moelle épinière) où se produit le relais sur le neurone-moteur. Celui-ci conduit le message nerveux. Cela induit la contraction musculaire et la réponse motrice au stimulus.

2/ La moelle épinière, centre nerveux du réflexe

• Observez des coupes histologiques de moelle épinière au µscop

• dessinez

• légendez : matière blanche, matière grise, racine ou corne dorsale, corne ventrale, ganglions spinal, canal de l'épendyme,

coupes histologiques de moelle épinière : 

http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/lowmagpage/lomagjpegs/cerebralhemispheres.jpg

http://espace-svt.ac-rennes.fr/applic/moelle/moelle.htm

http://forum.mikroscopia.com/uploads/monthly_05_2007/post-36-1178972693.jpg ;

http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/photossql/images/ct_moelle.jpg ;

Dessin : http://www.medecine-et-sante.com/gimages/moelle2.jpg

matière grise : somas ; blanche : axones

The Forces of Evolution

video 3'17 : https://youtu.be/7rZfqD8exZE?si=Uii0xzkfVk436PKQ The Forces of Evolution

video 5'23 : https://youtu.be/5NdMnlt2keE?si=q1s0pF89R4RElCGj / Five fingers of evolution - Paul Andersen

video 8'48 : https://youtu.be/GhHOjC4oxh8?si=oxAdWFBUH6fid9Zh What is Evolution?

text 438 words : https://byjus.com/question-answer/what-are-the-four-evolutionary-forces-that-would-disrupt-population/

video 9'08 : https://youtu.be/qBCVVszQQNs?si=puUnC8xxrFPyFdw3 Explore the parts of the cell membrane with The Amoeba Sisters! Video discusses phospholipid bilayer, cholesterol, peripheral proteins, integral proteins, glycoproteins, and glycolipids - as well as why the surface area to volume ratio is so important in cells. Expand for table of contents.

text : Cell Membrane Function and Structure : https://www.thoughtco.com/cell-membrane-373364

3,1,2/ Le système nerveux à l’échelle microscopique

3/ La jonction synaptique, transmission chimique

Observation de synapses en MET : http://bio.m2osw.com/gcartable/systeme nerveux/synapm.e..JPG

Du neurone à la pensée diapo CNRS : https://lejournal.cnrs.fr/diaporamas/du-neurone-a-la-pensee

observation de la plaque motrice en MO :

http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/colorpage/cne/cnemep.GIF ;

http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/IMG/jpg/19gde-2.jpg :

http://histoblog.viabloga.com/images/Diapositive8_4_t.800.jpg,

observation de la plaque motrice en MEB : http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/empage/em/em3.gif ;

Passage d'une cellule à l'autre : la synapse. Un message nerveux est transmis d'un neurone à d'autres neurones ou à des myocytes par des synapses.

Synapse [grec Συν : syn : ensemble ; Ηαπτειν : haptein : toucher, saisir] = point de connexion entre deux neurones.

1 mm3 de substance grise du cortex peut contenir 5 milliards de synapses.

Étapes de la transmission synaptique :

1. Arrivée du message nerveux (= PA, influx nerveux)

2. Migration des vésicules de NT vers la FS

3. Exocytose des vésicules et libération du NT dans la FS

4. Fixation des NT sur la membrane PS

5. Création éventuelle d'un nouveau PA ou contraction du myocyte

6. Dégradation et recapture des NT

Les neurotransmetteurs sont stockés au niveau de l'élément présynaptique dans des vesicules. Le contenu de ces vésicules est libéré (de 1 000 à 2 000 molécules en moyenne) dans l'espace synaptique au moment de l'arrivée d'un potentiel d'action. Les neurotransmetteurs (neuromédiateurs) sont des composés chimiques libérés par les neurones qui peuvent se fixer à un récepteur spécifique :

• sur un autre neurone → transmission de l'influx nerveux

• sur un myocyte → contraction du muscle.

Au niveau d'une synapse, le message nerveux présynaptique, codé en fréquence de potentiels d'action, est traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteur. La quantité de neurotransmetteur libérée par un potentiel d’action présynaptique est insuffisante pour déclencher un potentiel d’action post-synaptique, c'est la sommation temporelle ou spatiale qui permet la naissance d'un potentiel d'action post synaptique.

synapse, (bouton synaptique, neuromédiateur exocytose, fente synaptique, récepteur post-synaptique,

Logiciel « Nerf » de Pierre Perez à télécharger :  https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/les-logiciels-de-pierre-perez ; http://tice.svt.free.fr/spip.php?

animation fonctionnement synapse : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/cellules-et-molecules/la-transmission-synaptique

Synapse chimique, Codage électrique en fréquence, codage chimique en concentration.

relais synaptique

4/ Les neurotransmetteurs, molécules à récepteur

Les neurotransmetteurs sont divisés en plusieurs catégories :

• monoamines : synthétisées à partir d'un acide aminé : catécholamines (dopamine, (nor)adrénaline) ← tyrosine ; sérotonine ← tryptophane ; GABA ← acide glutamique ; histamine ← histidine

• acides aminés : acide glutamique, acide aspartique, glycine

• endorphines, molécules similaires aux opiacés

• substances chimiques diverses : acétylcholine, adénosine, …

Beaucoup de substances utilisées comme les hormones dans l'organisme (insuline & glucagon du pancréas) deviennent des neurotransmetteurs dans le système nerveux central. Inversement, les neurohormones (GnRH de l'hypothalamus) sont sécrétées comme les neurotransmetteurs et agissent comme une hormone.

Selon la nature du neurotransmetteur, l'élément postsynaptique aura comme réponse un potentiel postsynaptique inhibiteur (ex : Glycine) ou excitateur (ex : glutamate, acétylcholine),

acétylcholine : https://libmol.org/?pubchem=187&embedded=1

récepteur : https://libmol.org/?pdb=3pmz&embedded=1

recepteur+curare : https://libmol.org/?pdb=3pmz&embedded=1

recepteur+nicotine : https://libmol.org/?libmol=336&embedded=1

Modélisation de neurotransmetteurs et son récepteur / logiciel Rastop

Récepteur nicotinique de l'acétylcholine

\recepteur_nicotinique_lacetylcholine.pdb

Complexe entre l'acétylcholine et son récepteur, l'AchBP (Biding Protein)

\achbp_nicotine.pdb

Complexe entre la cobratoxine et un récepteur à l'acétylcholine

\achbp_cobratoxine.pdb

http://www.librairiedemolecules.education.fr/recherche.php?typeclassification=chimique&theme=mol&idcat=recept_neurotransmetteur

acétylcholine, botox, curare, nicotine, strychnine 

Animation McGill : La jonction neuromusculaire et la contraction des muscles : http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_06/i_06_m/i_06_m_mou/i_06_m_mou.html

la synapse neuromusculaire met en jeu l’acétylcholine. La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques.

5/ Drogues et récompense

Extraire des informations pour comprendre certains comportements addictifs face à des molécules exogènes.

Utiliser un logiciel de modélisation et visualisation moléculaire pour comparer neurotransmetteurs et molécules exogènes.

Exp de Milner (1952) sur les circuits de la récompense 

bonne video sur addiction au porno : https://www.facebook.com/hashtag/wearelovers

La prise de substances exogènes (alcool, drogues) peut entraîner la perturbation des messages nerveux et provoquer des comportements addictifs.

3.1/ La biodiversité et son évolution

3,1,3/ impact anthropique sur la biodiversité

https://www.lelivrescolaire.fr/page/11095665

1/ Destruction

Analyser des documents pour comprendre les mesures de protection de populations à faibles effectifs.

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 d’abondance) et conduisent à l’extinction d’espèces.

2/ Fragmentation

Utiliser un modèle géométrique simple (quadrillage) pour calculer l’impact d’une fragmentation sur la surface disponible pour une espèce.

La fragmentation d’une population en plusieurs échantillons de plus faibles effectifs entraîne par dérive génétique un appauvrissement de la diversité génétique d’une population.

3/ Protection

Identifier des critères de gestion durable d’un écosystème. Envisager des solutions pour un environnement proche.

La connaissance et la gestion d’un écosystème permettent d’y préserver la biodiversité.

2 - Le Soleil, notre source d’énergie

que devient le rayonnement solaire sur terre ?

2.3 - Une conversion biologique de l’énergie solaire : la photosynthèse

L’utilisation par la photosynthèse d’une infime partie de l’énergie solaire reçue par la planète fournit l’énergie nécessaire à l’ensemble des êtres vivants (à l’exception de certains milieux très spécifiques).

1/ Schématisation des échanges énergétiques au niveau d’une feuille

Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille

Photosynthèse

1,2,1/Transformations biochimiques de matière organique

2/ Mesures du métabolisme des levures

Expérience avec rouge de crésol : dessinez le montage expérimental

2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

Le rouge de crésol a la propriété de changer de coloration lorsque le pH varie (jaune en milieu acide, violet en milieu basique). C'est ce qu'on appelle un indicateur coloré de pH.

Expérience avec eau de chaux

L’eau de chaux est une solution saturée d’hydroxyde de calcium Ca(OH)₂, produite en mélangeant de la chaux aérienne à de l’eau. La chaux se dissout (faiblement) dans l’eau et le filtrat obtenu constitue l’eau de chaux.

L'eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone CO₂, qu'elle met en évidence. Le précipité blanc ainsi formé est du carbonate de calcium CaCO₃. La réaction est la suivante :

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

ou, en écrivant les espèces sous forme ionique :

Ca²⁺ + 2 HO⁻ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

video 30’  : https://proteachervideo.com/programme/310/dna : DNA, code, transcription, translation : Award-winning teacher Ceri Evans inspires a group of talented Year 10 students from several London schools with an active lesson about DNA. Ceri, national winner of the 2006 Guardian award for teacher of the year in a secondary school, uses a variety of games and challenges to excite and entertain his audience of pupils.

text : http://www.dnaftb.org/1/index.html