1,2,1/Transformations biochimiques de matière organique

1/ Observation de levures au microscope

Observation au microscope photonique puis éléctronique (document)

organites : mitochondries, vacuole, ...

cytoplasme = cytosol + organites

4/ Quatre forces évolutives modifient l’équilibre théorique

Au cours de l’évolution biologique, la composition génétique des populations d’une espèce change de génération en génération. Les écarts entre les fréquences observées sur une population naturelle et les résultats du modèle s’expliquent notamment par les effets de forces évolutives (mutation, sélection, dérive, etc.).

• Migration = changement de lieu d'un organisme provoquant l'isolement de certains génômes, donc une évolution différente et éventuellement un croisement avec une nouvelle population et dans ce cas l'apport de nouveaux gènes pour la population.

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

• Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ... élimination des individus (allèles) les moins adptes à survivre et se reproduire.

• Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

3,1/ COMPORTEMENTS, MOUVEMENT ET SYSTÈME NERVEUX

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

1/ La cellule nerveuse, structure et fonction du neurone

• Observez des coupes de nerfs / µscope

• Réalisez des dessins d'observation légendés

Observation de coupes de nerfs en MO :

http://eric.lacouture.free.fr/nerf/nerf.htm

https://www.assistancescolaire.com/enseignant/college/ressources/base-documentaire-en-sciences/12226

https://codexvirtualis.fr/codex/de-lorganisation-interne/premiers-pas-histologiques/le-tissu-nerveux/tissu-nerveux-peripherique

Observation de coupes de nerfs en MET :

http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/empage/en/en.htm

https://www.sciencephoto.fr/images/nerf

caractéristiques structurales du neurone :

neurone = fibre nerveuse = cellule nerveuse =

neurone = {soma (corps cellulaire) + dendrite + axone + synapse}

caractéristique fonctionnelle : envoyer un message nerveux

nerf = somme d’axones

2/ Le message nerveux, de nature électrique

video 8'25 : https://www.birdsofparadiseproject.org/evolution-in-isolation/ : Speciation: An Illustrated IntroductionThere is a dizzying diversity of species on our planet. From genetic evidence we know that all of those species evolved from a single ancient ancestor. But how does one species split in to many? Through the evolutionary process of speciation — which begins when populations become isolated by changes in geography or by shifts in behavior so that they no longer interbreed. This video illustrates the speciation process in birds to help you understand the basis of earth's biodiversity.

text : https://www.birdsofparadiseproject.org/evolution-in-isolation/

question : do you think that text is misogynist ?

Microscopy

video 7'52 : https://youtu.be/mTzHxNMK0bU : Explore Leeuwenhoek's incredible discoveries in this New York Times' animated video. : https://www.nytimes.com/2014/09/16/opinion/animated-life-seeing-the-invisible.html

text : Enhancing the Microscope Image : https://www.cellsalive.com/enhance0.htm

cell membrane

video 2'58 : https://youtu.be/RT61MUjogRo : Structure of the Cell Membrane

video 1'26 : https://youtu.be/LKN5sq5dtW4 : Fluid Mosaic Model of the Cell Membrane

3/ CORPS HUMAIN ET SANTÉ

Comment un mouvement se commande -t-il ?

3,1/ COMPORTEMENTS, MOUVEMENT ET SYSTÈME NERVEUX

La contraction musculaire, mobilisée dans de nombreux comportements, résulte d’une commande nerveuse. Le mouvement induit peut être involontaire et lié à un réflexe, ou volontaire. Dans les deux cas, le système nerveux central intervient, mais de manières différentes.

1. La transmission du message nerveux et le fonctionnement du neurone, déjà abordés au collège, voient ici leur étude approfondie

2. Le réflexe myotatique peut servir d’outil pour apprécier l'intégrité du système neuromusculaire.

3. l’étude du fonctionnement du cerveau et de sa plasticité, déjà abordée dans le cas de la fonction auditive en enseignement scientifique de la classe de première.

3,1,1/ Méthodes d’étude du système nerveux

1/ Histoire de la neurologie

• Prendre des notes !

histoire :

un site de vulgarisation avec la collection des clichés qui le discrédite : https://www.vocabulaire-medical.fr/encyclopedie/281-personnalites-celebres-de-lhistoire-de-la-medecine

liste de neurologues : http://perso.numericable.fr/jeanpierre.paquet/neurosc/hommag.html

2/ Trois angles d’étude du cerveau

3 angles d'étude du cerveau : clinique, expérimentale, anatomique

3/ Différentes techniques d'imagerie cérébrale

L'Imagerie par Résonance Magnétique est une technique basée sur le principe de la résonance des atomes de certaines molécules sous l'action de certaines ondes de radio-fréquences. Il s'agit simplement d'observer la résonance magnétique nucléaire (RMN) des protons de l'eau contenus dans l’organisme (70 % d'eau), c'est à dire la réponse des noyaux soumis à un champ magnétique extérieur et à une excitation électromagnétique.

• IRM = imagerie par résonance magnétique permet de reconstruire une image en 2D puis en 3D de la composition chimique et donc de la nature des tissus biologiques explorés.

• IRMf = imagerie par résonance magnétique fonctionnelle : enregistre des variations hémodynamiques (variation des propriétés du flux sanguin) cérébrales locales minimes, lorsque ces zones sont stimulées.

• TEP = tomographie par émission de positons reflète l'apport d'énergie plutôt que l'activité cérébrale proprement dite → mesure en 3D l'activité métabolique d'un organe grâce aux émissions produites par les positons (ou positrons) issus de la désintégration d'un produit radioactif injecté au préalable.

• TDM = tomodensitométrie = scanographie / absorption des rayons X par les tissus → traitement informatique → reconstruire des images 2D ou 3D des structures anatomiques.

IRM en ligne Animation permettant de réaliser des IRM virtuelles (non réelles) et ainsi d’explorer le fonctionnement du cerveau dans différentes situations (ex : sujet qui entend, regarde...). : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/IRMvirtuelle/

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 ?

3/ CORPS HUMAIN ET SANTÉ

Ce thème est abordé par une approche comportementale. Le comportement est défini comme un ensemble de réactions observables chez un animal en réponse à des stimulations. Il est souvent lié à la notion de mouvement, qu’il soit réflexe ou volontaire (fuite, défense, agression, équilibre, prise d’objet…). On s’intéresse ici aux mécanismes physiologiques sous-jacents.

1. L’étude d’un réflexe puis du mouvement volontaire montre la mise en jeu des systèmes articulo-musculaires et nerveux dans l’organisme, et permet d’aborder la plasticité cérébrale.

2. Les besoins en énergie pour la contraction musculaire sont identifiés, mettant en évidence les flux de glucose et leurs contrôles par le système endocrinien.

3. Les modifications de l’environnement, notamment la présence d’agents stresseurs, influencent les comportements d’un organisme. L’étude des mécanismes physiologiques du stress met en évidence l’intégration des différents systèmes en jeu, et enrichit la notion de rétrocontrôle, dans le prolongement des acquis de la classe de seconde sur la régulation (axe hypothalamo-hypophysaire). Ce thème aboutit à une vision intégrée des systèmes physiologiques qui permettent de maintenir des équilibres dans l’organisme.

Ce thème amène à interroger les enjeux de santé individuelle et collective soulevés par les comportements évoqués. Les éléments abordés s’inscrivent dans la progressivité des apprentissages du collège, de la classe de seconde et des enseignements de la classe de première (enseignement de spécialité de SVT et enseignement scientifique).

La domestication des plantes

2,4,2/ Conséquences de la sélection

1/ Domestication et Biodiversité

Recenser, extraire et exploiter des informations relatives aux risques induits par l’homogénéisation génétique des populations végétales (sensibilité aux maladies : crise de la pomme de terre en Irlande, conséquence d’une infection virale chez la banane…).

Bourguignon 4’ : https://youtu.be/DVhkQgdCCvg

Manuel p.266, 267, 269, 270, 271

expliquez la contradiction entre augmentation de diversité allélique au cours de la domestication, augmentation du nombre de variétés et appauvrissement génétique des espèces cultivées -> doc.2B p.267

expliquez l'effet protecteur de la biodiversité -> doc.2 p.269

intrans : engrais (NPK) et pesticides (insecti, herbi, fongi, bactéri...cides)

lutte biologique : https://www.iaea.org/fr/themes/lutte-biologique

L’étude des génomes montre un appauvrissement global de la diversité allélique lors de la domestication. La perte de certaines caractéristiques des plantes sauvages (comme des défenses chimiques ou des capacités de dissémination) et l’extension de leur culture favorisent le développement des maladies infectieuses végétales. Ces fragilités doivent être compensées par des pratiques culturales spécifiques. L’exploitation des ressources génétiques (historiques ou sauvages si elles existent) permet d’envisager de nouvelles méthodes de cultures (réduction de l’usage des intrants, limitation des ravageurs par lutte biologique).

2/ Coévolution humains & plantes

Analyser des informations sur la quantité d’amylase salivaire ou sur les gènes de synthèse des omégas 3 dans les populations humaines et établir le lien entre ces éléments et le régime alimentaire de ces populations.

Manuel p.272

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22384110/

Acide gras = chaîne de 4 à 36 atomes de carbone (rarement au-delà de 28)

saturé = en hydrogène car tous les atomes de C sont occupés par des H, pas de double liaisons

insaturé = en H, des doubles liaisons réduisent la valence des C pour les H

polyinsaruré = présence de 2 dbl liaisons ou plus

FADS = Fatty Acid DeSaturase, enzyme qui remplace un H et crée une double liaison entre C

omégas 3 et 6 sont deux familles d’acides gras polyinsaturés qui se distinguent par la localisation d’une de leurs liaisons chimiques doubles

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3285190/figure/pone-0031950-g001/?report=objectonly

Métabolisme \ enzymes	ω3	ω6
FADS2=Δ6	α-linolen (C18:3) → stéarido (C18:4)	linolen (C18:2)→ γ-linolen (18:3)
FADS1=Δ5	eicosatetraeno (C20:4) → eicosapentaeno (C20:5)	dihomo-γ-linolen (C20:3) → arachidon (C20:4)

I = allèle de FADS2 muté par insertion 22 nucléotides

D = allèle de FADS2 non muté moins efficace sur acides gras végétaux

régime	végétarien	omnivore
Populations	Niger-Gambie-Kenya Chine-Japon Pakistan-Bangladesh-Sri-Lanka	Afro-Ameriq Italie-Finlande Vietnam
Fréquence maj	I//I	I//D

coévolution, évolution culturelle

La domestication des plantes, menée dans différentes régions du monde, a eu des conséquences importantes dans l’histoire des populations humaines. Elle a contribué à la sélection de caractères génétiques humains spécifiques.