2,2,2/ Utilisation de la matière organique

1/ Construction cellulaire

Mettre en oeuvre une coloration afin d’identifier la lignine et la cellulose et d’analyser leur distribution.

https://planet-vie.ens.fr/thematiques/vegetaux/anatomie-vegetale-et-histologie-vegetale/colorations-de-cellulose-et-lignine

cellulose : https://libmol.org/?libmol=118&embedded=1

lignine : https://fr.wikipedia.org/wiki/Lignine

https://www.researchgate.net/figure/Structure-type-dune-paroi-cellulaire-vegetale_fig91_321696230

La paroi de la cellule végétale est composée de parois primaires et secondaires. La paroi cellulaire primaire est composée de plusieurs couches de cellulose, un polymère de glucose. La cellulose est le composé organique le plus répandu sur la planète. 33% de la matière végétale est composée de cellulose. C'est un composé d'importance commerciale utilisé dans la production de différents matériaux tels que le papier, les produits pharmaceutiques et les textiles. La lignine est le deuxième composé le plus abondant sur Terre, dépassé seulement par la cellulose ; il est présent principalement dans les plantes ligneuses. La principale différence entre la lignine et la cellulose est que la cellulose est un polymère d'hydrate de carbone tandis que la lignine est un polymère aromatique non glucidique.

https://fr.sawakinome.com/articles/botany/difference-between-lignin-and-cellulose.html

cellulose, lignine

Les produits formés par photosynthèse circulent dans tous les organes de la plante où ils sont métabolisés, grâce à des enzymes variées, en produits assurant les différentes fonctions biologiques dont la croissance et le port de la plante (cellulose, lignine) ;

2/ Stockage de matière

Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux pour repérer une diversité de métabolites.

Mettre en évidence expérimentalement la présence d’amidon dans les chloroplastes et les amyloplastes de réserve dans des organes spécialisés (graine, fruit, tubercules…).

Coupes de germe Pdt : http://www.microscopie.ch/articles/solanum_germe/solanum_germe.php

amidon : https://libmol.org/?libmol=376&embedded=1

le stockage de la matière organique (saccharose, amidon, protéines, lipides) sous forme de réserves dans différents organes permet notamment de résister aux conditions défavorables ou d’assurer la reproduction

3/ Résistance végétale

Extraire, organiser et exploiter des informations sur les effets antiphytophages, antibactériens ou antioxydants des tanins.

Les plantes ayant une vie fixée, sont vulnérables : à l'inverse des animaux, elles ne peuvent pas s'enfuir pour échapper à un prédateur.

Quels sont les mécanismes de défense d'une plante contre les prédateurs ?

On distingue deux types de défenses :

• Défense passive : Correspond à un processus constitutif, constant dans le temps

• Défense active : Induite lors d'un phénomène d'infection, de blessure

Chacune de ces défenses peut être divisées en 2 grands groupes de défense :

• Défense chimique : altère la croissance du pathogène

• Défense structurale : Renforcement des barrières aux pathogène

Résister aux conditions de milieu

• Eau [xeros : sec]

• Salinité [halos : sel]

• Luminosité [helios : soleil ; photos : lumière ; scia : ombre]

• Température [psukhros, cryos : froid]

• ...

Résister aux prédateurs

• Pathogènes

• Herbivores

les signaux électriques émis par les plantes lorsqu’elles sont agressées par un prédateur. Le signal électrique déclenche la production d’une hormone de défense, le jasmonate. Elle les protège des prédateurs. https://theconversation.com/conversation-avec-le-biologiste-edward-farmer-ce-que-parvient-a-faire-une-plante-est-absolument-fabuleux-103464

https://prezi.com/c-40x18q2ogu/mecanismes-de-defense-chez-les-vegetaux/

http://www.ebiologie.fr/cours/s/93/les-mecanismes-de-defense-des-plantes

Manuel p.222-223

diversité chimique dans la plante

interactions mutualistes ou compétitives avec d’autres espèces (anthocyanes, tanins).

Webographie

ExAO photosynthèse : http://www.svtauclairjj.fr/elodee_ps/intro.htm

cours : http://m.pourcher.free.fr/2018/TS-SPE/THEME1/Chapitre1-Photosynthese.pdf

cours : http://beaussier.mayans.free.fr/IMG/pdf/cours_6.pdf

dossier ENS : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/manipulations-en-svt/la-photosynthese-generalites

dossier RNBio : https://rnbio.upmc.fr/physio_veg_photosynthese_sommaire

Dossier pharma : http://www.cours-pharmacie.com/biologie-vegetale/la-photosynthese.html

Pourquoi les feuilles changent-elles de couleur en automne ? http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/v/video-pourquoi-les-feuilles-changent-elles-de-couleur-en-automne-35933.php

Animation très complète avec toutes les molécules : http://www.johnkyrk.com/photosynthesis.fr.swf

Bilan : La plante, productrice de matière organique

capacités :

Étudier et/ou mettre en oeuvre des expériences historiques sur la photosynthèse.

Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux pour repérer une diversité de métabolites.

Mettre en évidence expérimentalement la présence d’amidon dans les chloroplastes et les amyloplastes de réserve dans des organes spécialisés (graine, fruit, tubercules…).

Mettre en oeuvre une coloration afin d’identifier la lignine et la cellulose et d’analyser leur distribution.

Réaliser une chromatographie de pigments végétaux.

Extraire, organiser et exploiter des informations sur les effets antiphytophages, antibactériens ou antioxydants des tanins.

Notions : chloroplaste, pigments chlorophylliens, photolyse de l’eau, réduction du CO₂, sève brute et sève élaborée, diversité chimique dans la plante.

Les parties aériennes de la plante sont les lieux de production de matière organique par photosynthèse. Captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par la photolyse de l’eau, avec libération d’O₂ et réduction du CO₂ aboutissant à la production de glucose et d’autres sucres solubles. Ceux-ci circulent dans tous les organes de la plante où ils sont métabolisés, grâce à des enzymes variées, en produits assurant les différentes fonctions biologiques dont : la croissance et le port de la plante (cellulose, lignine) ; le stockage de la matière organique (saccharose, amidon, protéines, lipides) sous forme de réserves dans différents organes, qui permet notamment de résister aux conditions défavorables ou d’assurer la reproduction ; les interactions mutualistes ou compétitives avec d’autres espèces (anthocyanes, tanins).

Précisions : les réductions d’autres substances minérales dans le chloroplaste ne sont pas exigibles. On n’attend pas ici une étude expérimentale des processus moléculaires de la photosynthèse, étude que l’on réserve aux produits de la photosynthèse. Les mécanismes moléculaires de la photosynthèse ne sont pas étudiés, pas plus que le détail des formules biochimiques.

Evaluation

Question type bac : les angiospermes réalisent des échanges avec leur milieu. Réalisez un schéma de synthèse expliquant l'organisation fonctionnelle d'une plante à fleur. Aucun texte n'est attendu.

méthode :

1. listez les mots clefs : brain storming

2. organisez les mots en fonction de leur place sur la page (ici une plante)

3. dessinez la partie fonctionnelle au crayon graphite effaçable

4. choisissez un code de couleur et un type de légende (place, modalités)

5. ajoutez les fonctions avec le code de couleur

6. repassez éventuellement les structures à l'encre noire

7. n'oubliez pas que tout dessin, graphique ou schéma comporte titre, légende, échelle (unités)

quelle différence entre desssin et schéma en svt ?

dessin	schéma
structure	fonction
ce qui est visible	ce qui est mesurable
observation au microscope, à la loupe, à l'oeil nu	bilan, synthèse, relations
crayon graphite et rarement avec couleurs	en couleurs
éléments,	évènements, phénomènes, action
réaliste : ce que l'on voit	symbolique : ce qui est
complexité dans les formes	complexité dans les relations

Video 2'58 : https://youtu.be/M1wdIdCOk-Y

Video 6'49 :https://www.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-cells/hs-prokaryotes-and-eukaryotes/v/prokaryotic-and-eukaryotic-cells

video 4'59 : https://youtu.be/ApvxVtBJxd0?si=Dg-UVvKUl1OZ2LxL

QUIZZ

Questions on cells : https://www.evolvingsciences.com/Cells yr 10 .html

Cells And Cell Theory Quiz : https://www.proprofs.com/quiz-school/story.php?title=cells-and-cell-theory-quiz

? Faire compte-rendu individuel sur feuille contenant deux schémas et trois définitions

3/ modélisation moléculaire de l’ADN / logiciel

 utiliser un logiciel pour synthétiser/simplifier/construire/schématiser une molécule d'ADN

Objectifs : Exprimer et exploiter des résultats à l’écrit en utilisant les technologies de l’informatique

Principe : les logiciels Rastop, Rasmol, Raswin, Jmol, … sont des banques de données permettant de manipuler des modèles moléculaires.

Protocole :

1. Ouvrez le fichier « ADN » : https://libmol.org/?libmol=158

2. Admirez la molécule en la manipulant à la souris.

3. Changer (commande) la représentation des atomes et des liaisons.

4. Colorez la molécule par « atomes » : quels sont les atomes composant l’ADN ?

5. Colorez la molécule par « chaines » : combien de parties lui trouvez-vous ?

6. Affichez les « rubans » puis « squelette » : quelle est la forme globale de la molécule ?

7. Dessinez la forme globale de la molécule

8. Colorez la molécule par « résidus» : combien de nucléotides différents existe-t-il ? quels sont leurs noms (passez la souris dessus) ?

9. Quelle est la composition, la structure d'un nucléotide ? Utilisez vos notes et les informations du logiciel pour comprendre.

10. Schématisez la structure d'un nucléotide en utilisant différents symboles et couleurs de votre choix.

11. En 1951 Chargaff démontre que [A] = [T] et [C] = [G] pour toute cellule. Que signifie l'expression « bases complémentaires » ?

12. En utilisant les symboles précédents schématisez la structure de la molécule à plat, sans tenir compte de la forme dans l'espace.

ADN = Acide désoxyribo nucléique

nucléotides = Acide phosphorique - sucre désoxyribose - base azotée

bases : adénine, thymine, cytosine, guanine

complémentarité, double hélice

2/ Histoire de la vie

La Terre est habitée par une grande diversité d’êtres vivants. Cette biodiversité est dynamique et issue d’une longue histoire dont l’espèce humaine fait partie. L’évolution constitue un puissant outil de compréhension du monde vivant. Les activités humaines se sont transformées au cours de cette histoire, certaines inventions et découvertes scientifiques ont contribué à l’essor de notre espèce.

Évaluer la biodiversité à différentes échelles spatiales et temporelles représente un enjeu majeur pour comprendre sa dynamique et les conséquences des actions humaines. Les populations évoluent au cours du temps. Des modèles mathématiques probabilistes et des outils statistiques permettent d’étudier les mécanismes évolutifs impliqués.

https://youtu.be/1F6JGk51_l0

2,1/ Méthodes d'études

1/ Exploration

Exploiter des données obtenues d’explorations scientifiques (historiques et/ou actuelles) pour estimer la biodiversité (richesse spécifique et/ou abondance relative de chaque taxon).

Quantifier l’effectif d’une population ou d’un taxon plus vaste à partir de résultats d’échantillonnage.

Manuel p.188- 189

Santo 2006 : http://acces.ens-lyon.fr/santo

Tara ocean : https://oceans.taraexpeditions.org/

La biodiversité en France - Synthèse de données pour les espèces (Source: inpn.mnhn.fr/espece/indicateur)

♠♥♦♣ traduire sous forme graphique le tableau proposé pour estimer la biodiversité (richesse spécifique et/ou abondance relative de chaque taxon).

Autochtones : du latin autochthon, dérivé du grec ancien αὐτόχθων, autókhthôn qui est composé de αὐτός, autós « soi-même » et de χθών, khthốn « terre » Qui est issu du lieu même où il se manifeste, par opposition à un phénomène d’origine étrangère. Qualifie ce qui habite en son lieu d'origine.

Endémiques : du grec ancien ἐνδημία endêmía « séjour » ἔνδημος éndêmos « indigène, originaire d'un pays » ce qui est particulier à une localité ou une région donnée.

Cryptogènes : du grec ancien composé de κρυπτός, kruptós « caché » et de γένος, génos « naissance ». Taxon dont l'aire d'origine est inconnue et dont on ne peut donc pas dire s'il est indigène ou introduit. Qui est engendré dans un lieu caché, dans l’intérieur d’un autre corps vivant.

Introduites : Taxon introduit dans la zone géographique considérée, qui produit des descendants fertiles souvent en grand nombre, et qui a le potentiel pour s'étendre de façon exponentielle sur une grande aire, augmentant ainsi rapidement son aire de répartition. Cela induit souvent des conséquences écologiques, économiques ou sanitaires négatives (IUCN, 2000). Sont regroupés sous ce statut tous les taxons catégorisés « introduite envahissante », « exotique envahissant » ou « invasif » dans une publication scientifique.

Taxon : du grec ancien τάξις, táxis « rangement, ordre » groupe d'organismes vivants qui ont certains caractères dérivés communs, qui ont donc un ancêtre commun. Les règnes, {embranchements, {classes, {ordres, {familles, {genre et {espèces}}}}}}} sont des taxons. Généralement le terme est employé aux rangs spécifiques (l'espèce) et sub-spécifiques (la sous-espèce). La science qui étudie les taxons est la taxonomie.

⸎Les composantes de la biodiversité peuvent aussi être décrites par l’abondance (nombre d’individus) d’une population, d’une espèce ou d’un plus grand taxon. Il existe sur Terre un grand nombre d’espèces dont seule une faible proportion est effectivement connue.