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.

L’apprentissage entraîne la formation de nouvelles synapses ce qui renforce la communication entre les neurones

Étapes de la transmission synaptique :

1. Arrivée du PA =influx nerveux / dépolarisation MPrS

2. Ouverture de canaux ioniques dans la membrane du bouton

3. Migration des vésicules de NT vers la FS - exocytose - lib° du NT

4. Fixation du NT sur récepteur spécifique dans la MPoS

5. Ouverture de canaux ioniques

6. Création d'un nouveau PA ou contraction du myocyte / dépolarisation de la MPoS

7. Dégradation et/ou 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,

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

relais 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

4/ Drogues et neurotransmetteurs, molécules à récepteur

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.

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.

Un neurotransmetteur ne peut faire effet que s'il se fixe à son récepteur.

Il peut exister plusieurs récepteurs différents pour un même neurotransmetteur. Certaines substances peuvent agir sur certains récepteurs et pas sur d'autres.

Tous les neurones baignent dans une « soupe » de neurotransmetteurs dont la composition varie sans cesse => milieu central fluctuant

Selon la nature du neurotransmetteur, l'élément postsynaptique aura comme réponse un potentiel postsynaptique

inhibiteur (ex : Glycine)

ou excitateur (ex : glutamate, acétylcholine),

Neurotransmetteur éliminé par :

Dégradation par enzymes de le fente synaptique.

Recaptage par le bouton synaptique.

Diffusion hors de la fente synaptique

Des substances comme les hormones dans l'organisme 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.

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, …

Quelques modes d ’action des drogues

Effet agoniste : La drogue a le même effet que le neurotransmetteur.

antagoniste : La drogue bloque le récepteur du neurotransmetteur.

Inhibiteur de recaptage : La drogue empêche la recapture du neurotransmetteur.

Inhibiteur de la sécrétion : La drogue empêche la sécrétion du neurotransmetteur

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

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

Oestrus

text 196 words : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2394562/ : Human oestrus

fig : https://www.researchgate.net/figure/The-human-menstrual-cycle-and-rat-estrous-cycle-The-human-menstrual-cycle-left-occurs_fig2_341520054

Testoterone

video 12'12 : https://youtu.be/cX0MNCQvBt8?si=8x4J-rCAoC7nKkCU Millions of men are currently taking testosterone supplements, more than ever in history. Why is this happening? What does it do to your body, and why could it be dangerous?

§ comment le cycle est-il régulé ? comment les hormones influencent-elles la sexualité ?

2,3/ Endocrinologie de la procréation

1/ Les organes endocrines produisent des hormones

glandes endocrines :

organe	cellules	molécule
testicule	intersticielles	testostérone
ovaire	folliculaires	oestrogènes
ovaire	corps jaune	progestérone
hypophyse
hypothalamus

Les gonades sont gouvernées par le cerveau :

prenez des notes !

http://fr.academic.ru/pictures/frwiki/72/Hypothalamus.gif

http://fr.academic.ru/dic.nsf/frwiki/800032

http://imagesbiogeolfxm.free.fr/reproduction/original/hypothalamus-hypophyse%20localisation.html

http://asso.orpha.net/AFDI/upload/pict/Tigepituitaire.jpg

http://www.didiersvt.com/ts/media/jpg/atlas_end01.jpg

http://www.ulb.ac.be/sciences/biolhc/chap02/chap08/atlas_end01.html#

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1863

hypothalamus, tige pituitaire, hypophyse

hormones et neurohormones hypothalamo-hypophysaires (FSH, LH et GnRH)

GnRH =  Gonadotropin Releasing Hormone = Gonadolibérine = hormone de libération des gonadotrophines

gonadostimulines = gonadotrophines = hormone de libération des hormones sexuelles

FSH = Follicle Stimulating Hormone

LH = Luteinizing Hormone

hormones sexuelles produites par les gonades : testostérone, progestérone, oestrogènes

2/ Les hormones sont des molécules spécifiques

prenez des notes !

Étymol. et Hist. 1911 Empr. à l'angl.hormone, terme proposé par W.M. Bayliss et E.H. Starling (1904, Encyclop. brit.; cf. aussi attest. de E.H. Starling en 1905 ds NED Suppl.) et formé sur le part. prés. ο ̔ ρ μ ω ̃ ν du verbe gr. ο ̔ ρ μ α ́ ω « mettre en mouvement, diriger » avec assimilation de la finale au suff. des termes de chim. -one*.

De l’anglais hormone, formé sur le grec ancien ὁρμή, hormè « impulsion » avec le suffixe chimique -one

Il existe 2 types de molécules hormonales : protéine ou stéroïde (dérivé du cholestérol)

Les hormones agissent en modifiant leur récepteur qui lui même modifie une autre protéine (G) qui elle même modifie l’activité d’une enzyme qui elle même … ect..

Étymol. et Hist. 1912 oct. glandes endocrines (Gottignies, À propos des glandes endocrines ds Policlinique, Bruxelles, XXI, pp. 289-294). Composé de l'élément préf. endo-* et de -crine* d'apr. le rad. du gr. κρι ́νειν « séparer; sécréter ».

Endocrine : [du grec ancien ἔνδον, éndon « dans » et κρίνω, krínô « séparer, secréter »] qui déverse directement ses sécrétions dans le sang.

□ utilisation de logiciels (ex : visualisation de modèles moléculaires) pour expliquer le mode d’action des molécules exogènes agissant comme des « leurres ».

oestradiol : https://libmol.org/?libmol=253

progestérone : https://libmol.org/?libmol=252

testostérone : https://libmol.org/?libmol=316

avec récepteur : https://libmol.org/?libmol=359

molécule spécifique, cellule cible, recepteur cellulaire, cellule endocrine, voie sanguine, à distance,

les hormones sont des molécules, elle agissent sur une cellule particulière grâce à leur récepteur spécifique, comme une clef dans une serrure

Hormone : Molécule produite par une cellule dite endocrine, libérée dans le milieu intérieur (sang+Lymphe+Liquide intersticiel) dont la fixation sur un récepteur spécifique au niveau de la cellule cible provoque une modification d’activité.

message hormonal = concentration plasmatique d’hormone = taux sanguin d’hormone

3/ Variation des taux hormonaux

TP sur tableur

Matériel : ordinateur + logiciel microsoft excel ou libre office calc + fichier de données

Méthode :

1. enregistrez le fichier « sex_hormones » pour pouvoir travailler dessus

2. ouvrir avec office calc (format ods) ou excel (format xls)

3. Lire les 6 pages de tableaux (y compris leur titre)

4. Construire des graphiques judicieusement à partir des données

5. Essayer d'interpréter chaque graphique

6. Produire un document avec graphiques, interprétation et conclusion de la page « stérilité hypophysaire »

7. Envoyer par mail votre compte-rendu pour correction → note :

À partir de la page « stérilité hypophysaire » du fichier « sex_hormones » qui se trouve sur le réseau, tracez un graphe et rédigez un texte d’interprétation de ce graphique. vous serez évalué sur le choix du graphe (type), titre, légende, interprétation, conclusion et mise en page

14 janvier DS

quelle est la responsabilité de l'humain ?

2,3/ impact anthropique

Manuel p.194-195

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.

sitothèque

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

Tara ocean : https://oceans.taraexpeditions.org/ ; https://fondationtaraocean.org/champs-de-recherche/biodiversite-marine-climat/

video 3' /Tara ocean : https://youtu.be/5KGTezAhPOA?si=OXd4K74FXbNtxsu1

video 3'22 : https://youtu.be/rQLepTk5EQ0?si=uBKg1eZLm-uwCZcD

video 7'15 : https://youtu.be/TCMca8nCKm8?si=c3ew3h_AaQh-fXfE

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

https://www.courrierinternational.com/article/genetique-un-elephant-piege-dans-une-toile-d-araignee

https://www.hatier-clic.fr/2959900

https://www.lelivrescolaire.fr/page/11094724

https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi

http://v3.boldsystems.org/index.php/SDP_Home

https://prezi.com/p/r_96yfffspcp/expose-metagenomique/

identifier un taxon à partir d’une séquence ADN :

https://fondationtaraocean.org/education/kit-de-donnee-biogeographie-du-plancton/

https://www.lelivrescolaire.fr/page/11094724

oiseaux de paradis :

5'37 : https://youtu.be/YTR21os8gTA?si=FJ7nXEhUZaIe8q6e

1'06 : https://youtu.be/KIYkpwyKEhY?si=P6FNwrfDwqpdNGn5

5'12 : https://youtu.be/zb89F41zAxc?si=Ve7eqzpb7YhUuHz0

4'25 : https://youtu.be/rX40mBb8bkU?si=Ak5REVxF616DhXtD

video 3'38'' Pierre Gouyon : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/selection_naturelle-HD.mp4

Jeu Constantino /Phalène : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/phalenes/

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

Démarche 2nde : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

– 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

autres logiciels :

http://philippe.cosentino.free.fr/productions/derivehtml5/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

video 3'51 : https://youtu.be/pPNm1RHu-fY Exercice modèle Hardy & Weinberg

Palu et Derpano : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/gen12ch8b.htm

drozophiles https://svt.enseigne.ac-lyon.fr/spip/?derive-et-selection-chez-la-drosophile

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

Bilan : La biodiversité et son évolution

Il existe sur Terre un grand nombre d’espèces dont seule une faible proportion est effectivement connue. La biodiversité se mesure par des techniques d’échantillonnage (spécimens ou ADN) qui permettent d’estimer le nombre d’espèces (richesse spécifique) dans différents milieux. 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 plusieurs méthodes permettant d’estimer un effectif à partir d’échantillons. La méthode de « capture-marquage-recapture » repose sur des calculs effectués sur un échantillon. Si on suppose que la proportion d’individus marqués est identique dans l’échantillon de recapture et dans la population totale, l’effectif de celle-ci s’obtient par le calcul d’une quatrième proportionnelle.

À partir d’un seul échantillon, l’effectif d’une population peut également être estimé à l’aide d’un intervalle de confiance. Une telle estimation est toujours assortie d’un niveau de confiance strictement inférieur à 100 % en raison de la fluctuation des échantillons. Pour un niveau de confiance donné, l’estimation est d’autant plus précise que la taille de l’échantillon est grande.

Exploiter des données obtenues au cours d’une sortie de terrain ou 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.

Estimer une abondance par la méthode de capture, marquage, recapture, fondée sur le calcul d’une quatrième proportionnelle.

À l’aide d’un tableur, simuler des échantillons de même effectif pour visualiser la fluctuation d’échantillonnage.

En utilisant une formule donnée pour un intervalle de confiance au niveau de confiance de 95 %, estimer un paramètre inconnu dans une population de grande taille à partir des résultats observés sur un échantillon.

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, de mutation et de sélection). Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.

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.).

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.

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.

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.

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

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 alléliques.

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.

Prérequis et limites

Les notions déjà connues de gènes et d’allèles, de diversité allélique, de sélection naturelle, de dérive génétique, de calcul de probabilités et de fluctuation d’échantillonnage sont mobilisées (classe de seconde).

misensit°

3/ Histoire de l'humain

Les concepts de biologie évolutive ont une large portée explicative, présentée ici à travers plusieurs exemples. Ils permettent de comprendre l’anatomie comme le résultat d’une longue histoire évolutive, faite d’adaptations, de hasard, de contingences et de compromis. Les concepts de variation et de sélection naturelle éclairent des pratiques humaines (médicales et agricoles) et certaines de leurs conséquences.

3,1/ Traces de l'évolution sur l'humain

1/ Régressions en cours

Oestrus

text 196 words : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2394562/ : Human oestrus

fig : https://www.researchgate.net/figure/The-human-menstrual-cycle-and-rat-estrous-cycle-The-human-menstrual-cycle-left-occurs_fig2_341520054

Testoterone

video 12'12 : https://youtu.be/cX0MNCQvBt8?si=8x4J-rCAoC7nKkCU Millions of men are currently taking testosterone supplements, more than ever in history. Why is this happening? What does it do to your body, and why could it be dangerous

quelle est la responsabilité de l'humain ?

2,3/ impact anthropique

Manuel p.194-195

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.

sitothèque

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

Tara ocean : https://oceans.taraexpeditions.org/ ; https://fondationtaraocean.org/champs-de-recherche/biodiversite-marine-climat/

video 3' /Tara ocean : https://youtu.be/5KGTezAhPOA?si=OXd4K74FXbNtxsu1

video 3'22 : https://youtu.be/rQLepTk5EQ0?si=uBKg1eZLm-uwCZcD

video 7'15 : https://youtu.be/TCMca8nCKm8?si=c3ew3h_AaQh-fXfE

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

https://www.courrierinternational.com/article/genetique-un-elephant-piege-dans-une-toile-d-araignee

https://www.hatier-clic.fr/2959900

https://www.lelivrescolaire.fr/page/11094724

https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi

http://v3.boldsystems.org/index.php/SDP_Home

https://prezi.com/p/r_96yfffspcp/expose-metagenomique/

identifier un taxon à partir d’une séquence ADN :

https://fondationtaraocean.org/education/kit-de-donnee-biogeographie-du-plancton/

https://www.lelivrescolaire.fr/page/11094724

oiseaux de paradis :

5'37 : https://youtu.be/YTR21os8gTA?si=FJ7nXEhUZaIe8q6e

1'06 : https://youtu.be/KIYkpwyKEhY?si=P6FNwrfDwqpdNGn5

5'12 : https://youtu.be/zb89F41zAxc?si=Ve7eqzpb7YhUuHz0

4'25 : https://youtu.be/rX40mBb8bkU?si=Ak5REVxF616DhXtD

video 3'38'' Pierre Gouyon : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/selection_naturelle-HD.mp4

Jeu Constantino /Phalène : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/phalenes/

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

Démarche 2nde : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

– 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

autres logiciels :

http://philippe.cosentino.free.fr/productions/derivehtml5/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

video 3'51 : https://youtu.be/pPNm1RHu-fY Exercice modèle Hardy & Weinberg

Palu et Derpano : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/gen12ch8b.htm

drozophiles https://svt.enseigne.ac-lyon.fr/spip/?derive-et-selection-chez-la-drosophile

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

Bilan : La biodiversité et son évolution

Il existe sur Terre un grand nombre d’espèces dont seule une faible proportion est effectivement connue. La biodiversité se mesure par des techniques d’échantillonnage (spécimens ou ADN) qui permettent d’estimer le nombre d’espèces (richesse spécifique) dans différents milieux. 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 plusieurs méthodes permettant d’estimer un effectif à partir d’échantillons. La méthode de « capture-marquage-recapture » repose sur des calculs effectués sur un échantillon. Si on suppose que la proportion d’individus marqués est identique dans l’échantillon de recapture et dans la population totale, l’effectif de celle-ci s’obtient par le calcul d’une quatrième proportionnelle.

À partir d’un seul échantillon, l’effectif d’une population peut également être estimé à l’aide d’un intervalle de confiance. Une telle estimation est toujours assortie d’un niveau de confiance strictement inférieur à 100 % en raison de la fluctuation des échantillons. Pour un niveau de confiance donné, l’estimation est d’autant plus précise que la taille de l’échantillon est grande.

Exploiter des données obtenues au cours d’une sortie de terrain ou 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.

Estimer une abondance par la méthode de capture, marquage, recapture, fondée sur le calcul d’une quatrième proportionnelle.

À l’aide d’un tableur, simuler des échantillons de même effectif pour visualiser la fluctuation d’échantillonnage.

En utilisant une formule donnée pour un intervalle de confiance au niveau de confiance de 95 %, estimer un paramètre inconnu dans une population de grande taille à partir des résultats observés sur un échantillon.

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, de mutation et de sélection). Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.

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.).

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.

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.

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.

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

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 alléliques.

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.

Prérequis et limites

Les notions déjà connues de gènes et d’allèles, de diversité allélique, de sélection naturelle, de dérive génétique, de calcul de probabilités et de fluctuation d’échantillonnage sont mobilisées (classe de seconde).

misensit°

3/ Histoire de l'humain

Les concepts de biologie évolutive ont une large portée explicative, présentée ici à travers plusieurs exemples. Ils permettent de comprendre l’anatomie comme le résultat d’une longue histoire évolutive, faite d’adaptations, de hasard, de contingences et de compromis. Les concepts de variation et de sélection naturelle éclairent des pratiques humaines (médicales et agricoles) et certaines de leurs conséquences.

3,1/ Traces de l'évolution sur l'humain

1/ Régressions en cours

Interpréter des caractéristiques anatomiques humaines en relation avec des régressions en cours (comme les dents de sagesse).

video 4' pour se mettre en apétit : https://youtu.be/phvMy9DHyt0

video 5'46 pour comprendre : https://youtu.be/p0vTo5wYvss

§ comment le cycle est-il régulé ? comment les hormones influencent-elles la sexualité ?

2,3/ Endocrinologie de la procréation

1/ Les organes endocrines produisent des hormones

glandes endocrines :

organe	cellules	molécule
testicule	intersticielles de Leydig	testostérone
ovaire	folliculaires	oestrogènes
ovaire	du corps jaunes	progestérone
hypophyse
hypothalamus

Les gonades sont gouvernées par le cerveau :

prenez des notes !

http://fr.academic.ru/pictures/frwiki/72/Hypothalamus.gif

http://fr.academic.ru/dic.nsf/frwiki/800032

http://imagesbiogeolfxm.free.fr/reproduction/original/hypothalamus-hypophyse%20localisation.html

http://asso.orpha.net/AFDI/upload/pict/Tigepituitaire.jpg

http://www.didiersvt.com/ts/media/jpg/atlas_end01.jpg

http://www.ulb.ac.be/sciences/biolhc/chap02/chap08/atlas_end01.html#

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1863

hypothalamus, tige pituitaire, hypophyse

hormones et neurohormones hypothalamo-hypophysaires (FSH, LH et GnRH)

GnRH =  Gonadotropin Releasing Hormone = Gonadolibérine = hormone de libération des gonadotrophines

gonadostimulines = gonadotrophines = hormone de libération des hormones sexuelles

FSH = Follicle Stimulating Hormone

LH = Luteinizing Hormone

hormones sexuelles produites par les gonades : testostérone, progestérone, oestrogènes

2/ Les hormones sont des molécules spécifiques

prenez des notes !

Étymol. et Hist. 1911 Empr. à l'angl.hormone, terme proposé par W.M. Bayliss et E.H. Starling (1904, Encyclop. brit.; cf. aussi attest. de E.H. Starling en 1905 ds NED Suppl.) et formé sur le part. prés. ο ̔ ρ μ ω ̃ ν du verbe gr. ο ̔ ρ μ α ́ ω « mettre en mouvement, diriger » avec assimilation de la finale au suff. des termes de chim. -one*.

De l’anglais hormone, formé sur le grec ancien ὁρμή, hormè « impulsion » avec le suffixe chimique -one

Il existe 2 types de molécules hormonales : protéine ou stéroïde (dérivé du cholestérol)

Les hormones agissent en modifiant leur récepteur qui lui même modifie une autre protéine (G) qui elle même modifie l’activité d’une enzyme qui elle même … ect..

Étymol. et Hist. 1912 oct. glandes endocrines (Gottignies, À propos des glandes endocrines ds Policlinique, Bruxelles, XXI, pp. 289-294). Composé de l'élément préf. endo-* et de -crine* d'apr. le rad. du gr. κρι ́νειν « séparer; sécréter ».

Endocrine : [du grec ancien ἔνδον, éndon « dans » et κρίνω, krínô « séparer, secréter »] qui déverse directement ses sécrétions dans le sang.

□ utilisation de logiciels (ex : visualisation de modèles moléculaires) pour expliquer le mode d’action des molécules exogènes agissant comme des « leurres ».

oestradiol : https://libmol.org/?libmol=253

progestérone : https://libmol.org/?libmol=252

testostérone : https://libmol.org/?libmol=316

avec récepteur : https://libmol.org/?libmol=359

molécule spécifique, cellule cible, recepteur cellulaire, cellule endocrine, voie sanguine, à distance,

les hormones sont des molécules, elle agissent sur une cellule particulière grâce à leur récepteur spécifique, comme une clef dans une serrure

Hormone : Molécule produite par une cellule dite endocrine, libérée dans le milieu intérieur (sang+Lymphe+Liquide intersticiel) dont la fixation sur un récepteur spécifique au niveau de la cellule cible provoque une modification d’activité.

message hormonal = concentration plasmatique d’hormone = taux sanguin d’hormone

3/ Variation des taux hormonaux

TP sur tableur

Matériel : ordinateur + logiciel microsoft excel ou libre office calc + fichier de données

Méthode :

1. enregistrez le fichier « sex_hormones » pour pouvoir travailler dessus

2. ouvrir avec office calc (format ods) ou excel (format xls)

3. Lire les 6 pages de tableaux (y compris leur titre)

4. Construire des graphiques judicieusement à partir des données

5. Essayer d'interpréter chaque graphique

6. Produire un document avec graphiques, interprétation et conclusion de la page « stérilité hypophysaire »

7. Envoyer par mail votre compte-rendu pour correction → note :

À partir de la page « stérilité hypophysaire » du fichier « sex_hormones » qui se trouve sur le réseau, tracez un graphe et rédigez un texte d’interprétation de ce graphique. vous serez évalué sur le choix du graphe (type), titre, légende, interprétation, conclusion et mise en page

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

1/ La cellule nerveuse, structure du neurone

• Observez des coupes de nerfs / µscope

• Réalisez des dessins d'observation légendés

Observation de coupes de nerfs en MP :

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}

nerf = ensemble d’axones

2/ Le message nerveux, transmission électrique

concevoir et rendre compte (schéma de montage et résultats) des différentes manipulations à faire

plusieurs axones forment un nerf et voilà ce que donne la transmission du message à l’échelle de l’organe (nerf) et non plus de la cellule (neurone) :

Enregistrement sur un nerf de crabe / ExAO : http://jean-jacques.auclair.pagesperso-orange.fr/nerf/nerf.htm

Logiciel de simulation ExAO nerf crabe : « simnerf » de Philippe Cosentino à télécharger : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=663 : https://www.pedagogie.ac-nice.fr//svt/productions/flash/modeledenerf/simnerf.zip

• prendre des notes, pour montrer les notions de :

• potentiel d'action

• potentiel global d'un nerf

• artéfact de stimulation

• temps de latence

• seuil infra/supra-liminaire

• recrutement

• période réfractaire

• seuil d'excitabilité

Le nerf conduit des signaux électriques. Le nerf est constitué de fibres nerveuses (axones des neurones) qui répondent à une stimulation par un signal électrique. L'excitabilité est la propriété fondamentale des neurones. Le message véhiculé, appelé potentiel global du nerf, correspond à la somme des messages parcourant les fibres constituant le nerf. Le seuil (minimum ou maximum) de réponse du nerf correspond au nombre de fibres recrutées. Plus la stimulation est importante, plus le nombre de fibres mises en jeu est important, plus le potentiel global est important. Entre la stimulation et la réponse du nerf, il y a un temps de latence ; entre deux stimulations, il existe une période réfractaire pendant laquelle le nerf n'est pas excitable.

potentiel transmembranaire, de repos, toute cellule, -70 mV = différence de concentrations ioniques de part et d'autre de la membrane plasmique

potentiel d'action

• = propagation du message nerveux

• = inversion transitoire et brutale de la polarisation membranaire

• = dépolarisation-repolarisation-hyperpolarisation de proche en proche

• = échange d'ions entre intérieur et extérieur de la membrane plasmique de l'axone

Un potentiel d'action est une inversion transitoire de la polarisation membranaire. Au cours de sa propagation le long d'une fibre, le potentiel d'action conserve toutes ses caractéristiques.

le neurone obéit à la loi du tout ou rien : un potentiel d'action atteint le seuil (infraliminaire) ou pas.

le codage dans le neurone se fait en fréquence de potentiels d’action alors que le codage dans le nerf se fait en amplitude, par le nombre de cellules recrutées

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?article1446

la transmission du message repose sur le potentiel de repos

video 1'53 https://youtu.be/WjYiwVZBN8E?si=EpORhYHPxDKJCSGJ explication moléculaire avec bel accent canadien de C.Proulx