PROGRAMME de TS, tronc commun.
vous trouverez ici les notions (fiches de révision sans schémas) et le vocabulaire (leurs définitions dans la partie "mots clés")
Thème 1 - La Terre dans l'Univers, la vie, l'évolution du vivant.
En
classe de seconde, une première approche de la diversité
génétique
a été effectuée. En classe de première S,
les mutations
ont été étudiées à l'échelle
moléculaire ainsi que leur contribution à la production
de diversité génétique. En classe terminale, on
étudie les aspects génétiques de la sexualité
en se limitant au cas des organismes pluricellulaires. Bilans
: divisions cellulaires, ADN, gène, allèles, brassage
génétique.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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La méiose est la succession de deux divisions cellulaires précédée comme toute division d'un doublement de la quantité d'ADN (réplication). Dans son schéma général, elle produit quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. Au cours de la méiose, des échanges de fragments de chromatides (crossing-over ou enjambement) se produisent entre chromosomes homologues d'une même paire. Les chromosomes ainsi remaniés subissent un brassage interchromosomique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues lors de la 1ère division de méiose. Une diversité potentiellement infinie de gamètes est ainsi produite. Des anomalies peuvent survenir. Un crossing-over inégal aboutit parfois à une duplication de gène. Un mouvement anormal de chromosomes produit une cellule présentant un nombre inhabituel de chromosomes. Ces mécanismes, souvent sources de troubles, sont aussi parfois sources de diversification du vivant (par exemple à l'origine des familles multigéniques). [L'analyse des produits de méiose se limite aux diplontes par l'étude des descendants issus d'un croisement avec un homozygote récessif pour tous les loci étudiés] |
Ordonner et interpréter des observations microscopiques de cellules en méiose.
Effectuer une analyse statistique simple d'un brassage interchromosomique (en analysant des produits de méiose). Représenter schématiquement le déroulement de la méiose à partir d'une cellule diploïde. Effectuer une analyse statistique simple d'un remaniement intrachromosomique (en analysant des produits de méiose) Illustrer schématiquement le mécanisme du crossing-over et ses conséquences génétiques. Illustrer schématiquement les mécanismes expliquant certaines anomalies chromosomiques. |
méiose (prophase I ; anaphase I) réplication brassage génétique inter et intrachromosomique caryotypes crossing-over (chiasma - bivalent) croisement test - gènes indépendants / liés - locus rappels : mitose mutations homozygote (lignée pure) / hétérozygote famille multigénique |
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Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s'unissent : leur fusion conduit à un zygote. La diversité génétique potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote contient une combinaison unique et nouvelle d'allèles. Seule une fraction de ces zygotes est viable et se développe. |
Observer et interpréter des observations microscopiques relatives à la fécondation. Réaliser une analyse statistique simple des résultats d'une fécondation Décrire schématiquement un exemple de fécondation et ses conséquences |
fécondation zygote cycle diplophasique (haploïde) allèle |
L'association
des mutations et du brassage génétique au cours de la
méiose et de la fécondation ne suffit pas à
expliquer la totalité de la diversification génétique
des êtres vivants.
Il
s'agit ici de donner une idée de l'existence de la diversité
des processus impliqués, sans chercher une étude
exhaustive. En outre, une diversification des êtres vivants
n'est pas toujours liée à une diversification
génétique.
Bilan : processus de diversification du vivant.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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D'autres mécanismes de diversification des génomes existent : hybridations suivies de polyploïdisation, transfert par voie virale, etc. S'agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes vivantes très différentes peuvent résulter de variations dans la chronologie et l'intensité d'expression de gènes communs, plus que d'une différence génétique. Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple. Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux, transmis d'une génération à l'autre par voie non génétique, est aussi source de diversité : chants d'oiseaux, utilisation d'outils, etc. |
Étudier les modalités d'une modification du génome. Comparer des gènes du développement pour en identifier les homologies de séquences. Interpréter un changement évolutif en termes de modification du développement. Étudier un exemple de diversification du vivant sans modification du génome. |
diversification hybridation polyploïdisation (aneuploïdie) transfert génétique gènes du développement symbiose trisomie |
La biodiversité a été définie et présentée comme produit et étape de l'évolution. Dans les classes précédentes, il a été montré que des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps.
Bilan
: la biodiversité et sa modification.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Sous l'effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard, la diversité des populations change au cours des générations. L'évolution
est la transformation des populations qui résulte de ces
différences de survie et du nombre de descendants. |
Analyser une situation concrète, à partir d'arguments variés :
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survie différentielle population sélection naturelle dérive génétique |
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La diversité du vivant 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. |
Analyser des exemples de spéciation dans des contextes et selon des mécanismes variés à partir de documents fournis. Analyser des informations relatives à la définition des limites d'une espèce vivante.
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spéciation espèce isolement reproductif |
Homo
sapiens peut
être regardé, sur le plan évolutif, comme toute
autre espèce. Il a une histoire évolutive et est en
perpétuelle évolution. Cette histoire fait partie de
celle, plus générale, des primates.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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D'un point de vue génétique, l'Homme et le chimpanzé, très proches, se distinguent surtout par la position et la chronologie d'expression de certains gènes. Le phénotype humain, comme celui des grands singes proches, s'acquiert au cours du développement pré et postnatal, sous l'effet de l'interaction entre l'expression de l'information génétique et l'environnement (dont la relation aux autres individus). Les premiers primates fossiles datent de - 65 à -50 millions d'années. Ils sont variés et ne sont identiques ni à l'Homme actuel, ni aux autres singes actuels. La diversité des grands primates connue par les fossiles, qui a été grande, est aujourd'hui réduite. Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent. Aucun fossile ne peut être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou du chimpanzé. Le genre Homo regroupe l'Homme actuel et quelques fossiles qui se caractérisent notamment par une face réduite, un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, un style de bipédie avec trou occipital avancé et aptitude à la course à pied, une mandibule parabolique, etc. Production d'outils complexes et variété des pratiques culturelles sont associées au genre Homo, mais de façon non exclusive. |
Comparer les génotypes de différents primates. Positionner quelques espèces de primates actuels ou fossiles, dans un arbre phylogénétique, à partir de l'étude de caractères ou de leurs productions. |
phénotype grands singes (Primates) arbre phylogénétique (ancestral / dérivé / innovation évolutive) chimpanzé ancêtre commun Homo (genre) bipédie trou occipital pratiques culturelles évolution buissonnante |
L'organisation
fonctionnelle des plantes (angiospermes) est mise en relation avec
les exigences d'une vie fixée en relation avec deux milieux,
l'air et le sol.
Au
cours de l'évolution, des processus trophiques, des systèmes
de protection et de communication, ainsi que des modalités
particulières de reproduction se sont mis en place.
L'objectif
de ce thème est, sans rentrer dans le détail des
mécanismes, de comprendre les particularités
d'organisation fonctionnelle de la plante et de les mettre en
relation avec le mode de vie fixé.
Bilans
: schéma général de la plante, organisation et
fonction de la fleur.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Les caractéristiques de la plante sont en rapport avec la vie fixée à l'interface sol/air dans un milieu variable au cours du temps
La plante développe des surfaces d'échanges de grande dimension avec l'atmosphère (échanges de gaz, capture de la lumière) et avec le sol (échange d'eau et d'ions).
Des systèmes conducteurs permettent les circulations de matières dans la plante, notamment entre systèmes aérien et souterrain.
La
plante possède des structures et des mécanismes de
défense (contre les agressions du milieu, les prédateurs,
les variations saisonnières). |
Conduire une étude morphologique simple d'une plante commune. Réaliser et observer une coupe anatomique dans une tige ou une racine. Effectuer une estimation (ordre de grandeur) des surfaces d'échanges d'une plante par rapport à sa masse ou son volume. Comparer avec un mammifère par exemple. Représenter schématiquement l'organisation d'une plante-type et savoir en décrire un exemple. Recenser, extraire et exploiter des informations concernant des mécanismes protecteurs chez une plante (production de cuticules, de toxines, d'épines, etc.). Analyser les modalités de résistance d'une plante aux variations saisonnières. |
plante phloème xylème vie fixée surface d'échange sèves mécanismes de défense |
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L'organisation florale, contrôlée par des gènes de développement, et le fonctionnement de la fleur permettent le rapprochement des gamètes entre plantes fixées. La pollinisation de nombreuses plantes repose sur une collaboration animal pollinisateur/plante produit d'une coévolution. À l'issue de la fécondation, la fleur se transforme en fruits contenant des graines. La dispersion des graines est nécessaire à la survie et à la dispersion de la descendance. Elle repose souvent sur une collaboration animal disséminateur/plante produit d'une coévolution. |
Réaliser la dissection d'une fleur simple et traduire les observations sous une forme schématique simple (diagramme floral). Mettre en évidence les relations entre une plante et un animal pollinisateur. Mettre en évidence les relations entre une plante et un animal assurant sa dissémination. |
Fleur |
En
classe de première S, l'attention s'est portée
principalement sur les domaines océaniques.
On aborde ici les
continents.
Il s'agit de dégager les caractéristiques
de la lithosphère continentale et d'en comprendre l'évolution
à partir de données de terrain.
La compréhension
de la dynamique de la lithosphère devient ainsi plus complète.
Bilans
: granite, gabbro, basalte, péridotite ; le modèle de
la tectonique des plaques ; volcanisme, recyclage des matériaux
de la croûte ; notions d'érosion, transport,
sédimentation.
La
croûte continentale affleure dans les régions émergées.
L'examen de données géologiques permet à la fois
d'expliquer cette situation et de nuancer cette vision rapide. Les
mécanismes de formation des montagnes sont complexes. On se
limite au cas des reliefs liés à un épaississement
crustal dont les indices peuvent être retrouvés sur le
terrain et/ou en laboratoire.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l'asthénosphère. Les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent par des différences crustales. La croûte continentale, principalement formée de roches voisines du granite, est d'une épaisseur plus grande et d'une densité plus faible que la croûte océanique. L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie. Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une importante racine crustale. |
Réaliser et exploiter une modélisation analogique ou numérique pour comprendre la notion d'isostasie. Utiliser des données sismiques et leur traitement avec des logiciels pour évaluer la profondeur du Moho. Déterminer un âge en utilisant la méthode de la droite isochrone. Recenser, extraire et organiser des données de terrain entre autres lors d'une sortie. |
crustal lithosphère (1°) gabbro (1°) radiochronologie |
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L'épaisseur de la croûte résulte d'un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On en trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes) et des indices pétrographiques (métamorphisme, traces de fusion partielle). Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario de l'histoire de la chaîne. La radiochronologie des roches est fondée sur la décroissance radioactive naturelle de certains éléments chimiques présents dans les minéraux qui les constituent. |
Repérer, à différentes échelles, des indices simples de modifications tectoniques ou pétrographiques du raccourcissement et de l'empilement. à connaître : 3 caractéristiques continentales : épaisseur, densité crustale, âges variés et parfois très anciens |
plis Rb/Sr géodésie orogénèse |
Si
les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence des
plaques et les failles transformantes une situation de coulissage,
les zones de subductions sont les domaines de la convergence à
l'échelle lithosphérique. Ces régions, déjà
présentées en classe de première S, sont
étudiées ici pour comprendre une situation privilégiée
de raccourcissement et d'empilement et donc de formation de chaînes
de montagnes.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine océanique disparu (ophiolites) et d'anciennes marges continentales passives. La « suture » de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de deux lithosphères continentales (collision). Tandis que l'essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s'épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux plaques. Les matériaux océaniques et continentaux montrent les traces d'une transformation minéralogique à grande profondeur au cours de la subduction. La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique âgée est la principale cause de la subduction. En s'éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation de sa densité au-delà d'un seuil d'équilibre explique son plongement dans l'asthénosphère. En surface, son âge n'excède pas 200 Ma. |
Recenser, extraire et organiser des données de terrain entre autres lors d'une sortie. Repérer à différentes échelles, de l'échantillon macroscopique de roche à la lame mince, des minéraux témoignant de transformations liées à la subduction.
Raisonner à l'aide de calculs simples sur le lien entre âge de la lithosphère/densité/subduction. |
subduction collision subsidence thermique ophiolites marge passive
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Les
zones de subduction sont le siège d'une importante activité
magmatique qui aboutit à une production de croûte
continentale.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Dans les zones de subduction, des volcans émettent des laves souvent visqueuses associées à des gaz et leurs éruptions sont fréquemment explosives. La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite libère de l'eau qu'elle a emmagasinée au cours de son histoire, ce qui provoque la fusion partielle des péridotites du manteau sus-jacent. Si une fraction des magmas arrive en surface (volcanisme), la plus grande partie cristallise en profondeur et donne des roches à structure grenue de type granitoïde. Un magma, d'origine mantellique, aboutit ainsi à la création de nouveau matériau continental. |
Observer à différentes échelles, de l'échantillon macroscopique à la lame mince, les roches mises en place dans un cadre de subduction et comprendre les différences de structures et leur particularités minéralogiques (abondance en minéraux hydroxylés). Réaliser et exploiter les résultats de modélisations numériques de fusion partielle des roches. Comparer les compositions minéralogiques d'un basalte et d'une andésite. |
accrétion continentale andésite granodiorite |
Tout
relief est un système instable qui tend à disparaître
aussitôt qu'il se forme. Il ne s'agit évidemment pas ici
d'étudier de façon exhaustive les mécanismes de
destruction des reliefs et le devenir des matériaux de
démantèlement, mais simplement d'introduire l'idée
d'un recyclage en replaçant, dans sa globalité, le
phénomène sédimentaire dans cet ensemble.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Les chaînes de montagnes anciennes ont des reliefs moins élevés que les plus récentes. On y observe à l'affleurement une plus forte proportion de matériaux transformés et/ou formés en profondeur. Les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître. Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs. Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solide ou soluble, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent (sédimentation). Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs. L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale. |
Recenser, extraire et organiser des données de terrain entre autres lors d'une sortie. Exploiter des données cartographiques. Utiliser des images ou des données satellites pour qualifier et éventuellement quantifier l'érosion d'un massif actuel (ordre de grandeur). Établir un schéma bilan du cycle des matériaux de la croûte continentale. |
affleurement altération érosion sédimentation |
Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains
L'énergie
solaire, d'origine externe au globe terrestre, a été
largement abordée dans les programmes de sciences de la vie et
de la Terre des classes de seconde et de première. Un flux
thermique dont l'origine est interne se dirige aussi vers la surface.
L'étudier en classe terminale est à la fois prendre
conscience d'une ressource énergétique possible et un
moyen de comprendre le fonctionnement global de la planète.
Bilan
: flux thermique, convection, conduction, énergie
géothermique.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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La température croît avec la profondeur (gradient géothermique) ; un flux thermique atteint la surface en provenance des profondeurs de la Terre (flux géothermique). Gradients et flux géothermiques varient selon le contexte géodynamique. Le flux thermique a pour origine principale la désintégration des substances radioactives contenues dans les roches. Deux mécanismes de transfert thermique existent dans la Terre : la convection et la conduction. Le transfert par convection est beaucoup plus efficace. À l'échelle globale, le flux fort dans les dorsales est associé à la production de lithosphère nouvelle ; au contraire, les zones de subduction présentent un flux faible associé au plongement de la lithosphère âgée devenue dense. La Terre est une machine thermique. L'énergie géothermique utilisable par l'Homme est variable d'un endroit à l'autre. Le prélèvement éventuel d'énergie par l'Homme ne représente qu'une infime partie de ce qui est dissipé. |
Exploiter des données extraites des atlas régionaux des ressources géothermales en France, concernant la température des fluides extraits dans ces zones. Exploiter les données recueillies lors d'une sortie locale dans une exploitation géothermique. Réaliser des mesures de conduction et de convection à l'aide d'un dispositif ExAO et les traiter avec un tableur informatique.
Exploiter l'imagerie satellitale et les cartes de répartition mondiale du flux thermique pour replacer les exploitations actuelles dans le cadre structural : magmatisme de rifting, de subduction ou de points chauds. Réaliser et exploiter une modélisation analogique de convection en employant éventuellement des matériaux de viscosité différente. Exploiter les imageries de tomographies sismiques. |
gradient géothermique flux géothermique contexte géodynamique convection conduction dorsale (1°)
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Objectifs
et mots-clés. Il s'agit de montrer le lien étroit
entre la compréhension du fonctionnement de la planète
et l'utilisation par l'Homme d'une ressource naturelle que l'on
peut considérer inépuisable. La compréhension
du transfert thermique dans la Terre permet de compléter le
schéma de tectonique globale en y faisant figurer la
convection mantellique. (Collège, seconde, première.
Il convient de réinvestir les résultats des classes
antérieures pour aboutir à une compréhension
très globale du fonctionnement de la planète.)
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Les
plantes (on se limite aux angiospermes), directement ou indirectement
(par l'alimentation des animaux d'élevage) sont à la
base de l'alimentation humaine.
Elles
constituent aussi des ressources dans différents domaines :
énergie, habillement, construction, médecine, arts,
pratiques socioculturelles, etc.
La
culture des plantes constitue donc un enjeu majeur pour l'humanité.
Sans chercher l'exhaustivité, il s'agit de montrer que l'Homme agit sur le génome des plantes cultivées et donc intervient sur la biodiversité végétale. L'utilisation des plantes par l'Homme est une très longue histoire, qui va des pratiques empiriques les plus anciennes à la mise en œuvre des technologies les plus modernes.
Bilan
: sélection génétique des plantes ; génie
génétique.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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La sélection exercée par l'Homme sur les plantes cultivées a souvent retenu (volontairement ou empiriquement) des caractéristiques génétiques différentes de celles qui sont favorables pour les plantes sauvages. Une même espèce cultivée comporte souvent plusieurs variétés électionnées selon des critères différents ; c'est une forme de biodiversité. Les techniques de croisement permettent d'obtenir de nouvelles plantes qui n'existaient pas dans la nature (nouvelles variétés, hybrides, etc.). Les techniques du génie génétique permettent d'agir directement sur le génome des plantes cultivées. |
Comparer une plante cultivée et son ancêtre naturel supposé.
Recenser, extraire et exploiter des informations afin de comprendre les caractéristiques de la modification génétique d'une plante. |
sélection variétés biodiversité hybrides génie génétique génome |
Objectifs et mots-clés. Il s'agit de montrer les différentes modalités d'action humaine sur les caractéristiques génétiques des plantes cultivées. |
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Thème 3 - Corps humain et santé
Dans ce thème, le projet est d'aborder quelques sujets ayant un rapport direct avec de grandes questions de santé en même temps que les bases scientifiques nécessaires pour les traiter. Il s'agit de montrer que la réflexion sur la santé ne peut être conduite sans des connaissances scientifiques solides.
Le
système immunitaire est constitué d'organes, de
cellules et de molécules qui contribuent au maintien de
l'intégrité de l'organisme. Le système
immunitaire tolère habituellement les composantes de
l'organisme mais il réagit à la perception de signaux
de danger (entrée d'éléments étrangers,
modification des cellules de l'organisme).
Par l'activité de
ses différents effecteurs, il réduit ou élimine
le trouble à l'origine de sa mise en action.
La bonne santé
d'un individu résulte d'un équilibre dynamique
entretenu par des réactions immunitaires en réponse à
des dérèglements internes ou des agressions du milieu
extérieur (physiques, chimiques ou biologiques).
Chez les
vertébrés, ce système comprend un ensemble de
défenses aux stratégies très différentes
: l'immunité innée et l'immunité adaptative.
Bilan
: la défense de l'organisme contre les agressions ; immunité
; mémoire immunitaire.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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L'immunité
innée ne nécessite pas d'apprentissage préalable,
est génétiquement héritée et est
présente dès la naissance. Très
rapidement mise en oeuvre, l'immunité innée est la
première à intervenir lors de situations variées
(atteintes des tissus, infection, cancer). La réaction
inflammatoire aiguë en est un mécanisme essentiel.
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Observer et comparer une coupe histologique ou des documents en microscopie avant et lors d'une réaction inflammatoire aiguë. Recenser, extraire et exploiter des informations, sur les cellules et les molécules impliquées dans la réaction inflammatoire aiguë. Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les effets de médicaments antalgiques et anti-inflammatoires. |
Organes lymphoïdes macrophages phagocytose médiateurs chimiques de l'inflammation réaction inflammatoire médicaments anti-inflammatoires. |
| Objectif. Il s'agit sur un exemple de montrer le déclenchement d'une réaction immunitaire et l'importance de la réaction inflammatoire. (Collège. Les bases d'immunologie.) [Limites : la description exhaustive du CMH. La description des récepteurs de l'immunité innée (PRR), des signaux de dangers et les signatures des pathogènes (PAMP). La mise en perspective évolutive du système immunitaire est signalée et permet de rattacher la réflexion sur la santé à cette thématique de sciences fondamentales, mais elle ne fait pas l'objet d'une argumentation particulière.] |
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Alors
que l'immunité innée est largement répandue
chez les êtres vivants, l'immunité adaptative est
propre aux vertébrés. Les cellules de l'immunité adaptative ne deviennent effectrices qu'après une première rencontre avec un antigène grâce aux phénomènes de sélection, d'amplification et de différenciation clonales. Les défenses adaptatives associées avec les défenses innées permettent normalement d'éliminer la cause du déclenchement de la réaction immunitaire. Le système immunitaire, normalement, ne se
déclenche pas contre des molécules de l'organisme ou
de ses symbiotes. Pourtant, les cellules de l'immunité adaptative, d'une grande diversité, sont produites aléatoirement par des mécanismes génétiques complexes qui permettent potentiellement de répondre à une multitude de molécules. La maturation du système immunitaire résulte d'un équilibre dynamique entre la production de cellules et la répression ou l'élimination des cellules autoréactives. |
Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les cellules et les molécules intervenant dans l'immunité adaptative. Concevoir et réaliser une expérience permettant de caractériser la spécificité des molécules intervenant dans l'immunité adaptative Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire. |
cellule présentatrice de l'antigène immunité innée |
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Une fois formés, certains effecteurs de l'immunité adaptative sont conservés grâce à des cellules-mémoires à longue durée de vie. Cette mémoire immunitaire permet une réponse secondaire à l'antigène plus rapide et quantitativement plus importante qui assure une protection de l'organisme vis-à-vis de cet antigène. La
vaccination déclenche une telle mémorisation.
L'injection de produits immunogènes mais non pathogènes
(particules virales, virus atténués, etc.) provoque
la formation d'un pool de cellules mémoires dirigées
contre l'agent d'une maladie. Le phénotype immunitaire d'un individu se forme au gré des expositions aux antigènes et permet son adaptation à l'environnement. La vaccination permet d'agir sur ce phénomène. La production aléatoire de lymphocytes naïfs est continue tout au long de la vie mais, au fil du temps, le pool des lymphocytes mémoires augmente. |
Recenser, extraire et exploiter des informations sur la composition d'un vaccin et sur son mode d'emploi. |
mémoire immunitaire vaccin immunogène pathogène adjuvant phénotype lymphocytes |
| Objectif. Il s'agit de faire comprendre la base biologique de la stratégie vaccinale qui permet la protection de l'individu vacciné et de la population. On indique que l'adjuvant du vaccin prépare l'organisme au déclenchement de la réaction adaptative liée au vaccin, un peu comme la réaction inflammatoire prépare la réaction adaptative naturelle. (Collège. Premières idées sur les vaccins.) [Limites : la description exhaustive des types de vaccins et des pratiques vaccinales.] | ||
En partant des acquis de la classe de seconde, il s'agit d'apporter une compréhension plus fine du système neuromusculaire et de comprendre un test médical couramment utilisé. C'est aussi l'occasion d'apporter les connaissances indispensables concernant le neurone et la synapse. Bilan : neurone, synapse chimique ; plasticité cérébrale.
Le
réflexe myotatique sert d'outil diagnostique pour apprécier
l'intégrité du système neuromusculaire : par un
choc léger sur un tendon, on provoque la contraction du muscle
étiré (exemple du réflexe rotulien ou
achilléen).
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique. Il met en jeu différents éléments qui constituent l'arc-réflexe. Le neurone moteur conduit un message nerveux codé en fréquence de potentiels d'actions. La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la synapse neuromusculaire. |
Mettre en évidence les éléments de l'arc-réflexe à partir de matériels variés (enregistrements, logiciels de simulation). Observer et comparer des lames histologiques de fibre et de nerf. Observer des lames histologiques pour comprendre l'organisation de la moelle épinière. Recenser, extraire et exploiter des informations, afin de caractériser le fonctionnement d'une synapse chimique. Interpréter les effets de substances pharmacologiques sur le fonctionnement de synapses chimiques. |
arc-réflexe |
neurone | synapse chimique | codage |
stimulus récepteur neurone sensoriel moelle épinière neurone moteur effecteur (fibre musculaire) |
corps cellulaire dendrite axone potentiels de repos potentiel d'action |
bouton synaptique neuromédiateur acétylcholine exocytose fente synaptique récepteur post-synaptique potentiel d'action musculaire |
codage électrique en fréquence codage chimique en concentration |
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| [Limites. Sont hors programme : les mécanismes ioniques des potentiels membranaires, les potentiels de récepteurs, les potentiels post-synaptiques et les mécanismes de déclenchement du potentiel d'action musculaire, le couplage excitation-contraction.] | |||||
Si
le réflexe myotatique sert d'outil diagnostique pour
identifier d'éventuelles anomalies du système
neuromusculaire local, il n'est pas suffisant car certaines anomalies
peuvent résulter d'anomalies touchant le système
nerveux central et se traduire aussi par des dysfonctionnements
musculaires. Ainsi, les mouvements volontaires sont contrôlés
par le système nerveux central.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires. Les messages nerveux moteurs qui partent
du cerveau cheminent par des faisceaux de neurones qui descendent
dans la moelle jusqu'aux motoneurones. Le corps cellulaire du motoneurone reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique et chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone. |
Recenser, extraire et exploiter des informations, afin de caractériser les aires motrices cérébrales. |
motoneurone aire motrice cortex cérébral intégration |
| Objectifs. En se limitant à l'exploitation d'imageries cérébrales simples, il s'agit de montrer l'existence d'une commande corticale du mouvement. [Limites. Les voies nerveuses de la motricité volontaire sont hors programme.] |
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Le
système nerveux central peut récupérer ses
fonctions après une lésion limitée. La
plasticité des zones motrices explique cette propriété.
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Connaissances |
Capacités, attitudes |
Vocabulaire |
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La comparaison des cartes motrices de plusieurs individus montre des différences importantes. Loin d'être innées, ces différences s'acquièrent au cours du développement, de l'apprentissage des gestes et de l'entraînement. Cette plasticité cérébrale explique aussi les capacités de récupération du cerveau après la perte de fonction accidentelle d'une petite partie du cortex moteur. Les capacités de
remaniements se réduisent tout au long de la vie, de même
que le nombre de cellules nerveuses. |
Recenser et exploiter des informations afin de mettre en évidence la plasticité du cortex moteur. |
carte motrice apprentissage plasticité cérébrale (1°) |
| Objectifs et mots-clés. En s'appuyant sur les notions sur la plasticité cérébrale acquise en première par l'étude de la vision, il s'agit de montrer que cette plasticité affecte aussi le cortex moteur et l'importance de cette plasticité, tant dans l'élaboration d'un phénotype spécifique que dans certaines situations médicales. (Première. Notions sur la plasticité cérébrale.) [Limites. La plasticité cérébrale n'est pas abordée dans ses mécanismes moléculaires : on se contente de constater des modifications des aires corticales.] |
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