programmation TermS3 2016 2017

publicité
Programmation TS3 2016 2017 bonniard Chevreul Blancarde
Bilans et activités en lien avec la eclasse
ENSEIGNEMENT SPECIFIQUE
Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (18)
Thème 1-A Génétique et évolution (12)
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique (3)
Thème 1-A-2 Diversification génétique et diversification des êtres vivants (2)
Thème 1-A-3 De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité (1)
Thème 1-A-4 Un regard sur l’évolution de l’Homme (2)
Thème 1-A-5 Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez
les plantes (4)
Thème 1-B – Le domaine continental et sa dynamique (6)
Thème 1-B-1 La caractérisation du domaine continental (2)
Thème 1-B-2 La convergence lithosphérique (2)
Thème 1-B-3 Le magmatisme en zone de subduction (1)
Thème 1-B-4 La disparition des reliefs (1)
Thème 2. – Enjeux planétaires contemporains (2)
Thème 2-A – Géothermie et propriétés thermiques de la Terre (1)
Thème 2-B La plante domestiquée (1)
Thème 3. – Corps humain et santé (6)
Thème 3-A Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction
immunitaire (3)
Thème 3-A-1 La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée (1)
Thème 3-A-2 L’immunité adaptative, prolongement de l’immunité innée (1)
Thème 3-A-3 Le phénotype immunitaire au cours de la vie (1)
Thème 3-B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse (3)
Thème 3-B-1 Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle (1)
Thème 3-B-2 De la volonté au mouvement (1)
Thème 3-B-3 Motricité et plasticité cérébrale (1)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (18)
Thème 1-A Génétique et évolution (12)
Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique (3)
Bilans : divisions cellulaires, ADN, gène, allèles, brassage génétique.
Connaissances
Remarques
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.
En relation avec 1A2
La méiose est ici étudiée comme un mécanisme à
l’origine de la diversité génétique et donc d’un
facteur de l’évolution.
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 source de
troubles, sont aussi parfois sources de diversification
du vivant (par exemple à l’origine des familles
multigéniques).
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.
Rappels de 1s gènes des opsines
En relation avec 1A2
Montrer alors qu’un crossing- over inégal peut
avoir lieu entre chromosomes homologues ou non
homologues ! ce qui permet d’expliquer l’origine
des translocations de gènes.
Activités possibles et ressources
- étude du cycle diplophasique
- préparation de lames pour observation micro de figures de
méioses préparation du commerce Anthère de lis)
- capture et traitement d’image avec MESURIM
- TP dissection des testicules du criquet (figures de méiose
difficiles à observer)
- animations interactives
- réalisation de schémas de méioses avec crossing-over.
TP Collaboratif
Mise en place d’une démarche d’investigation pour comprendre
l’origine des résultats
- comptage de drosophiles résultant de croisement-test avec gènes
indépendants et gènes liés et analyse des résultats. Avec MESURIM
et Plaques (et loupe bino)
- réaliser des échiquiers de croisement et analyser les résultats
- animation pour comprendre les brassages après comptage
- Tableur Excel calculs pourcentages
-Revoir rapidement l’exemple de la famille multigénique des
opsines
-Logiciel Anagène : comparaison % d’identité
-approche par problème à résoudre d’un cas d’aberration du
nombre de chromosomes (Turner ou Klinefelter par exemple).
Résolution par démarche d’investigation.
- (trisomie 21+ animation) schématisations des erreurs
- Animation pour comprendre les aberrations du nombre de
chromosomes
- Observation de la fécondation
- animation, film, schémas
-réaliser des échiquiers de croisement et analyser les résultats en
terme statistique. Evaluer un risque génétique.
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1-A-2 Diversification génétique et diversification des êtres vivants (2)
Bilan : processus de diversification du vivant
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 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.
En relation avec :
1A4 les hétérochronies chimpanzé –homme
déstabiliser les représentations des élèves sur
l'origine de la diversification en les confrontant à
d'autres modalités que les mutations, génétiques et
non génétiques.
TP collaboratif groupes d’experts pour produire un schéma de
synthèse
- réaliser un schéma montrant les procédés de polyploïdisation à
partir d’un texte
- réaliser un schéma montrant un transfert horizontal de gène à partir
d’un texte scientifique
- rôle des gènes homéotiques
TP collaboratif groupes d’experts
- rôle de nodosités
- le rôle des mycorhizes.
- étude de texte scientifique sur symbiose
- rôle transmission culture, exemples d’apprentissage par imitation
chez les animaux
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1-A-3 De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité (1)
Bilan : la biodiversité et sa modification
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.
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.
Rappels notions classe de 2nde
Sélection naturelle
Dérive génétique
- la dérive génétique grâce au logiciel dérive génétique P Cosentino
- étude par exemple du cas de la Phalène du Bouleau
- sens critique du protocole historique
- sérious game La phalène p Cosentino
- animation logiciel Fréquence allélique
Evolution de la définition de l’espèce (depuis
Mayr en 1989) jusqu’au concept d’espèce
-Etude doc livre spéciation allo et sympatrique
Ensemble d'individus porteurs d'un pool
génétique particulier et isolé génétiquement des
autres populations.
Spéciation allopatrique et sympatrique
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1-A-4 Un regard sur l’évolution de l’Homme (2)
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.
L’accent est mis sur l’Homme au sein des
Primates.
Cadre beaucoup plus « génétique ».
 Gènes de développement, chronologie de leurs
expressions.
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. La
construction précise de l’arbre phylogénétique du
genre Homo est controversée dans le détail.
-TP avec Phylogène, construction et interprétation d’arbres phylo
-TD collaboratif : Comparaison d’éléments du squelette (crâne,
membres, bassins, squelette entier) docs Bac
Remarque : l’objectif n’est plus la lignée humaine,
 Etablir les caractéristiques du genre Homo, par comparaison
l’étude est limitée au genre Homo, les
avec Chimpanzé et Australopithèques.
Australopithèques sont absents des termes du
-Chimpanzé et outils.
programme.
-Articles : évolution et invention de nouveaux gènes, sc et vie 2009
- logiciel Phylogène (INPR/IFE) et ses bases de données
 « Critères d’appartenance » au genre
Homo et non plus à la lignée humaine.
(phénotypiques et moléculaires) sur les Primates et sur le genre
Australopithèques toutefois nécessaires
Homo
pour comparaison.
- logiciel « Lignée humaine » - Pierre Perez
-et/ou logiciel Hominé3.0
 Aspect non finalisé des connaissances,
-animation pour visualiser le caractère buissonnant de l’arbre pour
remise en questions, nouvelles
le genre Homo :
découvertes (Homme de Flores, Homme
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0016-3
de Néanderthal..)
 Arbres différents selon les caractères pris
en compte.
 Phénotype dépendant de l’expression de gènes,
et sous l’influence de l’environnement
(apprentissages, comportements, aspects
« culturels » : transmission)
Réinvestissement des acquis des parties
1A1/1A2/1A3
Origine des primates et non plus de la lignée
humaine.
Etablissement d’une parenté proche entre Homme
et Chimpanzé, Bonobo.
-Réinvestissement des acquis des classes précédentes
-Activités avec exploitation de documents, comparaison des
développements pré et post-natal de l’Homme et du
Chimpanzé.(néoténie et hétérochronie)
-Comparaison de caryotypes. Doc ou logiciel Lignée humaine de
Perez
-doc ou video Rôle de l’apprentissage
-TP logiciel Phylogène  établir des arbres de parenté à partir de
caractères phénotypiques et de caractères moléculaires homologues.
Connaissances
Remarques
Activités
(programme)
Thème 1-A-5 Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes (4)
Bilans : schéma général de la plante, organisation et fonction de la fleur
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.
Elle 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.
Elle possède des structures et des mécanismes de
défense (contre les agressions du milieu, les
prédateurs, les variations saisonnières).
L’organisation fonctionnelle générale des
Angiospermes ne doit pas être abordée d’un point
de vue purement botanique mais doit être reliée à
l’évolution : processus trophiques, systèmes de
protection et de communication liés au mode de
vie fixé.
Acquis de sixième, seconde
Problématique : mode de vie fixé des
Angiospermes impliquant
 l’optimisation des échanges de matière et/ou
d’énergie avec l’atmosphère et le sol
 la circulation de matière entre système aérien et
souterrain
 l’existence de mécanismes de protection et de
résistance
 Etude morphologique simple d’une plante commune
 Schématisation de son organisation (idée : schéma à
faire évoluer pour aboutir à un schéma fonctionnel
synthétique)
 Estimation des surfaces d’échanges (feuilles et/ou racines)
 Valeurs à rapporter à la masse ou au volume
 Valeurs à réévaluer à partir de l’extrait de l’ouvrage de
Francis Hallé « L’éloge de la plante » (coefficients à appliquer
aux valeurs estimées en raison de l’existence des chambres sousstomatiques au niveau foliaire et des poils absorbants ou des
mycorhizes au niveau racinaire) cf ressources
 Observation micro de stomates (feuille de laurier, lierre ), des
chloroplastes et des lacunes, cryptes (CT de feuille de Laurier)
et traitement numérique
 Réalisation et observation loupe bino d’une CT de racine
(poils absorbants) ou d’un apex racinaire (zone pilifère) exposé
à un colorant au microscope cf Bordas p 135
 TD Comparaison des échanges (schémas fonctionnels) et des
surfaces d’échanges (tableau) d’une plante et d’un
mammifère pour mettre en évidence les particularités de
l’organisation fonctionnelle des Angiospermes liées à la vie
fixée cf ressources
 Observation au microscope de CT de tige, de racine et de
feuille colorées au carmin-vert d’iode (repérage xylèmephloème), CL de tige colorées au carmin-vert d’iode et
observées au microscope (vaisseaux du xylème et du phloème)
TP tournant 2 séances
 Réalisation et observation de préparations microscopiques de CT
de tige placée depuis plusieurs jours dans une eau colorée
(céleri : association sève brute-xylème), de CL de racine
(semences germées : repérage xylème-phloème) et de CL de
feuille (poireau : repérage xylème-phloème / différents
vaisseaux du xylème) colorées au carmin-vert d’iode cf
ressources
 Observation de structures et mécanismes de défense : cf
ressources
 des plantes de la garrigue (résistance à l’aridité, au feu et au
pâturage)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
 de l’accacia caffra (résistance à la prédation)
 de l’oyat (résistance à la sécheresse) : CT de feuille et vidéo de
fermeture http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/mouvements/nastieshydro.htm Observation micro et exercices intégrés
 du laurier rose (résistance à la sécheresse) : CT de feuille avec
cryptes pilifères
 de l’aloes (résistance à la sécheresse) : CT de feuille avec
parenchyme aquifère
choix ateliers mosaïques
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.
En relation avec 1A2 et 1A3 et A4
Acquis de sixième : organisation générale de la
fleur (sépales, pétales, étamines, pollen, pistil,
ovaire, ovules) / transformation de la fleur en fruit
contenant des graines (dépôt de pollen sur le pistil
d’une même espèce, ovules devenant graines,
ovaire devenant fruit) / modes de dispersion des
graines (vent, eau, animaux) / germination de la
graine (plantule, cotylédons, conditions de
germination)
Acquis de troisième : ADN / gènes / allèles
Acquis de seconde : ADN / gène = séquence de
nucléotides / variabilité de l’ADN
Acquis de première S : variabilité génétique et
mutations de l’ADN / mutations = sources
aléatoires de la diversité des allèles (biodiversité) /
expression du patrimoine génétique (synthèse
protéique : transcription-traduction)
Problématique : mode de vie fixé des
Angiospermes impliquant
 une organisation fonctionnelle de la fleur
permettant le rapprochement des gamètes
 une collaboration animal-plante pour assurer la
pollinisation et la dissémination (produit d’une
coévolution)
 Dissection d’une fleur de Lis et Tulipe avec réalisation d’un
diagramme floral
 Réalisation et observation au microscope de CL/CT d’anthère et
de pistil
 Schématisation des diagrammes floraux des 3 classes de mutants
d’Arabidopsis thaliana à partir de l’animation http://www.enslyon.fr/RELIE/Fleurs/formation/module4/demo-m4-1.htm
 schématisation de l’expression des gènes affectés pour les 3
classes de mutants
 explication de la diversité des fleurs d’Angiospermes (modèles
ABC et ABCDE)
cf ressources
Possibilité de travailler sur les fleurs mutantes des bouquets de
fleuristes (ex :tulipes)
 Schématisation des diagrammes floraux des 3 classes de mutants
d’Arabidopsis thaliana à partir de photographies / Comparaison
des séquences nucléotidiques des gènes A, B et C chez un
individu à fleurs normales et chez les 3 classes de mutants
(ANAGENE) et modèle ABCDE
 identification des gènes impliqués dans le développement du
méristème floral
 explication de la diversité des fleurs d’Arabidopsis (modèle
ABC) cf ressources
 Film germination grains de pollen : http://svt.acrouen.fr/biologie/germination_%20pollen.pdf
Connaissances
(programme)
Remarques
Existence de nombreuses ressources concernant la
collaboration animal-plante produit d’une
coévolution : aucune exhaustivité demandée, faire
des choix ciblés
Activités
-Vidéos sur la pollinisation : FILM POLLEN, prise de notes
 la fleur du baobab et la chauve-souris :
 l’orchidée
 l’Ophrys abeille
 la vision des abeilles
 différents modes de pollinisation associés à une collaboration
animale : entomophilie / ornithophilie / cheiroptérophilie
fruits à relier à leur mode de dissémination (anémochorie,
zoochorie)
 différents modes de dissémination des graines associés à une
collaboration animale : épizoochorie / endozoochorie
-Exercices intégrés sur le figuier, notion de co évolution (figuier et
blastophage)
-Exercice sur la fleur de vanille (pollinisation artificielle)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1-B – Le domaine continental et sa dynamique (7)
Bilans : granite, gabbro, basalte, péridotite ; le modèle de la tectonique des plaques ; volcanisme, recyclage des matériaux de la croûte ; notions
d’érosion, transport, sédimentation.
Thème 1-B-1 La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale (2)
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.
Caractéristiques du domaine continental par
comparaison avec le domaine océanique :
roches, épaisseur, densité, âge
Les connaissances pétrographiques sur les roches
de la croûte continentale se limitent au rappel de
ce qui a été vu en 1ère S pour le granite
Cette notion peut être abordée lors de l’étude de
l’érosion d’une chaine de montagne 1B4
Au relief positif qu’est la chaîne de montagne,
répond, en profondeur, une importante racine
crustale.
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.
 indices tectoniques expliquant l’épaississement
crustal
 indices pétrographiques (surtout structuraux)
expliquant l’épaississement crustal (roche
métamorphique type gneiss et migmatites)
Diagramme P-T uniquement en activité et/ou en
exercices.
- QCM sur les acquis de 1S sur le domaine océanique
Roches-Epaisseur-Densité-Âge
- Tâche complexe sous forme d’un TP mosaïque permettant de créer
une « fiche d’identité » du domaine continental
 TP Google earth fichier kmz profondeur moho sous chaines de
montagnes activité sur les profondeurs du Moho
 datation des roches de la lithosphère continentale : ECE
11_G_O_01 + logiciel Radiochronologie méthode de la droite
isochrone avec la méthode Rb Sr est utilisée pour la détermination
de l’âge des roches par radiochronologie
Exercice maison : calcul de la profondeur du MOHO à partir de
données sismiques
Isostasie
- Recherche d’explication quant aux mouvements verticaux de la
lithosphère (Scandinavie, Piémont italien)
- modélisation analogique (cf livres scolaires)
- modélisation numérique avec le logiciel SimulAiry
- Logiciel isostasy
Origine de l’épaississement crustal
Logiciel APBG « Alpes »
pour les indices tectoniques
pour les indices pétrographiques + docs livres et échantillons
traces de métamorphisme et de fusion partielle (migmatite)
les structures "en petit" qui confirment les structures "en grand"
(micro-plis et micro-failles)
Echantillons et lames minces (migmatites, gneiss, …)
 reconstitution des différentes étapes de l’histoire d’une chaine
de montagne à partir de données de terrain Doc CBGA
Connaissances
Remarques
Activités
(programme)
Thème 1-B-2 La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes (2)
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.
Recherche de traces océaniques passées
notions de rifting et de marges passives non
abordées en 1S et vues comme marqueur d’un
domaine océanique
Les indices de la collision (qui doivent pouvoir
Les traces d’une ancienne histoire océanique
blocs basculés logiciel APBG Alpes et vidéo Raymon Cirio les
ophiolites (Chenaillet, …)
être reconnus sur divers types de documents)
Les traces d’une subduction
Les indices de subduction (les différents faciès de TP PETRO ET MINERALO MICRO LPA échantillons et lames
roches océaniques subduites + coésite) qui
doivent pouvoir être reconnus sur divers types de
documents.
Notion de subduction de la lithosphère
continentale (profil ECORS)
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.
Pré requis sur la lithosphère océanique, les zones de convergence,
la subduction (acquis de 1S)
minces
Les traces d’une collision
Bilan du stage de terrain et profil ECORS
Coésite
TP PETRO ET MINERALO MICRO :
Métagabbro à glaucophane ; éclogite : lame mince et échantillon
Le moteur de la subduction
TP Mesure de densité de différents échantillons
Calcul à l’aide d’un tableur des variations de la densité de la
lithosphère en fonction de son âge
comparaison de la densité de la Lithosphère océanique (en fonction
de son âge) avec celle de l’asthénosphère
Connaissances
Remarques
Activités
(programme)
Thème 1-B-3 Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux (1)
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.
On insiste davantage sur le fait que c’est ainsi que
se forme un nouveau domaine continental.
TP PETRO ET MINERALO MICRO:
Observation d’échantillon et de lame mince de granitoïde et
andésite
logiciel « subduction » avec mise en évidence du rôle fondant de
l’eau
logiciel Magma
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 1-B-4 La disparition des reliefs (1)
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.
les élèves ont déjà la notion de recyclage de la
lithosphère océanique – 1S)
 comparaison des anciennes chaines de montagnes avec les
plus récentes :
Comparaison de surface des roches de différents types à partir de
carte géologique
Modélisation de l’isostasie pour montrer les conséquences de
l’érosion
TD sur doc : Facteurs à l’origine de l’effacement des reliefs
Construction d’un schéma bilan du cycle des matériaux de la croute
continentale à partir de différentes ressources
- photo d’éboulement, chaos granitique
- composition des eaux de pluie et des eaux de rivières
- notions d’érosion et d’altération
 recherche des facteurs intervenant dans la disparition des
reliefs après leur formation :
- altération / érosion / impact des phénomènes tectoniques
+transport des sédiments
+dépôt= sédimentation
construction d’un cycle des matériaux continentaux (notion de
recyclage)
A DISTINGUER : les notions de FUSION PARTIELLE et de METAMORPHISME sont abordées 2 fois mais dans 2 contextes totalement différents : soit au niveau de la
croûte continentale en lien avec son épaississement (3B1) soit au niveau de la subduction (3B2 et 3B3)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 2. – Enjeux planétaires contemporains
Thème 2-A – Géothermie et propriétés thermiques de la Terre (1)
Bilan : flux thermique, convection, conduction, énergie géothermique
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 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.
Exemple de publicité pour pompe à chaleur ,
énergie renouvelable , développement durable=>
appliquer à l’industrie : La géothermie peut être la
situation d’appel pour étudier le fonctionnement
thermique de la Terre
Insister sur Notion de gradient et flux thermique
Tâche complexe ou TP mosaïque : Comment l’énergie de la terre
rend-elle possible le fonctionnement d’une centrale géothermique ?
TP google earth, fichiers kmz : Etude des flux thermiques
tableur
Définitions de base et des illustrations (diagrammes, carte de France,
tableaux de mesures …) : Site INRP
http://acces.inrp.fr/eedd/climat/dossiers/energie_demain/geothermie/
geothermie_SVT
Données sur les flux de chaleur et températures en France.
Nombreuses cartes de la France sur les flux de chaleur à différentes
profondeurs : Site BRGM
http://sigminesfrance.brgm.fr/geophy_flux.asp
Utiliser des données pour tracer le gradient géothermique moyen
avec un tableur.
http://acces.inrp.fr/eedd/climat/dossiers/energie_demain/geothermie/
gradient_geothermique_correction.xls/view
- TP démarche d’investigation modèle de chez Jeulin ou
expoitation données traitement avec tableur excel :
comparaison conduction/convection : modélisation analogique, avec
ExAO, tableur et des matériaux de viscosités différentes (sirop,
huile…)
Mesures de température, tracé de graphique avec ou sans tableur
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.
lien avec le contexte géodynamique : dorsale (1S)
et zone de subduction (TS).
- lien avec le contexte géodynamique : animation de Consentino sur
la tomographie
Energie géothermique et utilisation
place de la géothermie dans les ressources
durables, perspectives
Cadre géologique des ressources géothermiques en France, TP
goggle earth fichier Kmz.geothermie (par ac montpellier) ou fossé
rhenan
Exercices intégré d application de type bac et/ou Volcanisme et
sources chaudes dans le fossé rhénan (sujet des Olympiades de
Géosciences 2008 Sujet-NE-Olympiades_2008.pdf , centrale
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
géothermique de Bouillante
Visite de la centrale géothermique de Bouillante (Guadeloupe)
http://pedagogie.acguadeloupe.fr/sciences_et_techniques_industrielles_lgt/visite_centra
le_geothermique_bouillante
Ou par video en ligne
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 2-B La plante domestiquée (1)
Bilan : sélection génétique des plantes ; génie génétique.
Une même espèce cultivée comporte souvent
plusieurs variétés sélectionnées selon des critères
différents ; c’est une forme de biodiversité.
Remarque : manipulations possibles mais
chronophages : peu envisageable
(Angiospermes uniquement)
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.
Prérequis : il faut avoir fait :Thème 1-A-1-A-2A-3 Et surtout : 1-A-5
Sélection empirique , massales:
En relation avec notion du thème 1A1 sur
hybridation et 1A3 transferts horizontaux des
gènes
situations un peu originales : étude de plantes
consommées par les élèves : les carottes et
tomates, que l’on trouve facilement sur les
marchés.
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.
Situation déclenchante : photos de végétaux différents montrant la
variété des parties consommées par l’Homme.
TD ressources dossiers et exercice Activité : comparaison d’une
espèce cultivée et sauvage (orge, blé, tomates , carottes …) photo ou
échantillon sur marché paysan
Limites : débat qui risque d’être chronophage.
Travail préparatoire comparaison « Maïs-Téosinte » (ressource
nationale n°18)
Puis activité à partir de la ressource nationale n°22 : identification
des 5 gènes responsables des différences phénotypiques et étude plus
précise du rôle du gène tb1.
Ressource 20 en DM par exemple.
(Culture in vitro ?)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3. – Corps humain et santé (6)
Thème 3-A Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire (3)
Bilan : la défense de l’organisme contre les agressions ; immunité ; mémoire immunitaire.
Thème 3-A-1 La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée (1)
L’immunité innée ne nécessite pas d’apprentissage
préalable, est génétiquement héritée et est présente
dès la naissance. Elle repose sur des mécanismes de
reconnaissance et d’action très conservés au cours de
l'évolution.
Très rapidement mise en œuvre, l’immunité innée est
la première à intervenir lors de situations variées
(atteintes des tissus, infection, cancer). C’est une
première ligne de défense qui agit d’abord seule puis
se prolonge pendant toute la réaction immunitaire.
La réaction inflammatoire aigüe en est un mécanisme
essentiel. Elle fait suite à l’infection ou à la lésion
d’un tissu et met en jeu des molécules à l’origine de
symptômes stéréotypés (rougeur, chaleur,
gonflement, douleur). Elle prépare le déclenchement
de l’immunité adaptative.
nouvel angle d’attaque de la partie
immunologie : la réaction inflammatoire et plus le
VIH et le SIDA(le VIH ne sera plus qu’un ex
possible dans la partie « immunité adaptative »)
l’immunité innée n’est plus étudiée dans le
SEUL cadre de la coopération avec l’immunité
« acquise » mais dans le cadre de la réaction
inflammatoire.
conservation de l’immunité innée au cours de
l’évolution lien thème 1A3
 mécanismes de la phagocytose
l’immunité innée comme préparation à la
réponse immunitaire adaptative.
mode d’action des médicaments antiinflammatoire (éviter le paracétamol car prescrit
comme un antalgique)
lim : -Régulation de la réaction inflamatoire
-Réaction inflammatoire aigue systémique
-rôle du complément
TP COLLABORATIF GROUPES D’EXPERTS :d’après dossier
et animations et rastop pour réaliser schémas de synthèse par
groupe d’experts
-Description clinique de Cornelius Celsus (rubor et tumor cum
calore et dolore)
-Etude de docs des différentes étapes de la réaction inflammatoire
suite à une agression comme une piqure d’épine ( cf sujet type bac )
-comparaison histologique avant et pendant une réaction
inflammatoire
-observation microscopique des différents types cellulaires de
l’inflammation (macrophages, mastocytes, granulocytes et cellules
dendritiques)
-comparaison des séquences génétiques des récepteurs de
l’immunité innée chez différents animaux afin de montrer leur
conservation au cours de l’évolution si on a le temps sinon donner
les comparaisons d’après doc du livre
-animation phagocytose
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3-A-2 L’immunité adaptative, prolongement de l’immunité innée (1)
Alors que l’immunité innée est largement répandue
chez les êtres vivants, l’immunité adaptative est
propre aux Vertébrés. Elle s’ajoute à l’immunité
innée et assure une action plus spécifique contre des
molécules, ou partie de molécules.
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. Cela est vrai notamment pour la
réponse adaptative.
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.
on ne parle plus d’immunité acquise mais
d’immunité adaptative.
l’immunité acquise est propre aux vertébrés (450
millions d’années)
rôle des différentes cellules : lymphocytes (LB et
les récepteurs BCR, LT et les récepteursTCR )
-préférer les noms : LT CD4+ et LT CD8+
la reconnaissance de l’antigène par LB sous sa
forme native et par les LT associé aux molécules
du CMH
rôle des anticorps
rôle central des LT CD4+ (interleukines dont
l’IL2)
en cas de rencontre avec un antigène spécifique,
les étapes de l’activation des cellules
immunitaires : sélection, amplification,
différenciations clonales.
les LT CD4+ se transformeront en LT Auxiliares
(LTh) et les LT CD8+ en LT cytotoxiques (LTc)
coopération entre immunité adaptative et
immunité innée (cellules présentatrices d’antigène
en association avec le CMH)
production d’une grande diversité de cellules
immunitaires avec élimination des cellules
dangereuses pour l’organisme ou pour ses
symbiotes. Cf thème 1A3
organes lymphoïdse primaires et secondaires
idée de maturation = idée d’évolution du
répertoire immunitaire au cours de la vie
limite : distinction entre CMH I et II.
Tache complexe sur les AC :
-TP modélisation moléculaire d’anticorps (Rastop)
-logiciel Anagène(anticorps, récepteur T)
-schémas
-test d’immunodiffusion (Ouchterlony)
+électronographie de complexes immuns
+mise en évidence d’agglutination d’hématies de moutons par des
anticorps
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3-A-3 Le phénotype immunitaire au cours de la vie (1)
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.
L’adjuvant du vaccin déclenche la réaction innée
indispensable à l’installation de la réaction
adaptative.
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.
 notion de mémoire immunitaire
 Rôle des cellules mémoires (y compris les LT
CD8+)
possibilité d’introduire ces notions avec de
l’histoire des sciences (découverte des vaccins)
 rôle de la vaccination
 insister sur le rôle citoyen de la vaccination
(notion de couverture vaccinale et de protection
collective)
rôle des adjuvants (pour aider au déclenchement
de la réaction immunitaire innée)
 adaptabilité et variabilité du système
immunitaire
TD étude des doc sur l’évolution des phénotypes immunitaires
-recenser les principes de la vaccination à partir de textes historiques
(Jenner)
-a voir : étude des travaux de Pasteur
Texte CNED : -développer l’esprit critique en particulier sur le rôle
des adjuvants
-Logiciel : Benoît Benard, Logiciel IMMUNO 3ème propose la mise
en évidence, de façon très simple, de la spécificité des anticorps et
de la mémoire immunitaire. Il téléchargeable gratuitement sur
internet à l’adresse :
http://wwwppeda.free.fr/logiciels/immuno3e.htm
- Logiciel « immunité », qui permet aux élèves de mettre en place
autant d’expériences qu’ils le souhaitent pour résoudre la question
du transfert d’immunité. Il est téléchargeable gratuitement sur le site
: http://ww2.ac-poitiers.fr/svt/spip.php?article393
RQ sur le thème : à plusieurs reprises, on replace certains points d’immunologie dans un cadre évolutif (immunité innée conservée au cours de l’évolution /
immunité adaptative spécifique aux vertébrés)
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3-B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse (3)
Bilan : neurone, synapse chimique ; plasticité cérébrale.
Thème 3-B-1 Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle (1)
Le réflexe myotatique est un réflexe
monosynaptique. Il met en jeu différents éléments qui
constituent l’arc réflexe.
Notion de 2nde : boucle de régul PA
Le réflexe myotatique est ici étudié comme
élément de diagnostic qui renseigne sur le
fonctionnement neuromusculaire : faire le test du
reflexe rotulien
Il n’y a plus d’étude de l’innervation réciproque ,
seul le réflexe myotatique monosynaptique est
étudié
Etude des expériences de dégénérescence
nerveuse et constatations médicales (Magendie):
elles ont permis de localiser les corps cellulaires
des neurones afférents et efférents
Ateliers mosaïques possibles :
TP ExAO de la réponse réflexe : reflexe myotatique Achilléen
http://back.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/applic/refmyo/activ-musc.htm
 logiciel Refmyo Jeulin console foxy
 Dispositif ExAO avec fiche protocole
 Modification de l’amplitude d’un réflexe si le sujet se concentre
ou est au contraire distrait
et
TD exercice : Eléments mis en jeu
TP obs micro et traitement numérique:
 coupe transversale de moelle épinière vue au microscope :
http://www2.aclyon.fr/enseigne/biologie/photossql/images/ct_moelle.jpg
 Microscope, lames de moelle épinière et nerf
Coupe transversale de moelle épinière de lapin , de chat.
Substance blanche de la moelle épinière :
Photos des fuseaux neuro musculaires
observation microscopique des récepteurs sensoriels :
TP Logiciel animation expérience de Magendie
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.
Nature du message nerveux: Stimulation d’un
neurone ? Comment sait-on qu’il répond ?
Seul le codage en fréquence au niveau des fibres
est à étudier
Notion de valeur seuil de déclenchement et loi du
tout ou rien
Rappels classe de 1s
Franchissement d’une synapse
Notion de transmission à sens unique et de
fixation temporaire
Perturbations du fonctionnement synaptique (cas
de la synapse neuro-musculaire seulement)
Logiciel NERF de Perez
estimation de la vitesse de conduction du message nerveux
Logiciels Nerf:
Transmission synaptique
photographies d’une synapse
Connaissances
(programme)
Remarques
Seul le fonctionnement de la synapse à Ach est à
envisager et l’action de l’Ach sur les fibres
musculaires.
On envisage le cas d’une synapse normale et celui
d’une synapse « empoisonnée ».
Activités
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3-B-2 De la volonté au mouvement (1)
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. C’est ce qui explique les
effets paralysants des lésions médullaires.
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.
On étudie la commande volontaire d’un
mouvement et l’homonculus moteur ainsi que les
collaborations entre les différentes aires corticales
dans la commande d’un mouvement.
Schéma de l’Homonculus moteur (une carte
"motrice" à la surface du cerveau.)
On étudie la modulation du réflexe myotatique par
une commande volontaire et donc le trajet des
neurones du cortex aux motoneurones
médullaires.
Le rôle intégrateur des motoneurones est envisagé
afin d’expliquer les modifications du
fonctionnement synaptique sous l’effet de la
volonté
Texte présentant le trajet des voies centrifuges de
la motricité volontaire.
La sommation spatiale comme exemple
d’intégration
TP Banque d’images Neuropeda pour localiser les aires du
cortex moteur avec le logiciel Eduanatomist
Inrp sujets 13111 et 13112 : mise en évidence des aires impliquées
dans la réponse motrice de la main, Localisation des aires
impliquées dans la réponse motrice de la main dans une région
localisée au niveau du cortex de l’hémisphère controlatéral à la main
sollicitée (lobe pariétal). Intervention d’autres régions antérieures
(aires prémotrices et motrices supplémentaires)
Ou version simplifiée de P Consentino
Fiche irm pour les nuls : sur le principe de l’imagerie par résonance
magnétique (IRM) :
Logiciel sommation spatiale et temporelle (Académie d’Amiens) :
somspat somtemp
Logiciel Rastop afin d’étudier le récepteur de l’Ach et les substances
antagonistes et agonistes… + modèles moléculaires de l’Ach et du
récepteur à l’Ach.
Connaissances
(programme)
Remarques
Activités
Thème 3-B-3 Motricité et plasticité cérébrale (1)
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. C’est donc un capital à
préserver et entretenir.
Rappels de 1s
La plasticité cérébrale est abordée à partir de
l’apprentissage et des récupérations fonctionnelles
intervenant après une lésion (approche historique)
Possibilité aussi de faire le lien avec le
vieillissement
TP collaboratif :
Inrp sujets 12211 et 12213 associant des images d’accidents
Vasculaires Cérébraux et des hématomes intracérébraux. Elles
permettent d’aborder le concept de localisation cérébrale et
d’introduire la notion de fonctions associées aux différentes régions
cérébrales
Vidéo et Documents concernant les atteintes du SNC ( maladies
dégénératives : Alzheimer et Parkinson…)
● Douleur et membre fantôme ???
Téléchargement