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Euro class trip to England London – Cambridge September 20th – 23rd 2016 Programme Mardi 20 septembre 5h45 : Rendez-vous à l’arrêt de bus 132 Rue des carrières à Ivry (arrêt Lavoisier-Carrières) 6h : Départ pour Calais (arrêt vers 9h dans une aire de repos pour le petit déjeuner à emporter ou acheter) 11h20 : Départ du Shuttle après les formalités de Douanes à Calais 10h55 (heure anglaise) : Arrivée à Folkston, (arrêt dans une aire de service pour le déjeuner à emporter ou acheter) 14h : visite de Kew Gardens (divers parcours d’étude) 19h : rencontre avec les familles hôtesses de Harrow (« banlieue » nord ouest de Londres) Mercredi 21 septembre 8h : Rendez-vous au point de rencontre puis trajet vers le centre de Londres en car (ne pas oublier le piquenique fourni par les familles) 10h : visite guidée du musée Flemming Marche à travers Hyde Park et pique-nique 14h : visite du National History Museum ou du Science Museum 17h30 : reprise du car 19h : retour au point de rencontre à Harrow Jeudi 22 septembre 8h : Rendez-vous au point de rencontre puis trajet vers le centre de Londres en car (ne pas oublier le piquenique fourni par les familles) 10h : visite libre (audioguide ou feuille de route) du centre historique et universitaire de Cambridge 13h : visites thématiques dans le jardin botanique universitaire de Cambridge 15h30 : expériences interactives au Cambridge Science Center 16h45 : reprise du car 19h : retour au point de rencontre à Harrow Vendredi 23 septembre 8h : Rendez-vous au point de rencontre (ne pas oublier les bagages et le pique-nique fourni par les familles) 9h : visite en groupe de 4 quartiers de Londres Déjeuner à acheter dans Londres 14h : reprise du car en direction de Folkstone 18h20 : Départ du Shuttle après les formalités de douane Diner pique-nique fourni par les familles hôtesses Minuit – 1h : Arrivée à Ivry (arrêt de bus 132 Rue des carrières) Information utiles Mme Rétoré : 06 62 22 16 07 Famille hôte : Lieu de rendez-vous : Harrow Leisure Centre, Christchurch Avenue, Harrow HA3 5BD Famille hôte des professeurs : Mrs KARAH ,01923 510 410, the Oak, Carpenders Avenue Référentiels pour les élèves de TS Référentiel pour les thèmes 1-A-5 et thème 2-B La plante fixée et la plante domestiquée Je dois savoir définir : angiosperme morphologie anatomie histologie physiologie photosynthèse absorption transpiration pollinisation fécondation dissémination tige feuille racine stomate xylème phloème poil absorbant cuticule fleur verticille sépale / pétale étamine / pistil / carpelle pollen ovule gamète graine fruit évolution coévolution gène architecte gène du développement espèce variété biodiversité croisement génome sélection polyploïde hybride génie génétique transgénèse ogm nommer : - les contraintes de la plante fixée les surfaces d’échange et la nature des échanges de la plante avec l’air et le sol les systèmes capteurs, conducteurs et transformateurs des plantes les solutions (morphologiques ou physiologiques) des plantes pour leur croissance, leur protection, leur reproduction les ressemblances et les différences dans l’accès à l’énergie chez les animaux et les végétaux l’organisation florale (noms des éléments de la fleur et leur rôle) et son contrôle les mécanismes de pollinisation et de dispersion des graines les étapes pour réaliser un croisement et obtenir un hybride les caractéristiques pouvant être recherchées dans une plante domestiquée les moyens d’améliorer une espèce végétale expliquer : - comment une plante se procure les éléments indispensables à sa croissance et où elle les utilise les relations entre caractéristiques des plantes et contraintes de la vie fixée comment certaines plantes résistent aux variations du milieu (biotique et abiotique) quelle expression de gènes permet une certaine organisation (morphologie) florale comment une plante peut se reproduire ou supposer une coévolution plante/animal comment obtenir de nouvelles plantes représenter par un schéma : - l’organisation fonctionnelle d’une plante un diagramme floral - Je dois savoir faire manipuler : - effectuer des estimations de surface d’échange réaliser une dissection florale communiquer : - par un dessin - par un schéma fonctionnel - par un texte argumenté raisonner : - - mettre en relation une observation et un fonctionnement mettre en relation plusieurs documents pour expliquer un mécanisme mettre en relation un agent pollinisateur et une plante mettre en relation un agent disséminateur et une plante mettre en relation une organisation florale et l’expression de certains gènes analyser les mécanismes de survie des plantes comparer des plantes cultivées et sauvages pour identifier les caractères sélectionnés et des modifications génétiques Référentiel pour le thème 1-A-1, 2, 3 et 4 Génétique et Evolution Je dois savoir définir : méiose chromosomes homologues biodiversité primate fécondation brassage intrachromosomique espèce homme zygote brassage interchromosomique population singe gamète appariement évolution bipédie génome crossing over ou enjambement coévolution gène famille multigénique gène du développement arbre phylogénétique allèle diploïde / haploïde/ polyploïde hétérochronie ancêtre commun caryotype dominant / récessif sélection naturelle chromosome trisomie / monosomie dérive génétique chromatide spéciation nommer : - les deux phases clés de la reproduction sexuée -le comportement des chromosomes lors de la méiose - un mécanisme créateur d’allèles - deux mécanismes mélangeant les allèles - des anomalies pouvant survenir lors de la méiose - des modalités de diversification du vivant -des exemples de diversification non génétique du vivant - les spécificités humaines (genre Homo) chez les primates - les dates d’apparition des premiers primates, des premiers humains - les caractéristiques de l’ancêtre commun des hommes et des singes expliquer : - l’évolution de la quantité d’ADN au cours de la méiose et de la fécondation en liaison avec le comportement des chromosomes - le brassage intra et interchromosomique lors de la formation des gamètes en relation avec le déroulement de la méiose - l’unicité génétique de chaque zygote, unicité résultant des brassages chromosomiques ayant lieu lors des deux phases - comment un œuf fait du neuf (diversité génétique immense des zygotes) - l’apparition d’anomalies chromosomiques - le mécanisme de duplication de gène - le lien diversification du vivant et duplication de gènes - le lien entre chronologie et intensité d’expression de gènes et diversification du vivant - la biodiversité comme produit et étape de l’évolution - les limites de la notion d’espèce - comment malgré la proximité génétique, singes et hommes sont très différents - la parenté homme / singe - la controverse sur l’arbre de parenté des primates représenter par un schéma : - le comportement des chromosomes lors de la méiose et de la fécondation (portant des allèles de gènes) - le mécanisme de crossing over ou enjambement - les mécanismes expliquant des anomalies chromosomiques - l’évolution d’espèces Je dois savoir faire communiquer : - par un dessin - par un schéma fonctionnel - par un texte argumenté raisonner : - ordonner et interpréter des observations microscopiques de cellules en méiose ou fécondation - lire et interpréter des caryotypes - effectuer une analyse statistique simple de résultats de produits de méiose et de fécondation - proposer une histoire évolutive dans une famille multigénique - étudier les modalités d’une diversification du vivant (avec ou sans modification du génome) - comparer des gènes du développement pour en identifier des homologies de séquence (utiliser Anagène) - analyser des exemples de spéciation - relier des caractères anatomiques à un caractère (ex bipédie) - positionner des espèces dans un arbre phylogénétique Annales de bac sur les thèmes correspondants GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION Métropole session 2016 1ère PARTIE : (8 points) SYNTHÈSE (5 points) Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes Dans son ouvrage, « L’éloge de la plante » (2004), le botaniste F Hallé discute des surfaces d’échanges chez les végétaux et animaux. « Mesurer la surface d’un végétal n’est pas chose facile […] Quelle peut être la surface aérienne d’un arbre de 40 m de haut ? Une estimation de 10 000 m 2 (1 ha) n’est certainement pas exagérée ; la surface « interne » permettant les échanges gazeux serait 30 fois supérieure. […]. En ce qui concerne les surfaces racinaires, les investigations sont encore plus difficiles et les données encore plus rares : la surface souterraine d’un plant de seigle serait 130 fois plus grande que la surface aérienne. […]. » Exposer en quoi les structures des organes impliqués dans les échanges nutritifs externes et internes d’une plante sont adaptées à son mode de vie fixé. L’exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné d’un schéma fonctionnel synthétique. GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION - LA PLANTE DOMESTIQUÉE QCM (3 points) Cocher la bonne réponse, pour chaque série de propositions : 1 – La collaboration plante-animal : □ s’exerce exclusivement lors de la pollinisation □ s’exerce lors de la pollinisation et de la fécondation □ s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des graines □ s’exerce exclusivement lors de la dispersion des graines 2 – Les variétés hybrides : □ sont obtenues par transgénèse □ combinent des caractères agronomiques des deux parents □ résultent d’auto-croisements □ résultent d’un processus de sélection variétale seule 3 – Les plantes OGM sont le résultat de : □ mutations d’espèces cultivées □ hybridations d’espèces cultivées □ sélections variétales □ génie-génétique --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Emirat Arabes Unis session 2013 GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION : LA VIE FIXÉE CHEZ LES PLANTES L’organisation fonctionnelle des plantes (Angiospermes) résulte d’une histoire évolutive qui sélectionne un certain nombre de caractéristiques répondant aux exigences d’une vie fixée à l’interface entre deux milieux, l’air et le sol. QCM (3 points) Répondre au QCM en cochant la bonne réponse 1- La plante fixée : ☐ ne possède aucun moyen de défense contre les variations climatiques ☐ ne peut jamais se défendre contre les prédateurs ☐ peut se reproduire avec une autre plante de la même espèce ☐ peut disperser sa descendance sous forme de pollen 2- La racine : ☐ contient uniquement des vaisseaux du xylème ☐ ne contient pas de sève élaborée ☐ permet l’absorption de matière organique à partir du sol ☐ permet l’absorption d’eau et d’ions à partir du sol 3- La fleur : ☐ a une organisation contrôlée par des gènes de développement ☐ produit du pollen au niveau du pistil ☐ attire toujours des insectes pollinisateurs ☐ se transforme en graine après fécondation Synthèse (5 points) Les plantes ont une vie fixée, ce qui peut constituer un obstacle au moment de la reproduction sexuée. Montrez en quoi une coopération avec des animaux permet la reproduction sexuée de certaines plantes à fleurs. Votre exposé sera structuré et l’expression écrite soignée. GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION- La vie fixée des plantes Métropole Septembre 2015 La fonction de nutrition assure à un organisme sa croissance et son entretien. Elle implique des échanges. Montrer comment les plantes, bien que fixées, assurent ces échanges à l’interface sol/air. L’exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion rédigées. Le développement sera exclusivement réalisé sous forme d’un schéma fonctionnel. Pondichery 2013 Les végétaux terrestres sont pour la plupart des êtres vivants fixés. La vie fixée impose des contraintes. Présentez les différentes contraintes liées à la vie fixée et les caractéristiques des végétaux terrestres qui peuvent leur être reliées. Votre travail sera structuré et comportera une introduction et une conclusion rédigées. Le développement sera réalisé sous la forme d'un tableau présenté sur une double page. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points) GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION Le riz de la mousson (1) Les caractéristiques des plantes sont en rapport avec la vie fixée. Un espèce de riz, Oryza fluitans, est cultivée dans les zones de mousson qui peuvent subir des inondations plus ou moins durables. Oryza fluitans résiste aux contraintes des inondations progressives et prolongées, en gardant le haut de la tige et les feuilles audessus du niveau de l’eau. On cherche à comprendre comment la tige et les feuilles du riz Oryza fluitans sont maintenues hors de l’eau, lors des moussons. Les palmiers du monde (2) La famille des palmiers regroupe près de 3000 espèces différentes. D’origine tropicale, certaines espèces ont connu au cours de leur histoire une grande extension géographique alors que d’autres sont limitées dans des milieux restreints. À partir de l’étude des documents, identifier les facteurs qui peuvent expliquer les différences de répartition actuelle des deux espèces de palmier étudiées. Intérêt de la mycorhization sur la croissance et la nutrition minérale du palmier dattier (3) Depuis dix ans, la disparition importante de palmiers dattiers dans certaines palmeraies des oasis tunisiennes menace l’équilibre de ces écosystèmes ainsi que la production agricole de dattes. Le sol des palmeraies étant particulièrement pauvre et aride, le succès d’une replantation nécessite donc de disposer de plantules de palmier dattier capables de se nourrir et de croître rapidement. À partir de l’exploitation des documents, montrer que l’association plante-champignon contribue à améliorer la croissance et la nutrition minérale des plantules de palmier dattier et peut être ainsi utilisée dans le repeuplement des oasis. Floraison et reproduction (4) La plante de l’espèce Gorteria diffusa possède des inflorescences présentant une grande variété d’ornementation selon les individus. On étudie deux variétés, la forme « okiep » et la forme « spring ». Chez cette espèce la reproduction se fait par pollinisation croisée (le pollen d’une inflorescence doit se déposer sur une autre inflorescence). À partir de la seule exploitation des documents, expliquer comment la variété « spring » a une plus grande efficacité de reproduction que la variété « okiep ». Les mécanismes de défenses chez les végétaux (5) L’intégrité d’un organisme lui impose d’être capable de se défendre face aux multiples agresseurs auxquels il sera confronté au cours de son existence. On cherche à montrer comment les végétaux peuvent se défendre face à leurs agresseurs. La pollinisation du baobab repose sur la collaboration entre un animal et une plante (6) On cherche à identifier le pollinisateur. cocher la bonne réponse dans chaque série de proposition du QCM. Brassages chromosomiques chez la tomate (7) Des croisements entre plants de tomates différents permettent d’obtenir des variétés qui présentent un intérêt pour l’agronomie et la commercialisation. On cherche à obtenir des grosses tomates dont la vitesse de maturation est compatible avec une distribution commerciale : la maturation doit se réaliser de manière ralentie, afin d’augmenter la durée de conservation du fruit. LA PLANTE DOMESTIQUÉE Syndrome de domestication (1) La sélection exercée par l’Homme sur les plantes cultivées a souvent retenu des caractéristiques différentes de celles des plantes sauvages et favorisant leur utilisation. On appelle « syndrome de domestication / domestication syndrome » l’ensemble des caractéristiques de la plante qui diffèrent entre la plante sauvage et ses « ancêtres » sauvages. À l’aide des trois documents fournis, précisez les différentes caractéristiques associées au syndrome de domestication en comparant les blés modernes et ancestraux. Précisez ensuite, en le justifiant, la caractéristique sélectionnée qui a rendu possible les techniques de récolte du blé. Obtention d’une nouvelle espèce (2), Raphanobrassica L’Homme est capable d’agir sur le génome des plantes cultivées et d’intervenir sur la biodiversité. Mettez en évidence les étapes de l’obtention de Raphanobrassica et expliquez pourquoi elle n’est pas cultivée aujourd’hui. QCM Annales 0 10) Bien que le concept d’espèce soit délicat à définir, on peut néanmoins considérer qu’il s’agit : de tous les individus interféconds d’une population ayant le même patrimoine génétique d’une population isolée géographiquement d’autres populations d’une population d’individus interféconds, isolée génétiquement d’autres populations 11) Le genre Homo : est constitué par l’homme et les grands singes actuels correspond à un groupe d’êtres vivants dont la biodiversité est maximale à l’époque actuelle est associé à la production d’outils complexes est apparu il y a environ 55 à 60 millions d’année 12) Le genre Homo se distingue des autres primates par : une bipédie occasionnelle un dimorphisme sexuel marqué une bipédie avec trou occipital en arrière une bipédie avec un trou occipital avancé 13) En relation avec la vie fixée, les plantes ont développé un système racinaire permettant des échanges de CO2 avec le sol un système racinaire permettant des échanges d’eau avec l’atmosphère un système aérien permettant des échanges d’ions, d’eau et de gaz avec l’air un système aérien et un système souterrain pouvant échanger de la matière par un système vasculaire 14) Le pollen : correspond au gamète femelle est produit par les étamines représente l’embryon de la future graine est toujours transporté par les insectes 15) La collaboration animal- plante s’exerce exclusivement lors de la pollinisation s’exerce lors de la pollinisation et de la fécondation s’exerce lors de la pollinisati on et de la dispersion des graines s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des gamètes 16) Le fruit : contient une quantité variable d’ovules contient une quantité variable de graines se forme seulement à partir de l’ovule se forme avant la pollinisation 17) La technique d’hybridation permet d’obtenir des variétés nouvelles qui cumulent les caractéristiques des 2 parents consiste à croiser toujours 2 individus d’espèce différente consiste à croiser 2 individus afin d’obtenir des homozygotes est la seule technique permettant de modifier le patrimoine génétique d’une plante Comparison with English Biology Curriculum A and AS Levels Kew gardens - Compulsory spots The Hive: follow the Pollination Trail to learn how Kew is exploring and nurturing the special relationship between bees and plants (pick up a leaflet) The Rhizotron :an underground lab constructed to study the soil and its interactions with plants and animals. Inside, an installation explains the relationships that exist between tree roots, the soil and organisms such as nematodes, beetles, woodlice and bacteria. On the floor is a mosaic inspired by the mutually beneficial relationships that exist between many plant roots and fungi. - Interesting spots The palm house (adaptations + domestication) The Mediterranean garden (from desiccation tolerance to desiccation resistance) Plant family beds (classification, cousinhood, evolution) Princess of Wales Conservatory exhibits plants in ten climatic zones Davies alpine house (adaptations to rough conditions) The Grass Garden - Attractions The Treetop Walkway via a stairway consisting of 118 steps. At the entrance to the Treetop Walkway are sculptures carved from tree trunks illustrating microscopic elements of trees to explain how trees grow. Leaves, for example, have breathing pores shaped like lips and tubes called ‘phloem’ pump sap from leaves to fruits and roots. Japanese garden Marianne’s north gallery (plant painting) or Shirley Sherwood gallery of botanical art Marine aquarium Bamboo garden Play areas : Climbers and creepers - Log trail Alexander Fleming Laboratory Museum A little bit of history Science museum Journeys Through Medicine This exhibition is situated on Floor 2 of the Museum between the Media Space and Energy Galleries. Engineer Your Future Challenge of Materials Natural History Museum - Compulsory spots Human evolution Human biology Evolution (cladistics – phylogenic trees) - Interesting spots Earth science (subduction, collision, weathering) Human biology Walking tour through Imperial College London, the only university which focuses exclusively on science, engineering, medicine and business Cambridge Darwin : Zoological Museum, Sedgwick Museum of Earth science Cambridge University Botanic Garden Cambridge University Botanic Garden was developed by John Stevens Henslow, mentor of Charles Darwin, and opened to the public in 1846. Many of the plants it contains have traditional uses as medicines, foods, dyes or materials for building, writing or making clothes. Different trails Compulsory - Adaptation trail (glass house) - Tropical economic garden (glass house) - Genetics garden (origins of domesticated plants) - Interesting Chemical trail Systemic beds Healthy herbie Chronological beds Scented garden Dry garden Adaptation trail Strategy How this strategy works Water uptake Example of plant using this strategy Obtain water from a permanent ground supply Extensive shallow lateral roots Succulent leaves, stems or tubers Water storage Allow expansion Global shape Waxy leaves Few or sunken stomata Reducing water loss Shut stomata during the day, C storage during the night Few or no leaves Creates humid microhabitat, reduces air movement Drop leaves during dry period Genetics garden The display focuses on new crops for the future while it pays homage to the past by re-creating the hybridisation experiments undertaken here at the Botanic Garden by Cambridge zoologist William Bateson at the turn of the twentieth century after his re-discovery of the work of monk, Gregor Mendel. Together with collaborators R C Punnett and Edith Saunders, Bateson’s major contribution to genetics (a word he invented) came from studies on sweet peas (Lathyrus odoratus). They found that, remarkably, crossing a white- by a white-flowered plant gave a full-coloured offspring and concluded that two independent genes controlled flower colour, so separating the analysis of genes from the characters they determined. Ancestral plant Derivated plants Technique used
