Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 Des progressions sur le thème 1 : La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant : une planète habitée. Thème 1A : GENETIQUE et EVOLUTION (12 semaines) Proposition 1 :- Fil conducteur "Démarche globale basée sur l’Homme » Bruno COMBAZ Partie du programme 4. Un regard sur l’évolution de l’Homme 41. Comparaison Homme et chimpanzé (phénotype/ génotype/ environnement) 42. Genre Homo et ancêtre commun Fil conducteur TP1 : Classer l’Homme… le genre Home, L’évolution ne peut avoir lieu que si il y a de la diversité, on part à la recherche de ces sources de diversité On commence par la diversité observable au sein d’une fratrie de famille nombreuse témoignant de la diversité liée à la reproduction. Le cycle de reproduction de l’espèce humaine est étudié en cours 3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité 31. Pression du milieu et concurrence 32. Espèce et sa définition La spéciation, l’espèce TP2 : la définition « d’espèce » A partir d’un exemple type Homme de Florès ou Néanderthal, on fait émerger la difficulté à définir une nouvelle espèce TP3 : la spéciation La dérive génétique et la sélection naturelle Différentes types de spéciation dont la spéciation par distance dans l’étude du cas de Neandertal 1.Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique 11.Méiose 12 Brassage inter chromosomique 13.Anomalies chromosomiques 14. Fécondation et diversité génétique 2. Diversité génétique et diversification des êtres vivants 21 Différents mécanismes à l’origine de la diversification des génomes (transferts viraux, poly ploïdisations etc.) 22Diversification sans modification des génomes (symbioses, comportement) La biodiversité, liée à la reproduction, d’où la méiose TP4 : Mise en place du schéma de méiose et étude de dysfonctionnement dans le cas de l’espèce humaine type trisomie ou syndrome de Turner pour faire le lien avec le programme de première Brassages inter et intra TP5 : Fécondation et familles multigéniques : Etude de la famille des opsines chez les primates (lien avec la première). Réinvestissement de la phylogénie des primates Les autres sources de diversité génétiques TP6 : Transferts horizontaux de gènes. Transferts horizontaux de gènes : transferts par virus / Polyploïdies Gène du développement (cas de l’Homme par rapport au Chimpanzé) : Rappel de première sur les mutations Les sources de diversité non génétique TP7 : L’apprentissage au sein des primates (exemple de l’enfant sauvage « pour faire un Homme il faut des Hommes ») + symbioses 5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes 51 .Contraintes de la vie fixée : surfaces d’échanges 52. Systèmes conducteurs 53. Mécanismes de défenses 54. De l’organisation florale à la pollinisation et à la fécondation Un autre exemple de l’évolution lié à une contrainte forte : la vie fixée TP8 : La plante face à son environnement Se nourrir et se protéger sans bouger TP9 : Communication au sein de la plante TP10 : La reproduction Se rencontrer sans bouger Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 Proposition 2 : Fil conducteur « Du constat des plantes adaptées à la vie fixée aux mécanismes expliquant la biodiversité » - Nicole MICHEL Partie du programme 5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes 51 .Contraintes de la vie fixée : surfaces d’échanges 52. Systèmes conducteurs 53. Mécanismes de défenses 54. De l’organisation florale à la pollinisation et à la fécondation 1.Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique 11.Méiose 12 Brassage inter chromosomique 13.Anomalies chromosomiques 14. Fécondation et diversité génétique 2. Diversité génétique et diversification des êtres vivants 21 Différents mécanismes à l’origine de la diversification des génomes (transferts viraux, poly ploïdisations etc.) 22Diversification sans modification des génomes (symbioses, comportement) 4. Un regard sur l’évolution de l’Homme 41. Comparaison Homme et chimpanzé (phénotype/ génotype/ Fil conducteur Les plantes sont des organismes fixés. Au fil de l’évolution, différents processus liés à l’alimentation et à la reproduction se sont mis en place chez les plantes ; elles ont vu leur organisation s’adapter aux contraintes de la vie fixée. En quoi l’organisation des plantes est-elle adaptée à leur vie fixée ? TP1 : Les échanges des plantes avec leur milieu : Objectif : rechercher quelle organisation de la plante lui permet d’optimiser ces échanges TP2 : L’organisation des fleurs Objectif : comprendre quelle organisation de la fleur rend possible le rapprochement des gamètes, donc sa reproduction malgré une vie fixée La pollinisation croisée permet de produire une diversité génétique. La reproduction sexuée, faisant intervenir des individus différents, crée cette diversité génétique chez les plantes mais aussi chez les animaux. Comment la reproduction sexuée assure-t-elle la diversité des individus qui la composent ? TP1 : Le point sur la stabilité des caryotypes et le déroulement de la méiose Objectifs : mobiliser les acquis pour mettre en évidence la place de la méiose et de la fécondation + montrer comment la méiose permet d’obtenir des gamètes haploïdes à partir de cellules diploïdes TP2 : Méiose et brassage intra chromosomique Objectif : comprendre comment la méiose produit des gamètes génétiquement différents, dans le cas où les individus diffèrent par deux gènes portés par la même paire de chromosomes TP3 : Méiose et brassage inter chromosomique Objectif : rechercher un autre processus, au cours de la méiose, produisant de nouvelles combinaisons d’allèles ; on se place dans le cas où les individus diffèrent par deux gènes portés par des paires différentes de chromosomes. TP4 : Les anomalies de la méiose Objectif : repérer des anomalies lors du déroulement de la méiose et leurs conséquences Les mutations et le brassage génétique au cours de la méiose et de la fécondation produisent une diversité des individus au sein d’une espèce. Cependant, ces mécanismes ne sont pas les seuls : d’autres processus de diversification des êtres vivant existent, à l’origine de la biodiversité. Quels sont les autres processus de diversification du monde vivant ? TP1 : D’autres mécanismes à l’origine de la diversification du vivant Objectif : identifier des mécanismes de diversification du vivant avec et sans modification du génome Au sein d’une espèce, on constate donc une grande diversité des individus. La diversité génétique des populations se modifie au cours du temps et cette évolution peut conduire à l’émergence d’une espèce. Comment la biodiversité se modifie-telle au cours du temps ? Les modifications des populations au cours du temps Objectif : constater l’évolution des populations au cours du temps et étudier les facteurs à l’origine de cette Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 environnement) 42. Genre Homo et ancêtre commun évolution Comme toutes les autres espèces, l’Homme a une histoire évolutive. Cette histoire s’inscrit d’une façon plus générale dans celle des primates. Quelles sont les grandes lignes de l’histoire évolutive de l’Homme ? La place de l’Homme parmi les primates Objectif : montrer la diversité actuelle et passée des primates, la place de l’Homme parmi les grands primates ; les caractéristiques du genre Homo. Les mécanismes à l’origine de la diversification Homme/chimpanzé Objectif : expliquer les différences génétiques et l’acquisition des phénotypes différents Proposition 3 (Ordre du programme) : Fil conducteur «De l’observation de la méiose à la place de l’Homme dans la biodiversité » Jérôme GRESSE, Jean-Christian NAU Partie du programme 1. Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique 11. Méiose 12 Brassage inter chromosomique 13. Anomalies chromosomiques 14. Fécondation et diversité génétique Fil conducteur TP 1 : Déroulement de la MEIOSE Objectif : Montrer que les grains de pollen produits par les anthères de Lys sont des gamètes haploïdes issus de deux divisions successives constituant la Méiose TP 2 : Analyse statistique de croisements de drosophiles Objectif : comprendre comment sont brassés et transmis les différents allèles des gènes responsables de la longueur des ailes et de la couleur du corps TP 3 : Origine des gènes homéotiques Objectif : Montrer et expliquer la similitude des gènes homéotiques qui contrôlent la mise en place du plan d'organisation. 3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité 31. Pression du milieu et concurrence 32. Espèce et sa définition 2. Diversité génétique et diversification des êtres vivants 21 Différents mécanismes à l’origine de la diversification des génomes (transferts viraux, poly ploïdisations etc.) 22Diversification sans modification des génomes (symbioses, comportement) 3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité 31. Pression du milieu et concurrence 32. Espèce et sa définition 4. Un regard sur l’évolution de l’Homme 41. Comparaison Homme et chimpanzé (phénotype/ génotype/ TP 4 : Transmission culturelle des comportements. Objectif : Montrer que la diversité du chant des oiseaux appartenant à la même espèce résulte en partie d'une transmission non génétique. TP 5 : Sélection naturelle et dérive génétique Objectif : Montrer que la sélection naturelle et la dérive génétique peuvent conduire à l'évolution des fréquences alléliques au sein d'une population d'escargots et modifier la biodiversité. P 6 : La place de l'Homme au sein des Primates Objectif : Montrer que l'Homme partage avec les autres Primates un ancêtre commun relativement récent et Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 environnement) 42. Genre Homo et ancêtre commun qu'il est très étroitement apparenté avec le chimpanzé. TP 7 : L'histoire du Genre Humain Objectif : Montrer que le genre humain est un groupe qui résulte de l'évolution de nombreuses espèces fossiles et d'une espèce actuelle, l'homo sapiens. 5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes 51 .Contraintes de la vie fixée : surfaces d’échanges 52. Systèmes conducteurs 53. Mécanismes de défenses 54. De l’organisation florale à la pollinisation et à la fécondation Traité plus tard mais pas dans la partie génétique Proposition 4 : Fil conducteur « De la biodiversité aux mécanismes de diversification » - Delphine MALAN Partie du programme 5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes 3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité 31. Pression du milieu et concurrence 32. Espèce et sa définition 4. Un regard sur l’évolution de l’Homme 41. Comparaison Homme et chimpanzé (phénotype/ génotype/ environnement) 42. Genre Homo et ancêtre commun Fil conducteur On peut commencer par un constat sur les espèces végétales (point sur l’évolution et des conditions de vie fixée) ou bien directement commencer par la ligne suivante Rappels de première (et de seconde) Notion de biodiversité, d’espèce, d’évolution et de spéciation L’Homme… L’Homme parmi d’autres dans le processus d’évolution Genre Homo Des phénomènes génétiques associés à l’espèce (chronologie d’expression des gènes etc.) Conditions d’existence d’une espèce : stabilité mais aussi évolution/ diversification 1. Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique 11. Méiose 12 Brassage inter chromosomique 13. Anomalies chromosomiques 14. Fécondation et diversité génétique Méiose et fécondation assurent la stabilité de l’espèce Brassages Anomalie et diversification du vivant 2. Diversité génétique et diversification des êtres vivants 21 Différents mécanismes à l’origine de la diversification des génomes (transferts viraux, poly ploïdisations etc.) 22Diversification sans modification des génomes (symbioses, comportement) Autres mécanismes de diversification Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 Thème 1B : DOMAINE CONTINENTAL et sa DYNAMIQUE (5 semaines) Proposition 1 (Ordre du programme)- Fil conducteur « Du domaine continental à la formation d’une chaine de montagnes puis à sa disparition » - Lydia PALOMARES Partie du programme 1B1 Caractérisation du domaine continental : la lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale Différence d’altitude moyenne et isostasie Age de la croute océanique et radio chronologie Relief positif, croute continentale, raccourcissement et empilement, indices structuraux (plis/ failles) et pétrographiques Histoire d’une chaine Fil conducteur On cherche à comprendre la dynamique (horizontale et verticale ) de la lithosphère continentale. Qu’est-ce que la lithosphère continentale ? Chapitre1 : caractérisation de la lithosphère continentale TP n°1 : Caractéristiques de la lithosphère continentale (épaisseur altitude composition densité) et explication de celle-ci (isostasie). La lithosphère continentale a –t-elle toujours été aussi épaisse ? TP n°2 : recherche d’indice d’épaississement Bilan: Une lithosphère épaisse et d’altitude moyenne élevée car composé de matériel peu dense : modèle d’isostasie rmq : matériel globalement très âgé : pourquoi ? 1B2 Convergence lithosphérique : contexte de formation d’une chaine de montagne Domaine océanique disparu (ophiolites) Empilement de nappes Transformation minéralogiques Densité et subduction Chapitre2 : formation des chaines de montagne Sortie : l’existence d’un ancien domaine océanique (marge passive et chenaillet) TP n°3 : argument de la subduction Sortie : collision continental : les structures visible Bilan : subduction océanique puis continentale seule la partie mantélique subducte ; la croute s’écaille et s’empile, se qui explique son âge important Rmq : Cette histoire laisse des traces tectoniques et minéralogiques qui permettent de reconstituer l’histoire d’une montagne 1B3 : Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux Caractéristiques du volcanisme de subduction Fusion partielle des péridotites du manteau Volcanisme et magmatisme (granitoïdes) : nouveau matériau continental D’où vient ce matériel crustal qui ne retourne pas dans le manteau ? Chapitre3 : la formation de nouveau matériel continental dans les zones de subduction TP4 : magmatisme des zones de subduction Bilan : la subduction entraine libération d’eau qui abaisse le seuil de fusion de la péridotite du manteau chevauchant ce qui forme un magma celui-ci forme remonte et forme les roches continentales. 1B4 Disparition des reliefs La lithosphère continentale a subit un épaississement : comment ? Quelles sont les modalités de l’épaississement ? Cet épaississement est surtout visible dans les chaines de montagne actuelle Comment se forme les chaines de montagne ? Dans les zones de subduction formation de matériel continentale qui n’y retourne pas par subduction. Les matériaux continentaux peuvent-il e être détruit d’une autre manière ? Comment évolue dans le temps les chaines de montagnes et donc la lithosphère continentale? Chapitre 4 : la disparition des chaines de montagnes Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 Altération et érosion Produits de démantèlement (solubles ou solides) et sédimentation Phénomènes tectoniques et disparition du relief Recyclage de la croute continentale 2A Géothermie et propriétés thermiques de la Terre Gradient et flux géothermique : le contexte géodynamique Transferts thermiques : conduction et convection Energie géothermique à l’échelle globale : dorsales et zones de subduction Prélèvement de l’énergie thermique pour les besoins de l’Homme TP5 : comparaison chaines ancienne chaines récentes et mécanismes de destruction des chaine de montagne (érosion/ isostasie/ tectonique) Sortie de géol : action de la glace de l’eau de la gravité… Bilan : différents mécanismes contribue a la disparition des chaines de montagne et produise dans le même temps des sédiments qui formeront de nouvelles roches sédimentaire continentale mais aussi océanique. La dynamique de la lithosphère décrite en 1S et dans les chapitres précédents nécessite une source d’énergie : l’énergie géothermique. Qu’est-ce que l’énergie géothermique et comment peut –elle être à l’origine de la dynamique de la lithosphère ? Cette source d’énergie peut-elle être intéressante pour l’homme ? Chapitre 5 : géothermie et propriété thermique de la terre. TP6-la géothermie en Islande.= modélisation de la convection Cours d’autre cas de géothermie Bilan : la Terre produit de l’énergie suite à des désintégrations de matériel radioactif, principalement dans le manteau cette énergie est évacuée par convection principalement (plus efficace que la conduction), il existe donc des zones d’ascendance de matériel mantélique ou le gradient géothermique et le flux de chaleur sont plus fort. (Point chaud et dorsale). Ces zones seraient favorables à l’exploitation de l’énergie mais le plus souvent elles sont immergées… Dans d’autres zones du globe on a des branches descendantes de ces cellules de convection : les zones de subduction, le gradient et le flux de chaleur sont donc plus faible ; mais en arrière de ces zones localement un flux anormalement élevé existe en raison du volcanisme : c’est là que se trouve la majorité des centrales géothermiques. Les mouvements de la lithosphère résulte donc de la convection du manteau : terre= machine thermique. Proposition 2 (variante de la précédente)-Fil conducteur « Du domaine continental à la formation d’une chaine de montagnes puis à sa disparition » - Nathalie PATERMO Partie du programme 1B1 Caractérisation du domaine continental : la lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale Différence d’altitude moyenne et isostasie Age de la croute océanique et radio chronologie Relief positif, croute continentale, raccourcissement et empilement, indices structuraux (plis/ failles) et pétrographiques Histoire d’une chaine Fil conducteur Acquis de première S sur la tectonique des plaques Quelles sont les caractéristiques de la lithosphère continentale ? TP1- Caractérisation du domaine continental Act 1 - Déterminer les altitudes et l’épaisseur de la croûte continentale Act2 - Déterminer l’âge et la nature des roches de la croûte continentale Act3 - Comprendre l’isostasie : l’équilibre de la lithosphère sur l’asthénosphère Tâche complexe : modélisation / mesure de masse volumique Travail maison : calcul profondeur Moho / équilibres isostasiques Progressions produites par le « groupe de formateurs lycée »- Académie de Grenoble- Novembre2012 1B2 Convergence lithosphérique : contexte de formation d’une chaine de montagne Domaine océanique disparu (ophiolites) Empilement de nappes Transformation minéralogiques Densité et subduction Comment se forment les montagnes ? Quels sont les témoins de l’existence d’un ancien océan ? Quels sont les marqueurs d’une chaîne de collision TP2 : la convergence lithosphérique Activité n°1 – Repérer sur une carte géologique les indices de l’histoire de la formation de la chaine alpine Activité n°2 – Repérer les indices minéralogiques d’une ancienne subduction Indices tectoniques et pétrographiques & profils ECORS IV. Indices tectoniques et pétrographiques de l’épaississement crustal dans les chaînes de montagnes 1B3 : Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux Caractéristiques du volcanisme de subduction Fusion partielle des péridotites du manteau Volcanisme et magmatisme (granitoïdes) : nouveau matériau continental 1B4 Disparition des reliefs Altération et érosion Produits de démantèlement (solubles ou solides) et sédimentation Phénomènes tectoniques et disparition du relief Recyclage de la croute continentale TP3 -Transformations de la lithosphère océanique et subduction (TP mosaïque) Act1 – Déterminer les causes de la subduction et le moteur de la tectonique des plaques Act2 – Dégager le rôle de l’eau dans l’évolution de la lithosphère océanique + activité complémentaire Excel TP4 – Le magmatisme des zones de subduction Act1 – Caractériser le volcanisme des zones de subduction Act2 – Etudier les roches magmatiques produites dans les zones de subduction Comment évoluent les chaines de montagnes avec le temps ? TP5 : Evolution des chaines de montagnes Act1 - Comparer différentes chaînes de montagnes Act2 – Suivre le démantèlement des reliefs Act3 – Comprendre le jeu des processus tectoniques dans la disparition des reliefs Bilan - Schématiser le recyclage de la croûte continentale Réinvestissement : SORTIE GEOLOGIQUE