Thème 1 – La Terre dans l`univers, la vie et l`évolution du vivant

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Thème 1 – La Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant (14 S)
Thème 1 – A - Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique (7 s)
Reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN (2)
Remarques générales
Classique.
Beaucoup d'acquis de collège et
de seconde
 partir de ce que savent les
élèves ...
Grandes lignes
- Bien qu'on dise "en général" cela ne signifie pas qu'il
faut traiter ici les anomalies de caryotype. Elles
pourront l'être dans les pistes
- Phases du cycle cellulaire détaillées.
- Graphique ADN en fonction de la période du cycle.
- Mitose (rien sur le détail des étapes)
- On reprend la structure de l'ADN de seconde.
- Réplication de l'ADN avec ou sans erreurs.
- Pas de détail sur les polymérases mais on les cite.
Manips et expériences possibles
Coloration d'extrémités de racine.
Microscopie.
Caryotypes : classement ? anomalies ???
Graphe ADN = f(temps)
Expériences historiques réplication (M&S,
Taylor, …)
 http://www.nature.com/nature/dna50/archiv
e.html (lien vers article de Watson et
Crick: en anglais abordable pour un élève
de première)
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P
MC528642/pdf/pnas00686-0041.pdf (lien
vers article historique 1953)
Microphoto avec yeux de réplication
Variabilité génétique et mutation de l’ADN (2)
Remarques générales
Classique pour les mutations
géniques (ancien programme de
seconde)
Nouveau : quantification de la
diversité allélique
Grandes lignes
- Mutations = accident dans la séquence de l'ADN
- Si pas réparation, transmission :
somatique : cancérisation
germinale : hérédité
- Lien diversité allélique / biodiversité
Manips et expériences possibles
Mutagenèse UV souches ade2
Anagène / geniegen
[Quantification de la diversité allélique ???
(maths ?)]
L’expression du patrimoine génétique (3)
Remarques générales
Classique : expression de l'info.
génétique.
! maturation "signalée" des ARN
pré-messager
Grandes lignes
- traduction, transcription, code génétique, ARNm,
protéine.
- pas ARNt ni ARNr
On peut citer la maturation (nécessaire ???)
Manips et expériences possibles
Transgenèse
Coloration ARN / ADN
Rastop, evolmol, Jmol
Docs radiographies
Animations/simulation/modélisation
Thème 1 – B - La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle (7 s)
La naissance de l’idée
L’interprétation actuelle des différences d'altitude moyennes entre les continents et les océans
L’hypothèse d’une expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux
Le concept de lithosphère et d’asthénosphère
Un premier modèle global : une lithosphère découpée en plaques rigides
Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive
L’évolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique
Remarques générales
Très peu de temps pour traiter
l’ensemble du thème
?
Possibilité de faire un travail
collaboratif pour toute la
partie historique
+ 4 TP ciblés pour tous
Ondes et propagations
Roches et lames
Magnétisme et
anomalies
Sismolog et GPS
(Fusion partielle et
cristallisation)
Retour sur l’histoire du modèle
et sur son évolution
?
Grandes lignes
Arguments de Wegener et état solide du globe
Découverte des deux lithosphères
Observations océano et flux thermique -> modèle
expansion
Magnétisme des roches, anomalies et inversions des
pôles – vitesse d’expansion
Distribution de foyers au niveau des fosses,
Limite litho/asthéno – 1300°
Enfoncement de la litho au niveau des zones de
subduction
Géométrie des failles transformantes, modèle en
plaques rigides
Les mouvements en limite de plaques
Alignements de volcans intraplaques et mouvement
des plaques – enrichissement du modèle
Prédiction et renforcement du modèle : éloignement
de la CO et âge des sédim ; vitesse de déplacement
et GPS
Le renouvellement de la lithosphère océanique
Divergence, dorsale et production d’une nouvelle
lithosphère à partir des matériaux du manteau
Subduction et incorporation de la LO au manteau
Modèle global et représentation graphique
synthétique
Mode de construction des théories scientifiques
Manips et expériences possibles
-Sismogrammes, propagation des ondes
-Etudes macro et micro des 4 roches
-modélisation des enregistrements des
inversions
- sismolog
-ondes et audacity (matériau t° différente)
- Travail sur cartes
- Excel et calcul de vitesse GPS
-fusion partielle et vitesse de cristallisation
Thème 2 – Enjeux planétaires contemporains (7 S)
2
Thème 2 – A –tectonique des plaques et géologie appliquée (3 s)
Première possibilité : tectonique des plaques et recherche d'hydrocarbures (3)
Remarques générales
Grandes lignes
Manips et expériences possibles
2 options : globale (recherche
d’hydrocarbures)
Deuxième possibilité : tectonique globale et ressource locale (3)
Remarques générales
Grandes lignes
locale (ressource géologique)
Modèle de la tectonique globale
et compréhension de des
conditions d’existence d’une
ressource exploitable
Histoire sédimentaire et tectonique des plaques
Ressource locale
Ciment, charbon, gypse, molasse, …
Manips et expériences possibles
-
Sortie (plus obligatoire)
SIG
Thème 2 – B – Nourrir l’humanité (4 s)
La production végétale : utilisation de la productivité primaire (1,5)
Remarques générales
Grandes lignes
6° et 2de : bases biologiques de
la production agricole
Grandes notions concernant l’écosystème et son
fonctionnement : biocénose et biotope
Photosynthèse et productivité primaire
Produits nécessaires à l’homme et gestion des
agrosystèmes.
Flux de matière et d’énergie, apports d’intrants,
productivité, rendement et impact environnemental.
Pratiques utilisées, coût énergétique et conséquences
Production et gestion durable : pratique raisonnée de
l’agriculture
Manips et expériences possibles
http://www.svt.acversailles.fr/archives/ecosystemes/eco.swf
-
Mise en œuvre d’une culture
Banque de données et calcul de
flux, de bilans, de rendement
La production animale : une rentabilité énergétique réduite (1,5)
Remarques générales
Grandes lignes
Pyramide de productivité
Place du produit dans la pyramide et rendement
global, énergie, matières
Bilan de matière et d’énergie plus défavorable pour la
production animale
Manips et expériences possibles
-
Bases de données
Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales (1)
Remarques générales
S’appuie sur les notions déjà
vues en 2de
SVT + géographie
Jussieu : OGM
Jussieu : eau et agricult
Grandes lignes
Somme des pratiques individuelles -> csq globale :
Défi de l’agriculture : nourrir de + en + d’hommes.
Ressources eau/ sol limitées => Durabilité <-> prise
en compte de l’environnement
Choix des pratiques
Manips et expériences possibles
SIG & Google Earth
bases de données
Thème 3 – Corps humain et santé (12 S)
Thème 3 – A – Féminin, masculin (4 s)
Devenir femme ou homme (1)
Remarques générales
Grandes lignes
Attention à ne pas refaire le
chapitre tel qu’il était traité en
TS, les connaissances sur le
sujet ont changé et évolué.
La communication hormonale
est connue depuis la 4ème, donc
inutile de la redéfinir.
Pour les bases de la génétique
s’appuyer sur les acquis ( 3ème,
2nde et thème 1A de 1ère S).
Chapitre intéressant pour
intégrer « l’histoire des
sciences » et la marche des
idées. Par contre peut être faire
un tri parmi toutes les
expériences historiques ??
Sexe anatomique
-Rappel des différences anatomiques entre appareils
génitaux mâle et femelle d’un mammifère.
-mise en place de l’appareil génital indifférencié
(gonade bipotentielle, canaux de Wolff et Müller)
-différenciation des appareils mâles et femelles
-différenciation des organes génitaux externes
(caractères sexuels primaires)
-localisation de ces événements dans le temps et
l’espace au cours du développement embryonnaires.
-différence dans la production des gamètes chez le
mâle et la femelle.
Sexe chromosomique
-rappel différence caryotypes mâle et femelle.
-cas des reversions sexuelles, des syndromes de
Klinefelter, Turner, pour mettre en évidence le rôle de
Y
Sexe génétique :
-Mise en évidence du rôle de SRY, intervention des
gènes en cascade (SRY, DAF1, SOX9…) chez le
mâle
-différenciation de la gonade bipotentielle
- intervention des hormones dans la différenciation
des organes.
-intervention des gènes de la féminisation (RSPO1, ..)
-balance entre l’action de ces gènes.
Sexe phénotypique
-maturation des appareils génitaux à la puberté
Acquis du collège
1ère notion d’hormone vue en 4°
Jussieu : XY
http://acces.inrp.fr/acces/ressour
ces/dyna/biotic
PROCREATION
Manips et expériences possibles
Dissection de la souris pour observer les
organes génitaux.
Etude d’expériences cliniques sur les cas de
reversions sexuelles.
Etude d’expériences historiques :
LiLLie ??(free-martin); Jost, Sinclair
(découverte de SRY), Lovel-Badge (mise en
évidence du rôle de SRY).
Cas cliniques sur internet pour mettre en
évidence les gènes de la féminisation
(Wnt4, surtout RSPO1..)
Etude d’articles de journaux sur le rôle des
perturbateurs endocriniens (polluants) dans
les malformations génitales ou les pubertés
précoces : peut être un sujet de débat
argumenté sur le rôle réel de ces
polluants ?
Art et sciences :
L’hermaphrodite (les métamorphoses
d’Ovide)
Une autre possibilité de débat argumenté :
mythe ou possibilité de telles anomalies du
3
-Rôle des hormones sexuelles à la puberté.
-apparition des caractères sexuels secondaires.
-fonctionnalité des organes génitaux…
développement ?
Dissection
Caryotypes
Sphère publique : identité sexuelle et rôles dans la
société
Sphère privée : orientation sexuelle
Phénomènes biologiques : différences anatomiques,
physiologiques et chromosomiques -> Phénotypes
Gènes +- SRY, Testostérone, AMH -> mise en place
des structures et du fonctionnement des appareils
sexuels de la fécondation-> embryon-> fœtus->
puberté : caractères sexuels IIR
Sexualité et procréation (2)
Remarques générales
Déjà vu : Fonctionnement app
reproducteur contraception et
PMA
1ère notion d’hormone
Détail, jusqu’où ?
S’appuyer sur les acquis de
collège
S'il s’agit de découvrir l’axe
gonadotrope et sa régulation il
n'est pas nécessaire de
reconstituer tout le schéma de
régulation : on peut en
construire une partie puis
"utiliser pour expliquer"
Pour éviter l'exhaustivité et le
catalogue des techniques et
pratiques on peut envisager un
travail collaboratif.
Grandes lignes
Manips et expériences possibles
Dispositif neuroendocrinien : hypothalamus,
hypophyse, gonades -> contrôle le fonctionnement
Méthodes de contraception féminine préventive ou
d’urgence… dévpt de méthodes masculines
Contraception et IST
Infertilité, IA, fivete et ICSI
Nombreux documents "papiers"
d'expériences, dont historiques
- méthodes de régulation des naissances pas à
étudier de façon exhaustive.
- importance de la connaissance des mécanismes
biologiques pour la mise au point et l’évolution des
méthodes de contraception, contragestion, ou de
PMA.
- IST : pas question de viser une étude exhaustive.
- dimension éducative  axer les scénarios
pédagogiques autour de problématiques
d’éducation à la santé.
aspects bioéthiques interdisciplinarité (débats,
dossiers, …).
Rastop pour RU 486
Coupes d'ovaire ou de testicule
Logiciels de régulation hormonale (REHOR)
Sexualité et bases biologiques du plaisir (1)
Remarques générales
On peut s’interroger sur le lien
qui peut exister entre le
fonctionnement hormonal et
l’activité sexuelle.
Circuit de la récompense : il ne
s’agit pas d’étudier sa
complexité
L’élève doit avoir conscience du
fait que chez l’être humain le
contrôle de l’activité sexuelle est
essentiellement sous la
dépendance de circuits
cérébraux. Il comprendra ainsi
mieux l’influence que peuvent
avoir différents facteurs liés à
l’émotion, à la mémoire, ou
encore à l’influence de la
société.
Cette partie de programme
devra être abordée avec tact,
dans le respect des différentes
sensibilités et des différentes
cultures, l’accent étant mis sur
les aspects biologiques.
Grandes lignes
Activité sexuelle, plaisir et activation de zones
cérébrales - systèmes de récompense
- Chez la plupart des mammifères, l’activité sexuelle
dépend directement des hormones sexuelles
- Chez certaines femelles primates (dont
chimpanzés et bonobos), accouplements possibles
hors des quelques heures ou quelques jours qui
entourent l’ovulation.
- Chez la femme, l’activité sexuelle semble
indépendante de la sécrétion des hormones
sexuelles (même si légères variations cycliques).
- notion de plaisir associée
- contrôle cérébral souvent évoqué
- cerveau siège d’une communication chimique
intense, notamment lors des rapports sexuels.
- expériences historiques d’auto-stimulation chez le
rat  structures cérébrales impliquées dans le
plaisir et la récompense.
- circuit de la récompense complexe : "maillon
central" = Aire Tegmentale Ventrale (ATV) et
Noyau Accumbens (NA)
neuromédiateur = dopamine
Manips et expériences possibles
Exploitation de résultats d’expériences
historiques d’auto-stimulation chez le rat
Utilisation de documents issus de l’imagerie
médicale fonctionnelle pour localiser des
zones impliquées dans des circuits
cérébraux particuliers (récompense, plaisir)
Travail en interdisciplinarité autour des
représentations dans ce domaine (influence
et contrôle cérébral)
Le questionnement et la réflexion pourront
être amorcées par exemple à partir
d’œuvres d’art (peintures, sculptures,
œuvres littéraires, photos célèbres, …)
évoquant le désir et le plaisir, dans le
respect de la sensibilité de chacun.
Thème 3 – B – Variation génétique et santé (4 s)
Patrimoine génétique et maladie (2)
Remarques générales
Grandes lignes
3° et 2de : mutation, phénotype,
génotype, relation gèneprotéine?
A partir d’un exemple de maladie génétique :
(mucoviscidose) gène muté, homozygote, phénotype
macro malade <- modification d’une protéine
Etude d’arbre généalogique -> risque de transmission
Paramètres du milieu et limitation des effets
Essais de thérapie génétique
Jussieu : géno-phéno
Manips et expériences possibles
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Généralisation :
gènes de susceptibilité - statistique
Gènes + modes de vie + milieu => maladie
Un exemple (cardiovasculaire, diabète II)
interactions complexes : modes de pensée statistique
et critique
Jussieu
Perturbation du génome et cancérisation (1)
Remarques générales
Grandes lignes
3° et 2de : mutation, première
approche de la vaccination
Modifications accidentelles du génome dans cellules
somatiques -> clones à génome modifié
Parfois à l’origine d’un début de cancérisation
Mutations spontanée, dues à un agent mutagène ou
infection virale-> perturbation du génome
Nature des perturbations du génome -> mesures de
protection
Manips et expériences possibles
?
Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques (1)
Remarques générales
Grandes lignes
3° et 2de : mutation, fréquence
allélique, sélection naturelle
Mutations -> variations génétiques des pop de
bactéries dont apparition de résistances
Application d’un antibio-> sélection des formes
résistantes
Utilisation systématique des antibio -> sélection
naturelle : augmentation de la fréquence des formes
résistantes
Manips et expériences possibles
TP cultures, antibiogrammes
Thème 3 – C De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision (4 s)
Le cristallin : une lentille vivante (1)
Remarques générales
Grandes lignes
SPC : notions d’optique, lumière
,couleur
Cristallin : lentille vivante : système transparent formé
de cellules renouvelant nécessairement leur contenu
Anomalies de formes -> défaut de vision
Age : transparence et souplesse altérées
Jussieu : Oeil et défaut
Manips et expériences possibles
Dissection
Modèle
Expériences simples SPC
Les photorécepteurs : un produit de l’évolution (1)
Remarques générales
Passage de l’organe à la
cellule ?
3° - Phyloboite
Grandes lignes
Rétine avec photorécepteurs – 3 types de cônes BVR
et batonnets
Elaboration globale d’un message acheminé par le
nerf optique
Les gènes des pigments -> famille multigénique
1ère approche de la place de l’Homme dans
l’évolution- Homme = Primates
Anomalies des pigments -> trouble de la vision
colorée
Manips et expériences possibles
Logiciel DE VISU (INRP) en ppt
[Vision des couleurs, anomalies de vision des
couleurs, famille multigénique des opsines,
structure de la Rhodopsine, test de la vision des
couleurs. Plasticité du cerveau, pouvoir
reconstructeur d’images (tâche aveugle)]
Logiciel Neuro ? tilquin
Anagène/ Phylogène
Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité (1)
Remarques générales
Notions de synapse ?
Grandes lignes
Aires corticales et vision
Imagerie fonctionnelle, aires corticales et formes,
mouvements
Reconnaissance des formes : collaboration entre
fonctions visuelles et mémoire
LSD, hallucinations et perturbations des aires
visuelles
Mise en place du phénotype fonctionnel : structures
innées (<- évolution) + plasticité cérébrale
Mémoire et apprentissages reposent sur la plasticité
cérébrale : sollicitation de circuits neuroniques
Manips et expériences possibles
Logiciel Eduanatomist (INRP)
 Ppt utilisation eduanatomist pour
epilepsie et sensibilité (Ch.
Marécaux)
Banque de données Neuropeda (INRP)
TP plasticité
TP illusions
Observation de cellules nerveuses ?