la Terre une planète habitée

EXEMPLE DE PROGRESSION : Thème 1 La Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée 12 semaines
Béatrice Lecourt-Capdeville
Problèmes /Questions Activités / Supports / Compétences
Notions exigibles du bulletin officiel
Problème : La vie est elle possible
sur Mars ?
Q1 : Quelles sont les conditions
nécessaires à la vie ? Que recherche –
t- on pour savoir si la vie existe ou est
possible sur une planète ?
Q2 : Quelles sont les causes des
singularités de la Terre (et Mars)
permettant la vie ?
Document « accroche » Histoire d’une météorite martienne
ALH84001Constat vie sur Terre. Rappels du collège (6
ème
êtres vivants
répartis en fonction des conditions de vie - biodiversité; 4
ème
les
changements du monde vivant ont accompagné les transformations de
la Terre : modification des peuplements de la Terre en fonction des
milieux et conditions de vie). Recherche de prérequis sur les conditions
nécessaires à la vie.
TP1 En prenant en référence la Terre : Recherche des singularités
compatibles avec la vie sur Terre /Mars (présence d’eau et états,
présence d’une atmosphère avec du O
2
et de l’ozone, Température
moyenne de 15°C, présence d’eau liquide) par rapport à d’autres astres
du système solaire. Utilisation de logiciels PLANETE 3D /CELESTIA.
Recherche documentaire. Construction/Compléter un tableau
comparatif.
Rechercher, extraire et organiser l’information utile- Présenter la démarche
suivie, communiquer-Manifester le sens de l’observation, l’esprit critique.
TP2 Tache complexe Etude d’un diagramme Pression/Température et
comparaison Terre /Mars.
Etude de textes sur l’importance de la distance Terre/Soleil et de
l’effet de serre sur la température. Texte sur la vitesse d’évasion : lien
avec la présence d’une atmosphère.Réalisation d’un schéma fonctionnel
établissant les relations de cause à effet. Pratiquer une démarche
scientifique, manipuler- Manifester le sens de l’observation, l’esprit critique.
Attitude critique face aux ressources documentaires.
Contrôle : rechercher les indices de vie sur une exoplanète
I. LES CONDITIONS DE LA VIE : UNE
PARTICULARITE SUR LA TERRE ?
1°) Les conditions physico chimiques
nécessaires à la vie
La Terre est une planète rocheuse du système
solaire. (comme Mars)
Les conditions physico-chimiques qui règnent sur
Terre permettent l’existence d’eau liquide et
d’une atmosphère compatible avec la vie
(et température moyenne 15°C). Mars a présenté
de l’eau liquide dans le passé.
2°) Les causes de ces particularités
Ces particularités sont liées à la taille de la Terre
et à sa position dans le système solaire. Fenêtre
d’habitabilité par rapport au Soleil.
Ces conditions pourraient exister sur d’autres
planètes qui possèderaient des caractéristiques
voisines, comme Mars, sans pour autant que la
présence de vie y soit certaine.

Q3 : Comment se manifeste la
biodiversité sur Terre ? A quels
niveaux la constate –t –on ?
Problème : Quels sont les indices qui
permettent d’affirmer que des êtres
vivants, pourtant si différents,
dérivent d’un ancêtre commun ?
Q1: Comment établir des relations
de parentés entre espèces d’un même
groupe ? Quels sont les indices d’une
origine commune au niveau des êtres
vivants (des Vertébrés) ?
Q2 : Comment une cellule est –elle
organisée ? Toutes les cellules ont-
elles la même organisation structurale
(même les bactéries cf Mars) ?
Lien : présence de vie sur Terre diversifiée et de bactéries fossiles
dans la météorite ALH84001
TP3 : sortie sur le terrain : constat d’une biodiversité au sein de
l’écosystème d’un sol (cf. : thème 2). Au laboratoire, identification de
la macrofaune, mésofaune et microfaune du sol récoltés dans la litière,
grâce à une clé de détermination (académie de Grenoble). Etude de la
flore (champignons). Lien : En comparant les espèces, il est possible
d’établir des ressemblances. Ces ressemblances traduisent des liens de
parenté. Manipuler, organiser des informations
Prérequis du collège : groupes emboîtés.
Recherche de liens de parentés grâce à des attributs communs.
TP4 Tache complexe Comparaison de plans d’organisation entre
Vertébrés : Observation puis dissection( système nerveux) par ateliers
de différents animaux (vertébrés et un extra groupe) pour dégager les
attributs communs.
Réalisation d’arbres ou de groupes emboîtés avec Phylogène (exemple :
vérifier l’appartenance d’un vertébré fossile comme Compsognathus
dans ce groupe).
Mettre en œuvre un protocole de dissection- Manipuler , extraire, recenser
des informations- Manifester son sens de l’observation
Prérequis de collège : organisme formé d’un ensemble de cellules
TP5 Tache complexe
Etude comparative de cellules procaryotes et de
cellule eucaryote (cellules de foie de veau ou cellules d’élodée par
ateliers) et d’électronographies correspondantes, utilisation d’un
logiciel de traitement d’images. Elaboration d’un tableau afin de
dégager les points communs et différences entre cellules procaryote
et eucaryote Vérification d’une classification. Manipuler et expérimenter-
Recenser, extraire des informations.
II. L’UNITE DU MONDE VIVANT
La biodiversité est à la fois une diversité des
écosystèmes, la diversité des espèces, la
diversité génétique au sein des espèces.
1°) Des relations de parentés entre
vertébrés : unité au niveau des
organismes
Au sein de la biodiversité, les parentés existent
qui fondent les groupes d’êtres vivants. Ainsi les
vertébrés ont une organisation commune.
Les parentés d’organisation suggèrent que les
espèces partagent un ancêtre commun.
2°) Une unité des êtres vivants
au niveau cellulaire
Les cellules procaryotes et eucaryotes
présentent une unité structurale, ce qui suggère
une parenté.

Q3 : Comment une cellule peut elle se
procurer les éléments nécessaire à sa
survie ? Toutes les cellules
fonctionnent – elles de la même
façon ?
Q4 : Y a-t-il une unité au niveau
génétique ? Quels sont les arguments
à l’échelle de l’ADN d’une origine
commune ?
Si les êtres vivants élaborent leur
matière à partir des éléments
disponibles sur Terre
Q5 : la matière qui constitue les
êtres vivants est-elle
la même que celle qui constitue le
« non vivant » ?
TP 6 Mise en place d’une expérimentation ExAO : étude du
métabolisme respiratoire des levures Saccharomyces cerevisiae
sauvage et mutée Rho. Et /ouMise en œuvre d’un raisonnement
expérimental sur l’influence d’un facteur de l’environnement, la
lumière, sur le développement d’euglènes
Mettre en œuvre un raisonnement un raisonnement expérimental. Faire preuve
d’esprit critique
Lien : Présence d’une unité au niveau chimique, cellulaire et
fonctionnement. Notion de patrimoine génétique. Une cellule présente
de l’ADN (prérequis)
Rappels du collège : localisation de l’information génétique. ADN dans le
noyau (extraction effectuée en 3°)
TP 7 /TP 8 Mise en place d’une expérience de transgénèse : kit APBG
ou si conditions sécurité difficiles : kit transgénèse levure Ade 2
Généralisation
Universalité de l’ADN : utilisation possible de Rastop pour visualiser la
structure de l’ADN (double hélice, nucléotides) Manipuler
TP 9 Comparaison de la composition chimique du globe terrestre, de
quelques organismes vivants (bactérie, algue, grenouille, champignon),
de la météorite martienne.
Mise en évidence des différentes sortes de molécules présentes dans
les cellules à l’aide de réactifs spécifiques. Modélisation de la
structure des molécules carbonées à l’aide d’un logiciel de visualisation
moléculaire (RasTop).
Etude d’un tableau comparatif des pourcentages de molécules
carbonées dans des cellules. Recenser et extraire des informations –
Exploiter des résultats en utilisant des technologies
3°) Une unité du vivant au niveau
fonctionnement
De nombreuses transformations chimiques se
déroulent à l’intérieur de la cellule : elles
constituent le métabolisme.
La cellule est un espace limité par une membrane
qui échange de la matière et de l’énergie avec son
environnement.
Le métabolisme est contrôlé par les conditions de
milieu et par le patrimoine génétique.
Une unité fonctionnelle est commune à tous les
êtres vivants : parenté.
4°) Une unité chimique et une
universalité de l’information génétique chez
tous des êtres vivants
La transgénèse montre que l’information
génétique est contenue dans la molécule d’ADN et
qu’elle est inscrite dans un langage universel.
L’universalité du rôle de l’ADN est un indice de
parenté des êtres vivants.
5°) Une unité des êtres vivants au
niveau biochimique
Les êtres vivants sont constitués d’éléments
chimiques disponibles sur le globe terrestre.
Leurs proportions sont différentes dans le monde
inerte et dans le monde vivant.
Ces éléments chimiques se répartissent dans
diverses molécules constitutives des êtres
vivants. Les êtres vivants se caractérisent par
leur matière carbonée et leur richesse en eau.
L’unité chimique des êtres vivants est un indice
de leur parenté

Problème : Comment la vie a- t –elle
pour autant se diversifier sur
Terre ?
Q1 : Quels ont été les changements
dans les peuplements au cours du
temps ? Par exemple, la forêt
houillère et la forêt actuelle étaient
elles peuplées par les mêmes groupes
de végétaux ?
Q2 : Comment expliquer la diversité
génétique au sein d’une espèce ?
Q3 : Comment expliquer la
diversification et le maintien de
certaines espèces ?
Malgré cette origine commune des êtres vivants, la diversité du
vivant est très importante.
Lien : Texte bactéries présentes à l’origine sur Terre. Observation
d’images satellitales de la Terre : constat Présence d’’Ecosystèmes
variés.
TP10 Etude de documents et /ou empreintes/ou de collections sous
Phylogène.
Manipuler, utiliser un logiciel –Extraire et organiser des informations
Lien : Rappel de la biodiversité génétique au sein d’une espèce
(2 souches de Saccharomyces cerevisia TP 5)
TP 11 : Rappel des différences de métabolisme entre les souches de
levures Saccharomyces TP 5
Comparaison des 2 allèles du gène avec Anagène .
Manipuler, utiliser un logiciel - Extraire et organiser des informations
Prérequis de collège : modification des conditions de vie et sélection
des formes adaptées (ex : les pinsons des Galapagos)
TP12 Utilisation d’un logiciel pour comprendre la dérive génétique
comme « évolution allélique » P.Consentino Académie de Nice ou
« génétique des populations ». Lien ave les mathématiques.
Etude de documents /exemple : spéciation de l'écureuil-antilope dans
le Grand Canyon (au Colorado) A. harrisi et A. leucurus (barrière
géographique).
Manipuler, utiliser un logiciel de modélisation- - Extraire et organiser des
informations
III.
La biodiversité, résultat et étape de
l’évolution.
1°) Biodiversité et évolution
La biodiversité se modifie au cours du temps sous
l’effet de nombreux facteurs (rappel collège
Crise biologique) dont l’activité humaine.
L’état actuel de la biodiversité correspond à une
étape de l’histoire du monde vivant : les espèces
ont évolué au cours du temps au sein d’un groupe ;
elles représentent une infime partie du total des
espèces ayant existé.
2°) Biodiversité et
caractères nouveaux
Au sein d’une espèce, il existe des variantes de
caractères. Parmi ces variations, des caractères
nouveaux apparaissent grâce à des mutations de
l’information génétique.
La variation génétique repose sur la variabilité de
la molécule d’ADN.
3°) Mécanismes à l’ origine de la
biodiversité
La diversité des allèles est l’un des aspects de la
biodiversité (diversité génétique au sein d’une
espèce).
La dérive génétique est une modification aléatoire
de la diversité des allèles. Elle se produit de
façon plus marquée lorsque l’effectif de la
population est faible.
La sélection naturelle et la dérive génétique
peuvent conduire à l’apparition de nouvelles
espèces.