Proposition de programmation annuelle
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Ebauche de progression annuelle/ Terminale S/ Enseignement spécifique commun. Choix établissement: 2 h TP + 1.5 h cours + 1h AP en groupe tournant soit 1 fois toutes les 3 semaines ChristineMARIANI/ Lycée Ste Jeanne d’Arc/ BRIGNOLES / plages de DS 3h30 - hors cours (retour SVT - environ toutes les 5 à 6 semaines)/ 2 bacs blancs/ 1 ECE blanche/ Compétences majeures, prolongeant le socle commun, en SVT Capacités Maîtriser la langue française Communiquer dans un langage écrit approprié. Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique. Pratiquer une démarche scientifique Utiliser des connaissances Restituer des connaissances Réaliser Manipuler et expérimenter Concevoir un protocole expérimental Effectuer un geste technique Modéliser Exploiter des résultats Communiquer - dans un langage écrit et graphique. appropriés. Communiquer sous forme de schémas, de croquis, de dessins d’observation. - en lien avec le langage mathématique - à l’oral Extraire et exploiter des informations de différents documents. Acquérir autonomie et initiative. Acquérir une culture humaniste. Posséder des compétences sociales et civiques. Maîtriser les techniques de l’information et de la communication. Fil directeur Partie 1A (1 à 5) + partie 2B Génétique et évolution/ plante domestiquée 11 semaines + 1 semaine Prérequis : mitose, duplication, taux d’ADN, cycle cellulaire, gamètes, caryotype, gène, allèle, géntotype, homozygote, hétérozygote, familles multigéniques (opsines), mutations, sélection naturelle, gènes homéotiques. Chap.I Brassage génétique et diversité des génomes. Attitudes Pratiquer une démarche scientifique Réaliser Utiliser les TICE Exploiter des résultats avec TICE Activités. en cours ou en AP / sous forme de QCM type I Document d’appel au chap.: avant TP 1 caryotypes cellules humaines somatiques mâle et femelle + caryotype gamètes humains + cycle de développement de l’Homme Voir aussi http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/genetique/genetique.htm Notions Manifester sens de l’observation, curiosité et esprit critique. Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques. Respecter les règles de sécurité Etre conscient de sa responsabilité face à l’environnement et sa santé. Avoir une bonne maîtrise de son corps. Etre capable d’attitude critique face aux ressources documentaires I La méiose, passage de la diploïdie à l’haploïdie. TP 1 les étapes de la méiose. Situation initiale : chant des criquets pour attirance partenaire sexuel + données caryotypiques 2n + 24 X0 XX Comment s’effectue la méiose dans les gonades du criquet ? Quelles sont les étapes de la méiose ? Comment les chromosomes se comportent-ils lors de ce passage de la diploïdie à l’haploïdie? Tache complexe A partir du matériel à disposition, identifiez les étapes de la méiose et les mécanismes permettant de diviser par 2 le nombre de chromosomes. Evaluation possible Réaliser Criquets : dissection et préparation microscopique + micro-éléctronographies sur étamines de lys / maquettes de chromosomes / photographie de chiasmas/ modélisation et schématisation. Animation sur le déroulement de la méiose - http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0051-2 Cours : taux d’ADN à construire et à compléter+ analyse interprétation conclusion/ correspondance photo chiasmas multiples et schéma à compléter / exercice de classements de figure méiotiques BILAN SEMAINE 1. La reproduction sexuée qui permet la stabilité des caryotypes au cours des générations et une diversité génétique des individus. La méiose est l’une des étapes de la reproduction sexuée et permet de fabriquer des gamètes. Elle est précédée, comme toute division, d'un doublement de la quantité d'ADN (réplication). La méiose est la succession de deux divisions cellulaires. Dans son schéma général, elle produit quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. Chaque division comprend 4 phases : prophase, métaphase, anaphase et télophase. Au cours de la prophase I les chromosomes homologues s’apparient. Lors de leur accolement, existent des points de contact appelés chiasmas. II La méiose, source de diversité génétique. Voir aussi http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Meiose/Meiose_fichiers/Meiose3.swf : BILAN SEMAINE 2. TP 2 Analyse statistique de croisements en GTA ou non Situation initiale : ressemblances et différences ascendants/ descendants/ diversité des individus au sein d’une espèce. Comment expliquer la diversité des individus issus de la reproduction sexuée ? Quel est le rôle de la méiose dans cette diversité génétique ? Monohybridisme sur pois dans boîtes de Pétri : P lignée pure vert X jaune F1 100% jaune, idée d’un gène, 2 allèles pour pouvoir appréhender et mobiliser les acquis Troisième/ Première S : phénotypes, génotypes, dominance, récessivité, idée d’approche historique/ statistiques/ Mendel, analyse et interprétation simple. Test-cross de dihybridisme sur drosophiles: 2 gènes, 4 allèles, 2 hypothèses : une ou 2 paires d’homologues. Test-cross : gènes indépendants/ gènes liés Les chromosomes portent plusieurs gènes qui peuvent exister sous plusieurs formes ou allèles. Des gènes portés par une même paire d’homologues sont dits liés. Des gènes portés par des paires d’homologues différents sont dits indépendants. La position des gènes est révélée par l’analyse statistique de test-cross. Pour des gènes liés, lors de l’appariement de leurs chromosomes homologues, en Prophase I, au niveau des chiasmas, des échanges d’allèles peuvent avoir lieu ; c’est le crossing-over ou brassage intra-chromosomique. Il permet Cours : exercices divers QCM + exercice type II2 Voir aussi http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/gen-trib/gen-trib.htm III La fécondation, autre source de diversité génétique. Cours OU TP 3 : fécondation voir si temps suffisant sur progression annuelle TP 3 : fécondation et viabilité des zygotes Situation initiale : Doc d’appel: fécondation interne chez divers animaux terrestres/ fécondation externe chez l’oursin Comment se réalise la fécondation ? En quoi apporte-t-elle de la variabilité génétique ? Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser / Extraire et exploiter des informations de différents documents. fécondation oursin à réaliser + analyse de photographies fécondation humaine calcul statistique de possibilités génétiques des zygotes ( cf Nathan p.33 + Bordas p.25) caryotypes trisomiques ou monosomiques + statistiques avortements spontanés IV Accidents méiotiques, innovations génétiques et évolution. Cours d’augmenter la diversité génétique des futurs gamètes. Les analyses statistiques de test-cross peuvent aussi révéler la survenue de ces crossing-over pour des gènes liés. Au cours des anaphases, a lieu une disjonction des paires de chromosomes puis des chromatides et une répartition aléatoire de ceux-ci dans les cellules-filles : on parle de brassage interchromosomique, ce qui participe à la diversité génétique des gamètes. Ainsi, la méiose permet d’obtenir une infinité de génomes possibles pour les gamètes. Elle est source de diversité génétique. BILAN SEMAINE 3. Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s'unissent : leur fusion conduit à un zygote. Cette rencontre a lieu au hasard. La fécondation amplifie ainsi le phénomène de brassage inter-chromosomique observé lors le la méiose et contribue à la grande diversité voire à l’unicité des individus qui en sont issus. Ainsi, grâce à la reproduction sexuée, 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. Des anomalies lors de la méiose peuvent survenir : • Un mouvement anormal = mauvaise disjonction de chromosomes, lors des anaphases méiotiques, produit un gamète présentant un nombre inhabituel de chromosomes. Combiné à la fécondation, ces anomalies aboutissent des zygotes trisomiques ou monosomiques, souvent sources de troubles pour l’individu qui en est issu. La plupart de ces zygotes ne sont pas viables et sont à l’origine d’un certain nombre d’avortements spontanés (fausse-couche). TP4 Méiose, innovations et évolution Document d’appel possible : texte sur ancêtre commun 48 / 47 / 46 chromosomes Idée d’innovations génétiques via certaines anomalies caryotypiques Comment d’autres anomalies méiotiques peuvent-elles être sources d’innovations génétiques et participer à l’évolution des espèces ? Tâche complexe A partir du matériel à disposition, montrez que des anomalies survenant au cours de la méiose peuvent être source de diversification du vivant. Document crossing-over inégaux, Anagène, familles multigéniques. (cf.doc . travail mai 2012 stages) 1,5 h + bilan en TP 0,5 h Voir aussi http://www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.0030314#sg001 Souris de Madère – remaniements chromosomiques Cours : évaluation sommative 1h Chap. II Diversification génétique et diversification des êtres vivants. Prérequis : biodiversité à différentes échelles/ Phénotype : macroscopique, cellulaire, Moléculaire/patrimoine génétique de la cellule/ nature des gènes/ expression d’un phénotype = génotype +environnement/ mutations aléatoires/ transmission des caractères héréditaires/anomalies méiotiques, évolution du vivant/ plan d’organisation des vertébrés / homologie moléculaire relations de parentés I Autres mécanismes génétiques amenant une diversification des génomes. TP5 Autres mécanismes de diversification des génomes. en GTA L'association des mutations et du brassage génétique au cours de la méiose et de la fécondation ne suffit pas à expliquer la totalité de la diversification génétique des êtres vivants. Comment d’autres mécanismes peuvent-ils être sources d’innovations et participer à l’évolution des espèces ? 1 poste polyploïdisation : végétaux : beaucoup de possibilité ( blé, etc) - voir aussi exemple PRC Bordas/ animaux Mollusques gastéropodes (Bulinus truncatus) – polyploïdisation (on connait des populations à 2n sous les tropiques, à 4n en milieu tempéré, à 6n et même 8n en altitude) 1 poste symbiose : lichen + coupe de lichen ou microalgue / virus 1 poste gènes homéotiques : dissection pattes criquet et écrevisse Belin p.39 + Anagène Hox/ Phylogène Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser/ Exploiter des résultats II Mécanismes sans cause génétique initiale amenant une diversification des génomes. 1 poste transfert viral * : placenta humain/ exemple de thérapie génique/etc. *on abordera un exemple de transfert bactérien dans la partie « la plante domestiquée » avec Agrobacterium Voir aussi : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/GeneHomeo/genhomeo.html diaporama « polyploïdisation et évolution des génomes » - ENS/univ Evry - www.ens.univevry. fr/.../Polyploidisation_et_evolution_des_genome... dossier de la station biologique de Roscoff – « relations de couple au soleil : l’endosymbiose Suite du BILAN /SEMAINE 4 • Un crossing-over inégal peut aussi avoir lieu : un des homologues a alors la portion codée en double alors que l’autre l’a perdue. Le zygote obtenu à partir d’un tel gamète présentera alors un exemplaire supplémentaire du gène. Ce type d’anomalie permet la duplication du gène. Allié aux mutations survenues au hasard au cours du temps, ceci aboutit à la diversification des génomes et du vivant et est à l'origine des familles multigéniques. Pour reconstituer le scénario d’une famille multigénique, on étudie les ressemblances entre les séquences des gènes (homologie moléculaire) : plus ils sont homologues, plus la duplication dont ils sont issus est récente. BILAN SEMAINE 5 D'autres mécanismes de diversification des génomes existent : hybridations suivies de polyploïdisation, transfert par voie virale, etc. Les gènes de développement impliqués dans les plans d’organisation présentent une forte homologie. Les variations dans la chronologie et l'intensité d'expression de gènes communs sont entre autres à l’origine de formes vivantes très différentes. Celles-ci peuvent résulter plus de ces différences d’expression que d'une différence génétique. Des mécanismes qui n’ont pas pour cause initiale une modification des génomes sont aussi impliqués dans la diversification des êtres vivants, par exemple des associations comme les symbioses. cnidaires/Dinoflagellés » - http://www.sb-roscoff.fr/ETSymbioses2008/pdf/Biofutur/40-44-Furla299.pdf Cours : hétérochonie et gènes homéotiques/ comportements chants d’oiseaux / utilisation d’outils chez diverses populations de chimpanzés *ceci amènera l’idée de spéciation, lien au chap.suivant Chap.III De la diversification des êtres vivants à l'évolution de la biodiversité. 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, apprentissage par le jeu, tc. Ces comportements interviennent dans des phases clés de la vie des êtres vivants (recherche de nourriture, rapprochement des partenaires pour la reproduction). Ils interviennent donc dans la différenciation des individus et donc dans celles des populations.* Prérequis : biodiversité = produit et étape de l'évolution à un instant « t », sélection naturelle, dérive génétique, modification de la diversité génétique des populations au cours du temps, notion d’espèce, renouvellement des espèces au cours du temps, origine commune de tous les êtres vivants, relations de parenté entre les êtres vivants, modifications des milieux de vie au cours du temps. I Transformations des populations au cours du temps. II Spéciation et concept d’espèce. Contexte d’histoire des sciences autour de la définition et de l’évolution du concept d’espèce. Espèce= ensemble d’individus qui présentent des caractéristiques communes et interféconds, dont les descendants sont également féconds à faire évoluer VERS Espèce= population d’individus isolés génétiquement des autres populations Idée de temps, de laps de temps fini Document d’appel au chap. phalène du bouleau / logiciel « dérive génétique » TP6 Survie différentielle des individus, transformations des populations et spéciation. En TGA Comment les populations se transforment-elles ? Comment peut-on aboutir parfois à de nouvelles espèces ? Tâche complexe A partir du matériel à disposition, montrez que divers facteurs interviennent dans les transformations des populations d’individus et que de nouvelles espèces peuvent ainsi apparaître. Un poste pressions du milieu : • Galapagos *: G.fortis/ G magnirostris / taille des graines et pressions climatiques. http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/ OU Modélisation de l’évolution des pinsons des Galapagos* avec le logiciel Vensim PLE: http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/spip.php?article453 *lien à Darwin • Guppies sélection naturelle/ sélection sexuelle Un poste isolement reproductif : Diptères et Rickettsies Un poste isolement géographique: Goélands bruns et argentés et anneau polaire Un poste isolement éthologique: Tigre /lion : spéciation prézygotique - Barrière de reproduction = géographie et comportement Cours : Evolution du concept d’espèce Doc. d’appel« hybrides » : infertiles (Mulets) caryotype cheval âne mulet = une approche du concept d’espèce = idée des acquis précédents. BILAN SEMAINE 6 Les populations d’individus au sein des espèces se transforment donc au cours du temps. 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. Le monde vivant se caractérise par une grande diversité des espèces. Le processus d’apparition d’une nouvelle espèce est appelé spéciation. 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 Doc. sur hybrides fertiles (Pizzli) animaux/ végétaux possibles ( lien à La plante domestiquée») : Mésanges notion d’espèces, définition, limites OU tournesols américains : modifications caryotypiques – spéciation par isolement reproductif – hybrides fertiles Voir aussi Article d’Hervé Le Guyader « Doit-on abandonner le concept d’espèce ? » sur le site de l’INRA(http://www.inra.fr/dpenv/leguyc46.htm). Chap.IV Un regard sur l’évolution de l’Homme. 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. Exercices : cours /AP/ DM/ ou évaluation type QCM II1 ou II2 Documents possibles : sélection naturelle compétition Exemple des Marsupiaux / Euplacentaires au Tertiaire - Diversification des Dinosaures et éclatement Pangée. Prérequis : Place de l’Homme au sein des Vertébrés et des Primates / Principe d’établissement des arbres de parenté à partir de caractères phénotypiques et moléculaires/ Notion de gènes de développement et modalités de leur expression/ Transmission possible de génération en génération de certains caractères héréditaires et transmission possible de comportements ou de la culture entre individus donc entre ascendants et descendants I Evolution (ou Dynamique évolutive) au sein du groupe des Primates. II Mécanismes à l’origine de la diversification Homme/chimpanzé à partir de leur dernier ancêtre commun. BILAN SEMAINE 7 Document(s) d’appel : arbre phylogénétique très simple dans lequel l’Homme est placé TP7 L’établissement de relations de parentés entre Primates. Situation initiale: dialogue entre 2 élèves avec des idées préconçues fausses et des idées plus pertinentes. Comment établir des relations fines de parentés entre les Primates ? Comment dégager la notion d’ancêtre commun entre les différentes espèces de Primates ? Tâche complexe A partir des logiciels à disposition, montrez que le groupe des Primates se caractérise par des caractéristiques morpho-anatomiques précis et que l’Homme et le chimpanzé sont les 2 espèces les plus proches (= partagent l’ancêtre commun le plus proche), en vous appuyant sur des données morpho-anatomiques, intra-cellulaires (chromosomiques) et moléculaires. Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser / exploiter des résultats et des informations de différents documents. Logiciels Anagène et Phylogène : données morpho-anatomiques et moléculaires (gènes et protéines) Logiciel Lignée humaine : comparaisons morpho-anatomiques et caryotypiques H/C Cours : Photographies de Primates, dont des Primates fossiles/ arbre des Hominidés/ arbre des Cercopithécoïdes Doc. Sur différences 1 fossile d’hominidé/ Chimpanzé / Homme Extrait vidéo + document comparatif des phases embryonnaire, fœtale et lactéale : homologie / hétérochronie etc Documents éthologiques sur les 2 espèces Exercice : plusieurs arbres phylogénétiques des Primates, des Hominidés 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. Ils partagent des caractères (dérivés) communs comme, par exemple, le pouce opposable et la présence d’ongles plats. Les données macroscopiques, cellulaires dont chromosomiques et moléculaires permettent de prouver qu’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. 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 pour amener l’idée de controverse Voir Ouvrage Les Primates/ Brigitte Senut III Evolution du genre Homo. TP8 La lignée humaine OU L’évolution du genre Homo Situation initiale : article, document sur divers représentants de la lignée humaine, sauf l’Austalopithèque (à voir/ à discuter) puisque non Homo Mesure de la capacité crânienne: Divers protocoles/Une piste intéressante pour un esprit critique sur la mesure si on fait travailler par 2 binômes sur les 2 mêmes moulages et que l’un mesure en remplissant de vermicullite, l’autre avec de l’eau (voir une thèse de paléontologie humaine publiée et qui comparait ces mesures avec eau/ graines de moutarde/ Billes de plomb) D’où l’idée de mesures autres à réaliser Crânes avec Mesurim H/L Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser / exploiter des résultats et des informations de différents documents. Postes tournants avec des continents, des crânes, des outils.* * sortie possible sur 1 jour : Géologie sur le terrain autour de Quinson pour visite musée et éléments de terrain : érosion/ transport / etc… Verdon. Chap.V Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l'évolution : l'exemple de la vie fixée chez les plantes. Prérequis: eau, sels minéraux, C02, lumière, producteurs primaires, production de matière, réseaux trophiques, chlorophylle, reproduction sexuée Voir Ouvrage Chronologie Cours Tableau des différences morpho-anatomiques H/C à construire avec support diapositives pour dégager quelques critères d’appartenance à l’espèce humaine. Document ou article avec une controverse possible Neandertal ; idée de science en mouvement avec article Toumaï, Homme de Florès Document pour comprendre pourquoi l’Australopithèque est-il classé dans la lignée humaine mais n’appartient pas au genre Homo Anagène vidéo-projeté avec banque de séquences Neandertal, Homo sapiens actuels d’origine géographique diverses PROGRESSION 1A5 FAIT en stage au Muy avec P.Cosentino, etc. et remaniée. Document d’appel : Diapositive ou photo animal en mouvement / en train de se nourrir dans un arbre L’animal est capable de se déplacer pour se nourrir, chercher un partenaire sexuel, etc. L’arbre est condamné à vivre où sa graine germé, etc. Vie fixée : comment se nourrir, comment se protéger comment se reproduire, quand on est fixé ? Excellentes ressources dans le dossier Stage entrée « La plante » l'interaction entre l'expression de l'information génétique et l'environnement (dont la relation aux autres individus). BILAN SEMAINE 8 Le genre Homo regroupe l'Homme actuel, Homo sapiens, et quelques fossiles : Homo habilis, Homo erectus, Homo neandertalensis, 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. Il présente un caractère buissonnant. I L’approvisionnement de la plante fixée : TP 9 L’approvisionnement en matières premières d’une plante fixée en GTA BILAN SEMAINE 9 Situation d’appel: une plante en pot à déraciner ou une plante déracinée Comment s’approvisionner en matières premières lorsqu’on est fixé ? Tâche complexe A partir du matériel à disposition, montrez qu’il existe des surfaces d’échanges entre la plante et le milieu environnant qui lui permettent de s’approvisionner en matières premières. 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 ; par exemple, la feuille permet les échanges de gaz et capture la lumière, grâce à la chlorophylle, pigment capturant les photons. Les stomates, présents dans l’épiderme, permettent, par exemple, l’entrée de CO2. La racine notamment grâce à ses poils absorbants permet des échanges avec le sol 'eau et ions. Activité Mesurim cf ac-Amiens Evaluation masse/ surface d’échange avec Mesurim Peser la plante, ou les feuilles seulement arracher les feuilles, scanner, règle, Mesurim, échelle : rapport masse feuille / estimation ordre de grandeur Surfaces d’échanges : feuille et racine en groupes tournants, en binôme une feuille, une racine, à voir Feuille : montage et observation de fragment d’épiderme de poireau ou d’iris recherche des structures permettant l’entrée du CO2 ; Feuilles, stomates, chlorophylle= pigment empreintes au vernis face inférieure/ face supérieure Laurier-Cerise Racine : observation d’une extrémité de racine, d’une CT de racine avec poils absorbants en CL ( Jeulin), CL de racine recherche des structures permettant l’entrée de l’eau et les sels minéraux poils absorbants /coiffe Cours : document de comparaison surfaces d’échanges / masse ou volume : plante et Mammifère début de construction d’un schéma de synthèse sur l’organisation de la plante avec différentes échelles emboîtées exercices sur croissance / hormones végétales possibles voir en AP et professeur de mathématique : exercice en lien avec les mathématiques : fractales . II La circulation de matière dans la plante. TP10 La circulation de matière dans la plante Partie 1 du TP : Situation initiale : Céléri dans bécher trempé encre ou bleu de méthylène depuis plusieurs jours Comment s’effectuent les échanges de matière dans la plante ? Recherche des structures observées par transparence dans cette situation initiale Tâche complexe A partir du matériel à disposition, montrez qu’il existe une circulation dans la plante et des voies spécifiques pour l’effectuer. Réalisation d’une coupe transversale de tige + croquis Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser / communiquer Lien : Observations d’autres coupes, si possible, de tiges : vaisseaux lacitifères, sclérenchyme il existe d’autres tissus donc notion de défense OU Documents photographiques de coupes III Des mécanismes de défenses. Partie 2 du TP : Faire des choix ou GTA BILAN SEMAINE 10 Des systèmes conducteurs (xylème /phloème) permettent les circulations de matières (sève brute/ sève élaborée) dans la plante, notamment entre systèmes aérien et souterrain. Tâche complexe Situation initiale : lorsque l’on frôle les orties, on ressent au niveau de la peau des rougeurs et une irritation.* *lien à l’histamine + réaction inflammatoire (immunologie) Comment expliquer ce phénomène ? quel est son utilité pour la plante ? Existe-t-il d’autres systèmes de ce type et quel en est le but ? A partir du matériel à disposition, montrez que les plantes adoptent divers systèmes de défense. Elle possède des structures et des mécanismes de défense (contre les agressions du milieu, les prédateurs, les variations saisonnières). Coupe de poils urticants d’ortie ( à observer ou en document) + document sur effets des substances contenues. Travail possible sur convergence des plantes méditerranéennes (échantillons/ flore) lutte contre la sécheresse(cf. ancienne Première S) Cours. Beaucoup de documents possibles Varier les agressions Contre prédateurs, contre variations climatiques, etc. IV La reproduction des Angiospermes*. *Terme à définir post TP 3 Attention à la période pour le choix des fleurs et fruits TP 11 Reproduction des plantes (Angiospermes) Evaluation possible Pratiquer une démarche scientifique Réaliser / communiquer / exploiter des informations, des résultats. Document d’appel : œuvre d’art : Van Gogh / Arcimboldo Les 4 saisons la fleur attire : couleurs, senteurs . Pourquoi les fleurs développent des stratégies d’attirance? Ce qui amènera Comment les plantes se reproduisent-elles ? Dissection d’une fleur: Papilionacées puis la scotcher « éclatée » Faire le lien avec un diagramme floral OU crucifère avec fiche de construction d’un diagramme floral (voir Nathan) Notion de la partie « organes reproducteurs» et une autre partie « attirance » à leur faire deviner Dissection comparée : fleur ovaire –fruit. Diplotaxis / Papilionacées/ Pois/ gousse, etc. Idée de schéma global d’organisation florale chez toutes les plantes D’où notion de génétique de la morphogénèse florale : gènes de développement Arabinopsis Doc. mutants/ verticilles exprimés. Gènes ABC avec Anagène. Cours A quoi servent les pétales, voire les sépales ? attirance Document sur vision des insectes Documents divers : texte Darwin et Orchidées/ Documents snv .jussieu modélisation avec crayon etc.…/ notion de coévolution BILAN SEMAINE 11 L'organisation florale, contrôlée par des gènes de développement, et le fonctionnement de la fleur permettent le rapprochement des gamètes entre plantes fixées. Les Angiospermes sont des plantes à fleurs et dont les graines sont contenues dans des fruits. La fleur est le plus souvent hermaphrodite avec un appareil reproducteur femelle et un appareil reproducteur mâle sur le même plant. L’appareil reproducteur femelle est constitué d’un pistil avec un ou plusieurs ovaires contenant des ovules. L’appareil reproducteur mâle est constitué d’étamines qui portent le pollen avec gamètes mâles. À l'issue de la fécondation, l’ovaire se transforme en fruit qui contient les graines contenant les embryons donc le futur plant. La pollinisation des plantes fixées se fait surtout grâce au vent et aux animaux, ce qui met en contact pollen et pistil et ainsi favorise la fécondation. La pollinisation de nombreuses plantes repose sur Document sur divers modes de dispersion des graines : akènes plumés du pissenlit, ailettes des fruits d’érable, etc. + Coévolution avec animauxl disséminateurs une collaboration animal pollinisateur/plante produit d'une coévolution. La dispersion des graines est nécessaire à la survie et à la dispersion de la descendance. Elle repose souvent sur une collaboration animale disséminateur/plante produit d'une coévolution TP 12 Sélection de variétés de plantes par l’Homme Document d’appel: Nathan p.248 Pourquoi et comment l’Homme sélectionne-t-il des variétés de plantes ? BILAN SEMAINE 12 Fin partie 1A Partie 2-B La plante domestiquée* 1 semaine 1 réalisation de tests à l’eau iodée : grains de maïs et teneur en amidon : cf. Nathan p.249 et p.264 avec variété waxy et d’autres. Prolongée par un document sur croisements entre plants pour favoriser l’expression d’un caractère : synthèse d’amidon sur variétés de maïs : réinvestir ainsi les acquis de génétique On pourra aussi le réserver à un exercice à faire pour la séance de cours. Modèle mendélien. Approche statistique/ Approche historique : les « hybrideurs» / Idée de passage d’une sélection massale à une sélection génétique comprise comme telle. 1 poste: protoplastes hybrides cf. Bordas p.281 *Idée sortie possible sur le terrain: sur 1 jour à coupler avec géologie sur Plan-de la tour (granite) : voir si visite Roses Meilland Le Luc possible. ** Autre idée de sortie sur le terrain : Exploitations de pommes en Haute-Provence/ Conservatoire de Gap Charance à coupler avec géologie Collision Le Chenaillet CBGA sur 2 jours en mai Cours : Documents : téosinte sélection massale maïs puis sélection génétique jusqu’aux OGM Passage de la plante sauvage à la plante cultivée/ Susciter un débat sur OGM. Document sur variétés de Pommes (Alpes de Haute Provence : région de production**) Document sur Agrobacterium (transfert bactérien) avec Animation flash http://www.instruction.greenriver.edu/mcvay/ES204/ES% 20docs/animations/transgenic_plants.swf Avec l’apparition de l’agriculture, l’Homme a peu à peu cherché à perpétuer des caractéristiques des plantes qui lui semblaient utiles. Il a ainsi opéré une sélection. Cette sélection a souvent retenu (volontairement ou empiriquement) des caractéristiques génétiques différentes de celles qui sont favorables pour les plantes sauvages. Il y a eu domestication de certaines plantes. Une même espèce cultivée comporte souvent plusieurs variétés sélectionnées selon des critères différents ; c'est une forme de biodiversité. 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.
