Thème B : Le vivant et son évolution Reproduction et dynamique

Voici une version adaptée pour l'année 2016/2017 du cours de troisième
en cycle 4, vous y trouverez l'essentiel de ce qui pourra vous servir plus
tard.
Les mots ou expressions en bleu renvoient à des documents annexes
(images, vidéo, logiciels, infos...) que vous pourrez télécharger ou
visionner (Ctrl + cliquer)
s
Thème B : Le vivant et son évolution
Reproduction et dynamique des populations
Chapitre1 : Unité et diversité
des êtres humains
Rappels 6ème : espèce et cellule.
Rappels 4ème : cycle de la reproduction chez
l'Homme.
Comment expliquer que chacun est unique au
sein d'une même espèce ?
Caractère : trait, marque ou particularité physique ou
physiologique d'une espèce ou d'une personne.
Problème général
Chez l’espèce humaine, comme chez toute espèce, Il
existe des ressemblances et des différences entre les
individus, y compris à l’intérieur des familles.
Comment expliquer les ressemblances et les
différences qui existent entre les êtres humains ?
1
1° les caractères de l'individu.
De quoi dépendent les caractères d’un individu ?
Activité: Identifier les caractères de l’espèce humaine
(doc. 1à 4, p. 12)
Activité: Identifier les caractères individuels (doc. 5 à
7, p. 13)
Activité : Des caractères héréditaires
héréditaires (livre, doc 2/3 p. 14-15)
ou
non
BILAN :
Il existe des caractères propres à l'espèce humaine
c'est-à-dire communs à tous les êtres humains (avoir
un nez, des cheveux, des jambes, …) : ce sont les
caractères spécifiques.
Chaque individu possède des particularités qui
permettent de le différencier des autres individus
(couleur des cheveux, taille, corpulence, …) : ce sont
des caractères individuels
Les caractères spécifiques et la plupart des
caractères individuels se transmettent de génération
en génération : ce sont des caractères héréditaires.
Une partie des caractères individuels provient de
l'influence des conditions de vie et ne sont pas
héréditaires (musculature, bronzage, …).
2° A la recherche du programme génétique.
2
Quelle est l’origine des caractères héréditaires
d’un individu ?
Dans quelle partie de la cellule se trouve les
informations héréditaires ?
Hypothèses : je suppose que l'information se trouve
dans le noyau ou dans le cytoplasme ou sur la
membrane ...
Activité : Expérience de transfert de noyaux (doc.
1 p. 16 + Séquence du film + Exo dolly)
Que trouve-t-on dans le noyau ?
Activité : séquence du film. (Q3 p. 17)
BILAN:
Des expériences de transfert de noyau, réalisées
chez l’animal démontrent que l’information héréditaire
transmise de génération en génération est localisée
dans le noyau de toutes les cellules.
En observant au microscope le noyau, on distingue de
petits bâtonnets : les chromosomes : on peut alors
penser que les chromosomes sont le support de
l’information héréditaire ou génétique.
Quelles relations existent entre les chromosomes
et l’information héréditaire ?
3° Le support de l'information génétique: étude
des chromosomes
3
Comment montrer que les chromosomes sont le
support du programme génétique ?
Activité :
( TP caryotype salle info.)
Définition caryotype : présentation classée des
chromosomes d'une cellule par taille décroissante
et par paire.
Séquence du film
BILAN
Dans l'espèce humaine, une cellule contient 46
chromosomes. Une paire caractérise le sexe : XX
chez la femme et XY chez l'homme.
On peut classer les chromosomes : c'est faire un
caryotype.
Un nombre anormal de chromosomes dans la cellule
oeuf est à l’origine de perturbations plus ou moins
graves dans le développement.
Une anomalie peut :
- Empêcher le développement de l'embryon et
conduire à un avortement spontané.
- Entraîner des malformations ou des retards chez
l'individu concerné. (T21)
4° L'information héréditaire
4
Q: Comment l'information génétique, héréditaire,
est-elle organisée au niveau des chromosomes ?
Activité: relation entre un morceau de chromosome
et un caractère
Chaque chromosome contient de nombreux gènes.
Chaque gène est porteur d'une information génétique.
Les gènes déterminent les caractères héréditaires.
P 30 /31
Activité : Un gène , des allèles: les groupes sanguins
Gène : morceau de chromosome codant pour une
information génétique (protéine ….).
Il existe plusieurs formes d'un gène qui code pour le
même caractère, ce sont les allèles.
EX : gène « groupe sanguin » allèles = A ou B ou O
Les cellules possèdent ainsi pour un même gène, soit
deux fois le même allèle, soit deux allèles différents.
Dans ce dernier cas les deux allèles peuvent
s'exprimer ou l'un peut s'exprimer et pas l'autre. Celui
qui s'exprime est dit dominant, celui qui ne s'exprime
pas est dit récessif ou non dominant.
Information génétique : ensemble des gènes qui
déterminent les caractères d’un individu.
5
Allèles: ce sont les versions différentes des gènes.
Activité c: Chromosome et ADN
Chaque chromosome est constitué d'ADN.
L'ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors
de la multiplication cellulaire, ce qui rend visibles les
chromosomes pendant cette période.
Bilan:
Les chromosomes sont le support de l'information
génétique. Cette information génétique s'exprime par
des caractères visibles, couleur des yeux par
exemple, ou non visibles directement, groupes
sanguins .
Ex: groupes sanguins et combinaisons d'allèles
A et B allèles dominants / o allèle récessif ( paire n°9)
Ex: gène Rhésus
– allèle récessif, + allèle dominant (paire n°1)
Donner toutes les combinaisons possibles pour une
personne de groupe [AB]+.
5° La transmission de l'information génétique
Toutes les cellules de l'organisme excepté les
gamètes* possèdent les mêmes chromosomes.
* cellules reproductrices(spermatozoïdes, ovules)
6
Problématique : Comment l'information génétique
de la cellule oeuf est-elle transmise à l'ensemble
des cellules de l'organisme ?
La multiplication cellulaire assure le transfert de
l'information génétique d'une cellule mère aux cellules
filles.
P44/45 et46/47 livre
A. Multiplication cellulaire et comportement des
chromosomes
Activité : film et doc livre
Les 2 cellules issues de la division reçoivent le même
nombre de chromosomes.
Multiplication cellulaire: mécanisme qui permet à partir
d'une cellule d'en obtenir 2 identiques
B. Multiplication cellulaire et devenir de l'IG
Activité : doc livre
Les 2 cellules issues de la division reçoivent la même
IG.
• La duplication (photocopie) de chacun des 46
chromosomes :
Entre deux multiplications cellulaires, chaque
chromosome simple , va se dupliquer pour
donner des chromosomes doubles .
7
La quantité d'ADN double.
• Pendant
la
multiplication
cellulaire,
les
chromosomes
doubles
se
séparent
en
chromosomes simples et se répartissent en deux
lots identiques. Chacune des deux cellules
formées recevant 23 paires de chromosomes
( donc 46 chromosomes) identiques à ceux de la
cellule initiale.
6° Origine de la diversité des êtres humains
A. devenir des chromosomes lors de la formation
des gamètes (film)
Au cours de sa formation, chaque gamète reçoit au
hasard un chromosome de chaque paire soit 23
chromosomes, c'est-à-dire deux fois moins que les
autres cellules de l'organisme.
Un gamète contient donc 22 chromosomes plus un
chromosome sexuel " X " pour l'ovule, 22
chromosomes plus un chromosome sexuel " Y " ou un
chromosome sexuel "X" chez le spermatozoïde.
B. devenir de l'IG lors de la formation des gamètes
Tous les gamètes produits par un individu sont
génétiquement différents, c'est-à-dire qu'ils ne
possèdent pas le même programme génétique car
8
lors de leur formation ils reçoivent au hasard un
chromosome de chaque paire de la cellule initiale (1)
et ainsi un seul allèle pour chaque gène. (voir film !!! )
C. La fécondation
Lors de la fécondation, le hasard intervient
également.
Chaque individu est donc le produit d'une double
intervention du hasard.
La cellule oeuf ainsi formée reçoit deux programmes
génétiques différents qui vont former un programme
génétique nouveau et unique.
Les deux gamètes, mettent en commun leurs 23
chromosomes respectifs, ce qui rétablit le nombre de
chromosomes caractéristique de l'espèce humaine,
soit 46 chromosomes.
La cellule oeuf possède ainsi pour chaque paire, un
chromosome paternel et un chromosome maternel
(50% IG ♂ et 50% IG ♀ )
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Thème C : Le corps humain et la santé
Le monde microbien et la santé
L'organisme est constamment confronté à la
possibilité de pénétration de micro-organismes
(bactéries, champignons et virus) issus de son
environnement et observables seulement au
microscope.
Ils se transmettent de différentes façons d'un individu
à l'autre.
-Fiche1
http://www.youtube.com/watch?v=RuopJYLBvrI&feature=player_embedded
Problématique : Comment l'homme tombe t-il
malade ?
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1° Le risque infectieux
A. De nombreux micro-organismes ou microbes
Activité. P74/75 Q 1à 5 et fiche 2 / 3
Certains sont utiles à l'homme, levures (fabrication du
pain), moisissures (fabrication des fromages,
vinification), d'autres dits pathogènes pourront
entraîner des maladies plus ou moins graves.
– champignons (levure, moisissure)
– bactéries (qq micromètres)
– virus (les plus petits) (qq nanomètres)
B. La contamination puis l'infection
Comment les microbes peuvent-ils pénétrer dans
l'organisme ?
L'organisme est en permanence protégé par :
« Fiche 1 »
⟩ l'épiderme épais de la peau sans cesse
renouvelé ;
⟩ le mucus des muqueuses* emprisonnant les
micro-organismes ; les sécrétions acides des
muqueuses.
Certains microbes franchissent la peau lors d'une
piqûre ( insecte ou épine ): c'est la contamination.
Après contamination, les micro-organismes se
multiplient au sein de l'organisme : c'est l'infection.
11
Muqueuse: définition à écrire ...
Remarque : les voies de transmission des microbes sont variées :
⟩par l'air (bactérie responsable de la coqueluche, virus grippe),
⟩par les eaux sales (bactérie responsable du choléra),
⟩par une piqûre d'un insecte (dengue),
⟩par le sang (échanges de seringues des toxicomanes),
⟩ou lors de rapports sexuels (Infections Sexuellement Transmissibles, IST).
Comment se développe une infection ?
C. L'infection microbienne :Fiche 2/3
1) Par les bactéries
Les bactéries prolifèrent généralement dans la
lymphe, liquide où baigne l'ensemble de nos cellules,
elles y trouvent des conditions favorables à leur
développement, présence de nutriments, température
idéale.
- staphylocoque (staphylocoque doré)
Une infection généralisée du sang par des bactéries
est une septicémie.
D'autres bactéries comme le bacille tétanique
(tétanos),
restent
localisées
au
point
de
contamination, mais sécrètent des toxines (poisons)
qui diffusent dans le corps.
2) Par les virus
Les virus eux se multiplient à l'intérieur de cellules
vivantes ils sont des parasites intracellulaires. Les
virus entraînent la mort de leur cellule hôte, et leur
éclatement (exemple, virus de la grippe, virus du
SIDA).
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D. Limiter le risque infectieux
Comment empêcher l'entrée des microbes dans
l'organisme ?
Ces risques sont limités par la pratique de l'asepsie*
et par l'utilisation de produits antiseptiques.
Asepsie* : méthode préventive visant à protéger
l'organisme de toute contamination.
Antisepsie : méthode curative (on soigne) qui consiste
à détruire les microbes.>>>> produits antiseptiques
(bétadine ...)
Des antibiotiques appropriés permettent d'éliminer
les bactéries. Ils sont sans effets sur les virus.
Pour connaître l'antibiotique le plus efficace contre
une bactérie on réalise un antibiogramme.
Remarque :
C'est en 1928 qu'Alexandre Fleming, un médecin anglais
découvrit qu'une moisissure le "Pénicillium notatum " se
développait sur une culture de Staphylocoques dorés et les tuait .
Il découvrait ainsi pour la première fois un antibiotique : la
Pénicilline. Celle-ci fût isolée en 1941.
2° Les défenses de l'organisme
Problématique : Comment l'organisme est-il
protégé par le système immunitaire ?
L'organisme reconnaît la présence d'éléments
étrangers grâce à son système immunitaire, ou
système de défense de l'organisme.
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A. Les organes et les cellules du système
immunitaire
Activité: Fiche 4 / 5
Dès l'entrée des microbes dans l'organisme, des
cellules et des organes participent à une réaction
immunitaire rapide.
Les éléments étrangers, nommés antigènes*, sont
repérés et attaqués par les cellules du système
immunitaire.
La moelle rouge des os, le thymus, les ganglions
produisent les leucocytes ou globules blancs, il en
existe plusieurs sortes: cellules phagocytaires,
lymphocytes, macrophages ...
*Antigène : molécule qui déclenche une réaction
immunitaire.
B. La Phagocytose: réaction rapide d'élimination
Phagocytose
Le plus souvent une contamination entraîne une
réaction immédiate d'élimination des microbes :
la phagocytose grâce à des cellules phagocytaires.
Ex: macrophage
Les cellules phagocytaires digèrent les éléments
étrangers, les tuant de cette façon.
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Film: étapes de la phagocytose + Dessin
C. Lymphocytes et réaction spécifique.
Activité: Fiches 6/7 doc 2 p 92 et 6 p 93
Selon la gravité de l'infection, la phagocytose rapide
et non spécifique, ne suffit pas.
Une seconde réponse immunitaire plus lente et
spécifique se met en place.
Lorsqu'un antigène (Ag) est reconnu, des
lymphocytes spécifiques à cet antigène se multiplient
rapidement.
Parmi les lymphocytes on distingue :
- les lymphocytes B spécifiques qui sécrètent dans
le sang des anticorps* (Ac) capables de se fixer
spécifiquement sur les antigènes et de les neutraliser.
Il y a formation d'un « complexe antigène/ anticorps».
* Molécule produite par des lymphocytes B pouvant
se lier spécifiquement à un antigène.
Schéma >>>
Ces complexes sont alors ingérés et digérés par
phagocytose
et
permettent
l'élimination
des
antigènes.
15
−- les lymphocytes T qui détruisent par contact des
cellules infectées par un virus .
Cette réaction immunitaire est plus lente, elle est
spécifique.
Bilan:
Les cellules du sang
Plaquettes
Coagulation du
sang
Hématies
= GRouges
Transport du
dioxygène
Cellules du Système immunitaire
Défendre l'organisme contre les microbes
Leucocytes = globules blancs
lymphocytes
Cellules
phagocytaires
Lymphocytes B Lymphocytes T
EX: Macrophages
Phagocytes
Polynucléaires...
Produisent des
Ac
Tuent les
cellules par
contact
3° La vaccination et la mémoire immunitaire.
Activité: p 94/95 >>Q 1 à 6
Pour que la défense de l'organisme soit plus rapide,
certaines cellules conservent en mémoire l'antigène,
c'est la base de la vaccination.
Certains lymphocytes B " mémoire " sont le support
de la mémoire de l'antigène, ce qui permet aux
réactions spécifiques d'être plus rapides et plus
efficaces lors de contacts ultérieurs avec cet
antigène.
Dès l'apparition de l'antigène dans l'organisme, il sera
reconnu par ces lymphocytes B " mémoire ", ces
16
derniers se multiplieront très vite pour produire de très
nombreux anticorps.
Les lymphocytes T seront également alertés pour
réagir plus vite. Ainsi l'antigène sera éliminé plus
rapidement.
Bilan :
La vaccination permet à l'organisme d'acquérir
préventivement et durablement (plusieurs mois ou
années) une mémoire immunitaire relative à un microorganisme déterminé grâce au maintient dans
l'organisme de nombreux leucocytes spécifiques.
17
Biodiversité et évolution
Les acquis des années précédentes :
Les êtres vivants (organismes) sont regroupés en espèce, une même espèce
regroupe des êtres vivants qui se ressemblent et qui peuvent se reproduire
entre eux. Une espèce se maintient dans un milieu grâce à la reproduction
sexuée.
Tous les êtres vivants sont formés d'une ou plusieurs cellules, ils sont classés
en ensembles emboîtés suivant des critères observables qu'ils partagent.
Chaque individu présente les caractères de son espèce, avec des variations qui
lui sont propres.
Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles, des traces, des restes
d'êtres vivants passés. Les paysages anciens peuvent êtres reconstitués en les
comparant à des paysages actuels, c'est l'actualisme.
Les plaques lithosphériques sont animées de mouvements qui transforment la
partie externe de la Terre.
Problématique : Comment mettre en évidence et
relier l'étude des relations de parenté et
l'évolution des êtres vivants ?
1° L'évolution des êtres vivants
A. L'unité du vivant
Quels sont les points communs aux êtres
vivants ?
La cellule, unité du vivant, et l'universalité du support
de l'information génétique (ADN) dans tous les
organismes, Homme compris, indiquent sans
ambiguïté. une origine primordiale commune.
La comparaison des espèces conduit à imaginer entre
elles des liens de parenté, qui s’expliquent par
l'évolution.
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B. Représenter des relations de parenté entre les
êtres vivants
Une espèce nouvelle présente des caractères
ancestraux (anciens) et aussi des caractères
nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont
elle serait issue.
Un arbre d'évolution récapitule les filiations entre les
espèces et les groupes à partir d'un ancêtre commun.
Il permet d'apprécier les degrés de parenté entre les
espèces.
C. L'homme un animal à part ?
Activité : Fiches « la position de l'espèce humaine … »
L’Homme, Homo sapiens, en tant qu’espèce, est
apparu sur la Terre en s'inscrivant dans le processus
de l'évolution.
Il partage des caractères communs avec d'autres
espèces comme les chimpanzés, ce qui permet de le
classer au sein des: vertébrés, tétrapodes, amniotes,
mammifères.
Hominoïdes : Groupe correspondant aux grands
singes (chimpanzés, gorilles et orang-outans) et aux
humains.
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L'homme actuel est l'unique représentant d'une
lignée, la lignée humaine, qui s'est diversifiée depuis
7 à 8 Ma à partir d'ancêtres communs aux autres
Hominoïdes.
2° Biodiversité et évolution
(echelle temps géol)
Biodiversité : diversité des
écosystème par exemple.
espèces
dans
un
Comment les fossiles des roches sédimentaires
permettent ils de raconter l'histoire de la vie sur
terre ?
A. Les roches sédimentaires : des archives de la
biodiversité
Fossilisation bréal
Les roches sédimentaires contiennent des fossiles qui
permettent de reconstituer les milieux de vie anciens
et de les dater.
Depuis plus de trois milliards d'années, des groupes
d'organismes vivants sont apparus, se sont
développés, ont régressé, et ont pu disparaître.
Fossile: reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou
simple moulage d'un animal ou d'un végétal conservé
dans une roche sédimentaire.
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Roches sédimentaires à Béziers ou Montpellier ou à Digne.
http://www.editions-breal.f r/svt_college/5eme/sedimentation/main.htm
La succession des formes vivantes et des
transformations géologiques est utilisée pour
subdiviser le temps écoulé en ères et en périodes de
durée variable.
B. Des changements dans la biodiversité
Quels sont les changements observés
l'échelle d'une région et de la Terre ?
à
La comparaison des faunes et flores fossiles avec
celles
d'aujourd'hui
met
en
évidence
un
renouvellement au sein d'un même groupe d'espèces
au cours de ces temps géologiques.
De nombreux groupes ont aujourd'hui disparu ;
d'autres sont apparus et se sont diversifiés, comme
les vertébrés.
C. Une évolution par à coups
L'évolution des êtres vivants est marquée par de
grandes crises biologiques, qui vont entraîner des
extinctions massives (celles des dinosaures par
exemple), certains groupes disparaissent totalement.
Ces 5 crises majeures touchent tous les milieux de vie
(terrestres et aquatiques).
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D. Les mécanismes de l'évolution
L’apparition de caractères nouveaux au cours des
générations
suggère
des
modifications
de
l'information génétique : ce sont les mutations.
Les individus porteurs de caractères avantageux dans
un milieu donné survivent mieux et ont plus de
descendants, si bien que leurs caractères se
répandent dans la population et au cours des
générations : c'est la sélection naturelle.
La diversité génétique est à la base de l'évolution des
espèces et donc de l'évolution de la biodiversité.
C'est Charles Darwin qui a exposé la théorie de
l'évolution (1852) qui a démontré scientifiquement ce
processus de sélection naturelle depuis confirmé par
les connaissances actuelles sur la génétique.
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