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Lycée Louise Michel, Champigny sur Marne 08/03/2016 Croisement des programmes de biotechnologies, CBSV, sciences physiques et mathématiques 1) CBSV/Sciences physiques/ mathématiques Thème 1 : Les systèmes vivants présentent une organisation particulière de la matière Chapitres CBSV 1.1. Unité et diversité des êtres vivants Connaissances associées CBSV Biodiversité Classification des êtres vivants : classification emboîtée Imagerie médicale : - Radiographie - Echographie 1.2. Techniques d’étude des êtres vivants 1.3. Niveaux d’organisation des êtres vivants 1.4. La cellule 1.5. Constitution moléculaire et élémentaire des êtres vivants 1.6. Réactions acide-base, pouvoir tampon 1.7. Les glucides Sciences Physiques 1STL SPCL Mathématiques 1STL ou TSTL Arbres de probabilités ou pourcentages Rayons X Absorption différentielle des RX (ondes électromagnétiques) Echelle d’ordre de grandeur en puissance de 10 Suites géométriques Microscopie : - Optique - Electronique Images photographiques Image et vision Fonctions exponentielles Ordre de grandeur des êtres vivants et technique d’étude adaptée Appareil (respiratoire) Organe (cœur) Tissus Eucaryote, procaryote Proportion eau, matière organiques, ions minéraux Composition élémentaire Structure de l’atome Les molécules Géométrie autour d’un atome, représentation de Cram Conformation des molécules (projection de Newman, conformation chaise-bateau) Réaction acide-base, couple acide-base Dosage acide-base Solutions tampon Indicateurs colorés Formule pH, pKa pH métrie Méthodes de préparation Diagramme de prédominance, spectrophotométrie Oses Structure tridimensionnelle des oses Liaison osidique Fonctions chimiques Isomérie, carbone asymétrique, représentation de Fischer, Modèle de Lewis, règle du duet et de l’octet Liaison covalente, Modèle de Lewis, différentes formules Electronégativité et polarité des liaisons Interactions intermoléculaires électrostatiques, liaisons hydrogènes Fonctions logarithmes Echelle de pH 1 Lycée Louise Michel, Champigny sur Marne séries D et L Cyclisation, représentation de Haworth, chaise-bateau Acides gras Triglycérides Phospholipides Structure de la membrane plasmique Formule topologique, 1.8. Les lipides nomenclature oméga Isomérie Z et E Estérification, Hydrophilie, hydrophobicité, amphiphilie Solubilité dans l’eau Micelle, bicouche, liposome Zwitterion Série D et L Structure Iaire, IIaire, IIIaire, IVaire Ponts disulfures, interactions 1.9. Les protides hydrophobes Influence des conditions physico-chimiques, interaction protéine-ligand Structure et classification 1.10. Les virus Cycle de multiplication 08/03/2016 Estérification Les fonctions chimiques Interactions intermoléculaires (liaisons hydrogènes, V der W) Notion de « polymérisation » Thème 2 - Les systèmes vivants échangent de la matière et de l’énergie 2.1. Aliments et équilibre alimentaire 2.2. La digestion 2.3. L’absorption et la traversée des membranes 2.4. Stabilité du Aliments : classification, rôles Equilibre alimentaire : apports d’énergie, apport qualitatif, facteurs de variation Déséquilibres alimentaires : obésité, anorexie, carences Anatomie de l’appareil digestif Phénomènes de la digestion : mécaniques, chimiques, enzymatiques, microbiologiques Etude de la vitesse des réactions chimiques et rôle des catalyseurs Catalyseurs chimiques Vitesses de réaction (solution d’équations différentielles) -lecture graphique d’un nombre dérivé Influence T° et concentration Mouvement brownien Chocs efficaces Catalyse chimique ou enzymatique Vitesse de réaction Hydrolyse d’un triglycéride Structure de la muqueuse intestinale Transport à travers les membranes biologiques Transport des lipides dans l’organisme : lipoprotéines Gradient de concentration Diffusion, transport actif Osmose Hydrophobicité,hydrophilie, amphiphilie Compartiments liquidiens : 2 Lycée Louise Michel, Champigny sur Marne milieu intérieur répartition Sang et lymphe : composition, fonctions, lien entre circulation lymphatique et sanguine Appareil urinaire : organisation anatomique, formation de l’urine Notion de systèmes 08/03/2016 Systèmes ouvert, fermé, isolé Transformations chimiques Evolution de l’état énergétique d’un système 2.5. Le vivant, un ensemble de systèmes biochimiques 2.7. L’ATP 2.8. Etude de quelques grandes voies métaboliques Réactions totale ou limitée Quotient de réaction Constante d’équilibre Facteurs qui influencent l’état d’équilibre Fonctions réciproques et inversions Systèmes ouvert, fermé, isolé Endergonique- exergonique Réactions totale ou limitée Quotient de réaction Constante d’équilibre Facteurs qui influencent l’état d’équilibre Etat standard et standard apparent Enthalpie libre (rG = rG° + RT ln (Qr) et rG°’ = - RT lnK) Réactions endergoniques et exergoniques Structure de l’ATP Hydrolyse de l’ATP Réactions d’oxydo-réduction et synthèse d’ATP Liaison à haut potentiel d’hydrolyse Couple redox ½ équations redox Potentiel d’oxydoréduction Nombre d’oxydation Production mitochondriale d’ATP : chaîne respiratoire et transfert d’électrons Voie métabolique Anabolisme et catabolisme Catabolisme du glucose Types trophiques Photosynthèse Exemple d’exploitation dans les bio-industries Bilan de matière, bilan d’énergie Fermentations Taux de conversion Notion d’enthalpie Transfert d’énergie Relation d’ordre < > Couple redox ½ équations redox d’oxydoréduction -chaines énergétiques, bilan énergétique Thème 3 : Les systèmes vivants maintiennent leur intégrité et leur identité en échangeant de l’information 3.1. Communication nerveuse Organisation du système nerveux Structure d’un neurone et d’un nerf Fonctionnement du neurone oscilloscope, différence de potentiel Energie et puissances électriques Fonction sinusoidale La synapse Potentiel de repos et d’action 3 Lycée Louise Michel, Champigny sur Marne Hormone, glande endocrine, 3.2. organe cible Communication Régulation de la glycémie hormonale Diabètes sucrés Diversité des hormones Les gonades 3.3. Régulation Contrôle hypothalamode l’activité des hypophysaire gonades Rétrocontrôle Rétrocontrôles positif et négatif Cibles et modes d’action des méthodes contraceptives et 3.4. contragestives Contraception Droit à la maîtrise de la procréation 3.5. Réponse Soi et non-soi immunitaire Barrières naturelles innée Réaction inflammatoire Localisation Activation des lymphocytes Multiplication et différenciation 3.6. Réponse des lymphocytes immunitaire Action des lymphocytes adaptative Mémoire immunitaire et vaccination Utilisation des anticorps 08/03/2016 Boucles de régulation (systèmes) Travail sur courbes (notion de seuils) Répartition statistique - probabilités Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique 4.1. Les propriétés de l’ADN 4.2. De l’ADN aux protéines : expression des caractères 4.3. Le phénotype d’un individu est lié à l’expression de son génotype 4.4. Cycle cellulaire et conservation de l’information génétique 4.5. Transmission et brassage de l’information génétique Découverte du rôle de l’ADN Structure de l’ADN Complémentarité, liaisons hydrogène Mise en évidence de la relation ADN/protéines L’ARN De l’ARN aux protéines Les OGM Etude des différents modes de transmission des caractères Influence de l’environnement sur le phénotype Thérapie génique Analyse d’arbres généalogiques Phases du cycle cellulaire Structure de la chromatine et variation de ses états Caryotype Réplication Mitose Méiose Spermatogenèse Ovogenèse Fécondation Pathologies d’origine génétique PMA Analyse ADN et filiation -probabilités -suites géométriques de raison 2 -probabilités 4 Lycée Louise Michel, Champigny sur Marne 08/03/2016 Thème 5 : Des systèmes vivants existent à grande échelle : écosystèmes et biosphère 5.1. Les organismes vivants sont divers mais apparentés 5.2. Le sol et l’agrosystème sont deux écosystèmes de surface 5.3. La biosphère est une interface entre différentes enveloppes terrestres 5.4. Les êtres vivants sont utilisés par l’homme comme agents de dépollution et de production Biodiversité Arbres phylogénétiques -analyse statistique des séquences Etude du sol : constituants organiques et minéraux, origine de sa formation, réseau trophique Agrosystème : caractéristiques, comparaison agrosystème et écosystème Cycle du carbone (complémentarité des métabolismes) Cycle de l’azote Epuration des eaux usées Biocarburants -énergie et combustion Types de biocarburants 2) Biotechnologies/sciences physiques/ mathématiques Biotechnologies Croissance, bactéricidie, pasteurisation, antibiogramme PCR Courbes d’étalonnage Gammes de dilution Dénombrements (norme AFNOR) Reproductibilité et répétabilité Incertitude de mesure et dénombrement bactérien Chromatogramme (quantitatif) Electrophorèse ADN Enzymologie Sciences Physiques Capteurs (sonde de température) Mathématiques Exponentielles et logarithmes Courbes Suites géométriques et seuils Courbes affines selon la méthode des moindres carrés (ou courbe de tendance ou régression linéaire ou ajustement affine) Attention : r2 non étudié Suites géométriques de raison ½ ou 1/10 Moyenne pondérée Loi binomiale, moyenne, écart type, nombre de succès Intervalle de confiance d’une proportion intégrales Fonction log Dérivées, limites, fonctions affines, statistiques, changement de variables, régression linéaire Loi d’Arrhénius 5
