Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17)





télécharger 290.38 Kb.
titreThème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17)
page5/5
date de publication13.02.2018
taille290.38 Kb.
typeDocumentos
d.20-bal.com > documents > Documentos
1   2   3   4   5


ENSEIGNEMENT DE SPECIALITE


Connaissances

(programme)

Remarques

Nouveau / ancien / remarques

Activités possibles et ressources

SPE - Thème 1 – La Terre dans l’univers, la vie et l’évolution de la vie

flèche vers le bas 22Énergie et cellule vivante (on se limite aux cellules eucaryotes)

La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l’énergie lumineuse.

L’étude à l’échelle du végétal est faite en seconde → on travaille tout de suite à l’échelle cellulaire

Pas de présentation de l’écosystème ; pas d’étude des structures d’approvisionnement (stomates) ni du devenir des produits de la photosynthèse

Beaucoup d’activités pratiques dans ce thème ; c’est l’occasion de laisser les élèves tâtonner et autonomes, d’évaluer les attitudes (initiative, autonomie, esprit critique…)

Beaucoup d’activités identiques à celles de l’ancien programme

Suivi des échanges d’O2 et de CO2 par ExAO
Coloration par de l’eau iodée de feuilles exposées ou non à la lumière durant plusieurs heures (expérimentation sur des feuilles panachées)

Observation microscopique de feuilles (coupe de feuille fraiche, feuille d’Élodée)


Le chloroplaste est l’organite clé de cette fonction. La phase photochimique produit des composés réduits RH2 et de l’ATP.

L’étude est centrée sur l’énergie et non sur les métabolismes.

On insiste sur les couplages énergétiques. Lors de la phase photochimique, il y a couplage photochimique
Limites : photosystèmes I et II / gradient de pH/ flux de protons dans la lumière des thylakoïdes : hors programme (on ne traite pas le couplage chimio-osmotique)


Etude d’électronographies de chloroplastes

Réalisation d’une chromatographie d’un extrait de feuilles

Réalisation d’un spectre d’absorption d’une solution de chlorophylle brute

Expérience de Hill

Documents : résultats expérimentaux (Expériences de Gaffron, d’Arnon) ; comparaison des potentiels redox de couples redox mis en jeu. (Fe3+/Fe2+; O2/H2O ; R/RH2)

Animations:

spectres émission/absorption SPC : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/spectres_abs_em.swf

Bon élément pour les rappels de seconde sur spectre d’absorption et spectre d’émission
L’aventure des plantes sur daily motion
Aspect historique – des erreurs – utilisation possible en exercice après bilan

Formation de l’ATP : http://vcell.ndsu.edu/animations/atpgradient/movie-flash.htm NB : couplage chimio-osmotique hors-programme -> « pour aller plus loin»

La phase chimique produit du glucose à partir de CO2 en utilisant les produits de la phase photochimique.




Documents : Expérience de Calvin et Benson (chromatographies bidimensionnelles)

Expériences de Bassham et Calvin (suivi du Ru1-5bisP et de l’APG lors du passage à l’obscurité ou à un milieu sans CO2)

La plupart des cellules eucaryotes (y compris les cellules chlorophylliennes) respirent : à l’aide de dioxygène elles oxydent la matière organique en matière minérale.

Respiration et fermentation permettent d’utiliser les molécules organiques pour récupérer de l’énergie utilisable (ATP)

Comparaison du métabolisme de parties chlorophylliennes et non chlorophylliennes d’un végétal en présence ou en l’absence de lumière par ExAO

La mitochondrie joue un rôle majeur dans la respiration cellulaire.




Etude comparée d’électronographies de cellules de levures en aérobiose et anaérobiose

L’oxydation du glucose comprend la glycolyse (dans le hyaloplasme) puis le cycle de Krebs (dans la mitochondrie) : dans leur ensemble, ces réactions produisent du CO2 et des composés réduits R’H2. La chaîne respiratoire mitochondriale  permet la réoxydation des composés réduits ainsi que la réduction de dioxygène en eau. Ces réactions s’accompagnent de la production d’ATP qui permet les activités cellulaires.

On met en évidence un couplage chimio-chimique
Limites  : le détail des réactions chimiques, les mécanismes de la chaîne respiratoire et la conversion chimio-osmotique ne sont pas au programme


Mesure de l’efficacité respiratoire de différents substrats chez la levure ou sur des mitochondries isolées par ExAO

Transposition en ExAO de certaines expériences historiques de Krebs sur des mitochondries isolées : action du succinate, malate, oxaloacetate ?

Logiciel Rastop : étude de la structure des molécules impliquées dans le métabolisme (ATP, ADP, NAD, NADH) .

Dosage de l’ATP par bioluminescence (luciférase) ?

Animations :

Respiration: http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_biocell-overview-of-aerobic-respiration.htm

Animation intéressante en exercice
Animations Cosentino
Métabolisme énergétique
 : http://pedagogie.ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/animmetabo/index.htm

Hydrolyse ATP : http://pedagogie.ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/animmetabo/hydratp.htm

La respiration : http://vcell.ndsu.edu/animations/etc/movie-flash.htm

-> « pour aller plus loin»

Certaines cellules eucaryotes réalisent une fermentation. L’utilisation fermentaire d’une molécule de glucose produit beaucoup moins d’ATP que lors de la respiration.

couplage chimio-chimique

Beaucoup d’activités possibles (TP collaboratif possible) ; par exemple :

  • - Etude de la fermentation alcoolique chez la levure, de la fermentation lactique

  • - Recherche documentaire sur les découvertes principales de Pasteur à propos de la fermentation, sur les utilisations de la fermentation dans le domaine de l’agro-alimentaire (vins, cidres, bières, pains…)

Animation :

Fermentation alcoolique : http://genet.univ-tours.fr/gen002300/DONNEES/animations/Fermentation%20alcoolique.htm
simpliste -> résumé de cours.


La fibre musculaire utilise l’ATP fourni, selon les circonstances, par la fermentation lactique ou la respiration.

la réalisation d’une activité cellulaire : la contraction musculaire

Utilisation du modèle de la cyclose de chloroplastes en présence / absence d’inhibiteur de la production d’ATP (acide cyanhydrique)

Recherche d’ATP dans un muscle de bœuf (steack) par bioluminescence (grâce au complexe luciférine – luciférase) ?

Nombreux documents : (TP collaboratif possible) pour montrer la nécessité de l’ATP dans la contraction et ses voies de régénération

Observation d’électronographies de muscle. Comparaison de fibres musculaires lentes et rapides

L’hydrolyse de l’ATP fournit l’énergie nécessaire aux glissements de protéines les unes sur les autres qui constituent le mécanisme moléculaire à la base de la contraction musculaire.

On met en évidence un couplage chimio-mécanique

Étude en microscopie optique de muscle

Etude en microscopie électronique de sarcomères dans une fibre relâchée ou contractée

Animations :

Préparation : http://espace-svt.ac-rennes.fr/applic/muscle/muscle10.htm

Très simpliste > Rappel de ce qui a été vu en 2de

Sarcomère : http://conceptcours.fr/www/term_s/www/term_spe/metab_hetero/contraction.swf

simpliste

Rôle de la myosine (avec modifs) : http://conceptcours.fr/www/term_s/www/term_spe/metab_hetero/myosine.swf

Hydrolyse ATP : http://pedagogie.ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/animmetabo/hydratp.htm

L’ATP joue un rôle majeur dans les couplages énergétiques nécessaires au fonctionnement des cellules.

Conclusion générale centrée sur les couplages énergétiques

Construction d’un schéma bilan

flèche vers le bas 24SPE - Thème 2 – Enjeux planétaires contemporains

Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir

L’atmosphère initiale de la Terre était différente de l’atmosphère actuelle.

Partie Nouvelle mais déjà traitée dans le programme de TS de 1994

Comparaison des stromatolithes actuels et des stromatolithes archéens

Mise en évidence de la cristallisation de CaCO3 grâce à l’activité des cyanobactéries

Construction d’un protocole expérimental ExAO mettant en évidence le dégagement de dioxygène par le métabolisme photosynthétique des cyanobactéries.

Manipulations chimiques permettant de caractériser différents états d’oxydation du fer, notamment l’oxydation d’ions Fe2+ sous une atmosphère oxydante

Mise en relation des résultats des manipulations avec des documents concernant les fers rubanés et les roches rouges continentales

Sa transformation est la conséquence, notamment, du développement de la vie.

L’histoire de cette transformation se trouve inscrite dans les roches, particulièrement sédimentaires.

Données papier

Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d’origine humaine.

Partie déjà présente dans l’ancien programme de spécialité

    • Utilisation des logiciels, paléovu ou paléobiomes, Vostok




La composition isotopique des glaces et d’autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

Idem

    • étude avec tableur des variations du delta 18O,

    • indice stomatique avec le Gingko (type ECE),

    • palynologie.

L’effet de serre, déterminé notamment par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global.

Partie nouvelle faisant suite à ce qui est traité en seconde.

TP EXAO même si peu fiable, développement de l’esprit critique.

La modélisation de la relation effet de serre / climat est complexe.

Ici on peut intervenir à plusieurs niveaux sur les modèles et ce qu’ils apportent, et sur leurs limites

Confrontations des résultats des modèles numériques des laboratoires avec les mesures du climat passé  discussion sur le fonctionnement et la validation des modèles pour comprendre les évolutions futures du climat qu’ils proposent

Elle permet de proposer des hypothèses d’évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction de scénarios d’émissions des gaz à effet de serre par l’activité humaine.

TP radiomètres

Données papier ou utilisation d’un logiciel (Simclimat)

Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d’années) les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires.

Partie déjà présente dans l’ancien programme de spécialité

Données papier

Des conditions climatiques très éloignées de celles de l’époque actuelle ont existé.







flèche vers le bas 25 SPE - Thème 3 – Corps humain et santé

Glycémie et diabète

Les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l’action d’enzymes digestives.

Utilisation d'un "cahier de manips" pour conserver une trace de l'ensemble des démarches expérimentales

Acquis de 5ème sur la digestion et l'absorption intestinale

Chromatographie de glucides

http://svt.ac-creteil.fr/?option-sciences-experimentales-svt,801

Dialyse sur membrane semi-perméable : amidon vs glucose

Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques (ici celles de la digestion).

Voir ancien programme de 1ère S
La digestion n'est pas en tant que telle au programme mais permet d'aborder les notions fondamentales d'enzymologie

Conception et réalisation de protocoles sur la spécificité enzymatique.

http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/spip.php?article120

Structure du complexe enzyme-substrat : Rastop, amylase salivaire humaine.

Cinétique enzymatique :

  • Catalase : http://www.didier-pol.net/BIO-AMUS.html#ENZYMES

http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/html/peda/svt/catalase/sommaire.htm

Logiciels de simulation pour visualiser le complexe enzyme-substrat

http://svt.ac-rouen.fr/biologie/enzymo/enzymea.htm

http://svt.ac-rouen.fr/tice/logitheque/gratuicielspeda/lactase/lactase.htm

Logiciel de simulation présentant différents points du métabolisme lié à la régulation de la glycémie

http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/main-humanbiology.htm

La régulation de la glycémie repose notamment sur les hormones pancréatiques : insuline et glucagon.

Voir ancien programme de 1ère S
Possibilité TP collaboratif :


  • chaque groupe d’élèves travaille sur des données scientifiques historiques (cf ci-contre) qui ont conduit à la compréhension des mécanismes physiologiques de la régulation de la glycémie

  • chaque groupe d’experts construit « son modèle » de régulation de la glycémie




Acquis de 1ère sur les hormones (thème féminin, masculin)
TP tâche complexe permettant d'aboutir à la réalisation d'un schéma fonctionnel de régulation de la glycémie

ou de Minkowski 1890 (expériences d’ablation / greffe de pancréas)

http://www.biusante.parisdescartes.fr/sfhm/hsm/HSMx2004x038x004/HSMx2004x038x004x0421.pdf

ou de Banting et Best 1921 (injections d’extraits de foie / pancréas)

http://www.biusante.parisdescartes.fr/sfhm/hsm/HSMx1972x006x003/HSMx1972x006x003x0133.pdf

  • Coupes histologiques de foie et pancréas

  • Clichés de microscopie à fluorescence pour localiser les cellules productrice d'insuline et glucagon

  • Logiciel "Glycémie" (F. Tilquin)

  • ou "ModSim Glycémie" (Jeulin) point fort : module de modélisation

Le diabète de type 1 résulte de la perturbation de la régulation de la glycémie provoquée par l’arrêt ou l’insuffisance d’une production pancréatique d’insuline.

Les diabètes auront déjà pu être étudiés en classe de 1ère dans la partie "Variation génétique et santé"

Entrées possibles dans le thème sous l'angle pathologique (diabète) ou historique (exp. de foie lavé de Cl. Bernard – ablation/greffe pancréas de Minkowski –
injection insuline/glucagon de Cahill ... )



L’absence ou l’insuffisance de l’insuline est due à une destruction auto-immune des cellules β des îlots de Langerhans.




Le Monde 14/01/12

Piste de recherche pour le traitement du diabète de type 1

« Diabète Type 1 : La piste de la rééducation cellulaire »

Le diabète de type 2 s’explique par la perturbation de l’action de l’insuline.

Données scientifiques récentes de nature à remettre en cause les connaissances actuelles

La Recherche n°463 Avril 2012 (p48)
« Le diabète de type 2 programmé avant la naissance »

Le déclenchement des diabètes est lié à des facteurs variés, génétiques et environnementaux.




Le monde 11/05/2007

« Mise en évidence des mécanismes d’apparition d’un diabète de type 2» 
1   2   3   4   5

similaire:

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconSupply chain – Semestre 2 – Partie 1
«La modernité est en crise, car bâtie sur trois mythes: la maîtrise de l’univers, la recherche du progrès et la quête du bonheur...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconIntroduction I° L’évolution de la vie des affaires
Le commerce en se développant nous a guéri des préjugés barbares et destructeurs, IL a uni et mêlé les hommes de toute contré, la...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) icon2nde Thème
«On a marché sur la Lune». Dans cet ouvrage le capitaine Haddock en scaphandre arrive à faire des bonds sans efforts. Tintin affirme...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconRésumé : Modules animés autour des sciences de la vie et de la terre

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconPrésentation
«évaluation avec prise d’initiative», tout en conservant une entrée progressive dans le sujet, permet de mesurer et valoriser la...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconL’univers Chapitre 15 : Forces et mouvement dans le sport

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) icon1er point : la question de l’évolution de la vie des affaires

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) icon"Rien ne peut être aussi bénéfique à la santé humaine et augmenter...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconLe cpf, c’est quoi ? Un droit universel d’évolution professionnelle...

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant (17) iconRésumé : Noms communs et noms propres. Les points les plus importants...






Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
d.20-bal.com