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I.1. Introduction : Approche du temps en biologie et géologie (0.5 semaine)	I.1.1. Questions essentielles pouvant servir d’entrée dans le programme
	I.1.2. Méthodes et supports envisageables
I.2. Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles Phylogenèse – Évolution (3 semaines)
I.3 Stabilité et variabilité des génomes et évolution (6 semaines)
I.4. La mesure du temps dans l’histoire de la Terre et de la vie (2 semaines)
I.5. La convergence lithosphérique et ses effets. (4 semaines)	I.5.1. Convergence et subduction
	I.5.2. Convergence et collision continentale
I.6 Procréation (6 semaines)
I.7 Immunologie (4 semaines)
I.8. Couplage des événements biologiques et géologiques au cours du temps (1,5 semaine)

Progression proposée pour l'année scolaire 2007-8

Consulter le cahier de texte de la classe

Faire les exercices corrigés en ligne

Le référentiel de l'académie de Créteil est utilisé pour rédiger les résumés.

Notre planète, tant en ce qui concerne la géosphère que la biosphère présente deux propriétés d'apparence contradictoire : stabilité et variabilité. Cette contradiction se résout par la prise en compte de la dimension temporelle. L'un des objectifs du programme de la classe de terminale est de fournir un modèle dynamique de la Terre aux élèves ayant opté pour la filière scientifique. Ce modèle, pour être complet, prend en compte l'évolution au cours du temps du système global terrestre : enveloppes fluides (abordées en classe de seconde), enveloppes solides (définies en classe de première S) et êtres vivants.

Le monde vivant présente une unité structurale et fonctionnelle mais aussi une très grande diversité ; cette diversité lui permet de se maintenir globalement au cours du temps et de s'étendre dans l'espace. Ainsi,

la stabilité de la biosphère s'accompagne de la variabilité des espèces (évolution) ;

la stabilité de l'espèce s'accompagne de la variabilité des individus (procréation, génétique) ;

la stabilité de l'individu s'accompagne de la variabilité de certains de ses constituants (par exemple le système immunitaire).

Comprendre l'évolution biologique et géologique de la planète requiert la capacité d'identifier des moments remarquables dans l'histoire de la Terre, de les ordonner, d'évaluer leur âge et de mesurer les durées qui les séparent.

I.1. Introduction : Approche du temps en biologie et géologie (0.5 semaine)

1^ère séquence. date 5-15/9

pour le samedi 8 septembre : sortie à la galerie d'anatomie comparée.

Objectifs :

Mobiliser les acquis des classes antérieures

La sortie doit servir de support à un questionnement à partir duquel sera traité un aspect du programme :

L’établissement de relations de parenté entre les vertébrés actuels s’effectue par comparaison de caractères homologues (embryonnaires, morphologiques, anatomiques et moléculaires).
Une espèce fossile ne peut être considérée comme la forme ancestrale à partir de laquelle se sont différenciées les espèces postérieures.

Activités :

Présentation du programme :.

Organiser la sortie à la galerie d'anatomie comparée.

Présenter les bacs blancs du samedi matin.

Organiser le travail en groupe (Page Web ou poster) à partir des sujets suivants :

I.1.1. Questions essentielles pouvant servir d’entrée dans le programme

· Comment la planète actuelle (avec ses habitants) s’est-elle construite au cours du temps ? Son fonctionnement a-t-il toujours été conforme à l’actuel ou s’est-il modifié au cours du temps ?

· Quels sont les événements majeurs qui jalonnent cette histoire ? Quand se sont-ils produits? Comment peut-on les dater ? Comment peut-on apprécier leur durée ?

· Sur quel(s) critère(s), notamment temporel(s), peut-on définir la stabilité ou la variabilité d’un individu, d’une chaîne de montagne, d’une molécule, d’une espèce, d’un domaine océanique…?

· Quelles sont les durées caractéristiques d’existence d’un individu, d’une chaîne de montagne, d’une molécule, d’une espèce, d’un domaine océanique…?

· Les modifications de la planète et de ses habitants sont-elles continues ou discontinues ?

I.1.2. Méthodes et supports envisageables

· Repérer sur une frise du temps les grands événements déjà abordés au cours des classes précédentes en sciences de la vie et de la Terre.

· Par une recherche documentaire, faire construire une frise du temps en y plaçant les événements couramment évoqués dans la presse de vulgarisation scientifique et faire naître le besoin d’une justification rigoureuse (ou d’une remise en cause) de cette présentation.

Parmi les événements clés intéressants, on peut citer sans les développer, les exemples suivants :

La formation de la Terre et sa différenciation

L’apparition de la vie

L’apparition de l’atmosphère oxydante

La mise en place de la tectonique des plaques

L’apparition de la cellule eucaryote

L’apparition de la première coquille (ou du premier squelette)

L’apparition du premier vertébré

L’apparition de la première plante ligneuse

L’apparition du premier être vivant aérien

L’apparition du premier Hominidé

· Par une recherche documentaire :

- faire classer les grands événements biologiques et géologiques selon leur durée,
- faire naître un questionnement sur le mode d’appréciation de la durée des phénomènes.

Discuter sur un exemple de la continuité ou discontinuité d’un phénomène selon l’échelle de temps utilisée pour le décrire.

Discuter sur un exemple de la stabilité ou de la variabilité d’un objet, d’un mécanisme, etc. en fonction de la durée de son observation.

Parmi les « objets » et « mécanismes » dont on peut apprécier la durée :

La planète Terre

Une chaîne de montagne

Une période glaciaire

Une espèce

Un individu

Une molécule

Une cellule

Une réaction métabolique

Le renouvellement du carbone de la biomasse

Une division cellulaire

Les technologies de l’information et de la communication pourront contribuer à l’enseignement de toutes les parties du programme, grâce aux possibilités d’acquisition et de traitement de données par ordinateur, de modélisation, de simulation et grâce aux ressources en ligne, notamment sur le réseau des sites institutionnels.

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Tableau de Heackel

Phylogène

I.2. Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles
Phylogenèse – Évolution (3 semaines)

Les mots clés du chapitre

A partir d’un réinvestissement de la classe de seconde (les plans d’organisation, l’unité des constituants cellulaires et génétiques, l’origine commune des espèces) on aborde la biodiversité et la recherche de la parenté entre espèces (phylogenèse). L’Homme, avec ses caractéristiques particulières, est situé au sein du règne animal. On montre ensuite que les êtres humains actuels appartiennent à une même espèce. On date l’émergence de cette espèce en la resituant dans l’histoire de la Terre.

1^ère séquence. date17-22/9

Problème scientifique :

Comment peut-on établir des relations de parenté entre les différents êtres vivants ?.

Objectifs :

Relier grâce à la notion d'évolution la stabilité de la biosphère à la variabilité des espèces

Construire un arbre phylogénique (correction)

Préciser les notions d'ancètre commun, de caractère homologue, d'état ancestral ou d'état dérivé

Activités :

Remobilisation rapide des acquis de seconde et de première.

Etude sommaire de stades embryonnaires de différents vertébrés.

Utilisation de pièces anatomiques pour établir les relations de parenté entre les vertébrés (galerie d'anatomie comparée).

Utilisation de logiciels permettant des comparaisons moléculaires entre les vertébrés (hémoglobine, myoglobine).

Utilisation de logiciels établissant des arbres phylogénétiques ( le site pour télécharger phylogène).

Lecture et critique d’arbres phylogénétiques.

Matériel nécessaire :

Tableau de Heackel

Phylogène

Vocabulaire :

homologue, phylogénie, arbre phylogénétique.

Résumé :

I). La reconstitution de l’histoire évolutive des êtres vivants, actuels et fossiles, repose sur la recherche de liens de parenté.

A). Les caractéristiques cellulaires et moléculaires des êtres vivants traduisent une origine commune.

1). La cellule est l’unité d’organisation des organismes vivants.

2). L’ADN est le support moléculaire de l’information génétique.

Les modalités de sa réplication sont universelles.
Les protéines sont le résultat de l’expression des gènes selon un code génétique universel.

B). La recherche d’une parenté entre espèces ne prend en compte que des caractères homologues.

1). L’homologie de structures prises chez des organismes différents se définit :

par une même organisation et par les mêmes connexions avec les structures voisines ;
par une même origine embryologique et génétique ;
indépendamment des fonctions assurées par ces structures.

2) Chez les vertébrés, la recherche de parenté s’appuie sur des caractères embryologiques, anatomiques et moléculaires.

a). A l’échelle macroscopique on utilise des caractères embryologiques et anatomiques qui présentent un état ancestral et un état dérivé.
Au cours de l’évolution des êtres vivants, les caractères les plus primitifs sont apparus le plus anciennement : ce sont les caractères ancestraux.
Des innovations ont fait évoluer ces caractères qui sont dans un état dérivé.
Seul le partage d’états dérivés des caractères témoigne d’une étroite parenté.

b). A l’échelle moléculaire on utilise les séquences des gènes et des protéines.
Les similitudes entre les séquences de molécules de deux ou plusieurs espèces témoignent de leur homologie.
Ces molécules dérivent d’une molécule possédée par un ancêtre commun.
Les différences entre les molécules de deux espèces sont d’autant moins nombreuses que leur degré de parenté est élevé.

3). Les arbres phylogénétiques traduisent les liens de parenté entre les êtres vivants.

a). Dans un arbre phylogénétique les organismes les plus étroitement apparentés ont un ancêtre commun que ne possèdent pas les autres organismes.

b). Les formes ancestrales communes sont définies par les caractères dérivés partagés par les espèces qui en sont issues.

Les formes ancestrales communes situées aux nœuds des arbres sont donc hypothétiques.
Elles ne correspondent pas à des espèces fossiles précises.
Une espèce fossile ne peut être considérée comme la forme ancestrale à partir de laquelle se sont différenciées les espèces actuelles

Travail à la maison :

Apprendre sur le manuel de la p 30 à 33.

Voir le très beau site sur la phylogénie (en anglais mais...) avec de splendides images (tree of life project)

se tester sur l'ex 1 p 34.

ex 2 p 35.

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Logiciel Lignée Humaine

Phylogène

Squelette humain et crâne d'autre primates

2^ème séquence. date24-29/9.

Problème scientifique :

Comment peut-on placer l'Homme parmi les êtres vivants ?.

Objectifs :

Préciser la place des animaux dans les êtres vivants

Préciser la place de l'Homme dans le règne animal

Préciser le caractère buissonnant de la lignée humaine

Préciser les relations entre les dfférent membres de la lignée humaine

Activités :

Se déplacer sur un arbre phylogénique (tree of life project)

Comparaisons chromosomiques et moléculaires Chimpanzé-Homme ; Gorille-Homme.

Comparaisons anatomiques entre l’Homme et le chimpanzé : étude des caractéristiques anatomiques en relation avec la station bipède. Voir les problèmes posés par l'arbre.

Matériel nécessaire :

Phylogène, connexion internet (tree of life project)

Logiciel Lignée Humaine

Squelette humain et crâne d'autre primates, aquarium, pointeur laser, transparents,marqueurs, rapporteur.

Crânes, appareil photo numérique, lecteur de cartes, logiciel Mesurim + crânes.

Vocabulaire :

eucaryote, vertébré, tétrapode, amniote, mammifère, primate, hominoïde, hominidé, homininé, Australopithèque, Homo, Homo erectus, Homme de Néanderthal, Homo sapiens.

Résumé :

C). Des caractères apparus successivement permettent de définir la place de l’homme dans le règne animal actuel.

1). L’homme partage de nombreux caractères dérivés avec d’autres êtres vivants.

Ses cellules sont compartimentées et ses chromosomes sont contenus dans un noyau : c’est un eucaryote.
Son système nerveux central est dorsal et en partie protégé par des vertèbres : c’est un vertébré.
Il possède quatre membres terminés par des doigts et respire par des poumons : c’est un tétrapode.
Son embryon est protégé de la déshydratation par une poche contenant du liquide amniotique : c’est un amniote.
Sa peau est en partie couverte de poils et les petits sont allaités : c’est un mammifère.
Il possède des mains au pouce opposable et ses doigts possèdent des ongles plats : c’est un primate.

2). Parmi les primates, l’homme est proche des grands singes.

Les hominoïdes sont des primates dépourvus de queue ; les vertèbres caudales atrophiées et soudées forment le coccyx.
Les hominidés comprennent le gorille, les chimpanzés et l’homme.
Les homininés présentent une bipédie permanente.
L’homme est le seul homininé actuel.
Sa face est aplatie et son volume crânien est important.

II). L’évolution de la lignée humaine est marquée par la coexistence de plusieurs espèces fossiles à certaines périodes : c’est une évolution buissonnante.

A). Les critères d’appartenance à la lignée humaine sont des caractères anatomiques et des traces d’activités culturelles.

Des caractères du squelette traduisent la réalisation d’une bipédie permanente.
Des réalisations techniques et culturelles témoignent du développement cérébral.
Le volume crânien est généralement supérieur à celui des autres hominidés.
La face est généralement plus aplatie que celle des autres hominidés

B). La lignée humaine et celle des chimpanzés partagent l’ancêtre commun le plus récent.

La divergence à partir de cet ancêtre est estimée entre 10 et 7 millions d’années.

C). Les espèces fossiles de la lignée humaine sont réparties en deux genres : Australopithecus et Homo.

1). Les Australopithèques ont acquis une bipédie permanente.

Les plus anciens restes fossiles découverts sont datés à –4 millions d’années : ils appartiennent à l’espèce Australopithecus anamensis.
Les plus récents sont datés à –1 million d’années : Australopithecus robustus.
Ils ont été retrouvés en Afrique.

2). Le genre Homo, très diversifié, est caractérisé par une augmentation progressive de la capacité crânienne et une régression de la face.

a). L’espèce la plus ancienne est Homo habilis.
Le représentant le plus ancien est daté à – 2,5 Ma, il est contemporain des australopithèques.
Les fossiles identifiés avec certitude sont tous africains.

b). Homo erectus forme un groupe diversifié.
Le représentant le plus ancien est africain, daté à – 1,6 Ma, il est contemporain des derniers australopithèques et d’Homo habilis.
Des fossiles plus récents montrent qu’ils ont colonisé le Moyen-Orient, l’Asie et l’Europe.

c). Homo neandertalensis (l'Homme de Néanderthal) serait issu d’une population d’Homo erectus ayant colonisé l’Europe.

d). L’homme moderne, Homo sapiens, est la seule espèce du genre Homo vivant actuellement.
Les plus anciens fossiles sont datés de cent mille à deux cent mille ans et sont donc contemporains d’Homo erectus et d’Homo neandertalensis.
Homo sapiens est apparu en Afrique ou au Proche-Orient et a colonisé tous les continents.
Il demeure la seule espèce humaine après la disparition d’Homo erectus et Homo neandertalensis

Travail à la maison :

Apprendre sur le manuel de la p 48 à 51 & p 70 & 71.

ex 4 p 54.

Attention : réfléchir au caractère linéaire de l'ex 2 p78.

Préparer un contrôle

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Photocopies d'articles

Conférence de Langaney

3^ème séquence. date 1-6/10

Problème scientifique :

Comment l'évolution de l'Homo sapiens produit-elle l'Homme moderne?.

Objectifs :

Etablir l'homogénéité de l'espèce humaine et la variabilité de ces individus

Préciser les modalité de l'évolution et des migrations de l'Homo sapiens

Activités :

Etude de textes ou de documents audio. de Langaney, Luigi Luca Cavalli-Sforza, Paolo Menozzi et Alberto Piazza

Matériel nécessaire :

Photocopies d'articles ou travail sur le forum sur (Hélicobacter, origine africaine des australiens, mais aussi sur l'énigme de l'Homme de Flores)

Conférence de Langaney : Les bases génétiques de l'évolution humaine

Présentation PPT sur les migrations à l'origine de l'Homme moderne

Conférence de Dutrillaux : Origines et position de l'Homme dans l'évolution : la connexion chromosomique.

texte : la connexion chromosomique

si les liens ne permettent pas un téléchargement assez rapide aller sur canal U et chercher dans utls les noms des conférenciers.

Vocabulaire :

Homo sapiens.

Résumé :

III). L’étude des fréquences alléliques dans les populations humaines actuelles donne des informations sur l’origine d’Homo sapiens.

Les migrations se font à partir d’un petit nombre d’individus qui ne représentent qu’une partie de la diversité allélique de la population initiale.
Les migrations entraînent donc des différences de fréquence allélique entre les populations.
La diversité allélique entre les populations apparaît corrélée à la distance géographique qui les sépare.
On trouve la plus grande diversité allélique dans les populations africaines.
Cela fonde l’hypothèse d’une origine africaine d’Homo sapiens.

Limites : les arguments liés aux données sur l’ADN mitochondrial ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

Apprendre sur le manuel de la p 71 à 73.

ex 4 p 80.

contrôle .

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

ordinateurs, logiciels séquaid, anagène et phylogène

I.3 Stabilité et variabilité des génomes et évolution (6 semaines)

Les mots clés du chapitre

Cette partie du programme s'articule directement avec les acquis des classes de seconde et de première qu'elle complète (nature du matériel génétique et son expression, notion de mutant et de mutation, rôle de l'environnement dans l'élaboration du phénotype). Elle s'appuie sur des données récentes issues des études des génomes pour mettre en évidence deux des processus importants de leur évolution : formation de nouveaux allèles et formation de nouveaux gènes par mutation et duplication de gènes. Elle montre le rôle de la reproduction sexuée dans la stabilité du génome et dans sa variabilité.

1^ère séquence. date 8-13/10

Problème scientifique :

Comment le génome des êtres vivants s'enrichit-il au cours de l'évolution ?

Objectifs :

Relier le polymorphisme actuel du génome d'une espèce aux mutation survenues dans le passé au sein des populations de l'espèce.

Activités :

Comparaison de séquences nucléotidiques et protéiques : comparaison de différents allèles d'un gène, comparaison des gènes d'une famille multigénique (hémoglobines et myoglobine, gènes homéotiques, etc.).

Utilisation de logiciels de traduction pour étudier les conséquences des mutations sur les protéines.

Matériel nécessaire :

Logiciels Anagène, Phylogène.

Vocabulaire :

génome, polymorphisme, mutation, substitution, addition, délétion, nucléotide, phénotypique, gène, duplication.

Résumé :

I) L'apport de l'étude des génomes : les innovations génétiques.

A) Polymorphisme des espèces.

Au sein d'une espèce, le polymorphisme des séquences d'ADN résulte de l'accumulation de mutations au cours des générations. Suivant leur nature et leur localisation, les mutations (substitution, addition ou délétion d'un ou de plusieurs nucléotides) ont des conséquences phénotypiques variables.

B) Évolution du génome.

Au sein du génome d'une espèce, les similitudes entre gènes (familles de gènes) sont interprétées comme le résultat d'une ou plusieurs duplications d'un gène ancestral.

La divergence des gènes d'une même famille s'expliquent par l'accumulation de mutations. Dans certains cas, ces processus peuvent conduire à l'acquisition de gènes correspondant à de nouvelles fonctions.

Les innovations génétiques sont aléatoires et leur nature ne dépend pas des caractéristiques du milieu.

Limites : Les mécanismes à l'origine des mutations ou des duplications de gènes et l'étude des différents types d'ADN extragénique ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

sur le manuel pages 96 à 99

exercice 1 p. 100.

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

2^ème séquence. date15-20/10

Problème scientifique :

Comment la formule chromosomique d'une espèce est-elle maintenue au cours des générations ?

Objectifs :

Relier méiose et fécondation au maintien de la formule chromosomique de l'espèce.

Schématiser les étapes de la méiose.

Relier les anomalies de la formule chromosomique à une perturbation des évènement chromosomiques de la méiose (voir le site de l'académie de Reims).

Activités :

Étude de deux cycles biologiques : celui d'un mammifère et celui d'un champignon ascomycète.

Comparaison de caryotypes de cellules haploïdes et diploïdes.

Observations cytologiques d' événements de méiose et de fécondation.

Interprétation de caryotypes présentant une trisomie libre du chromosome 21.

Lien avec la conférence de Dutrillaux

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

Méiose, phase haploïde, phase diploïde, chromosome,gamète.

Résumé :

II) Les processus permettant stabilité et variabilité

A) Méiose et fécondation participent à la stabilité de l'espèce.

Chez les organismes présentant une reproduction sexuée, une phase haploïde et une phase diploïde alternent.

La méiose assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde. Elle suit une phase de réplication de l'ADN et se compose de deux divisions cellulaires successives qui conduisent à la présence d'un lot haploïde de chromosomes par cellule fille.

La fécondation rétablit la diploïdie en réunissant les lots haploïdes des gamètes d'une même espèce.

Des perturbations dans la répartition des chromosomes lors de la formation des gamètes conduisent à des anomalies du nombre des chromosomes.

Limites : L'étude de l'ovogenèse et de la spermatogenèse n'est pas au programme.

L'étude des cycles autres que ceux d'un mammifère et d'un champignon ascomycète n'est pas au programme.

Les mécanismes cellulaires et moléculaires de la fécondation ne sont pas au programme.

Les différentes étapes de la prophase de la première division de méiose ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

exercices 2 & 3 p.127.

Apprendre sur le manuel de la p. 118 à 120

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Culture de Sordaria, élevage de drosophiles, microscopes, loupes binoculaires...

3^ème séquence. date 22-27/10*toussaint*

Problème scientifique :

Comment méiose et fécondation participent-elles à la variabilité du génome, à l'unicité des individus ?

Objectifs :

Dégager les notion d'hétérozygote et d'homozygote, préciser donc les notions d'allèle de phénotype récessif ou dominant.

Schématiser le brassage interchromosomique.

Analyser un arbre généalogique.

Activités :

Analyse de résultats de test-cross chez un organisme diploïde (cas d'un et de deux couples d'allèles).

Matériel nécessaire :

élevage de drosophiles (voir aussi le site de simulation de croisement de drosophiles), microscopes, loupes binoculaires...

Vocabulaire :

brassage génétique, allélique, hétérozygotie, intrachromosomique, interchromosomique, locus.

Résumé :

B) Méiose et fécondation sont à l'origine du brassage génétique.

La variabilité allélique se manifeste au sein de l'espèce par une hétérozygotie à de nombreux locus.

Travail à la maison :

Apprendre sur le manuel de la p 140 à 141, I seulement.

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Culture de Sordaria, élevage de drosophiles, microscopes, loupes binoculaires...

4^ème séquence. date 8-17/11

Problème scientifique :

Comment schématiser, prévoir et vérifier les modalités des divisions de la méiose ?..

Objectifs :

Mettre en évidence le mécanisme de crossing-over grâce à Sordaria.

Activités :

Réalisation, observation et analyse de préparations microscopiques d'asques (cas d'un couple d'allèles).

Matériel nécessaire :

Culture de Sordaria,

élevage de drosophiles (voir aussi le site de simulation de croisement de drosophiles), microscopes, loupes binoculaires...

Vocabulaire :

crossing-over, prophase, anaphase.

Résumé :

La variabilité génétique est accrue par la réunion au hasard des gamètes lors de la fécondation et par les brassages intrachromosomique et interchromosomique lors de la méiose.

Le brassage intrachromosomique, ou recombinaison homologue par crossing-over, a lieu entre chromosomes homologues appariés lors de la prophase de la première division de méiose.

Le brassage interchromosomique est dû à la migration indépendante des chromosomes homologues de chaque paire lors de l'anaphase de la première division de méiose.

Limites : Les mécanismes de crossing-over, les calculs de distance génique et les termes de post-réduction et de pré-réduction ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

ex 3 (cor) p. 145 et 4 p. 146.

Apprendre sur le manuel de la p. 141 & 142, II & III

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

5^ème séquence. date 19-24/11

Problème scientifique :

Comment une innovation génétique peut-elle se répendre dans une population?

Objectifs :

Relier mutation génétique (niveau d'organisation de l'individu) et évolution des espèces (niveau d'organisation de la société).

Activités :

Étude de l'exemple du paludisme et de la fréquence de l'allèle HbS de la globine ou du mélanisme de la phalène du bouleau. (voir les simulations en anglais de la fréquence d'un allèle au cours des générations : choisir NATURAL SELECTION)

Comparaison de molécules homologues de différentes espèces, ayant les mêmes propriétés. Exemple : les hémoglobines de mammifères.

Devenir possible au sein d'une population d'un allèle sélectivement neutre : simulation

Matériel nécessaire :

salle informatique

logiciel Populus

Vocabulaire :

cellule germinale.

Résumé :

III) Relations entre mécanismes de l'évolution et génétique.

Les innovations génétiques peuvent être favorables, défavorables ou neutres pour la survie de l'espèce.

- Parmi les innovations génétiques seules celles qui affectent les cellules germinales d'un individu peuvent avoir un impact évolutif. Les mutations qui confèrent un avantage sélectif aux individus qui en sont porteurs ont une probabilité plus grande de se répandre dans la population.

- Des mutations génétiques peuvent se répandre dans la population sans conférer d'avantage sélectif particulier (mutations dites neutres).

Limites : Les mécanismes de la dérive génique ne sont pas au programme

Travail à la maison :

ex. 2 p. 159.

Apprendre sur le manuel de la p. 156, I & II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

6^ème séquence. date 26/11-1/12.

Problème scientifique :

Comment certaines mutations peuvent-elles entrainer des modifications fondamentales ?

Objectifs :

Préciser l'influence de la chronologie et de la durée relative des étapes du développement d'un organisme.

Activités :

Quand l'évolution change le temps des êtres 01/1999 La Recherche JEAN CHALINE

Comparaison des caractères crâniens du foetus de Chimpanzé et du foetus humain.

Acquisition plus tardive du caractère opposable du pouce chez le Chimpanzé que chez l'Homme.

Comparaison de la durée du développement embryonnaire du système nerveux central de l'Homme et du Chimpanzé.

Matériel nécessaire :

manuel

Vocabulaire :

gène homéotique.

Résumé :

- Des mutations affectant les gènes de développement (notamment les gènes homéotiques) peuvent avoir des répercussions sur la chronologie et la durée relative de la mise en place des caractères morphologiques. De telles mutations peuvent avoir des conséquences importantes.

Travail à la maison :

ex. 5 p. 160.

Apprendre sur le manuel de la p. 157, III

préparer le bac blanc --> samedi 10 décembre

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

I.4. La mesure du temps dans l’histoire de la Terre et de la vie (2 semaines)

Les mots clés du chapitre

Si les outils de mesure des durées des phénomènes biologiques actuels sont relativement familiers des élèves, il n’en est pas de même de ceux qui permettent d’apprécier les événements longs (par rapport à l’échelle humaine) et anciens (par rapport à l’approche historique).

La mesure du temps au-delà des époques historiques se fait en interprétant des phénomènes géologiques et biologiques enregistrés dans les roches et les fossiles. Pour cela les géologues utilisent des outils de datation relative et absolue.

Selon son choix, le professeur peut consacrer un bloc de deux semaines à l’étude de ce chapitre ou le répartir sur une durée équivalente dans d’autres chapitres. Il est suggéré aux professeurs d’illustrer les méthodes de chronologie relative et absolue à partir d’exemples choisis dans les chapitres « convergence (subduction, collision) », « parenté entre êtres vivants actuels et fossiles - phylogenèse – évolution ». Quelle que soit la solution pédagogique choisie, les objectifs cognitifs à atteindre sont ceux énoncés ci-dessous.

1^ère semaine :

1^ère séquence. date 3-8/12

Problème scientifique :

Comment évaluer le temps en géologie ?.

Objectifs :

Présenter les principes de datation relative en géologie

Les retrouver sur des exemples.

Activités :

Travail sur présentation PowerPoint en grande partie à partir de diapositives de Pierre Thomas

Datation relative d’événements à partir d’exemples et d’observations (voir le diaporama de Pierre Thomas de l'ens de Lyon):

sur le terrain (superposition, discordance et déformation des couches)
sur des échantillons (fossiles, minéraux)
sur des coupes géologiques (discordances, intrusions)
sur des photographies et des images à diverses échelles (discordances)

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

strate, pli, faille, minéral, discordance, sédimentation, intrusion, orogenèse, stratigraphique.

Résumé :

I). La datation relative permet d’ordonner chronologiquement des évènements géologiques.

A). La disposition géométrique des structures résulte d’évènements qui se sont succédés au cours des temps géologiques.

1). Certaines conséquences de cette succession sont visibles à différentes échelles.

À l’échelle du paysage
À l’échelle de la roche
À l’échelle du minéral

2). Cette disposition permet d’établir une relation d’ordre des objets et des phénomènes les uns par rapport aux autres.

B). La datation relative repose sur plusieurs principes fondamentaux.

1). Pincipe de superposition

Une couche géologique est plus récente que celle qu’elle surmonte.

Cela s’applique aux strates sédimentaires et aux produits volcaniques.
Son application suppose qu’un remaniement tectonique n’ait pas modifié l’ordre des couches.

2). Principe de recoupement

Une structure géologique qui en recoupe une autre est plus jeune que celle qu’elle recoupe.

Les plis et les failles sont plus récents que les formations qu’ils affectent.
Une discordance, contact anormal traduisant une discontinuité dans la sédimentation, est plus récente que les formations sédimentaires qu’elle affecte, et plus ancienne que les formations sédimentaires qui la recouvrent.
Une intrusion magmatique est plus récente que les formations qu’elle traverse.
Un minéral qui en recoupe un autre a cristallisé en dernier.

3). Principe de continuité

Une couche est de même âge en tous ses points.

4). Principe d’identité paléontologique

Deux couches contenant les mêmes fossiles stratigraphiques sont de même âge.

Une espèce ayant une présence limitée dans les temps géologiques et une large extension géographique, constitue un fossile stratigraphique.
Ce principe permet de donner un âge identique à deux parties d’une même couche géographiquement séparée

Limites :
- Le détail des structures, leur inventaire exhaustif et les mécanismes de déformation ne sont pas au programme L’utilisation de ces principes pour l’établissement de l’échelle stratigraphique internationale n’est pas au programme.
- La connaissance de l’échelle stratigraphique internationale des temps géologiques n’est pas au programme.
- La reconstitution de l’histoire géologique d’une région n’est pas au programme, on se limitera à l’étude de successions simples d’événements géologiques.

Travail à la maison :

exercice 3 p. 183.

Apprendre sur le manuel de la p. 178-9, I

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

bac blanc de 2003

bac blanc du 11 décembre 2004

bac blanc du 10 décembre 2005 et correction

2^ème semaine :

2^ème séquence. date10-15/12

Problème scientifique :

Comment les technique de datation absolue nous fournissent-elles un chronomètre géologique et comment l'utiliser ?

Objectifs :

présenter le principe de la datation par l'étude de l'évolution des isotopes radioactif d'un élément.

Activités :

Calcul de l’âge d’une couche à partir de résidus de bois carbonisés (traces de peuplement, coulées volcaniques récentes ayant brûlé une végétation)

Utilisation de datations absolues K-Ar pour encadrer l’âge de gisements fossilifères d’hominidés dans les séries volcanosédimentaires du rift est-africain.

Retrouver l'âge des corps du système solaire en utilisant des rapports isotopiques de météorites et le logiciel de Jean-François Madre

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

rapports isotopiques.

Résumé :

II). La datation absolue permet de donner un âge à des évènements géologiques et d’en calculer la durée.

La méthode de datation absolue est une méthode physique qui utilise le principe de radio-chronologie.

A). Le carbone-14 à demi-vie courte, est utilisé pour dater des échantillons jusqu’à 35000 ans.

La quantité initiale du carbone-14 à la fermeture du système est connue.
La quantité de carbone-14 restant permet donc de mesurer l’âge de l’échantillon.
Ce radio-chronomètre est surtout utilisé pour des échantillons provenant d’êtres vivants.

B). Le couple potassium/argon permet de dater des échantillons jusqu’à quelques centaines de millions d’années.

La quantité initiale de potassium radioactif est inconnue à la fermeture du système, celle de l’argon est négligeable.
La quantité finale d’argon provient de la désintégration du potassium.
La détermination du rapport potassium/ argon permet de dater l’échantillon.
La contamination par l’argon atmosphérique fixe les limites de cette méthode.
La précision de la datation à l’aide de cette méthode augmente avec l’âge de l’échantillon.

C). Le couple rubidium-stontium est utilisé pour dater des minéraux et des roches de quelques dizaines de millions d’années jusqu’à quelques milliards d’années.

Les quantités initiales des deux éléments du couple sont inconnues à la fermeture du système.
Il convient donc de mesurer les rapports isotopiques de plusieurs minéraux de la même roche ayant cristallisé simultanément à l’échelle des temps géologiques.

Grâce à la datation relative et à la datation absolue, on peut établir une échelle stratigraphique internationale des temps géologiques.

Limites :
La signification des rapports isotopiques initiaux n’est pas au programme.

Travail à la maison :

ex. 2 p. 183.

Apprendre sur le manuel de la p. 179, II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Remarque :
La datation absolue des objets naturels en sciences de la Terre est une illustration pratique du principe de la décroissance radioactive étudié en sciences physiques et de la fonction exponentielle étudiée en mathématiques : une coordination entre les enseignants des disciplines scientifiques pourra être développée à ce sujet.

I.5. La convergence lithosphérique et ses effets. (4 semaines)

Les mots clés du chapitre

Les notions sur la structure du globe et la convection du manteau, les connaissances sur les plaques lithosphériques et leur cinématique, certains processus magmatiques ont été acquis en classe de première. Les principales caractéristiques de la convergence introduites en première sont réinvesties pour traiter les phénomènes liés à la convergence des plaques.

La convergence lithosphérique est caractérisée :

par le rapprochement de repères fixés aux plaques,

par une destruction de surface lithosphérique,

par la formation de reliefs.

1^ère semaine :

I.5.1. Convergence et subduction

1^ère séquence. date 17-22/12*noël*

Problème scientifique :

Comment des signes géologiques permettent-ils de dégager la marque d'une convergence lithosphérique ?

Objectifs :

Retrouver les signes d'une convergence lithosphérique, la mettre en évidence et quantifier son importance.

Activités :

Analyse de documents (cartes, coupes, base de données sismiques, photographies) permettant de dégager les principales caractéristiques des marges actives actuelles :

fosse océanique,

chaîne de montagnes,

arc magmatique,

prisme d’accrétion,bassin arrière-arc.

On exclura tout document relatif à la gravimétrie.

Construction de plan(s) de Wadati/Benioff à partir des profondeurs des foyers des séismes.

À partir des densités moyennes de la croûte océanique et du manteau lithosphérique, calcul de la densité moyenne de la lithosphère océanique en fonction de son épaisseur et de son âge. Comparaison avec la densité de l’asthénosphère

Matériel nécessaire :

sismolog.

Vocabulaire :

convergence, subduction, marge active, plan de Bénioff.

Résumé :

I). La convergence des plaques lithosphériques aboutit à la disparition de la lithosphère océanique par subduction. (mais la subduction est elle-même un moteur de la convergence)

A). La subduction s’accompagne de phénomènes dynamiques caractérisant une marge active.

1). La lithosphère océanique s’enfonce sous une plaque lithosphérique océanique ou une plaque lithosphérique continentale.

2). Une zone de subduction est marquée par des reliefs et des anomalies dans la répartition du flux thermique.

a). La fosse océanique, relief fortement négatif, se situe à la frontière des plaques lithosphériques.

Elle traduit la flexion de la plaque lithosphérique plongeante sous la plaque lithosphérique chevauchante.
A l’aplomb de la fosse, le flux de chaleur est anormalement faible.
Cette anomalie thermique négative s’interprète par la présence du matériel froid de la lithosphère subduite dans l’asthénosphère.

b). Parallèlement à la fosse, des reliefs positifs se forment sur la plaque lithosphérique chevauchante.

Ce sont des chaînes de type cordillère sur une croûte continentale ou des arcs insulaires sur une croûte océanique.
Un flux de chaleur anormalement élevé est associé à ces reliefs.
Cette anomalie thermique positive traduit la présence de magma.

3). Le raccourcissement imposé par la convergence des plaques lithosphériques provoque des déformations à leur frontière.

Des sédiments océaniques non entraînés dans la subduction, s’entassent en écailles superposées formant un prisme d’accrétion.
Dans ce prisme, des plis et des failles inverses témoignent de forces de compression.

4). Le plongement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère génère de nombreux séismes.

Les foyers des séismes se répartissent en profondeur selon un plan plus ou moins incliné de la fosse vers la plaque chevauchante : le plan de Wadati-Bénioff.
L’enfoncement de la plaque lithosphérique océanique rigide se fait selon ce plan.
Les contraintes liées aux frottements entre les plaques sont à l’origine des séismes.

B). L’augmentation de densité de la lithosphère océanique est le principal moteur de la subduction.

En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit.
Le manteau lithosphérique s’épaissit aux dépens de l’asthénosphère.
La lithosphère océanique devient donc plus dense que l’asthénosphère et s’enfonce.

Limites :
Les caractéristiques gravimétriques des zones de subduction ne sont pas au programme.

L’étude exhaustive de la diversité des structures et des fonctionnements des zones de subduction n’est pas au programme. On se limite à la distinction entre subduction sous une marge continentale et subduction intra-océanique.

Travail à la maison :

ex. 2(corrigé) et 3 p. 233.

Apprendre sur le manuel de la p. 226-7, I & II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

microscopes polarisants échantillons et lames minces andésite, rhyolite, granitoïde, métabasaltes ou métagabbros, schiste bleu, éclogite

2^ème semaine :

2^ème séquence. date 7-12/1

Problème scientifique :

Comment les roches de la lithosphère enregistrent-elles les conséquences de la subduction ?

Objectifs :

préciser l'origine des magmas du volcanisme de subduction (voir graphique de fusion des roches) ;

préciser le métamorphisme de subduction.

distinguer les subductions de type Pérou des subductions de type Mariannes, caractérisations et conséquences.

Activités :

Etude (texture, composition) de roches magmatiques : volcaniques (andésite, rhyolite) et plutoniques (granitoïde).

Observation des minéraux et des structures minérales témoignant de transformations minéralogiques dans les métabasaltes ou métagabbros de la croûte océanique subduite : minéraux typiques des zones de subduction (glaucophane, grenat, jadéite).

Utilisation de grilles pétrogénétiques pour retrouver les conditions d’apparition de ces minéraux.

Matériel nécessaire :

microscopes polarisants échantillons et lames minces andésite, rhyolite, granitoïde, métabasaltes ou métagabbros, schiste bleu, éclogite

Vocabulaire :

Résumé :

C). La subduction génère une importante activité magmatique directement liée à des phénomènes métamorphiques.

1). Les roches de la plaque lithosphérique subduite se transforment au cours de réactions métamorphiques.

Des associations de minéraux stables caractérisent les différents domaines de température, de pression et d’hydratation.
Les roches de la lithosphère océanique subduite sont soumises à des conditions de basse température et de haute pression, différentes de celles de leur formation.
Leurs transformations à l’état solide entraînent l’apparition de nouveaux minéraux caractéristiques des zones de subduction.
Les transformations minéralogiques s’accompagnent d’une déshydratation des roches de la lithosphère océanique.

2). La genèse du magma des zones de subduction est la conséquence de la déshydratation de la plaque lithosphérique plongeante.

L’eau libérée percole dans le manteau de la plaque lithosphérique chevauchante.
Elle abaisse le point de fusion des péridotites du manteau.
La fusion partielle des péridotites hydratées est à l’origine d’un magma de composition andésitique.

3). Le refroidissement de ce magma aboutit à la mise en place de roches magmatiques.

Sa remontée à la surface est à l’origine de roches volcaniques : andésites et rhyolites.
Son refroidissement lent, en profondeur, donne naissance à des roches plutoniques : les granitoïdes.
Ces roches sont caractéristiques de la croûte continentale.

Limites :
Les caractéristiques chimiques des séries magmatiques et la diversité des dynamismes éruptifs ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

ex. 4 p 234.

Apprendre sur le manuel de la p. 227-8, III

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Cartes géologiques

3^ème semaine :

I.5.2. Convergence et collision continentale

La collision résulte de la convergence de deux lithosphères continentales. Elle fait suite en général à une subduction et conduit à la formation d’une chaîne de montagnes. Ces phénomènes sont abordés à partir de quelques aspects de la géologie des Alpes franco-italiennes. En aucun cas il ne s’agit d’une étude exhaustive de la chaîne ou de sa formation.

3^ème séquence. date 14-19/1

Problème scientifique :

Comment la subduction peut-elle entraîner la rencontre de masses continentales ?

Que se produit-il lors de cette rencontre ? Subduction continentale, collision.

Objectifs :

Mise en évidence de la collision.

Les indices d'une collision.

Activités :

Reconnaissance et étude (terrain, coupes, photographies) des indices d’une subduction et d’une collision :

roches, structures minéralogiques portant les traces de la subduction

pour revoir les minéraux impliqués et les autres à l'échelle de l'échantillon et à celle de la lame mince (en lumière polarisée ou pas), le web minéral

plis, failles et charriages traces de la collision.

les différents types de failles.

Mise en évidence de l’épaississement à partir de l’analyse de profils sismiques levés au travers de chaînes de montagnes.

Reconstitution de l'histoire des Alpes

Etude de cartes.

Matériel nécessaire :

Cartes géologiques

Vocabulaire :

bloc basculé, collision continentale, charriage.

Résumé :

II). Les chaînes de collision, comme les Alpes franco-italiennes, résultent de la convergence de deux plaques lithosphériques continentales.

A). Dans une chaîne de collision, on retrouve des marqueurs d’un ancien domaine océanique.

1). Des structures caractéristiques d’une marge passive témoignent de l’ouverture d’un océan :

Des blocs basculés de croûte continentale limités par des failles normales.
Des séries sédimentaires.

2). Des ophiolites, témoins d’une ancienne lithosphère océanique, affleurent.

Une ophiolite est un cortège de roches océaniques : basaltes en coussins, gabbros et péridotite.

B). Dans une chaîne de collision, certaines roches renferment des associations minéralogiques témoins d’une subduction.

C). Dans ce type de chaîne de montagnes, des structures compressives témoignent de la collision de deux plaques continentales après fermeture de l’océan.

1). Plis, failles inverses, nappes de charriage, sont des conséquences du raccourcissement crustal.

2). Ce raccourcissement provoque un épaississement crustal important.

Il conduit à des reliefs élevés.
Dans la zone centrale de la chaîne, la racine de la croûte peut atteindre une profondeur de 50 Km.

Limites :
Les mécanismes de l’obduction ne sont pas au programme.
Le détail des structures, leur inventaire exhaustif et les mécanismes de déformation ne sont pas au programme

Travail à la maison :

ex. 2&3 p.263.

Apprendre sur le manuel de la p. 254-5, I & II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

4^ème semaine :

4^ème séquence. date 21-26/1

Problème scientifique :

Comment rendre compte de la structure d'une chaîne de montagne ?

Objectifs :

Utiliser les notions de subduction et de collison pour rendre compte de la structure d'une chaîne de montagne (exemple des Alpes, cours de Dumont, profil ecors).

Dresser un bilan de la dynamique de la lithosphère.

Activités :

Sites à visiter : conférence sur la subduction , sur les chaînes de montagnes.

La fin de ce chapitre est l’occasion de dresser un rapide bilan de la dynamique de la lithosphère, de l’ouverture océanique à la naissance d’une chaîne de montagnes.

Matériel nécessaire :

cartes géologiques de Sisteron, de Nice (bassin molassique, déformations), stéréoscopes, photos aériennes)

Vocabulaire :

Résumé :

D). Dès sa formation, une chaîne de collision subit une évolution qui se poursuit tardivement.

Les reliefs sont soumis à une érosion intense.
Ainsi des roches formées en profondeur peuvent être ramenées à la surface.

III). La lithosphère océanique a une évolution spatio-temporelle

A). Elle se forme au niveau des dorsales par accrétion.

B). Elle disparaît dans les zones de subduction en contribuant à générer de la croûte continentale.

C). Associée à la lithosphère continentale, elle participe à la formation des chaînes de collision.

Limites :
Les processus d’évolution tardive des chaînes sont simplement évoqués ; ils ne sont pas au programme et ne feront pas l’objet d’une question au baccalauréat.

Travail à la maison :

ex. 4 p. 264.

Apprendre sur le manuel de la p. 255-6, III

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

souris mâles et femelles à disséquer

1^ère semaine :

I.6 Procréation (6 semaines)

Les mots clés du chapitre

Les mécanismes cellulaires de la méiose et de la fécondation sont apparus au cours du temps en association avec des phénomènes physiologiques et comportementaux (reproduction sexuée et sexualité). On aborde les problèmes en se plaçant dans la perspective d’une étude développementale : dans le prolongement de l’étude du génotype au phénotype du programme de première S, on envisage les mécanismes en jeu dans la réalisation du phénotype sexuel à partir du génotype. Les notions étudiées en classe de première sur les caractéristiques d’un système de régulation à propos de la glycémie sont réinvesties pour l’étude d’une régulation plus complexe (trois niveaux de régulation : gonades, hypophyse, hypothalamus). Cette étude permet d’aborder les notions de neurohormone sécrétée par l’hypothalamus, de rétroactions hormonales, de cycle menstruel, de puberté et de ménopause. Les Hominidés se différencient des autres mammifères par une dissociation partielle entre sexualité et reproduction. La connaissance des mécanismes régulateurs du cycle menstruel permet la maîtrise de la procréation qui par certains de ses développements pose des problèmes éthiques.

1^ère séquence. date 28/1-2/2.

Problème scientifique :

Comment devient-on mâle ou femelle chez les mammifères placentaires ?

Objectifs :

Caractériser les sexes aux différents niveaux de l'organisation du vivant.

Préciser le rôle du chromosome Y. (site sur la cartographie du génome)

Percevoir les différentes étapes de la mise en place des structures et de la fonctionnalité des appareils mâles et femelles.

Activités :

Dissection de l'appareil génital de la souris mâle et femelle.

Exploitation de données concernant l'évolution des phénotypes sexuels mâle et femelle au cours du développement du foetus.

Matériel nécessaire :

souris mâles et femelles à disséquer

Vocabulaire :

placentaire, viviparité, gène Sry, protéine TDF, hormone antimullerienne, puberté, testostérone, œstrogène, axe gonadotrope.

Résumé :

Procréation

La reproduction sexuée (méiose, fécondation) apparaît dès les eucaryotes unicellulaires.

Dans le groupe des vertébrés chez les mammifères placentaires, elle se caractérise par l'acquisition de la viviparité.

I) Du sexe génétique au sexe phénotypique.

Chez les mammifères les structures et la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle sont acquises en quatre étapes au cours du développement :

- 1ère étape : stade phénotypique indifférencié. Mise en place d'un appareil génital indifférencié dont la structure est commune aux deux sexes (génétiquement XX et XY).

- 2ème étape : du sexe génétique au sexe gonadique.

- sur le chromosome Y, au cours du développement précoce, le gène Sry est activé et donne naissance à la protéine TDF, signal de développement des gonades en testicules : acquisition du sexe gonadique mâle.

- sur le chromosome X, il n'y a pas de gène Sry. En absence de la protéine TDF les glandes deviennent des ovaires : acquisition du sexe gonadique femelle.

- 3ème étape : du sexe gonadique au sexe phénotypique différencié. La mise en place du sexe phénotypique mâle se fait sous l'action des hormones testiculaires et de l'hormone antimullerienne. Celle du sexe phénotypique femelle s'effectue en absence de ces hormones.

- 4ème étape : la puberté. L'acquisition de la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle et des caractères sexuels secondaires se fait sous le contrôle des hormones sexuelles (testostérone chez le mâle, œstrogènes chez la femelle).

II) Régulation physiologique de l'axe gonadotrope : intervention de trois niveaux de contrôle

Limites : Seule la reproduction sexuée chez les mammifères placentaires est au programme.

Travail à la maison :

exercices n° 1 page 288 2 & 3 page 289.

Apprendre sur le manuel de la p. 278 à 280

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

lames de testicules, microscopes.

Bac blanc

2^ème semaine :

2^ème séquence. date 4-9/2

Problème scientifique :

Comment l'aptitude à la reproduction est-elle assurée chez l'homme ?

Objectifs :

Préciser les éléments du système de régulation.

Préciser les conditions du fonctionnement du testicule. Rétrocontrôle négatif.

Activités :

Observations microscopiques de spermatozoïdes et de coupes de testicules de mammifère.

Étude comparée des variations des concentrations plasmatiques de testostérone et de gonadostimulines.

Établissement du schéma fonctionnel du système de régulation de la testostéronémie.

Matériel nécessaire :

lames de testicules et microscopes

Vocabulaire :

hypothalamus, gonadostimuline, hypophyse, FSH, LH, GnRH, neurohormone, rétroaction négative .

Résumé :

A) Chez l'homme

- Activité testiculaire. Les testicules produisent des spermatozoïdes et de la testostérone de manière continue de la puberté jusqu'à la fin de la vie.

L'homéostat de la testostéronémie est indispensable à la fonctionnalité de l'appareil sexuel mâle.

- Contrôle par l'hypothalamus.

La sécrétion de testostérone ainsi que la production de spermatozoïdes sont déterminées par la production continue des gonadostimulines hypophysaires -FSH et LH- induite par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique. La GnRH est sécrétée sous l'influence de stimulus d'origine interne ou externe. La testostéronémie est détectée en permanence par le complexe hypothalamo-hypophysaire. La testostérone exerce sur ce complexe une rétroaction négative : ainsi, la testostéronémie est constante.

Travail à la maison :

ex. 1 p. 308 et 2 p. 309.

Apprendre sur le manuel de la p. 304 à 306

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

Coupes d'ovaires et d'utérus, micoscopes.

3^ème semaine :

3^ème séquence. date 5-16/2

Problème scientifique :

Comment l'aptitude à la reproduction est-elle assurée chez la femme ?

Objectifs :

Préciser les conditions de fonctionnement de l'ovaire. Rétrocontrôle négatif et rétrocontrôle positif.

Activités :

Observation microscopiques de coupes d'utérus.

Observation microscopiques de coupes d'ovaires (voir la mise au point parue dans la revue Nature du jeudi 11 mars 2004) .

Observation d'encéphales de mammifères permettant la localisation de la région hypothalamique et de l'hypophyse.

Analyses d'expériences relatives au rôle endocrine des ovaires et au contrôle exercé par le complexe hypothalamo-hypophysaire (vidéos, logiciels…).

Études des courbes montrant le synchronisme des variations des concentrations plasmatiques d'hormones ovariennes et hypophysaires au cours du cycle menstruel.

Exploitation de résultats de castrations, greffes, injections.

Matériel nécessaire :

Coupes d'ovaires et d'utérus, micoscopes.

Vocabulaire :

complexe hypothalamo-hypophysaire, ménopause, nidation, cycle utérin, cycle ovarien, progestérone, ovulation, rétroaction positive.

Résumé :

B) Chez la femme

Le complexe hypothalamo-hypophysaire détermine et règle de façon cyclique, de la puberté à la ménopause, la sécrétion des hormones ovariennes, ce qui a pour conséquence le fonctionnement cyclique des organes cibles de ces hormones. Cette coordination aboutit à réunir les conditions optimales d'une fécondation et d'une nidation.

- Cycle utérin : modifications structurales et fonctionnelles permettant l'implantation de l'embryon.

- Cycle ovarien : l'évolution cyclique des follicules ovariens entraîne la sécrétion également cyclique des oestrogènes et de la progestérone. Les organes cibles de ces hormones, utérus en particulier, évoluent donc aussi de façon cyclique.

- Contrôle par l'hypothalamus : cette évolution est sous le contrôle de la sécrétion des gonado-stimulines hypophysaires --FSH et LH- elle-même permise par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique qui comme chez l'homme est sécrétée sous l'influence de stimulus d'origine interne ou externe. L'événement majeur du cycle est la libération brutale de LH, qui provoque l'ovulation. Le caractère cyclique de la sécrétion des gonadostimulines est lié à des rétroactions négatives et positives entre ovaire et complexe hypothalamo-hypophysaire (mise en jeu d'un servo-mécanisme).

Travail à la maison :

ex. 1 p. 332 et 2 p. 333..

préparer le bac blanc.

Apprendre sur le manuel de la p. 326 à 327, I & II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

18-23/2 Semaine des bacs blancs *hivers*

4^ème semaine :

4^ème séquence. date 10-15/3

Problème scientifique :

Comment la fécondation et la nidation sont-elles rendues possibles ?

Objectifs :

Relier les conditions permettant la rencontre des gamètes et la poursuite de la gestation avec la communication hormonale.

Activités :

Observation d'électronographies de glaire cervicale.

Utilisation de tests de grossesse.

Analyse de documents concernant des contraceptifs et des contragestifs oraux (RU 486) et la pilule du lendemain.

Réalisation de schémas fonctionnels.

Matériel nécessaire :

salle informatique

Vocabulaire :

gamète, glaire cervicale, trompe utérine, hCG, corps jaune, muqueuse utérine.

Résumé :

III) Rencontre des gamètes et début de grossesse .

La rencontre des gamètes est conditionnée au moins en partie par la qualité de la glaire cervicale. La fécondation a lieu dans le tiers supérieur des trompe utérine et n'est possible que pendant une brève période après l'ovulation.

Après fécondation et nidation, la sécrétion de l'hormone hCG par le tout jeune embryon permet la poursuite de l'activité du corps jaune et, par conséquent, la sécrétion de progestérone indispensable au maintien de la muqueuse utérine au début de la grossesse.

Travail à la maison :

exercice 6 p. 336.

Apprendre sur le manuel de la p. 327-8, III

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

5^ème semaine :

5^ème séquence. date 17-22/3

Problème scientifique :

Comment le comportement sexuel est-il contrôlé par l'activité des gonades ?

Objectifs :

Mettre en relation les comportement sexuels et la production d'hormones sexuelles

Activités :

Analyse de documents

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

œstrus, rut.

Résumé :

IV) Aspect comportemental.

Il existe une relation directe entre comportement sexuel et sécrétion hormonale.

Chez les mammifères non hominidés, l'acceptation du mâle par la femelle est déterminée par la sécrétion d'œstrogènes (œstrus).

Chez le mâle, le comportement de rut est dépendant de la sécrétion de testostérone et des stimulus émis par la femelle. Dissociation entre hormones et comportement sexuel chez l'Homme qui est capable de maîtriser sa procréation. Son comportement sexuel est partiellement dissocié de son activité hormonale.

Travail à la maison :

exercice 5 p. 335.

Apprendre sur le manuel de la p. 328, IV

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

6^ème semaine :

6^ème séquence. date 24-29/3

Problème scientifique :

Comment la connaissance des mécanismes de la procréation a-t-elle rendu possible son contrôle ?

Objectifs :

Montrer que la connaissance des mécanismes de la procréation permet chez l'Homme, un découplage partiel de l'acte sexuel et de la transmission de la vie.

Activités : procréation médicalement assistée

Suite à la grève, quelques exercices pour préparer ce thème : la pilule du lendemain, documents du livre de la page 338 à 347.

Analyse de documents concernant des procréations médicalement assistées.

Analyse de textes relatifs aux problèmes éthiques liés aux progrès médicaux dans la maîtrise de la reproduction humaine

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

contraceptif, fœtus, IVG thérapeutique, insémination artificielle, FIVETE, ICSI.

Résumé :

V) Maîtrise de la procréation.

A) Régulation des naissances

La contraception hormonale féminine s'appuie sur l'ensemble des connaissances acquises sur la régulation hormonale de la physiologie sexuelle.

La contraception hormonale masculine est encore à l'état de recherche.

Le couple peut utiliser d'autres moyens contraceptifs pour empêcher la rencontre des gamètes ou l'implantation de l'embryon.

B) Aide médicalisée à la procréation

Le suivi de la grossesse

Pendant toute la grossesse la femme et son fœtus sont médicalement surveillés grâce à différents moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies et si des doutes apparaissent, amniocentèse ou choriocentèse pour dépister une anomalie grave du fœtus). Dans le cas de la détection d'une anomalie grave, diverses mesures sont mises en oeuvre qui peuvent aller jusqu'à proposer une IVG thérapeutique.

Infertilité et procréation médicalement assistée :

Différentes techniques médicales peuvent apporter des solutions : insémination artificielle, FIVETE, ICSI.

Travail à la maison :

exercice 1 p. 354.

préparer un contrôle sur la procréation (type I)

Apprendre sur le manuel de la p. 348 à 350

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

I.7 Immunologie (4 semaines)

Les mots clés du chapitre

Les défenses immunitaires sont capables de distinguer les cellules et molécules d'un individu des éléments étrangers ou qui le sont devenus. Elles sont capables d'éliminer ces éléments étrangers à l'organisme.

Déjà étudiées en classe de 3ème, les réactions immunitaires innées font partie des connaissances des élèves et ne sont pas développées en dehors de leur action de coopération lors des phases effectrices des réactions immunitaires acquises. Leur importance est cependant rappelée.

Les réactions immunitaires acquises sont propres aux vertébrés, elles impliquent reconnaissance acquise et mémoire. Leur étude est abordée à partir d'un exemple, le SIDA, qui sert de support à des généralisations sur les aspects fondamentaux du fonctionnement du système immunitaire.

Les notions et contenus du programme ont été rédigés de manière exhaustive pour souligner leurs limites, dans la mesure où l'étude du virus de l'immunodéficience humaine (VIH) et du SIDA servent de support à l'étude de l'immunologie.

Cette partie, en prolongement de la première S, permet de réfléchir sur le phénotype (l'adaptabilité et la variabilité du système immunitaire) et sur son évolution au cours du temps, résultat de l'interaction entre le génotype et l'environnement. Cette variabilité du système immunitaire assure l'intégrité et donc la stabilité des organismes.

1^ère semaine :

1^ère séquence. date 31/3-5/4

Problème scientifique :

Comment le SIDA a-t-il constitué en quelques années une menace majeure pour la santé publique ?

Objectifs :

Présenter l'épidémie, la spécificité de la maladie

Activités :

Étude de documents concernant le VIH et le SIDA (à différents niveaux d'organisation du vivant).

Établir un graphique sur l'évolution du nombre de LT4

à voir éventuellement

Travail de groupe à l'oral sur la présentation de l'épidémie, du virus, de la maladie.

Euro HIV, Institut de Veille Sanitaire en particulier pour cette année : bulletin du 29 novembre 2005 voir aussi : bulletin du 2 juillet 2002

Matériel nécessaire :

- manuels

Vocabulaire :

système immunitaire, SIDA, VIH, rétrovirus, Lymphocyte T4, monocyte, macrophage, ganglion lymphatique,CD4, transcriptase inverse, séropositif, lymphocyte T cytotoxique, maladie opportuniste.

Résumé :

I). Le SIDA, syndrome d'immunodéficience acquise, est provoqué par un virus qui affaiblit les défenses de l'organisme.

A). Le virus de l’immunodéficience humaine, ou VIH, est un rétrovirus.

1). Le virus infecte spécifiquement des cellules du système immunitaire.

Des protéines de l’enveloppe du virus permettent sa fixation.
Cette fixation se fait sur des protéines membranaires de cellules immunitaires, en particulier la protéine CD4.
La protéine CD4 est exprimée par les Lymphocytes T4 (voir un lymphocyte), les monocytes (voir un monocyte)et les macrophages (voir un macrophage).
L’interaction entre ces protéines permet la pénétration du virus dans ces cellules.

2). La reproduction du VIH dans des cellules immunitaires prépare sa propagation.

Le VIH est un rétrovirus : son matériel génétique, constitué d’ARN, est associé à une enzyme, la transcriptase inverse.
La transcriptase inverse permet la synthèse d’ADN à partir de l’ARN viral dans la cellule infectée.
Cet ADN viral est incorporé au génome de la cellule infectée.
L’expression du génome modifié permet la production de nombreuses particules virales.
La mort de la cellule infectée est suivie de la dissémination des particules virales dans l’organisme.

B). Les différentes phases de l’infection par le VIH traduisent différents aspects de la réponse immunitaire.

1). La première phase ou primo-infection, fait suite à la contamination par le VIH.

Le VIH est transmis par voie sexuelle, par voie sanguine et de la mère à l’enfant, au cours de la grossesse.
Les cellules infectées migrent dans les organes lymphoïdes, en particulier les ganglions lymphatiques, qui constituent de véritables réservoirs du virus.
Les symptômes sont ceux d’une maladie virale bénigne.

2). La deuxième phase qualifiée de phase asymptomatique, se traduit par la mise en place des réponses immunitaires.

a). Des anticorps anti-VIH sont détectés dans le sang du sujet deux semaines à quelques mois après la contamination.

La présence d’anticorps anti-VIH définit le caractère séropositif du sujet pour le VIH.

Ces anticorps sont spécifiques de certaines protéines virales.

Ils peuvent bloquer la pénétration du virus dans les cellules saines.

Ils sont inefficaces sur des cellules déjà infectées.

b). Des lymphocytes T cytotoxiques apparaissent dans le sang du sujet contaminé.

Ces lymphocytes T sont dirigés contre les cellules infectées par le VIH.

c). La phase asymptomatique oppose une apparente stabilité, à l’échelle de l’organisme, à d’importantes modifications à l’échelle cellulaire.

Les défenses immunitaires peuvent rester actives pendant plusieurs années.

Le virus continue à se multiplier.

La population de lymphocytes T4 diminue progressivement.

3). La troisième phase ou phase symptomatique, est qualifiée de SIDA déclaré.

Lorsque le nombre de lymphocytes T4 est inférieur à un seuil critique, des maladies opportunistes apparaissent.
En raison du faible nombre de lymphocytes T4, la progression du virus est limitée.
Mais la contamination est maintenue par la présence du génome viral dans les cellules infectées.

Limites : L'étude des protéines membranaires - ancrages du virus autres que le CD4- n'est pas au programme.

Limites : la nature, l'origine de l'enveloppe virale et les mécanismes d'entrée, de prolifération, de libération du virus ne sont pas au programme.Les tissus cibles du VIH autres que le système immunitaire ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

ex. 1, 2 p. 384-5.

Apprendre sur le manuel de la p. 374 à 376

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

2^ème semaine :

2^ème séquence. date 7-12/4

Problème scientifique :

Comment , alors que les cellules cibles du VIH sont principalement des lymphocytes T4, monocytes et macrophages,levirus du SIDA provoque-t-il un dysfonctionnement de tout le système immunitaire ?

Objectifs :

Mettre en place les éléments essentiels à la compréhension des processus permettant la défence de l'organisme

Comprendre les perturbations apportées par l'infection du VIH-1

Activités :

Interprétation de données portant sur la caractérisation à l'aide de la technique du Western Blot.

Utilisation de banques de données permettant d'étudier les séquences d'acides aminés correspondant aux différentes parties des anticorps.

Utilisation de logiciels de modélisation moléculaire montrant les anticorps et la réaction antigène-anticorps.

Observation des lymphocytes en microscopie photonique et électronique.

Comparaison lymphocyte B et plasmocyte au microscope électronique.

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

anticorps, milieu extracellulaire,antigène,immunoglobuline, complexe immun, cellule phagocytaire, phagocytose, lymphocyte B, plasmocyte, clone, lymphocyte B mémoire.

Résumé :

II). Le maintien de l’intégrité de l’organisme fait intervenir de façon coordonnée des cellules et des molécules particulières.

A). Les anticorps sont des protéines participant à l’intégrité du milieu extracellulaire.

1). Les anticorps, immunoglobulines circulant dans le milieu extracellulaire, sont spécifiquement dirigés contre les antigènes.

Un anticorps est constitué d’une partie constante commune à tous les anticorps et d’une partie variable spécifique d’un antigène.
La partie variable de la molécule d’anticorps se lie spécifiquement à un antigène et forme un complexe immun.
La partie constante de la molécule d’anticorps est reconnue par un récepteur de phagocyte quand elle fait partie d’un complexe immun.

2). Les anticorps sont produits par les plasmocytes issus de la différenciation de certains lymphocytes, les lymphocytes B.

a). Une très grande variété de lymphocytes B préexiste à la pénétration des antigènes dans l’organisme.

Chaque lymphocyte B n’est capable de reconnaître que son antigène spécifique.

Cette reconnaissance se fait grâce à des anticorps de la membrane du lymphocyte B.

Ces anticorps servent de récepteurs pour les antigènes.

b). La liaison entre l’antigène et l’anticorps membranaire déclenche la multiplication et la différenciation d’un lymphocyte B.

La sélection d’un lymphocyte B provoque la formation d’un clone par multiplication de ce lymphocyte.

Toutes les cellules du clone obtenu possèdent la même spécificité pour l’antigène.

Une partie des lymphocytes B issus des mitoses se différencie en plasmocytes sécréteurs d’anticorps circulants (voir un plasmocyte).

L’autre partie forme des lymphocytes B mémoires, inactifs au cours de cette première réaction.

Cette multiplication cellulaire n’est possible qu’avec la coopération de lymphocytes T4.

3). La défense de l’organisme associe des mécanismes d’immunité innée et d’immunité acquise.

La production d’anticorps spécifiques par des plasmocytes est un aspect de l’immunité acquise.
L’élimination du complexe immun par les phagocytes, macrophages polynucléaires ( voir polynucléaires), est un aspect de l’immunité innée.

Limites : Les mécanismes d'élimination sont limités à la phagocytose.

Limites : La mise en jeu des protéines du complément est hors programme.

Travail à la maison :

ex. 3 p 385

Apprendre sur le manuel de la p. 402-3, I

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

matériel pour le test de type ELISA et test d'Ouchterlony

3^ème semaine :

3^ème séquence. date 14-19/4 *printemps*

Problème scientifique :

Comment , alors que les cellules cibles du VIH sont principalement des lymphocytes T4, monocytes et macrophages,levirus du SIDA provoque-t-il un dysfonctionnement de tout le système immunitaire ? (suite)

Objectifs :

Mettre en place les éléments essentiels à la compréhension des processus permettant la défence de l'organisme

Comprendre les perturbations apportées par l'infection du VIH-1

Activités :

Réalisation d'un test de type ELISA.

Interprétation des résultats d'ELISA avec Mesurim et Excel doc 1, 2, 3, 4

Expériences montrant la formation d'un complexe antigène-anticorps : test d'Ouchterlony.

Observation de lymphocytes T cytotoxiques en présence de cellules cibles.

Documents pages 398-9 et 400-1

Matériel nécessaire :

matériel pour le test de type ELISA et test d'Ouchterlony

Vocabulaire :

interleukine.

Résumé :

B). Les lymphocytes T cytotoxiques sont des cellules assurant l’intégrité des populations cellulaires.

1). Des lymphocytes cytotoxiques reconnaissent et détruisent spécifiquement des cellules infectées.

Une cellule infectée se distingue des cellules saines par la présence à sa surface de fragments peptidiques issus de protéines virales.

Ces fragments sont reconnus par les lymphocytes T cytotoxiques qui possèdent à leur surface des récepteurs spécifiques (récepteurs T).

Le contact entre la cellule infectée et le récepteur T entraîne la lyse de la cellule infectée.

Les lymphocytes T cytotoxiques sont des effecteurs de l’immunité acquise.

2). La production de populations de lymphocytes T cytotoxiques spécifiques se fait à partir de lymphocytes T8 sélectionnés.

Chaque lymphocyte T8 présente un grand nombre de récepteurs membranaires spécifiques du même antigène.

La diversité des récepteurs des lymphocytes T8 est comparable à celle des récepteurs membranaires des lymphocytes B.

Le contact du lymphocyte T8 avec l’antigène entraîne la multiplication et la différenciation de lymphocytes T cytotoxiques.

La multiplication et la différenciation nécessitent l’intervention de lymphocytes T4.

C). Les lymphocytes T4 ont un rôle essentiel dans les réactions immunitaires acquises.

1). En présence d’un antigène, les lymphocytes T4, qui portent le récepteur spécifique de cet antigène, se multiplient.

2). Certains deviennent sécréteurs de messagers chimiques : les interleukines.

Ces interleukines stimulent la multiplication et la différenciation des lymphocytes B et des lymphocytes T8 sélectionnés.

3). D’autres constituent des lymphocytes T mémoire inactifs au cours de cette première phase.

4). Dans le cas du SIDA, la diminution des lymphocytes T4 réduit la capacité de production d’effecteurs des réponses immunitaires acquises.

Les lymphocytes T4 infectés par le VIH sont détruits par des lymphocytes T cytotoxiques.

Cette destruction empêche la production d’anticorps et des lymphocytes T cytotoxiques.

La déficience des défenses immunitaires acquises entraîne l’apparition de maladies opportunistes.

Limites : L'étude des étapes de sélection, multiplication, différenciation, intervention des lymphocytes T4 n'est pas au programme. En particulier, l'étude de la nature des récepteurs T et des mécanismes de présentation des peptides antigéniques par les cellules présentatrices de l'antigène n'est pas au programme. Le rôle du CMH est hors programme.

Limites : Les mécanismes et les modalités de l'activation des lymphocytes T4, en particulier la présentation de l'antigène par les cellules présentatrices ne sont pas au programme .

Travail à la maison :

ex. 2 p. 407 et 4 p. 408

Préparer le contôle

Apprendre sur le manuel de la p. 403, II & III

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

4^ème semaine :

4^ème séquence. date 5-10/5

Problème scientifique :

Comment s'organise la lutte contre le SIDA ?

Objectifs :

Présenter les difficultés rencontrées dans la tentative d'élaboration d'un vaccin.

Activités :

Étude d'un document sur la mémoire immunitaire et celui-là peut-être aussi...

Étude de documents concernant une vaccination antivirale.

Article de Pierre Sonigo sur la vaccination contre le SIDA

Corriger une représentation schématique du système immunitaire : quelles modifications apporter à ces schémas fontionnels pour les adapter à vos connaissances et éclaircir le dysfonctionnement du système immunitaire provoqué par le VIH ?

Représenter les perturbations apportées par l'infection du VIH.

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

vaccin.

Résumé :

III). Le phénotype immunitaire, en perpétuelle évolution, dans un environnement changeant, assure le maintien de l’intégrité de l’organisme.

A). Le phénotype immunitaire résulte d’interactions entre génotype et environnement.

1). Le phénotype immunitaire correspond au répertoire immunitaire d’un individu à un moment de sa vie.

2). Le répertoire immunitaire est caractérisé par l’ensemble des récepteurs des lymphocytes B et des lymphocytes T, d’une extrême diversité.

La production des récepteurs est l’expression du génotype.
La diversité des clones de lymphocytes B et de lymphocytes T résulte de mécanismes génétiques originaux.
Les cellules pouvant réagir contre les molécules normalement codées par le génome sont éliminées : elles sont qualifiées d’auto-réactives.

3). Le phénotype immunitaire évolue au cours de la vie, avec l’environnement.

Les antigènes auxquels l’organisme est confronté au cours de la vie, sélectionnent les clones de lymphocytes spécifiques.
L’effectif des populations de lymphocytes sélectionnés est augmenté.

4). Les différents mécanismes d’accroissement de la variabilité du phénotype immunitaire contribuent à préserver l’intégrité de l’organisme.

B). La vaccination fait évoluer artificiellement le phénotype immunitaire.

1). La vaccination repose sur l’existence d’une mémoire immunitaire.

a). L’administration d’un vaccin correspond à une première exposition à un antigène atténué par différents traitements.

Celle-ci entraîne une production lente et peu abondante de plasmocytes et de lymphocytes T cytotoxiques.

Les lymphocytes B et les lymphocytes T4 mémoire, à longue durée de vie, sont produits et circulent dans l’organisme.

b). Lors d’un deuxième contact avec le même antigène, la réponse immunitaire est plus rapide et plus efficace.

Les cellules mémoire étant plus nombreuses que les lymphocytes dont elles sont issues, la réaction engendrée est plus intense.

La différenciation en plasmocytes et lymphocytes T cytotoxiques est plus rapide à partir des cellules mémoire qu’à partir des cellules initiales de même spécificité.

2). Dans le cas du SIDA, la mise au point d’un vaccin est rendue particulièrement difficile par les caractères du VIH.

Ce virus présente de grandes capacités de mutation.
Par conséquence, ses propriétés antigéniques sont sans cesse modifiées.
Il est difficile d’identifier des protéines invariables et accessibles à la surface du virus de façon à produire un vaccin

Limites : L'étude des différents types de vaccins n'est pas au programme.

Limites : Les causes de diversité et de formation des clones de lymphocytes B et T ne sont pas au programme. Les mécanismes de la délétion de clones autoréactifs ne sont pas au programme.

Travail à la maison :

Préparer le contrôle.

Apprendre sur le manuel de la p. 418 à la fin

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

I.8. Couplage des événements biologiques et géologiques au cours du temps (1,5 semaine)

L’aspect continu ou discontinu des processus biologiques et géologiques dépend de l’échelle de temps à laquelle on les observe. Ainsi, l’espèce humaine observée à l’échelle de la durée de vie de ses individus est stable, alors que l’étude de la lignée humaine introduit l’existence de discontinuités. De même une série sédimentaire, sans lacune, est un enregistrement continu du temps écoulé entre la base et le sommet du dépôt. Elle est pourtant formée d’un empilement de couches successives séparées par des discontinuités traduisant des changements environnementaux, chaque couche pouvant représenter une durée différente indépendante de son épaisseur.

1^ère semaine :

1^ère séquence. date 12-17/5

Problème scientifique :

Comment l'histoire de la biosphère peut-elle être mise en relation avec l'histoire géologique de la planète ?

Objectifs :

Montrer l'existence d'une corrélation entres des évènements affectant le monde vivant et des évènements planétaires.

Activités :

Repérage des crises en analysant des indices sédimentologiques et paléontologiques dans des colonnes stratigraphiques .

Exemple de l’extinction des dinosaures, des ammonites et de la majorité des foraminifères planctoniques.

La crise Crétacé-Tertiaire par Planet-Terre

Les grandes extinctions et les grandes émergences de Jean-Jacques Jaeger.

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

trapps du Deccan.

Résumé :

A l’échelle des temps géologiques des modifications brutales et globales liées à des événements planétaires affectent le monde vivant : ce sont les crises. Elles alternent avec des périodes plus longues de relative stabilité.

I) La limite Crétacé-Tertiaire : un événement géologique et biologique majeur

La limite Crétacé-Tertaire (il y a 65 millions d’années) est caractérisée par l'extinction massive et rapide d'espèces et de groupes systématiques des milieux continentaux et océaniques. Certains groupes survivent à la crise, ils se diversifient rapidement en occupant toutes les niches écologiques.

L'origine de ces événements pourrait être la conjonction de deux phénomènes géologiques. Le premier est lié à la dynamique de la planète et correspond notamment aux conséquences de la mise en place des trapps du Deccan ; le second est associé à la chute d'un astéroïde dont le cratère de Chixulub est la trace.

Travail à la maison :

ex 3 p205.

Apprendre sur le manuel de la p. 200-1, I & II

Matériel nécessaire pour la séance suivante :

2^ème semaine :

2^ème séquence. date 19-24/5

Problème scientifique :

Comment les extinctions massives, telles que celle du K-T, ont-elles pu marquer l'histoire de la Terre ?

Objectifs :

Relier des extinctions massives en les quantifiant avec des phénomènes planétaires. voir ( Un hypothétique impact de météorite au nord-ouest de l'Australie il y a 250 millions d'années aurait causé la plus grande extinction d'espèces)

Présenter l'influence de l'Homme sur l'évolution future de la planète.

Activités :

Analyse de documents relatant les conséquences à plus ou moins long terme du comportement humain sur la préservation ou la destruction de l'environnement.

Matériel nécessaire :

Vocabulaire :

Résumé :

II) Les crises biologiques, repères dans l’histoire de la Terre.

Au cours de l’histoire de la Terre, les phénomènes comme la crise Crétacé-Tertiaire ont un caractère exceptionnel. Ils ont une influence majeure sur l’évolution de la biosphère.

Durant les 500 derniers millions d'années sont survenues plusieurs crises majeures pour lesquelles des extinctions biologiques massives sont corrélées à :

des phénomènes géologiques internes (tectonique des plaques, panaches mantelliques et volcanisme associé)
des phénomènes d’origine extraterrestre (chute d'astéroïdes)

Produit récent de l'évolution biologique, l'Homme a les moyens d’avoir une influence sur l’avenir de la planète.

Changements géologiques et modifications de la biosphère sont interdépendants.

Travail à la maison :

Apprendre sur le manuel de la p. 202, III

Fin des cours.