TD Hormones sexuelles
Documents pages 213-214
Question 1 (p. 213 doc. 4) : En analysant l’expérience, montrer quelles sont les cellules qui produisent la testostérone.
Question 2 (p. 213 doc. 5) : En analysant l’expérience, montrer quel est un effet de la testostérone.
Question 3 (p. 213 doc. 6) : En analysant les expériences, montrer quel est un effet des œstrogènes.
Question 4 (p. 214-215) : En analysant les documents de ces deux pages, montrer comment est déterminé le sexe gonadique (vous montrerez déjà quel est le rôle du gène SrY, puis du gène FOXL2)


Correction du TD « Exercices sur l’évolution », en vue du devoir surveillé de la semaine prochaine

Exercice 1 (pages 102-103)
À l’aide des documents, identifiez les trois principales modalités de communication interindividuelle intraspécifique, et les trois grandes fonctions biologiques que cette communication permet de réaliser.
Pour chaque modalité et chaque fonction biologique, vous noterez les exemples issus des documents.

Exercice 2 (pages 106-107)
Montrer comment la communication interindividuelle peut conduire à la spéciation.
Vous répondrez sous forme d’un argumentaire constitué de paragraphes. Chaque paragraphe doit être basé sur l’analyse d’un ou plusieurs documents, en commençant par des observations dont l’analyse doit mener à une idée fondamentale (<=> raisonnement scientifique).
Vous terminerez par un paragraphe de synthèse reprenant ces idées fondamentales afin de répondre au problème.

[Commencez par l’analyse des documents 3 et 5]


Cf. TD Communication intraspécifique

La communication interindividuelle intraspécifique consiste en la transmission d’un message depuis un individu émetteur vers un individu récepteur dont le comportement est alors modifié.
Il existe différentes modalités de communication (sonore, visuelle, chimique, etc.).
La communication est impliquée dans la réalisation de différentes fonctions biologiques (nutrition, défense, reproduction, etc.).

Chez certaines espèces, la communication interindividuelle est impliquée dans la reproduction, notamment dans le choix d’un partenaire.
Certains caractères, procurant un désavantage reproductif en terme de survie, peuvent ainsi procurer un avantage reproductif (plus de descendants que les individus ne possédant pas ce caractère) en favorisant l’attirance par un partenaire sexuel.
Exemple : la longueur et la couleur des plumes du paon

Si la communication interindividuelle n’est plus possible entre deux populations, cela empêche la reproduction entre leurs individus et peut ainsi mener à une spéciation.

spéciation = formation de nouvelle(s) espèce(s)

Lorsque deux populations d’une même espèce sont isolées (leurs individus ne se reproduisent plus ensemble), chacune évolue indépendamment de l’autre (par sélection naturelle et/ou par dérive génétique). Si l’isolement dure suffisamment longtemps, les deux populations deviennent tellement différentes que leurs individus ne sont plus interféconds : elles forment alors deux espèces distinctes.



Exercice 1 (pages 102-103)
À l’aide des documents, identifiez les trois principales modalités de communication interindividuelle intraspécifique, et les trois grandes fonctions biologiques que cette communication permet de réaliser.
Pour chaque modalité et chaque fonction biologique, vous noterez les exemples issus des documents.

Exercice 2 (pages 106-107)
Montrer comment la communication interindividuelle peut conduire à la spéciation.
Vous répondrez sous forme d’un argumentaire constitué de paragraphes. Chaque paragraphe doit être basé sur l’analyse d’un ou plusieurs documents, en commençant par des observations dont l’analyse doit mener à une idée fondamentale (<=> raisonnement scientifique).
Vous terminerez par un paragraphe de synthèse reprenant ces idées fondamentales afin de répondre au problème.

Analyse de l’exemple de la phalène du bouleau en Grande-Bretagne

Notion d’avantage reproductif
On dit qu’un caractère procure un avantage reproductif lorsque les individus possédant ce caractère ont plus de descendants que les autres individus.

Mécanisme de la sélection naturelle
S’il existe une diversité de caractères dans la population, et que l’ un de ces caractères procure un avantage reproductif, alors les individus possédant ce caractère ont plus de descendants que les autres.
Si ce caractère est héréditaire, alors sa fréquence parmi les descendants sera plus élevée que sa fréquence parmi les parents : il y a évolution biologique.

Biodiversité spécifique
La biodiversité spécifique représente la diversité des espèces présentes dans un milieu.
Elle peut être estimée par le nombre d’espèces différentes dans un milieu, en tenant en compte de leur statut (espèce menacée d’extinction, invasive, etc.).

La biodiversité spécifique est influencée par la biodiversité des écosystèmes (plus la diversité des écosystèmes est grande, plus la diversité des espèces est grande) ; elle est également influencée par la biodiversité génétique intraspécifique.

Notion d’espèce
Les différents êtres vivants (individus) sont regroupés dans des catégories appelées espèces. Chaque espèce est désignée par un nom scientifique formé de deux mots latins. Ex. : Homo sapiens, Canis lupus, etc.
La notion d’espèce est un concept créé par l’être humain, pour lequel aucune définition absolue ne peut être donnée.
Par exemple, une espèce peut être définie comme un ensemble d’ individus interféconds (qui peuvent se reproduire ensemble), dont la descendance est fertile. Mais cette définition possède de nombreuses limites.

Analyse de documents projetés sur les points chauds de biodiversité, et sur le nombre d’espèces actuelles (connues ou encore inconnues)

La biodiversité passée peut être connue par l’étude des fossiles (paléontologie).

Analyse de documents projetés

Présentation du travail de synthèse bibliographique à réaliser pour vendredi prochain



Biodiversité : terme désignant la diversité des êtres vivants (= les différences entre eux)
Dans le chapitre 1, nous avons étudié les caractéristiques communes à tous les êtres vivants (« l’unité du vivant ») ; nous étudions maintenant les différences entre eux.

La biodiversité peut s’étudier à différentes échelles :
— biodiversité des écosystèmes
— biodiversité des espèces (= diversité spécifique)
— biodiversité génétique intraspécifique (= au sein d’une espèce => entre individus de la même espèce)

Biodiversité des écosystèmes
Un écosystème est formé d’un milieu (= biotope) et des êtres vivants qui s’y trouvent
Le milieu se caractérise par des paramètres uniquement physico-chimiques, notamment le climat (température, précipitations) et le sol.

Le milieu d’un écosystème détermine les êtres vivants qui s’y trouvent, et les êtres vivants modifient le milieu. Les êtres vivants présents dans l’écosystème influent aussi sur les autres êtres vivants qui s’y trouvent.

« éco » : du grec « oikos » = le foyer (les habitants d’une maison)
D’où : économie (l’art de gérer la maison) et écologie (l’étude des relations entre les habitants d’un même environnement)

La diversité des écosystèmes influe sur la diversité spécifique : plus il y a d’écosystèmes différents en un lieu, plus ce lieu accueille d’espèces ; inversement, lorsque des écosystèmes disparaissent, la diversité spécifique diminue car les espèces liées à ces écosystèmes disparaissent (exemple des milieux humides qui régressent, d’où une régression des amphibiens, de nombreux insectes comme les libellules, etc.)


Biodiversité génétique intraspécifique
Elle mesure la diversité génétique interindividuelle (entre individus), c’est-à-dire le degré de différence génétique entre individus.
Elle peut être caractérisée par le nombre d’allèles différents au sein d’une population, pour un gène donné.

La diversité génétique influe sur la diversité spécifique : en effet, plus la diversité génétique d’une espèce est faible, plus elle risque de s’éteindre (moins de chance qu’il existe des individus ayant des caractéristiques génétiques leur permettant de survivre à un changement dans l’environnement ; consanguinité => accumulation de mutations délétères).

TD Biodiversité de deux écosystèmes martiniquais

TD Biodiversité de deux écosystèmes martiniquais

Présentation de la revue de presse sur la biodiversité à faire pendant les vacances

La principale réaction produisant de la matière organique à partir de matière minérale est la photosynthèse.
[de photo = lumière ; synthèse = fabrication]
Elle a lieu dans les chloroplastes (grâce à une molécule verte, la chlorophylle).

Équation-bilan de la photosynthèse
[latex]\mathrm{\mathbf{6CO_2 + 6H_2O \overset{+\ énergie\ lumineuse}{\rightarrow} C_6H_{12}O_6 + 6O_2}}[/latex]

Remarque
À partir du glucose produit par la photosynthèse, les végétaux sont capables de produire les autres molécules organiques en prélevant des atomes (azote, etc.) dans les sels minéraux prélevés dans le sol (ions nitrate [latex]\mathrm{\mathrm{NO^{3-}}}[/latex], etc.)

auto : soi-même
hétéro : différent
trophie : nourriture

Tout être vivant a besoin de matière organique, pour constituer sa biomasse et pour libérer de l’énergie (par respiration cellulaire, etc.).

Certains êtres vivants sont capables de synthétiser eux-mêmes ces molécules organiques, grâce à la photosynthèse. Ils sont dits autotrophes.
Exemple : les végétaux.

Les autres êtres vivants en sont incapables : ils doivent donc prélever ces molécules organiques dans d’autres êtres vivants. Ils sont dits hétérotrophes.
Exemples : les animaux, les champignons


TD Métabolisme
À l’aide des documents 1 à 3 page 40, montrez si les levures sont autotrophes ou hétérotrophes.

Suivre le développement suivant :
— obs doc 2 : quel est le seul milieu sur lequel se développent les levures
— obs doc 1 : comparer ce milieu à un autre, dont la composition ne diffère que par un seul élément
— ccl : quelle molécule est nécessaire au développement des levures

Raisonnement scientifique
— obs doc 3 : quelles sont les molécules consommées/produites par les levures
— connaissance
— ccl : quelle réaction métabolique réalisent les levures

Raisonnement scientifique
— les résultats de votre étude
— connaissance
— ccl : les levures sont auto/hétérotrophes

Remarque
Il existe d’autres réactions chimiques libérant l’énergie du glucose, qui ne nécessitent pas de [latex]\mathrm{\mathrm{O_2}}[/latex] mais qui libèrent moins d’énergie : les fermentations

— fermentation lactique : [latex]\mathrm{\mathrm{C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2\ acide\ lactique [+ énergie]}}[/latex]
> réalisée par certaines bactéries (yaourt, lait fermenté)
> réalisée par les cellules musculaires humaines, lorsqu’elles ont utilisé tout le [latex]\mathrm{\mathrm{O_2}}[/latex] disponible pour la respiration cellulaire (notion de [latex]\mathrm{\mathrm{VO_2max}}[/latex])

— fermentation alcoolique : [latex]\mathrm{\mathrm{C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2CO_2 + 2éthanol(« alcool ») [+ énergie]}}[/latex]
Réalisée par certaines levures (Saccharomyces cerevisiae = levure de bière = levure boulangère)
> utilisée pour faire lever la pâte (grâce à la production de [latex]\mathrm{\mathrm{CO_2}}[/latex] par les levures à partir du glucose issu de l’amidon de la farine)
> utilisée pour la production d’éthanol (boissons alcooliques fermentées, ou éthanol pur après distillation)

L’ensemble des réactions biochimiques dans une cellule constitue le métabolisme.

Molécules organiques/minérales
Molécules organiques : caractéristiques des organismes vivants ; combustibles.
Exemple de la combustion du méthane : [latex]\mathrm{\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}}[/latex]

Les molécules présentes dans un être vivant sont :
— l’ eau (plus de 66 %)
— les molécules organiques
— la matière minérale (environ 1 %)
NB : lors de la combustion d’un être vivant, les molécules organiques sont transformées en [latex]\mathrm{\mathrm{CO_2}}[/latex] et [latex]\mathrm{\mathrm{H_2O}}[/latex] et l’eau s’évapore. Les cendres qui restent correspondent donc à la matière minérale.

Une molécule organique est une molécule formée d’une chaîne d’atomes de carbone (C) liés à des atomes d’ hydrogène (H), et très souvent à des atomes d’ oxygène (O) et d’ azote (N).
=> CHON

Les principales molécules organiques constituant une cellule sont :
— les glucides (sucres)
— les lipides (graisses)
— les protéines
— l’ ADN et les autres acides nucléiques


L’énergie est quelque chose nécessaire pour faire des trucs. (au contraire, les trucs qui ont lieu tout seul libèrent de l’énergie)
Il existe différentes formes d’énergie :
— l’énergie thermique (= chaleur) : liée aux changements de température ou d’état
— l’énergie mécanique : liée à un déplacement
— l’énergie lumineuse
— l’énergie chimique : énergie contenue dans certaines molécules, et pouvant être libérée lors de certaines réactions chimiques (ex : les molécules organiques contiennent de l’énergie chimique ; leur combustion peut libérer cette énergie, sous forme d’énergie thermique et lumineuse
– l’énergie électrique

Une cellule a besoin d’énergie.

La principale réaction chimique libérant de l’énergie dans les cellules est la respiration cellulaire. Elle a lieu dans les mitochondries.
Équation-bilan de la respiration cellulaire :
[latex]\mathrm{\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O [+énergie]}}[/latex]

[latex]\mathrm{\mathrm{C_6H_{12}O_6}}[/latex] = glucose (molécule organique, qui contient de l’énergie chimique)

Pour le gène du groupe sanguin (segment du chromosome 9 qui détermine le groupe sanguin), il existe dans la population humaine 3 séquences en nucléotides : allèle A, allèle B et allèle 0.
L’allèle B diffère de l’allèle A par 4 nucléotides (sur 1062 nucléotides en tout).
La possession de l’allèle A détermine le fait d’être de groupe sanguin [A].


Ce sont les protéines qui déterminent l’état des caractères génétiques d’un individu. Un gène est le plan de fabrication d’une protéine.
Lorsqu’une cellule synthétise (= produit) une protéine à partir du gène codant pour cette protéine, on dit que la cellule exprime ce gène.

Toutes les cellules d’un individu possèdent le même génome, c’est-à-dire les mêmes gènes.
Une cellule d’un organisme pluricellulaire n’exprime pas tous ses gènes : en lien avec sa spécialisation, elle n’exprime que certains gènes.

Exemples :
– p. 31 doc. 6 (Cf. TD mucoviscidose) : les cellules des muscles et des reins n’expriment pas le gène CFTR, codant pour un canal ionique
— seules certaines cellules du pancréas expriment le gène de l’insuline

Comparaison de la séquence des trois allèles du gène contrôlant le groupe sanguin
Utilisation du logiciel Geniegen2

Comparaison de différents allèles du gène CFTR, à l’aide de Géniegen2

p. 31 q. 1 et 2 : comparaison, de l’échelle de l’organisme à l’échelle moléculaire, des caractéristiques d’un individu sain et d’un individu atteint de mucoviscidose. Différences d’expression du gène CFTR selon les cellules.

Document
Schéma d’un exemple de transgenèse (maïs Bt)
Analyse du document

Un gène est un segment d’une molécule d’ADN qui contrôle un caractère génétique.
Le long d’une molécule d’ADN se trouvent ainsi plusieurs gènes.
Exemple : le gène du groupe sanguin = portion de la molécule d’ADN constituant le chromosome 9, qui détermine le groupe sanguin de l’individu

Un gène est donc formé de deux chaînes de nucléotides complémentaires). Les différentes séquences en nucléotides qui existent pour un gène donné sont appelées allèles de ce gène.


À l’aide du logiciel Geniegen2 https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/, charger les séquences « Comparaison allèles ABO (groupes sanguins) », et déterminer les différences entre les séquences en nucléotides des trois allèles du gène

Toutes les cellules possèdent de l’ADN (dans le noyau pour les cellules eucaryotes, dans le cytoplasme pour les bactéries)
ADN = acide désoxyribonucléique

Une molécule d’ADN est formée de plus petites molécules : les nucléotides. Il existe quatre nucléotides différents : l’ adénosine, la guanosine, la cytidine, la thymidine.

Un brin d’ADN est formé d’une chaîne de nucléotides.
L’ordre dans lequel s’enchaînent les nucléotides est appelé séquence en nucléotides.

Une molécule d’ADN est formée de deux brins d’ADN parallèles, qui adoptent une structure en double-hélice.
Il y a complémentarité des nucléotides : un nucléotide A sur un brin est toujours relié à un nucléotide T sur l’autre brin (de même pour C et G).

Le diamètre d’une molécule d’ADN est de 2 nm. Sa longueur est de l’ordre de quelques centimètres (soit quelques centaines de millions de nucléotides) !
Dans la cellule, une molécule d’ADN est repliée sur elle-même, ce qui forme un chromosome.

Document
Schéma de la structure d’une molécule d’ADN

TP Structure de l’ADN
Outil de visualisation de molécules en 3D : https://louisematic.site/ent/molec3d/dossiers/acnucl_p5.htm

Observation et dessin de cellule d’épiderme de bulbe d’oignon



Les organismes pluricellulaires sont formés d’ organes. Un organe est un ensemble de cellules assurant une fonction particulière dans l’organisme.
Exemples :
– humain : encéphale, rein, foie, cœur, poumon, peau, sang, etc.
– végétaux : racine, tige, feuille, fleur/fruit

Un organe est formé d’un ou plusieurs tissu(s). Un tissu est un ensemble de cellules similaires.
Exemple :
La peau (organe) est formée de l’épiderme et du derme (tissus).

Un tissu est formé de cellules.
À l’intérieur d’une cellule peuvent se trouver des organites (structures délimitées par une ou plusieurs membranes) : noyau, mitochondrie, chloroplaste, vacuole, etc.

Présentation de l’utilisation du microscope optique
Observation de cellules de feuille d’élodée
Dessin d’une cellule de feuille d’élodée observée au microscope optique

Correction de la question 1 du TD Structure de la cellule


Les organismes unicellulaires sont formés d’une seule cellule.
Exemples :
— bactéries
— levures (= champignons unicellulaires)
— etc.

Les organismes pluricellulaires sont formés de plusieurs cellules.
Exemples :
— animaux
— végétaux
— champignons (sauf les levures !)

[en classe entière, sur une demi-heure]

TD Structure de la cellule

Question 2
Explication de l’utilisation d’une barre d’échelle pour estimer la taille d’un objet

Question 3
Utilisation d’une échelle, produit en croix
Application au document 1 pour déterminer la longueur réelle de [latex]\mathrm{L_1}[/latex]

Classeur fin

Blouse (en coton, manches longues) nécessaire pour les T.P.

Manuel : à apporter (au moins un par binôme)
Manuel en ligne : lls.fr/s2p45 pour consulter la page 45

SVT = Sciences de la Vie et de la Terre = Biologie – Géologie = Sciences naturelles

Communication
–mél
–mattermost : https://agora.louisematic.site



[découverte de la cellule au XVIIe siècle, suite à l’invention du microscope ; origine du terme « cellule »]
Tout être vivant est formé d’au moins une cellule. Une cellule est formée d’un cytoplasme (racine cyt- : cellule) délimité par la membrane plasmique.