Les SVT en 2022-2023

INDEX 1

Généralités, pré requis COLLEGE, cartes MEMORISATION,fiches d'AIDE.

LES CLES de la REUSSITE en SVT

Les PRE REQUIS du collège FICHE 1

Aide: comment MEMORISER.

Carte mémorisation FICHE 1

Le MATERIEL

Aide: comment CALCULER.

Les PRE REQUIS du collège FICHE 2

PROJETS 2022-2023

Les PRE REQUIS du collège FICHE 2bis

Thèmes du PROGRAMME OFFICIEL

Carte mémorisation FICHE 2

Index 2

Séances THEME 1

S1 (semaine du 5/9/2022)

S4 et S4 bis (novembre 2022)

S2 (semaine du 12 /9/2022)

S3 (semaine du 19/9/2022)

S3 bis (semaine du 26 /9/2022)

Pour optimiser votre année scolaire et préparer vos études ultérieures, nous vous invitons à tenir compte des recommandations suivantes :

Matériel pour les séances de SVT

PROJETS SVT pour l'année scolaire 2022-2023

Lien vers le BO. Livre de SVT utilisé

Sous-titre

PRE-REQUIS du collège. FICHE 1

LES NIVEAUX D'ORGANISATION du VIVANT

Un tissu est un ensemble de cellules (par exemple, le tissu musculaire est constitué de cellules musculaires.)

Un organe (ici le coeur) est un ensemble de tissus (le tissu le plus important ici est du tissu musculaire).

L'organisme est un ensemble d'organes

CARTE DE MEMORISATION FICHE 1

LES NIVEAUX D'ORGANISATION du VIVANT

1)Enumère les niveaux d'organisation du vivant par ordre de grandeur décroissant.

2)Cite des exemples des niveaux d'organisation du vivant par ordre de grandeur décroissant.

PRE-REQUIS du collège. FICHE 2

LES ECOSYSTEMES

Un écosystème est un ensemble formé par un milieu de vie, les espèces qui y habitent et les relations qui s'y établissent.

Les écosystèmes diffèrent par leurs paramètres physico-chimiques (température, luminosité, pH, ...) et les espèces qu'ils hébergent.

PRE-REQUIS du collège. FICHE 2 bis

Le fonctionnement des ECOSYSTEMES

Les végétaux verts prélèvent la matière minérale (eau, sels minéraux, CO2).Par PHOTOSYNTHESE, ils la transforment en matière organique. Cette dernière est transférée entre les êtres vivants au fil des chaînes alimentaires. Lorsque les êtres vivants meurent, leur matière organique est décomposée en matière minérale par les organismes décomposeurs (dans le sol par exemple).

CARTE DE MEMORISATION FICHE 2

Le fonctionnement des ECOSYSTEMES

1) Enumère les composantes d'un écosystème.

2)Cite des exemples d'écosystèmes et leurs composantes.

3)Cite au moins deux paramètres physico-chimiques qui caractérisent un écosystème.

S1 (semaine du 5/9/2022)

L'organisation fonctionnelle du vivant

Un ECOSYSTEME est l'ensemble formé par toutes les espèces qui vivent et interagissent dans un même milieu possédant des conditions physiques et chimiques déterminées*.

* si on compare ces 3 écosystèmes, on a 2 milieux terrestres et un milieu aquatique. * si on compare les conditions climatiques, on a 2 climats tempérés et un climat tropical .

Les écosystèmes sont caractérisés par la diversité des espèces qui les peuplent, ce qui caractérise une autre échelle de la biodiversité .

Au sein des écosystèmes , les espèces , les ORGANISMES établissent des relations comme les relations trophiques qui structurent les chaînes alimentaires et construisent les réseaux trophiques. Ces relations conduisent à envisager une ORGANISATION FONCTIONNELLE du vivant.

On peut observer, à l’œil nu, un organisme pluricellulaire et les organes qui le constituent,par exemple ici la moule . Ces organes sont regroupés en appareils qui assurent différentes grandes fonctions dans l’organisme ( ex:les tentacules du polype lui permettent de se nourrir). Avec un microscope optique, on peut observer les tissus qui constituent les organes: par exemple, dans la coupe transversale d'aiguille de pin , on aperçoit une couche verte qui est un tissu chlorophyllien.

BILAN S1

*Le monde vivant est décrit par l'Homme afin de mieux le comprendre.*Ainsi, par exemple, on peut utiliser le critère de taille qui permet d'organiser le vivant à différentes échelles : ECOSYSTEME, POPULATION,APPAREIL ou SYSTEME, ORGANISME, ORGANE, TISSU, CELLULE, MOLECULE, ATOME. *Ces différents niveaux d'organisation sont liés et permettent le fonctionnement du vivant: on parle d'une organisation fonctionnelle. *On peut observer le vivant à l'oeil nu ou avec des microscopes selon l'échelle concernée.

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Comment mémoriser une leçon?

*Il sera plus efficace de commencer à travailler votre leçon le soir même ou le lendemain avant d’avoir trop oublié. *Il faudra réactiver votre mémorisation à intervalles réguliers pendant la semaine plutôt que la veille du prochain cours. *Pour mémoriser activement, il est préférable de se questionner sur ce qui est à mémoriser plutôt que de l’ apprendre par cœur. Pour vous aider, des petits exercices vous serons proposés (ex : QCM ou questions à réponses courtes ).

Pour aller plus loin

L'outil TABLEAU est un moyen EFFICACE de présenter des données. Ici, il permet de présenter les niveaux d'organisation du vivant du plus petit au plus grand et de montrer les ORDRES de GRANDEUR ainsi que le mode d'OBSERVATION.

Vers le monde de demain

la pomme de pin, une force de la nature

Météosensible : Nous avons tous fait l'expérience de ramasser une pomme de pin dans un jardin ou une forêt et constaté qu'elle s'ouvrait dans un environnement sec et chaud, puis qu'elle se refermait quand le temps était plus humide.

Quelles applications demain ? Une écaille de pomme de pin se courbe grâce à son architecture structurée et de façon hétérogène à l'échelle du nanomètre. Une connaissance de cette architecture permet de créer de nouveaux matériaux biocomposites et reproduisent ce mécanisme. Première illustration de ce genre de matériaux hygromorphes, ce sont les travaux d'Achim Menges. La structure fonctionne de la même manière qu'une pomme de pin. Le diaphragme va s'ouvrir et se fermer en fonction de l'humidité de manière autonome.

Organisation d'un microscope optique

SOURCE: STUDYLIB

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Tissu cellulaire animal

Les tissus qu'ils soient animaux ou végétaux s'observent au microscope. La microscopie optique permet de distinguer la structure des cellules et d'identifier les organites qui la compose.

Pour tester ses connaissances sur l'organisation et l'utilisation d'un microscope.

Cellule végétale chlorophyllienne

Ceci est une CELLULE car elle est limitée par une MEMBRANE PLASMIQUE, car elle contient du CYTOPLASME et un NOYAU. C'est une cellule VEGETALE CHLOROPHYLLIENNE car elle possède une PAROI à l'extérieur de la membrane et des CHLOROPLASTES. Le noyau et les chloroplastes sont des ORGANITES.

S2 (semaine du 12/9/2022)

l'organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées

En guise d'introduction,

L'organisme humain ou le pied de pomme de terre sont des organismes pluricellulaires organisés en différents organes composés de cellules qui assurent différentes fonctions.

Le problème posé ici est : de comprendre EN QUOI CONSISTE LA SPECIALISATION CELLULAIRE.

Collégialement, il a été proposé: - d'observer des cellules avec un microscope car leur taille micrométrique ne permet pas de les voir à l'oeil nu, - d'en choisir au moins 2 afin de les comparer, - de choisir un organisme pluricellulaire végétal car il est plus facile d'expérimenter avec des organismes végétaux plutôt que des animaux, - de comparer la forme, la taille, l'organisation .

Comparaison

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Tableau comparatif sur la spécialisation cellulaire

Les cellules spécialisées contiennent des organites particuliers (exemple: les chloroplastes, les chromoplastes, les amyloplastes) mais aussi des molécules particulières qui leur permettent de réaliser des fonctions particulières.

Bilan 2:la spécialisation des cellules

• Chez les organismes pluricellulaires, les cellules constituant les tissus et les organes sont dites spécialisées.

• Elles ont des formes, des tailles et des positions différentes.

• Elles peuvent aussi posséder des organites et des molécules spécifiques.

• La spécialisation cellulaire permet donc aux cellules de réaliser des fonctions particulières.

S3 (semaines du 19/9/2022)

La spécialisation des cellules: organites, taille, fonctions

TRAVAIL TECHNIQUE=Préparation et observation de cellules d'un tissu végétal= épiderme d'oignon rouge.

PROTOCOLE

EVALUATION des compétences expérimentales

Evaluer la taille d'une cellule par le calcul

FICHE METHODE

FICHE METHODE pour le calcul des tailles et grossissement sur une photographie.

S3 bis (semaines du 26/9/2022)

Unité et diversité du vivant selon différents modes d'observation.

On peut calculer le grossissement utilisé pour réaliser chacune des 2 microphotographies ci-contre.

EXERCICE de colorisation afin de mettre en évidence les organites à différentes échelles (en MO et en ME)

Utilisation de modèles de cellules fabriqués à l'imprimante 3D

• 1- Noyau
• 2-cytoplasme
• 3-Mitochondrie
• 4-membrane plasmique et paroi dans le cas de la cellule végétale
• 5- Vacuole
• 6- Chloroplaste

Cellule animale

Cellule végétale chlorophyllienne

S4 (semaines de novembre/2022)

L'ADN, une molécule porteuse d'information.

On s'intéresse aux caractéristiques de la molécule d'ADN.

Un peu d’histoire des sciences en guise d'introduction - La nature biochimique du matériel génétique est élucidée en 1944 par les travaux de Oswald Avery, et de ses collègues (Colin McLeod, et McLyn McCarthy), qu'ils mènent à l'Institut Rockfeller de New-York. Cette caractérisation prendra 10 ans. L'identification de l'ADN comme facteur de l’hérédité est à l'époque suffisamment extraordinaire pour nécessiter qu'une telle découverte soit étayée par des arguments indiscutables. Aussi Avery et ses collègues effectuent-ils leurs analyses avec un soin particulièrement méticuleux. Tous les contrôles alors disponibles sont testés. -Malgré une accumulation croissante de preuves jusqu'au début des années 50, la communauté scientifique n'a pas accepté facilement que l'ADN puisse être le support de l'hérédité. Selon les thèses alors les plus largement acceptées, l'ADN n'est qu'une molécule simple, et donc incapable de véhiculer une information complexe. La théorie tétranucléotidique proposée par Phoebus Aaron Levene (1869 - 1940), stipulait que la structure de l'ADN est régulière et monotone, comprenant un enchaînement répétitif des 4 bases azotées. (Levene était alors un des plus grands spécialistes des acides nucléiques). -La découverte de Avery a été accueillie avec beaucoup de scepticisme. Avery lui-même n'a pas véritablement cherché à imposer ses conclusions. Ainsi, l'importance fondamentale de ces travaux ne sera reconnue que tardivement, et le comité Nobel ne le retiendra pas pour l'attribution d'un prix. Lorsqu'en 1953 Watson et Crick décriront la structure de l'ADN, ils ne prendront même pas la peine de citer ces travaux dans leur article.

Bilan 4: dans votre livre pages 32-33

S4 bis

ADN,gènes, allèles et caractéristiques des individus.

Nous nous intéressons au déterminisme génétique de cette caractéristique humaine et plus généralement comment le génotype détermine le phénotype ?

S5 et S5 bis

Le métabolisme des cellules.

• Un organisme est constitué des nombreuses cellules. La cellule est l’unité structurale des êtres vivants. Elle est aussi l’unité fonctionnelle : de nombreuses transformations biochimiques sont nécessaires à son fonctionnement. Par exemple, pour se diviser ou pour produire des protéines. C’est ce que l’on appelle le métabolisme. • Les cellules spécialisées réalisent de nombreuses fonctions dans l’organisme. Cela nécessite de l’énergie. On s’intéresse au métabolisme énergétique. • Comment les cellules se procurent-elles l’énergie nécessaire à leur fonctionnement ?

RESSOURCES

Deux grands types de métabolismes existent : METABOLISME METABOLISME RESPIRATOIRE PHOTOSYNTHETIQUE

1-Emettre une hypothèse : Vous avez observé ces 2 types de cellules : les levures et les cyanobactéries. *Les cyanobactéries sont vertes donc certainement chlorophylliennes donc selon les rappels faits ensemble et les schémas proposés, on peut penser que leur métabolisme énergétique passe par la photosynthèse. *Concernant les levures, elles ne sont pas chlorophylliennes donc peut-être pour ces cellules le métabolisme est-il respiratoire.

COMPTE RENDU Présentation du montage expérimental : - Une solution de levures dans un bécher= MATERIEL BIOLOGIQUE - Une sonde à O2= oxymètre, pour mesurer la quantité d’O2 dans le milieu de culture - Une console de mesure pour enregistrer les données - Un système d’agitation pour maintenir le milieu homogène - Une seringue contenant 1 mL de glucose

Analyse des résultats : Evolution de la quantité d’O2 et CO2 en fonction du temps dans une culture de levures.

COMMENTAIRE DES RESULTATS Des conseils :

1. Donner l'allure de la ou des courbes : "croissante / décroissante" ou "qui augmente, qui diminue, qui reste constante".
2. Argumenter cette variation par des valeurs chiffrées à relever sur les graphiques.
3. Puis interpréter et conclure par rapport au problème posé.

Ici, La quantité d’O2 diminue et particulièrement quand le glucose est injecté : 32 UA à T= 0 et 5 UA au bout de 12 min. Donc, l’O2 est consommé par les levures. La quantité de CO2 augmente et particulièrement quand le glucose est injecté : 1 UA à T= 0 et 8 UA au bout de 12 min. Donc, le CO2 est produit par les levures.

CONCLUSION Je vois qu’en présence de glucose, les levures utilisent de l’O2 et produisent du CO2. Je sais que la consommation de glucose en présence d’O2 permet de produire de l’énergie dans les cellules hétérotrophes (voir schéma des ressources) par le mécanisme de la respiration. Cela produit du CO2. J’en déduis donc que les levures pratiquent le métabolisme respiratoire : ce sont des cellules hétérotrophes. Mon hypothèse de départ est validée. Il faudrait pouvoir prouver que les levures ont utilisé le glucose.

S5bis : métabolisme (SUITE)

Vous avez expérimentalement démontré que les levures sont des cellules qui respirent. Voici 2 photographies de levures dont on voit le détail de l’organisation = ultrastructure.

REMOBILISER SES COMPETENCES. 1. Quelle est le diamètre moyen d’une cellule de levure A ou B au choix ? Expliquer votre méthode.

Le diamètre mesuré sur la levure A est d’environ 4,5 cm. L’échelle donne : le trait mesuré= 1 cm qui en réalité correspond à 1μm. Donc, on peut déjà déduire que la cellule a un diamètre de 4,5 μm en réalité. On peut aussi faire le calcul : taille mesurée sur le document X taille réelle = 4,5 cm X 1μm. = 4,5 μm taille du trait. 1 cm

RAISONNER

3. Après avoir rappelé la définition d’un ORGANITE, organiser un raisonnement pour déterminer quel est l’organite dans lequel se réalise la respiration.

DEFINITION : Un organite est une structure intracellulaire délimitée par au moins une membrane biologique et réalisant une fonction spécifique. Si on compare l’organisation intracellulaire de la levure A avec la B soit dans un milieu AVEC OXYGENE par rapport à un milieu SANS OXYGENE, alors on constate que la levure A présente des mitochondries plus nombreuses (7) et plus grandes (on pourrait calculer leur taille en utilisant l’échelle) que la levure B (1 minuscule mitochondrie). Or, nous savons que la respiration nécessite la présence d’O2. Donc, j’en déduis que l’organite qui assure la respiration est la MITOCHONDRIE.

RAISONNER

3. Après avoir caractérisé le métabolisme des levures, on s'intéresse à celui des cellules comme les cyanobactéries.Voici un schéma de ce type de cellules:

Des mesures des échanges gazeux de cette cellule ont été réalisés : ils sont consignés dans le tableau suivant.

UTILISATION d'un TABLEUR pour REALISER les GRAPHIQUES

ANALYSE des GRAPHIQUES

*De T= 0 à T= 2 min ce qui correspond à l’OBSCURITE, on voit que le taux d’O2 varie de 15 à 14 UA donc il diminue tandis que le taux de CO2 varie de 3 à 3,75 UA donc il augmente donc les cyanobactéries utilisent un peu d’O2 et produisent un peu de CO2. Nous savons que la consommation d’O2 et la production de CO2 caractérisent le métabolisme respiratoire. Donc, on peut en déduire que les cyanobactéries à l’OBSCURITE pratiquent la RESPIRATION. (certainement au niveau des mitochondries qu’elles contiennent). De T= 2 à T= 3.3 min ce qui correspond à une exposition à la LUMIERE, on voit que le taux d’O2 varie de 14 à 14,7 UA donc il augmente tandis que le taux de CO2 varie de 3,75 à 3,3 UA donc il diminue donc les cyanobactéries utilisent un peu de CO2 et produisent un peu d’O2. Nous savons que la consommation de CO2 et la production de O2, en présence de LUMIERE caractérisent le métabolisme photosynthétique (qui n’est réalisé que par les cellules, tissus, organes, organismes chlorophylliens). Donc, on peut en déduire que les cyanobactéries à la LUMIERE pratiquent la PHOTOSYNTHESE. (certainement au niveau des chloroplastes qu’elles contiennent).

Bilan 5

En complément lire les pages 46-47 et porter une attention particulière à la carte mentale et aux schémas de la page 47.

Des mitochondries dans toutes les cellules eucaryotes

Dans des cellules nerveuses

Dans des cellules musculaires

Pour ceux qui veulent aller plus loin, podcast de France Culture -la Méthode Scientifique: "La mitochondrie, de l'énergie plein la cellule."

Dans des cellules végétales

Eureka!

Thanks!

Suite à la prochaine séance ...