3ème - Guy Moquet

PROGRAMME ET EXPOSES

3 ème

COMPETENCES

CLASSEUR VIRTUEL DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

SEQUENCE 1

SEQUENCE 2

SEQUENCE 3

SEQUENCE 4

SEQUENCE 5

Mme TOCCHIO

PROGRAMMATION ET EXPOSES

Thème 1 : La Terre, la vie et l'organisation du vivant

Séquence 1 : Les infections bactériennes Séquence 2: L'organisme face aux infections Séquence 3 : La lutte contre les microorganismes Exposés associés - Avant ou après les vacances de décembre Les infections sexuellement transmissibles : le VIH Les infections sexuellement transmissibles : le papillomavirus Le microbiote humain

Séquence 4 : L'origine de nos caractères Exposés associés - Avant ou après les vacances d'avril Les cellules souches Les cancers Séquence 5 : L'évolution de la biodiversité Exposés associés - Avant et après les vacances de février Diversité des modes de reproductions L'évolution du vivant au cours des temps géologiques

ConsignesEXPOSES

Répartition

COMPETENCES et CAPACITES CYCLE 4

Pratiquer des démarches scientifiques

Se situer dans l’espace et dans le temps

Formuler et résoudre une question ou un problème scientifique.

Situer l’espèce humaine dans l’évolution des espèces.

Pratiquer des langages

Adopter un comportement éthique et responsable

Communiquer et utiliser le numérique

Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre

Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution.

Appréhender différentes échelles de temps géologique et biologique (ex : histoire de la Terre ; apparition de la vie, évolution et extinction des espèces vivantes…).

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes : tableaux, graphiques, diagrammes, dessins, cartes etc.

Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant.

Identifier l’incidence (bénéfices et nuisances) des activités humaines sur l’environnement à différentes échelles.

Observer, questionner, formuler une hypothèse, en déduire ses conséquences testables ou vérifiables, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser. Justifier et expliquer une théorie, un raisonnement, une démonstration.

Apprendre à organiser son travail.

Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique.

TRAVAILLER EN EQUIPE

Fonder ses choix de comportement responsable vis-à-vis de sa santé ou de l’environnement en prenant en compte des arguments scientifiques.

Représenter des données sous différentes formes, passer d’une représentation à une autre et choisir celle qui est adaptée à la situation de travail.

Lorem

Appréhender différentes échelles spatiales d’un même phénomène/d’une même fonction (ex : nutrition : niveau de l’organisme, niveau des organes et niveau cellulaire).

Lorem

Identifier et choisir les outils et les techniques pour garder trace de ses recherches (à l’oral et à l’écrit).

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions.

Utiliser des outils numériques.

Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage mathématique.

Conduire une recherche d’informations sur internet en lien avec une question ou un problème scientifique, en choisissant des mots-clés pertinents, et en évaluant la fiabilité des sources et la validité des résultats.

Comprendre les responsabilités individuelle et collective en matière de préservation des ressources de la planète (biodiversité, ressources minérales et ressources énergétiques) et de santé.

Concevoir, créer, réaliser

Recenser, extraire, organiser et exploiter des informations à partir de documents en citant ses sources, à des fins de connaissance et pas seulement d’information.

Identifier par l’histoire des sciences et des techniques comment se construit un savoir scientifique.

Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes.

identifier et choisir des notions, des outils et des techniques, ou des modèles simples pour mettre en oeuvre une démarche scientifique.

Savoir distinguer, dans la complexité apparente des phénomènes observables, des éléments et des principes fondamentaux.

Participer à l’élaboration de règles de sécurité́ et les appliquer au laboratoire et sur le terrain.

Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données.

Savoir distinguer ce qui relève d’une croyance ou d’une opinion et ce qui constitue un savoir scientifique.

Coopérer et collaborer dans une démarche de projet.

Lorem

Concevoir et mettre en oeuvre un protocole.

Thème : Corps humain et santé Sous-thème : Le système immunitaire

Séquence 1 : Les infections bactériennes

Séquence 2 : L'organisme face aux infections

Séquence 3 : La lutte contre les microorganismes pathogènes

Bilan : Certains microorganismes pathogènes franchissent les barrières naturelles (peau et muqueuse) et pénètrent dans l’organisme : c’est la contamination. Ils se transmettent d’un individu à l’autre par : - L’air (contamination par voies respiratoires) - Les aliments (contamination par voies digestives) - Les objets, le sang (contamination par voies cutanées) - Les rapports sexuels (contamination par voies génitales) Après la contamination les microorganismes vont se multiplier : c’est l’infection

Chapitre 1 : Les infections bactériennes

Chapitre réalisé avec Mme MATELET

Problématique : Comment un micro-organisme peut nous rendre malade ? I. La diversité de micro-organismes présents dans notre environnement

• Fiche TP1

Bilan : L’organisme est en contact constant avec de nombreux micro-organismes : bactéries, virus ou champignons. Certains sont essentiels au bon fonctionnement de l’organisme. D’autres peuvent provoquer des maladies : ils sont appelés les micro-organismes pathogènes. II. La contamination et l’infection par les microorganismes pathogènes

• Fiche TP2

Partie réalisée avec Mme TOCCHIO

Séquence 2 : L'organisme face aux infections Problématique : «Comment la connaissance du système immunitaire nous permet de mettre en place des moyens de lutte efficace contre les infections? »

Activité 4 : La réponse à une infection prolongée Problématiue : Que se passe-t-il lorsque la réponse immunitaire inée est insuffisant et que l'infection perdure ? Compétences travaillées : Représenter des données sous différentes formes (le schéma) ; Pratiquer des démarches scientifiques (proposer une démarche) ; Lire et exploiter des documents (rédiger une réponse scientifique) Q1/

Partie réalisée avec Mme MATELET

I. La défense de l’organisme 1) Comment les microorganismes nous font-ils du mal ? Bilan : Les bactéries produisent des substances toxiques appelées toxines qui attaquent certaines parties du corps. Les virus entrent dans nos cellules et se servent d’elles pour se reproduire. 2) La défense immunitaire rapide : l’immunité innée

• Fiche TP3 : La réaction inflammatoire

Bilan : Quand des microorganismes franchissent une barrière naturelle tels que la peau ou les muqueuses, ils provoquent une réaction inflammatoire. Cette réaction met en jeu une défense de l’organisme rapide et non spécialisée appelée l’immunité innée. Elle est assurée par certains leucocytes appelés phagocytes qui détruisent les microorganismes par phagocytose.

En savoir plus sur les ganglions lymphatiques

Q2/ (à l'oral) Les ganglions enflent en réponse à une infection prolongé, on peut donc proposer d’aller les étudier en faisant un prélèvement ou une coupe pour les observer. La fièvre et la fatigue témoignent d’un phénomène généralisé à tous le corps. On suppose qu’il y a donc un rôle du sang qui irrigue tous les organes du corps. On choisit donc d’analyser la composition du sang. On peut également de nouveau étudier le lieu de l’infection voir s’il y a des changements. Q3/ Dans le document 1 on observe un ganglion lymphatique : il contient des cellules particulières les lymphocytes B et T. Or on sait que lorsqu’on est malade ces ganglions enflent. On en déduit qu’il y a donc davantage de lymphocytes produits quand l’infection perdure. Dans le document 2 on observe que le sang contient davantage de leucocytes. : 18.10^9 par litre de sang lorsqu’on est malade contre 4 à 10.10^9 par litre lorsqu’on est en bonne santé. Toujours d’après le document 2 le sérum contient notamment des molécules inflammatoires (produits par des phagocytes) mais aussi des anticorps (produits par les lymphocytes B). Or on sait que les phagocytes étaient déjà impliqués dans la réponse immunitaire innée (présents depuis le début de l’infection).

On en déduit que lorsque l’infection perdure un nouveau type apparait de leucocytes entre en jeu : les lymphocytes. Parmi ceux-ci les lymphocytes B produisent des anticorps présents dans le sérum. Sur le document 3 on observe que sur le site de l’infection il y a non seulement des phagocytes mais aussi des lymphocytes. Or on sait que les phagocytes sont les acteurs de l’immunité innée (présents depuis le début de l’infection). On en déduit que lorsque la réponse immunitaire innée est insuffisante l’alerte lancée par les phagocytes permet à d’autres cellules d’entrer en jeu : les lymphocytes. Point méthode : - Observation = description des éléments utiles du document uniquement - Connaissance = éléments pertinents que vous souhiatez rajouter - Déduction = Réponse à la question de départ Bilan activité 4 : Lorsque la réponse immunitaire innée est insuffisante d’autres cellules d’entrer en jeu : les lymphocytes. Ces derniers se multiplient au niveau des ganglions lymphatiques avant de passer dans le sang pour parvenir sur le lieu d’infection. Les lymphocytes B produisent des anticorps.

Bilan activité 5 : Lors d’une infection par un pathogène donné, les lymphocytes B produisent des anticorps spécifiques. Les anticorps, en se fixant sur leur antigène, peuvent inactiver le pathogène (l’empêcher de se multiplier et de se propager dans l’organisme) et favoriser sa phagocytose. Les lymphocytes T détruisent spécifiquement les cellules infectées par un virus.

Activité 5 : Actions des lymphocytes de l’immunité adaptative Capacités travaillées : Lire et exploiter des documents ; Représenter des données sous différentes formes (le schéma) Problématique : Comment agissent les lymphocytes ? - Les anticorps sont produits par les lymphocytes B - Il existe une spécificité anticorps/antigène - En se fixant sur un antigène, l’anticorps peut inactiver le pathogène (l’empêcher de se multiplier et de se propager dans l’organisme) et favoriser sa phagocytose - Les lymphocytes T détruisent les cellules infectées par les virus Tableau corrigé de l'exercie (légende à retrouver dans le doc 1)

Vocabulaire à connaitre et à replacer :

• Un anticorps : molécule produite par un lymphocyte B, capable de reconnaitre spécifiquement un antigène d’un micro-organisme
• Un antigène ; molécule caractéristique d’un microorganisme qui est spécifiquement reconnu par un anticorps
• La contamination : pénétration d’un organisme par des microorganismes pathogènes
• Un ganglion lymphatique : organe du système immunitaire disséminé dans l’organisme, où se multiplient des leucocytes •
• Une infection : multiplication des microorganismes à l’intérieur d’un organisme vivant
• Un leucocyte : cellule du système immunitaire capable de lutter contre les micro-organismes, aussi appelés globules blancs
• Un lymphocyte : catégorie de leucocytes s’attaquant spécifiquement à un micro-organisme. Niveau collège, on distingue les lymphocytes B (capables de produire des anticorps) et les lymphocytes T (capables de détruire les cellules infectées).
• Un phagocyte : catégorie de leucocytes capable de réaliser la phagocytose (digestion des microorganismes)
• La réponse immunitaire adaptative : défenses spécifique de l’organisme face à un pathogène donnée. Le système immunitaire adaptatif permet d’amplifier la réponse et de mettre en place une mémoire
• La réponse immunitaire innée : défenses immédiates et non spécifique de l’organisme face à une infection

SCHEMA BILAN SEQUENCE 2 : L’organisme face aux infections

Séquence 3 : La lutte contre les microorganismes pathogènes La première façon de lutter contre les microorganismes pathogènes c'est l'hygiène. Mais pour prévenir certaines maladies on peut également se faire vacciner. Activité 1 : La vaccination Problématique : Qu'est ce que la vaccination ? Capacité travaillée : Lire et exploiter des données sous différentes formes ; Travailler la réponse scientifique. J'observe que :

• Selon document 1 la quantité d’anticorps augmente de 0 à plus de 1 unité arbitraire (1,3 environ) suite à la première injection. Puis la quantité d’anticorps se stabilise la 3ème semaine avant de diminuer jusqu’à un peu moins de 1 unité arbitraire (environ 0,7).

• Suite à la deuxième injection la quantité d’anticorps augmente fortement de 0,7 à 5 unités arbitraire en deux semaines avant de diminuer jusqu’à un peu moins de 4 unités arbitraires au bout de 13 semaines.
• [Selon le document 2] les vaccins contiennent des antigènes : ce sont des pathogènes soit vivant atténué, soit déjà inactivés, soit des anatoxines (toxines inactivés) ou encore des sous-unités du pathogène.

Or je sais que :

• Les anticorps sont des molécules qui font partie de la réponse immunitaire adaptative qui se met en place si une infection perdure.
• Les anticorps agissent de manière spécifique en se fixant sur un antigène (motif moléculaire à la surface d’un pathogène).

• La fixation d’un anticorps sur un antigène permet de bloquer le pathogène et de faciliter sa phagocytose.

J'en déduis que :

• La vaccination consiste à réaliser une première injection d’antigènes mais modifiés afin de ne pas nous rendre malade (c’est un apprentissage).

• Suite à une injection d’antigènes une certaine quantité d’anticorps perdure dans le sang et la seconde injection (=vrai rencontre avec le pathogène) provoque une augmentation de la quantité d’anticorps bien plus rapide et plus forte que la première.

Bilan activité 1 : La vaccination consiste à réaliser une première injection d’antigènes mais modifiés afin de ne pas nous rendre malade (c’est un apprentissage). Suite à une injection d’antigènes une certaine quantité d’anticorps perdure dans le sang et la seconde injection (=vrai rencontre avec le pathogène) provoque une augmentation de la quantité d’anticorps bien plus rapide et plus forte que la première (le pathogène est stoppé net).

Activité 2 : Vaccination et rappels Problématique : Pourquoi doit-on effectuer des rappels ? Capacité travaillée : Lire et exploiter des données sous différentes formes (le graphique) ; Travailler la réponse scientifique. J’observe que suite à une injection de vaccin le taux d’anticorps augmente puis diminue :

• Augmente de 0 à 0,004 UI/mL à la première injection puis diminue jusqu'à 0 à 1an
• Augmente de 0,004 à 0,01 UI/mL à la seconde injection puis diminue jusqu’à 0 UI/mL à 5ans
• Augmente de 0,01 à 1 UI/mL à la troisième injection puis diminue jusqu’à 0 UI/mL à 13 ans environ
• Augmente de 0,02 à 5 UI/mL à la quatrième injection puis diminue et est à moins de 0,01 UI/mL vers 25 ans
• Augmente de 0,05 à 10 UI/mL à la cinquième injection

Or il est écrit que 0,01 UI/mL est le taux minimum d’anticorps pour être immunisé. C’est-à-dire pour que le système immunitaire soit capable de reconnaitre et de neutraliser un pathogène avant qu’il ne provoque une maladie. J’en déduis que les rappels sont importants car, sans eux, les taux d’anticorps dans le sang chutent lentement jusqu’à être insuffisants pour nous garantir d’être immunisé.

Bilan activité 2 : Les vaccins et leurs rappels sont importants car ils nous permettent de mettre en place et de conserver une « mémoire » immunitaire suffisante pour être immunisé contre les pathogènes ciblés.

Activité 3 : Tests antigéniques Problématique : Comment identifie-t-on le pathogène qui nous rends malade ? Capacité travaillée : Lire et exploiter des données sous différentes formes (le schéma)

Complément Q1/ Test sérologique Q2/ "Si des anticorps rouges se fixent sur les anticorps fixes de la ligne du test cela signifie que la personne a déjà rencontré le pathogène ou a déjà été vacciné" : VRAI Q3/ Test antigénique reconnait des antigènes Un test sérologique reconnait des anticorps Un test de grossesse reconnait l'hormone hCG

Activité 4 : Les antibiotiques Capacité travaillée : Lire et exploiter des données sous différentes formes Problématique : Comment utiliser les antibiotiques ? Q1/ « Les antibiotiques sont des substances, d’origine naturelle ou synthétique, qui peuvent tuer ou empêcher la croissance de certains microorganismes. » Q2/ On observe dans le document 2 l’évolution de la quantité d’agents pathogènes (en unité arbitraire) en fonction du temps (en heures). Suite à l’injection de pénicilline (un antibiotique) à la 25ème heure :

• La quantité de streptocoques (bactéries) diminue : passant de 9 à 0 unités arbitraires de 25 à 35h
• La quantité d’adénovirus (virus) continue à augmenter : de 6 à 8 unités arbitraires de la 25ème à la 40ème heure.

Or on sait que le patient A est atteint d’une angine bactérienne (due au streptocoque A) et le patient B d’une angine virale. J’en déduis que le docteur X doit prescrire des antibiotiques au patient A uniquement car ils n’auraient pas d’effet sur le patient B.

Bilan activité 3 : On peut identifier un pathogène responsable d’une maladie grâce à des tests antigéniques qui utilisent la capacité d'un anticorps à reconnaitre un motif moléculaire particulier (antigènes ici). D'autres tests (sérologique, de grossesse...) détourne cette propriété des anticorps pour reconnaitre d'autres molécules spécifiques.

Q3/ On observe dans le document 3 l’évolution de la quantité d’agents pathogènes (en unité arbitraire) en fonction du temps (en heures). Suite à l’injection de pénicilline (un antibiotique) à la 25ème heure :

• La quantité de streptocoques A (bactéries) diminue : passant de 9 à 0 unités arbitraires de 25 à 35h
• La quantité d’adénovirus (virus) continue à augmenter : de 6 à 8 unités arbitraires de la 25ème à la 40ème heure.
• La quantité de streptocoques B (bactéries) continue à augmenter : de 9 à 12 unités arbitraires de 25 à 40h

J’en déduis que la pénicilline est inutile contre les adénovirus et les streptocoques B. Q4/ On sait que le Patient B est atteint d’une angine virale, le docteur X ne doit pas lui donner d’antibiotiques car : Ils sont inutiles contre les virus (on l’a observé dans le document 3 et le texte qui accompagne le graphique le confirme) De plus il est précisé que « l’utilisation inadaptée d’antibiotique augmente le nombre de bactéries résistantes ». On doit donc éviter de donner des antibiotiques quand ils sont inutiles.

Q5/ On observe sur le document 4 un antibiogramme. Les bactéries forment un tapis blanc. Si l’antibiotique est efficace une auréole transparente apparait autour de la pastille car les bactéries aux alentours sont détruites. Or on sait que la pénicilline est inefficace contre le streptocoque B. On en déduit que la pénicille correspond à une pastille sans auréole (= pas de bactéries détruites) : la pastille F (ou peut être la A qui montre une très faible efficacité). Q6/ Prescriptions :

• Pour le Patient A de la pénicilline : l’antibiotique détruira les bactéries streptocoques A qui l’ont infecté (voir doc 5)
• Pour le patient B : pas de traitement hormis éventuellement du paracétamol (doliprane ou autres) qui combat les symptômes de douleurs et de fièvre mais n’a pas d’effet direct sur le pathogène.

Les antibiotiques seraient en effet inutiles contre les virus et d’autres antibiotiques pourraient ne pas être efficace contre le streptocoque A. Or l’usage inapproprié des antibiotiques augmente le nombre de bactéries résistantes. En effet à chaque fois qu’on utilise des antibiotiques on sélectionne les individus bactériens qui sont capables d’y résister. Avec le temps il y aura donc de plus en plus de bactéries résistantes. Il est donc très important de ne pas utiliser les antibiotiques quand ils ne sont pas nécessaires sinon on risque de ne plus être capable de soigner les infections courantes à l’avenir.

Bilan activité 4 : Les antibiotiques sont des substances, d’origine naturelle ou synthétique. On les utilise contre les bactéries car ils permettent de les tuer ou d’empêcher leur multiplication. Cependant les antibiotiques sont inefficaces contre les virus. On peut choisir quel antibiotique utiliser en testant la sensibilité ou la résistance d’une bactérie à plusieurs antibiotiques grâce à un antibiogramme. Il est important de faire le bon choix car l’utilisation inadaptée d’antibiotiques augmente le nombre de bactéries résistantes. Or le nombre de bactéries résistantes ne cesse d’augmenter et fait craindre aux médecins que les antibiotiques deviennent complètement inefficaces à l’avenir. Les maladies infectieuses redeviendraient alors la première cause de mortalité dans le monde.

SCHEMA BILAN SEQUENCE 3 : Lutter contre les microorganismes pathogènes Vocabulaire nouveau : mémoire immunitaire ; vaccination ; tests antigéniques ; antibiotiques ; bactéries résistantes

Thème : La vie et l'organisation du vivant

Séquence 4 : L'origine de nos caractères

Séquence 5 : L'évolution de la biodiversité

Séquence 4 : L'origine de nos caractères Rappels des classes précédentes : Les caractères Définition d'une espèce (3 critères : ressemblance ; reproduction ; reproduction des descendants) Existence de caractères héréditaires et non héréditaires Point commun des espèces : la cellule Schémas de cellules :

Activité 1 : Localisation de l’information héréditaire Capacité travaillée : Construire une réponse scientifique Problématique : Où se situe l’information héréditaire dans une cellule ? On suppose que l'information héréditaire est localisé dans le noyau. Dans l'expérience de clonage, on prélève le noyau de Dylan (un boxer) et on l'insère dans un ovule sans noyau d'une femelle A (elle fournit la membrane et le cytoplasme). La cellule hybride est implantée dans une mère porteuse et l'individu qui se développe ressemble à Dylan. On en déduit que l'information héréditaire est bien localisé dans le noyau : hypothèse validée. Bilan rappels et activité 1 : L’ensemble de nos caractères visibles constitue notre phénotype. Il nous permet de nous distinguer entre individus et entre espèces. Une partie de nos caractères est héréditaire (transmis entre générations). L’information héréditaire est localisée dans le noyau.

Activité 2 : Chromosomes et caryotypes Capacités travaillées : Lire et exploiter des supports ; représenter des données sous différentes formes (dessin d’observation – caryotype). Problématique : Que trouve-ton dans le noyau d’une cellule ? PARTIE 1 : Etude au microscope des chromosomes Observation au microscope optique x400 :

On observe les noyaux : ils ne sont pas homogènes, la plupart ont un aspect "garnuleux"/hétérogène, et chez certrains on voit nettement des filaments : ce sont les chromosomes qui sont plus ou moins "condensés". C'est à dire que l'ADN qui les compose est "déplié" en situation normal, la cellule peut ainsi y avoir accès et réalisé son activité cellulaire. Mais au moment de la division cellulaire, les chromosomes sont soigneusement "rangés" afin de les répartir équitablement dans les deux futurs cellules filles.

PARTIE 2 : Caryotype sur table Q1/ "Un caryotype est une représentation ordonnée de l'ensemble des chromosmes d'une cellule [...], classés selon leur taille et leur forme [...] par paires, de la plus grande à la plus petite". Q2/ Oui toutes les cellules d'un organisme possèdent les mêmes chromosomes. En effet sur le document 2 on constate que les cellules embryonnaires ont le même caryotype que les cellules spécialisé une fois l'individu formé. Q3/ La différence se situe sur la 23ème paire de chromosomes : - XX chez la femme - XY chez l'homme Q4/

Q5/ Bilan activité 2 : Le noyau contient des chromosomes (filament constitué en partie d’ADN). Le nombre de chromosomes est différent entre les espèces mais il est identique au sein d’une même espèce : 46 chromosomes dans l’espèce humaine qu’on regroupe en 23 paires de chromosomes homologues dans un caryotype. La 23ème paire est cependant différente entre une femme et un homme : - XX chez une femme - XY chez un homme

Caryotype d'huitre

Activité 3 : Gène et allèles Capacités travaillées : Lire et exploiter des supports (schéma) Problématique : Qu'est ce qu'un gène et quelle est la différence avec un allèle ? - Le schéma de transgenèse nous permet de déterminer qu'un gène est un fragment de chromosome (composé d'ADN) qui détermine un caractère (ici la fluorescence). - Un allèle est une version d'un gène

Bilan activité 3 : Chez l'être humain on recense environ 20 000 gènes. Les gènes sont des fragments d'ADN qu'on peut localiser sur nos chromosomes et qui codent pour un caractère. Or on sait que les chromosomes se regroupent par paire : dans chaque paire un chromosome est hérité de la mère et l'autre du père. Chaque gène est donc présent en deux versions. Une version d'un gène est appelé un allèle.

un exemple de transgenèse : le lapin fluorescent

Activité 4 : Histoire des sciences Gregor Mendel et la génétique Capacités travaillées : Représenter des données sous différentes formes ; développer sa culture scientifique Problématique : D'où vient la notion de gène ? Schéma des expériences de Mendel sur la longueur des tiges

Bilan activité 4 : Au XIXème siècle, Gregor Mendel, a déduit de nombreuses expériences rigoureuses sur les pois qu'il existait deux facteurs, un maternel et un paternel, qui déterminaient les caractères d'un individu. On parle aujourd'hui d'allèles d'un gène. - Un allèle est dominant s'il est à l'origine de ma forme du caractère dès qu'il est présent. - Un allèle est récessif s'il est à l'origine de la forme du caractère lorsqu'il est présent en deux exemplaires. - Si les deux allèles ont participé à la forme du caractère, ils sont codominants. - De nombreux caractères sont déterminés par plusieurs gènes, ce qui complique le lien entre gènes, allèles et caractères.

Exercices d'entrainement

Dessins de reconstitution de l'environnement d'Avignon à différentes époques :

SEQUENCE 5 : l'évolution de la Biodiversité

Activité 1 : Constater l'évolution de la biodiversité à l’échelle des temps géologiques Problématique : La biodiversité a-t-elle toujours été la même ? Capacités travaillées : Représenter des données sous différentes formes Q1/ La biodiversité désigne l'ensemble des organismes vivants et des écosystèmes auxquels ils appartiennent. On étudie la biodiversité passée à l'aide des fossiles : La fossilisation :

Bilan activité 1 : La biodiversité comprend l'ensemble des organismes vivants et les écosystèmes auxquels ils appartiennent. On étudie la biodiversité passée à l'aide des fossiles (matière organique minéralisée = roche), c'est le travail des paléontologues. On constate qu'au cours du temps des espèces disparaissent et d'autres apparaissent : la biodiversité évolue.

Activité 2 : la sélection naturelle Capacité travaillées : Lire et exploiter des informations sous différentes formes Problématique : Comment expliquer l’évolution de la biodiversité ? - La théorie de l'évolution, c'est pas sorcier : Deux personnages à connaitre en histoire des sciences qui ont proposer une explication à l'évolution :

DARWIN (transmission des caractères innés issus de mutations = c'est l'environnement qui sélectionne les individus les plus adaptés

schéma à connaitre par coeur

LAMARCK (transmission des caractères acquis au cours de la vie = c'est l'individu qui s'adapte à son environnement)

Cas concrets : Exemple 1 : Les phalènes du bouleau

Cas concrets : Exemple 1 : Les phalènes du bouleau

Exemple 2 : Les souris des dunes

On observe que : - il existe deux phénotypes de phalènes du bouleau, sombre (carbonaria) ou claire (typica) d'après le document 3. - A partir de 1970 la dépollution a permit aux troncs de bouleaux de redevenir clairs et le pourcentage de formes sombres est passé de 90% dans les années 70 à 0% après les années 2000 (document 1) - La forme sombre a moins de chance de survie (plus visible) dans les zones dépolluées que les formes claires : 68% de survie contre 78% (document 2) Or on sait que la sélection natiurelle est la sélection (survie et reproduction) des individus les plus adaptés dans un environnement donné On en déduit que, suite à la dépollution rendant les tronc de bouleau clairs, les formes typica (claires) sont les plus adaptés aujourdhui. Il s'agit bien d'un exemple de sélection naturelle.

On observe que : - il existe une certaines diversité de phénotypes de pelages chez les souris des dunes allant des claires (sous espèce leucocephalus) aux sombres (sous espèce griseus) (document 1) - A la plage les souris sombres sont plus attaquées que les souris claires : 75% d'attaquées contre 25% (document 2) - A la campagne c'est l'inverse : les souris sombres sont attaquées à 25% et les souris claires à 75% Or on sait que la sélection natiurelle est la sélection (survie et reproduction) des individus les plus adaptés dans un environnement donné On en déduit que, selon l'environnement, c'est un type de pelage ou un autre qui est le plus adapté : les souris claires à la plage, les souris sombres à la campganes. Il s'agit bien d'un exemple de sélection naturelle.

Au fil du temps et des générations, elle conduit à la mise en place d'un ensemble de caractéristiques dans la population d'une espèce. Il en résulte une transformation de la population au cours du temps, qui devient plus adaptée à son environnement. Les individus varient. La population évolue. Les mutations, donnant des individus différents, apparaissent au hasard. Les individus n’ont pas fait exprès de changer ; n’ont pas volontairement modifié leur ADN. Les pressions environnementales peuvent également changer. Ici, le changement vers un climat plus humide entraine l’apparition de la végétation. Dans ce nouvel environnement la pression de sélection n’est plus la même. Les Lithipodius clairs deviennent visibles pour les prédateurs. Les Lithipodius verts sont moins visibles, pourront se reproduire, transmettre leurs allèles ‘’couleur verte’’ à leur descendants. Ainsi, tant qu'il y a des variations dans la population, de nouvelles adaptations peuvent se produire et assurer la survie de l'espèce. Des individus moins adaptés ont existé mais n’ont pas vécu assez longtemps, ou n’ont pas eu assez de descendants pour qu’on puisse les observer actuellement, dans l’environnement actuel.

Généralisation et bilan : La sélection naturelle Vidéo associée : https://youtu.be/M3bROOvWMcM Bien que les descendants héritent de nombreuses caractéristiques de leurs parents, il n'y a pas deux individus dans la nouvelle génération qui soient exactement les mêmes. Cette variabilité des individus est due aux mutations et à la présence d’allèles différents. Elle est vitale pour la survie de l'espèce. Dans cet exemple, seule une fraction des Lithipodius survivra réellement, et assez longtemps pour se reproduire. En effet, les prédateurs font exercer un tri dans la population. Par conséquent, seuls ceux avec les caractéristiques les mieux adaptées à la survie dans l'environnement transmettront leurs allèles à la prochaine génération. Ceux dont les caractéristiques sont moins favorables dans cet environnement ont moins de chances de survivre et de se reproduire. Ce processus est appelé la sélection naturelle.

Affiche Laure Michaud, professeur de physique chimie