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Livre du professeur
C O L L E C T I O N
Claude Lizeaux Denis Baude
SCIENCES de la VIE et de la TERRE
Sous la direction de Claude Lizeaux et de Denis Baude, ce livre
a t crit par :
Adeline Andr Yves Jusserand
Denis Baude Guy Lvque
Christophe Brunet Claude Lizeaux
Jean-Yves Dupont Paul Pillot
Bruno Forestier Stphane Rabouin
Emmanuelle Franois Andr Vareille
le
STProgramme 2012
Enseignement Spcifique
Enseignement de Spcialit
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2Sommaire
Les ressources des manuels numriques
..................................................................
3
1Gntique et volution
Partie
Objectifs gnraux . ... .... .. .. .. . .. .. . . .. . .. .
......................................................................................
24
Chapitre 1 Le brassage gntique et la diversit des gnomes
.................. 28
Chapitre 2 Des mcanismes de diversification des tres vivants
............. 43
Chapitre 3 De la diversification des tres vivants lvolution de
la biodiversit .. 57
Chapitre 4 Un regard sur lvolution de lHomme
.............................................. 67
Chapitre 5 La vie fixe chez les plantes, rsultat de lvolution
................. 84
2Les continents et leur dynamique
Partie
Objectifs gnraux . ... .... .. .. .. . .. .. . . .. . .. .
......................................................................................
102
Chapitre 1 La crote continentale
..............................................................................
104
Chapitre 2 La formation des chanes de montagnes
........................................ 114
Chapitre 3 Zones de subduction et production de crote
continentale .. 125
Chapitre 4 La disparition des reliefs
..........................................................................
133
Bilan gnral de la gologie . . .. . .. .
......................................................................................
128
3Enjeux plantaires contemporains
Partie
Objectifs gnraux . ... .... .. .. .. . .. .. . . .. . .. .
......................................................................................
144
Chapitre 1 Gothermie et proprits thermiques de la Terre
...................... 146
Chapitre 2 La plante domestique
.............................................................................
162
4Corps humain et sant
Partie
Objectifs gnraux . ... .... .. .. .. . .. .. . . .. . .. .
......................................................................................
178
Chapitre 1 La raction inflammatoire, un exemple de rponse inne
... 183
Chapitre 2 Limmunit adaptative, prolongement de limmunit inne ..
195
Chapitre 3 Le phnotype immunitaire au cours de la vie
.............................. 210
Chapitre 4 Une commande rflexe des muscles
................................................. 216
Chapitre 5 Motricit volontaire et plasticit crbrale
................................... 229
Le programme de SVT de Terminale S Spcifique
............................................................. 5
Enseignement Spcifique
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3 Bordas /SEJER, Paris, 2012ISBN 978-2-04-732978-8
Enseignement de Spcialit
Le programme de SVT Terminale S Spcialit
...................................................... 242
Objectifs gnraux . ... .... . .. . .. . .. .. . . ..
..........................................................................................
246
Chapitre 1 La photosynthse
........................................................................................
249
Chapitre 2 Respiration et fermentations cellulaires
........................................ 262
Chapitre 3 Lutilisation de lATP par les muscles
................................................. 277
Objectifs gnraux . ... .... . .. . .. . .. .. . . ..
..........................................................................................
278
Chapitre 1 Latmosphre primitive et son volution
........................................ 291
Chapitre 2 Lvolution rcente de latmosphre et du climat
..................... 300
Chapitre 3 De lvolution rcente du climat au climat de demain
............ 313
Chapitre 4 Le Crtac : une priode particulirement chaude
................... 326
Objectifs gnraux . ... .... . .. . .. . .. .. . . ..
..........................................................................................
336
Chapitre 1 La catalyse enzymatique
.........................................................................
338
Chapitre 2 La rgulation de la glycmie
..................................................................
347
Chapitre 3 Les diabtes . .. . .. . ..
.........................................................................................
356
1nergie et cellule vivante
Partie
2Atmosphre, hydrosphre, climats : du pass lavenir
Partie
3 Glycmie et diabtePartie
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4Elles sajoutent au manuel numrique simple pour constituer le
manuel numrique enrichi.
Les ressources numriques ont t rassembles et conues pour une
utilisation interactive et ouverte. Elles laissent une large place
la libert pdagogique du professeur ou de lquipe enseignante autant
dans les choix de documents ou dactivits que dans les moda-lits de
mise en uvre. Lune des lignes conductrices est de permettre une
mise en activit de llve dve-loppant interrogation, rflexion et
recherche dexplica-tions tout en privilgiant son autonomie. Nous
avons galement voulu, sur un certain nombre de chapitres,
constituer une ressource varie mais homogne four-nissant divers
outils qui se compltent autant dans la nature des documents que
dans les modes de repr-sentation utiliss. Ainsi, propos de
lutilisation de lATP par la fibre musculaire , on trouvera une vido
en microcinmatographie pouvant relayer lobserva-tion microscopique
dune fibre musculaire en prsence dATP, une vido rsultat de
lexploitation dynamique de plusieurs fichiers de molcules et
montrant linte-raction entre les myofilaments, une animation
expli-quant comment le dplacement des ttes de myosine entrane les
filaments dactine et un schma-bilan anim prsentant la connaissance
exigible du mca-nisme. Le professeur dispose alors dun ensemble
plus cohrent quune compilation partir de la toile . Cette cohrence
existe galement par rapport aux documents du manuel.
Les ressources proposes sont de divers ordres : des vidos issues
des mdias, documents carac-tre scientifique ou socital, des vidos
en macroscopie ou microscopie pour observer ou complter une
manipulation, des modlisations dynamiques de molcules en trois
dimensions, des diaporamas pour faciliter lexprimentation ou servir
de guide lors des TP, des animations en lien avec les activits du
livre, des schmas-bilan anims, des fiches pour aller plus loin ,
des exercices interactifs pour sentraner et svaluer.
Des vidos pour observer et mieux comprendreLes vidos issues des
mdias ou darchives : ces courts articles sont prcieux pour mettre
en place un ques-tionnement, lancer un dbat, apporter des lments
dexplication ou donner une dimension plus concrte
un fait scientifique : titre dexemple, citons les reportages sur
la dcouverte du primate Ida (voir manuel enseignement spcifique p.
88), les mutations gntiques chez les moustiques ( mcanisme
volu-tifs et biodiversit p. 64), la gothermie en Guade-loupe
(manuel enseignement spcifique p. 243) ou les dix ans de la greffe
des mains (p. 374).Les vidos de manipulations de paillasse ne se
subs-tituent pas une activit pratique : certaines peu-vent servir
de guide lors de la ralisation par llve lui-mme (cest le cas de la
dissection du testicule de criquet) ou servir de complment une
manipu-lation qui naurait pas t suffisamment dmonstra-tive (cas des
mouvements de convection).Des vidos scientifiques sorties du
laboratoire ou de services spcialiss : ce sont des vidos en
micro-cinmatographie destines enrichir des observa-tions ralises
par llve (exemples : la caryogamie chez un nmatode, la contraction
dune fibre mus-culaire, la cyclose chez llode, etc.) ou des
mani-pulations de laboratoire (mise en uvre dun rhizo-tron lINRA ;
manuel p. 110).Le site www.bordas-svtlycee.fr propose des liens
vers des ressources extrieures (exemples de vidos : le
chimiotactisme des lymphocytes ou lattaque dun fibroblaste par un
lymphocyte T cytotoxique).
Des modlisations dynamiques de molcules en trois dimensionsLe
manuel est maill de photographies de molcules ou de complexes
molculaires en trois dimensions. La plupart sont galement proposs
sous forme de modlisations dynamiques (vidos). Lobjectif nest pas
de se substituer une activit de llve avec un logiciel de traitement
de donnes molculaires (Molusc, Rastop ou autre) mais l encore, de
crer une situation de choix pdagogique.La plupart des vidos ont t
construites pour tre des outils de recherche dexplication (exemple
: com-ment une cellule prsentatrice dantigne expose-t-elle sa
surface de petits fragments de lantigne quelle a phagocyt ?).
Lutilisation peut tre collec-tive ou dans le cadre dun
atelier.Dautres vidos exploitent plusieurs fichiers de coor-donnes
tridimensionnelles de molcules issues de la Protein Data Bank.
Chacun de ces fichiers correspond une conformation instantane de
ces molcules. Des enchanements dimages permettent de saisir la
dis-position et les modifications spatiales des structures.
Les ressources numriques du manuel SVT de Terminale scientifique
(spcifique et spcialit)
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5Programme
Ltude est particulirement pertinente dans le cas de la liaison
actine-myosine ou de la relation enzyme-substrat. En situation de
travaux pratiques, un voire deux fichiers peuvent tre exploits par
les lves et la comprhension de la dynamique du systme ne peut tre
apprhende qu travers une compa-raison dimages. La vido trouve sa
place lors dune phase de bilan ou pour faire un lien entre
diffrentes images explores de faon spare.Lindex des fichiers de
coordonnes molculaires figure la fin de chaque vido. Ces fichiers
sont tl-chargeables sur le site www.bordas-svtlycee.fr. Il en est
de mme pour les fichiers de squences exploi-tables avec des outils
tels quAnagne ou Phylogne.
Des diaporamas pour faciliter lexprimentation, des outils pour
les TPUn certain nombre dactivits exprimentales requi-rent le suivi
par llve dun protocole rigoureux. Cest le cas de la culture in
vitro de la pomme de terre (enseignement spcifique p. 266) ou la
rali-sation de la raction dOuchterlony (enseignement spcifique p.
316), lextraction des grains de pollen dune tourbe (enseignement de
spcialit p. 102) ou encore les expriences du foie et muscle lavs
(enseignement de spcialit p. 188).Loption a t prise de proposer un
diaporama gui-dant llve pas pas dans la conduite de son pro-tocole,
lordinateur tant devenu un instrument de paillasse. Le diaporama
peut aussi tre utilis en col-lectif ou en libre-service.
Des animations en lien avec les activits du livreLa comprhension
dun mcanisme, dun phnomne ou dune technique peut tre facilite par
un schma. Elle sera plus facile si llve peut en apprhender la
complexit travers une animation dans laquelle il peut ventuellement
gnrer diffrentes situations. Lanimation sur la boucle de rgulation
de la glyc-mie, la phase chimique de la photosynthse (cycle de
Calvin), linteraction actine-myosine ou encore lint-gration de
diffrentes informations par le neurone en sont des exemples. Si
lutilisation en collectif est pos-sible, celle en atelier ou
libre-service reste plus adapte.Ces animations sont accessibles sur
le site www.bordas-svtlycee.fr.
Des schmas-bilan animsUn schma-bilan offre de nombreuses
informations souvent trs symbolises et de faon synthtique. Une
telle reprsentation est souvent difficile exploiter par llve dans
la mesure o il ne sait pas o dmar-rer et comment en effectuer la
lecture. Ceci est encore plus vrai sil sagit dun schma montrant un
mca-
nisme de rgulation comme la rgulation de la gly-cmie (spcialit
p. 197) ou un flux de matire ou dnergie (spcifique partie 3
chapitre 1).Les schmas-bilans anims proposent une progres-sion. Ils
peuvent tre exploits en collectif, comme support de synthse mais
galement individuelle-ment ou en petit groupe : les lves laborent
alors par eux-mmes la synthse en sappuyant sur lou-til propos.
Des fiches pour aller plus loinElles ont t rdiges la manire
darticles, proches de lactualit scientifique tout en restant la
porte des lves. Lintention est daller plus loin, de sinter-roger ou
dbattre sur des aspects volutifs ( limmu-nit inne, une invention
ancestrale ), des problmes de socit ou de sant ( enfin un vaccin
contre le paludisme ? ), ou lhistoire des sciences ( Galvani et
llectricit animale ). Certaines dentre elles ren-voient vers des
sites dintrt.
Des exercices interactifs pour sentraner et svaluerIls
reprennent les exercices du livre (questions choix multiple, vrai
ou faux ou QCM de type BAC ). Ils ne sont pas seulement un outil
dvaluation mais se veulent tre galement un instrument
dapprentis-sage. Le choix a donc t fait, en cas derreur, de ne pas
proposer la bonne rponse. chaque instant, llve peut faire appel une
aide sous la forme dun document ou dune activit lui permettant de
confir-mer ou de prciser ses connaissances avant de for-muler, si
ncessaire, une nouvelle rponse.
Le site ressource www.bordas-svtlycee.frIl propose en libre accs
et tlcharger : Les fichiers des modles molculaires en trois
dimensions (.pdb) des molcules prsentes dans le manuel et dans les
vidos. Ils sont exploitables avec les outils classiques (Rasmol,
Rastop ou autre vision-neuse de molcules). Des documents tlcharger
: ce sont les fichiers de squences nucliques ou polypeptidiques
prsents dans de nombreuses activits. Ils sont exploitables avec un
logiciel de traitement de squence (Anagne ou autre pour les
fichiers .edi, Phylogne pour les fichiers .aln). Cette rubrique
offre aussi les fiches (.pdf) impri-mables (voir ci-dessus fiches
pour aller plus loin ). Un annuaire de sites : il propose des liens
vers des sites contrls et slectionns pour leur intrt pda-gogique.
On y trouvera des documents scientifiques intressants par rapport
au programme ou des proto-coles ou dmarches pdagogiques souvent
innovantes. Des animations en lien avec les activits du manuel.
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6Prambule
I - LES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE AU LYCE
1. Les sciences de la vie et de la Terre dans le parcours de
llve en lyce
Les objectifs de lenseignement des sciences de
la vie et de la Terre
Au lyce, les sciences de la vie et de la Terre sont une voie de
motivation et de russite pour la poursuite de la formation
scientifique aprs le collge et la pr-paration lenseignement
suprieur ; elles participent galement lducation en matire de sant,
scurit, environnement, de tout lve qui choisira une orienta-tion
vers des filires non scientifiques. La discipline vise trois
objectifs essentiels :
aider la construction dune culture scienti-fique commune fonde
sur des connaissances consid-res comme valides tant quelles
rsistent lpreuve des faits (naturels ou exprimentaux) et des modes
de raisonnement propres aux sciences ;
participer la formation de lesprit critique et lducation
citoyenne par la prise de conscience du rle des sciences dans la
comprhension du monde et le dveloppement de qualits intellectuelles
gnrales par la pratique de raisonnements scientifiques ;
prparer les futures tudes suprieures de ceux qui poursuivront
sur le chemin des sciences et, au-del, les mtiers auxquels il
conduit ; aider par les acquis mthodologiques et techniques ceux
qui sorienteront vers dautres voies.
Trois thmatiques structurantes
Pour atteindre ces objectifs, les programmes sarti-culent autour
de trois grandes thmatiques qui, dans une large mesure, ne sont pas
indpendantes.
La Terre dans lUnivers, la vie et lvolution du vivant. Il sagit
de montrer dans le cadre des domaines propres aux sciences de la
vie et de la Terre que la science construit, partir de mthodes
dargumentation rigoureuses fondes sur lobservation du monde, une
explication cohrente de son tat, de son fonctionne-ment et de son
histoire. Au-del de la perspective cultu-relle, cette ligne de
rflexion prpare aux mtiers les plus proches des sciences
fondamentales (recherche, ensei-gnement).
Enjeux plantaires contemporains. Il sagit de montrer comment la
discipline participe lapprhen-sion rigoureuse de grands problmes
auxquels lhuma-nit daujourdhui se trouve confronte. Au-del de
la
proccupation citoyenne qui prpare chacun lexer-cice de ses
responsabilits individuelles et collectives, la perspective utilise
ici conduit aux mtiers de la ges-tion publique, aux professions en
lien avec la dynamique de dveloppement durable et aux mtiers de
lenviron-nement (agronomie, architecture, gestion des ressources
naturelles).
Corps humain et sant. Centre sur lorganisme humain, cette
thmatique permet chacun de comprendre le fonctionnement de son
organisme, ses capacits et ses limites. Elle prpare lexercice des
responsabilits indi-viduelles, familiales et sociales et constitue
un tremplin vers les mtiers qui se rapportent la sant (mdecine,
odontologie, dittique, pidmiologie, etc.).
Ces trois thmatiques ne sont en rien des catgories rigides mais
bien des directions de rflexion. Elles ne se substituent pas aux
dcoupages traditionnels de la disci-pline (biologie et gologie par
exemple) et conduisent la dcouverte progressive des grands domaines
quelle recouvre. En particulier, les sciences de la Terre
conser-vent une originalit quil convient de ne pas nier. Les thmes
gnraux aident montrer la cohrence globale du champ intellectuel
concern, centr sur un objet dtude la nature et des mthodes fondes
sur la confronta-tion entre les ides scientifiques et les faits
naturels ou exprimentaux. Elles aident aussi situer lenseignement
dispens dans la perspective de la construction dun pro-jet de vie
propre chaque lve.
Dans chaque thmatique, la construction des savoirs se ralise peu
peu tout au long de la scolarit. Cette continuit est conue pour
faciliter la progressivit des apprentissages, sans pour autant
empcher la souplesse ncessaire llaboration dun parcours de
formation pour chaque lve.
Les sciences de la vie et de la Terre dans le nou-
veau lyce
Lenseignement des sciences de la vie et de la Terre prend en
compte les objectifs gnraux de la rforme des lyces. Les bases trs
gnrales tablies en classe de seconde conduisent, dans les classes
de premire puis de terminale, des approfondissements, des
gnralisa-tions, des approches complmentaires. En terminale S, les
enseignements sinscrivent dans une logique scien-tifique encore
plus marque.
Pour participer une meilleure information des lves sur les
possibilits qui soffrent eux, au-del mme du lyce, le programme
sorganise, comme cela a t soulign, autour de thmatiques qui aident
au rep-rage de grands secteurs dactivits professionnelles. En
outre, chaque fois que cela sera possible, les professeurs
saisiront les occasions offertes afin dattirer lattention
Programme de SVT Terminale S Spcifique
(Bulletin officiel spcial n 8 du 13 octobre 2011)
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7Programme
Ainsi, chaque lve rencontrera dans les meilleures condi-tions
loccasion daller sur le terrain, de dissquer, de pr-parer et
raliser des observations microscopiques, dex-primenter avec laide
dun ordinateur, de modliser, de pratiquer une recherche
documentaire en ligne, etc.
Lactivit exprimentale offre la possibilit llve de rpondre une
situation-problme par la mise au point dun protocole, sa
ralisation, la possibilit de confrontation entre thorie et
exprience, lexploita-tion des rsultats. Ainsi, llve doit pouvoir
laborer et mettre en uvre un protocole comportant des exp-riences
afin de mettre lpreuve ses hypothses, faire les schmatisations et
les observations correspondantes, raliser et analyser les mesures,
en estimer la prcision et crire les rsultats de faon adapte.
Il est dusage de dcrire une dmarche dinvestigation comme la
succession dun certain nombre dtapes types :
une situation motivante suscitant la curiosit ; la formulation
dune problmatique prcise ; lnonc dhypothses explicatives ; la
conception dune stratgie ou dun protocole
pour prouver ces hypothses ; la mise en uvre du projet ainsi
labor ; la confrontation des rsultats obtenus et des hypo-
thses ; llaboration dun savoir mmorisable ; lidentification
ventuelle de consquences pra-
tiques de ce savoir.Ce canevas est la conceptualisation dune
dmarche
type. Le plus souvent, pour des raisons varies, il convient den
choisir quelques aspects pour la conception des sances. Cest l
aussi un espace de libert pdagogique pour le professeur qui
vrifiera toutefois qu lissue de lanne, les diffrentes tapes auront
bien t envisages et pratiques. Pour que la dmarche dinvestigation
soit un rel outil de formation, une vision qualitative plutt que
quantitative est prfrable : mieux vaut argumenter bien et lentement
quargumenter mal et trop vite. Cette dmarche constitue le cadre
intellectuel appropri pour la mise en uvre dactivits de
laboratoire, notamment manipulatoires et exprimentales,
indispensables la construction des savoirs de la discipline.
Les activits en laboratoire doivent aussi tre loc-casion
daborder des tches complexes. partir dune question globale, elles
sont loccasion de dvelopper les comptences des lves, leur autonomie
de raisonnement et leur attitude critique.
Les technologies de linformation et de la com-
munication
Les technologies de linformation et de la commu-nication seront
mises en uvre dans de nombreuses cir-constances. Il pourra sagir
doutils gnralistes dont on fera ici un usage spcialis, notamment
internet en utili-sation conjointe avec des techniques de
laboratoire clas-siques. Mais on veillera aussi dvelopper les
savoir-faire des lves relativement aux technologies plus
spciali-ses, comme par exemple lexprimentation assiste par
ordinateur, technique indispensable pour une for-mation moderne et
efficace des lves.
sur des mtiers plus prcis, dont lexercice profession-nel prsente
un certain rapport avec les questions abor-des en classe.
Pour participer la prise en compte de la diver-sit des lves, une
grande marge de libert est laisse aux professeurs, seuls mme de
dterminer les moda-lits pdagogiques adaptes leurs lves. En outre,
il est toujours possible de diversifier les activits lint-rieur
dune mme classe pour traiter un mme point du programme.
2. Les conditions dexercice de la libert pda-gogique du
professeur
Le programme est conu pour laisser une trs large place la libert
pdagogique du professeur et/ou de lquipe disciplinaire. Cette
libert porte sur les modali-ts didactiques mises en uvre, sur
lordre dans lequel seront tudis les thmes, sur les exemples choisis
ainsi que, dans une mesure raisonnable, sur lampleur de
largumentation dveloppe dans le cadre de tel ou tel sujet. Cest
pour respecter la libert de choix dexemples que les objectifs de
formation sont dfinis avec un grand degr de gnralit.
Nanmoins, la libert pdagogique ne saurait man-ciper des
objectifs de formation rappels ci-dessus. Pour aider atteindre ces
objectifs, quelques principes didac-tiques gnraux sont rappels
ci-dessous, dont il convient de faire un usage adapt.
Les comptences : une combinaison de connais-
sances, capacits et attitudes
Lacquisition des connaissances reste un objectif important de
lenseignement, mais il doit tre replac dans un tout dont font aussi
partie capacits et attitudes. Connaissances, capacits et attitudes
sont trois objec-tifs de formation de statuts galement
respectables. Ceci conduit leur porter la mme attention au moment
de la conception des mises en uvre pdagogiques, y compris les
valuations. Celles-ci prendront en compte, chaque fois que
possible, ces trois objectifs de forma-tion. Si les connaissances
scientifiques mmoriser sont raisonnables, cest pour permettre aux
enseignants de consacrer du temps pour faire comprendre ce quest le
savoir scientifique, son mode de construction et son vo-lution au
cours de lhistoire des sciences.
La dmarche dinvestigation
La poursuite des objectifs de formation mthodo-logique implique
gnralement que lon mette en uvre une pdagogie active, au cours de
laquelle llve par-ticipe llaboration dun projet et la construction
de son savoir. La dmarche dinvestigation, dj pratique lcole
primaire et au collge, prend tout particulire-ment son sens au lyce
et sappuie le plus souvent pos-sible sur des travaux dlves en
laboratoire. Des activi-ts pratiques, envisageables pour chacun des
items du programme, seront mises en uvre le plus souvent pos-sible.
Le professeur sassurera que les lves utilisent des mthodes et
outils diffrencis sur lensemble de lann e.
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8unique ne le permettrait. Ils sont en outre loccasion de
dvelopper les qualits dexpression, dcoute et de res-pect mutuel,
dans le cadre des rgles de scurit.
Lvaluation des lves
Ds la classe de Seconde, les valuations formatives jouent un rle
important pour aider les lves sadap-ter leur nouveau cadre de
travail.
Les dimensions diagnostique, formative et som-mative en termes
de connaissances, de capacits et dat-titudes ont chacune leur
utilit. Le professeur choisit des supports pertinents afin daider
les lves le long de leurs parcours. Il facilite ainsi un
accompagnement personna-lis permettant un suivi des apprentissages
et une orien-tation claire. Sans exagrer le temps annuel consa-cr
lvaluation sommative, il convient de concevoir des contrles
rguliers, de dures varies et cibls sur quelques comptences bien
identifies qui varient dun sujet lautre. Lorganisation prcise des
valuations dpend de la classe et constitue, tout au long du lyce,
un cheminement progressif qui conduit au baccalaurat.
Les activits pratiques individuelles des lves, quil convient de
dvelopper le plus souvent possible, sont ga-lement loccasion
dvaluer les acquisitions des capacits techniques et exprimentales.
Non seulement le suivi de leur acquisition permet de vrifier le
dveloppement dune forme de rigueur de raisonnement spcifique aux
sciences exprimentales, mais encore, cest une prparation
progres-sive, indispensable ds la classe de Seconde, une forme
dvaluation que les lves pourront rencontrer au bacca-laurat et au
cours de leurs tudes suprieures. Lvaluation de la capacit
communiquer loral est aussi renforcer.
3. Les sciences de la vie et de la Terre, discipline
douverture
Les sciences de la vie et de la Terre sont une dis-cipline
ouverte sur les grands problmes de la socit contemporaine, comme le
montrent les intituls du pro-gramme eux-mmes.
Les proccupations ducatives
Les nombreuses connexions avec les objectifs du-catifs
transversaux (sant, environnement, etc.) seront mises en vidence le
plus souvent possible.
La convergence avec dautres disciplines
Au-del de la complmentarit avec les autres sciences
exprimentales que sont les sciences physiques et chimiques, les
programmes de sciences de la vie et de la Terre fournissent
loccasion dinteractions avec dautres disciplines, notamment avec
les mathmatiques (prise en compte de la variabilit et de la
diversit, problmes dincertitudes et fiabilit des mesures,
formalisation), la gographie, la philosophie et lEPS.
Lhistoire des arts
En continuit avec les prconisations contenues dans les
programmes de collge, il est bon de souligner que les sciences de
la vie et de la Terre peuvent tre loccasi on
Lusage de logiciels, gnralistes ou spcialiss, y compris les jeux
intelligents qui sont parfois une piste pdagogique envisageable,
est encourag.
Les sciences de la vie et de la Terre participent la prparation
du B2i niveau lyce.
Les productions pdagogiques, les travaux dlves, notamment dans
le cadre dune dmarche dinvestiga-tion, gagneront tre exploits, en
classe et en dehors de la classe dans le cadre dun environnement
num-rique de travail (ENT).
La pratique de dmarches historiques
Lapproche historique dune question scientifique peut tre une
manire originale de construire une dmarche dinvestigation.
Lhistoire de llaboration dune connaissance scientifique, celle de
sa modifica-tion au cours du temps, sont des moyens utiles pour
comprendre la nature de la connaissance scientifique et son mode de
construction, avec ses avances et ven-tuelles rgressions. Il
conviendra de veiller ce que cette approche ne conduise pas la
simple vocation dune succession vnementielle et ne pas caricatu-rer
cette histoire au point de donner une fausse ide de la dmonstration
scientifique : si certains arguments ont une importance historique
majeure, il est rare quun seul dentre eux suffise entraner une
volution dcisive des connaissances scientifiques ; de mme, il
serait vain de prtendre faire rinventer par les lves, en une ou
deux sances, ce qui a ncessit le travail de plusieurs gnrations de
chercheurs.
Lapproche de la complexit et le travail de terrain
Le travail de terrain est un moyen privilgi pour lapproche de la
complexit des situations relles. Le programme comporte plusieurs
items qui se prtent bien la ralisation dun travail hors de
ltablissement (sor-tie gologique, exploration dun cosystme, visite
de laboratoire, de muse scientifique, dentreprise). Un tel
dplacement permettra souvent de collecter des informa-tions utiles
pour plusieurs points du programme et suscep-tibles dtre exploites
plusieurs moments de lanne.
Un tel travail de terrain doit sexercer en cohrence avec un
projet pdagogique pens dans le contexte de ltablissement.
Lautonomie des lves et le travail par atelier
Le lycen doit se prparer une autonomie de pen-se et
dorganisation qui lui sera indispensable pour russir ses tudes
suprieures. Les travaux pratiques se prtent particulirement au
dveloppement de cette comptence. Pour y parvenir, il est bon de
concevoir les sances afin que llve dispose dune certaine marge de
manuvre dans la construction de sa dmarche.
La libert de choix sera parfois exploite en diff-renciant les
exemples tudis au sein dune mme classe. Chaque groupe dlves a alors
en charge lorganisation autonome de son travail, sous la conduite
du professeur. changes et dbats conduisent ensuite tirer des
conclu-sions plus gnrales que ltude collective dun exemple
Programme
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ltude de la commande du muscle, conduite en association avec
celle du rflexe myotatique, est locca-sion de stabiliser la notion
de rflexe tout en fournissant les bases ncessaires concernant le
neurone et la synapse.
Chacun remarquera que, tout en restant en phase avec des
proccupations socitales, les deux derniers thmes ont un ancrage
dans la science fondamentale plus affirm que dans les classes
prcdentes, ce qui est la tra-duction dans le programme de sciences
de la vie et de la Terre du caractre plus spcialis de la classe
terminale.
Comme pour les classes de seconde ou de premire, la libert
pdagogique du professeur est grande en classe terminale de la srie
scientifique. Cependant, la ncessit dassurer la construction dun
corpus commun de comp-tences et la perspective du baccalaurat
conduisent par-fois prciser davantage ce qui est attendu. Chaque
fois que cest possible, le programme indique les concepts acqurir,
les capacits dvelopper, en laissant souvent ouvert le choix des
exemples. Cela entranera, naturel-lement, une volution de la
dfinition des attendus au baccalaurat. Intresser les lves, leur
donner le got et lenvie dtudes suprieures scientifiques, faciliter
leur comprhension et leur mmorisation, sont des proccu-pations qui
conduisent recommander une pdagogie active fonde sur le concret.
Activits pratiques relles, en classe et sur le terrain, sont les
outils de construction des comptences attendues et exiges pour
lvaluation des capacits exprimentales.
Beaucoup de points abords dans le programme se prtent
particulirement bien des approfondissements disciplinaires ou, plus
encore, des dveloppements transdisciplinaires notamment en
accompagnement per-sonnalis. En classe Terminale de la srie
scientifique, les lves tudient, en mathmatiques, la notion
dinter-valle de confiance. Afin dassurer une cohrence entre les
enseignements, il serait bon de prsenter les rsul-tats chiffrs
utiliss en sciences de la vie et de la Terre en prenant en compte
cette nouveaut. Par exemple, les donnes ponctuelles dun graphique
pourraient tre pr-sentes non sous la forme de simples points, mais
sous la forme de barres, ainsi quil est dusage dans toutes les
publications scientifiques. Sans chercher prendre en charge
lexplicitation de la signification prcise de cette reprsentation,
le professeur indiquera lusage qui en est fait et renverra les lves
aux justifications tho-riques proposes dans lenseignement de
mathmatiques.
ProgrammeLe programme est prsent en deux colonnes.
Chaque thme comporte une brve introduction qui en indique
lesprit gnral. La colonne de gauche liste les connaissances (en
caractre droit) qui doivent tre acquises par les lves lissue de la
classe terminale. En italique, la colonne de gauche comporte aussi
quelques commentaires qui prcisent et limitent les objectifs
dap-prentissage, lorsque cela parat ncessaire :
en italique simple, quelques prcisions sur les objectifs et
mots-cls (ces mots-cls correspondent des notions qui nont pas t
places directement dans
dintressantes relations avec lenseignement dhistoire des arts.
Les professeurs choisiront, en cohrence avec le mode dorganisation
de lenseignement de lhistoire des arts dans ltablissement, les
modalits dinterac-tions qui leur conviennent.
Plusieurs sujets abords dans le programme sy pr-tent, bien que
le choix soit fait de ne pas le souligner au cas par cas le long du
droul du programme afin de lais-ser toute libert de mise en uvre
aux quipes.
titre dexemple, on peut citer les vocations litt-raires de la
biodiversit, de lvolution ou de leur repr-sentation picturale ainsi
que la statuaire du corps humain au cours dun exercice sportif. Les
vocations littraires de la vie des mineurs renseignent sur des
conditions dex-ploitation souvent rvolues aujourdhui. La
reprsenta-tion danimaux ou vgtaux actuels ou disparus met en scne
un dialogue entre les connaissances scientifiques et les pratiques
artistiques, etc.
II - LES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE EN CLASSE
TERMINALE
Le programme denseignement en classe terminale de la srie
scientifique prend appui sur ceux du collge et de la classe de
Seconde mais aussi sur les rsultats principaux de la classe de
Premire S. De faon faci-liter un changement de filire en fin ou en
cours de pre-mire, il est possible daborder la classe terminale
sans avoir reprendre les dmonstrations dtailles conduites en classe
de premire. Seuls les concepts principaux doi-vent tre acquis. Il
va de soi cependant quun lve de premire non scientifique qui
souhaiterait aborder une classe de Terminale S devra fournir un
effort dadapta-tion. En classe Terminale de la srie scientifique,
les trois thmatiques prsentes dans le prambule gnral pour le lyce
sont dclines comme indiqu ci-dessous. Les pourcentages des horaires
proposs donnent une indica-tion trs gnrale de la pondration
souhaite entre les thmes, mais ils ne doivent pas tre considrs
comme des impratifs rigides. Dans le thme La Terre dans lUni-vers,
la vie et lvolution du vivant (50 %), on tudie :
le brassage gntique li la reproduction sexue et quelques aspects
de mcanismes de lvolution ; cette partie intgre lapproche du vgtal
angiosperme consi-dr dans son ensemble ;
quelques aspects des transformations gologiques du domaine
continental.
Pour aborder le thme des Enjeux plantaires contemporains (17 %),
deux questions sont traites :
la plante domestique par lHomme ; les proprits thermiques de la
Terre comme source
possible dnergie et comme lment de comprhension du
fonctionnement de la plante.
Enfin le thme Corps humain et sant (33 %) est structur autour de
deux questions :
quelques aspects des relations immunitaires per-mettent de
stabiliser et complter des connaissances de col-lge et de relier
cette thmatique une vision volutive ;
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En prambule du programme, une liste de capaci-ts et attitudes
gnrales est prsente. Celles-ci sont communes la plupart des items
et ne sont pas reprises par la suite. Il convient cependant de ne
pas les oublier et dorganiser leur apprentissage sur lensemble de
lanne.
On observera que, par souci de continuit et de cohrence, le
vocabulaire utilis pour dcrire les capa-cits et attitudes mises en
uvre sinspire fortement de celui utilis pour le socle commun de
connaissances et de comptences du collge (BOEN n 29 du 20 juillet
2006) et dj utilis pour les programmes en classe de Seconde et de
Premire.
La classe Terminale est la fois lachvement du lyce et la porte
dentre dans lenseignement sup-rieur. Afin de faciliter la poursuite
des tudes, il est bon de saisir les occasions qui se prsentent de
proposer des bilans simples et synthtiques, souvent sous forme
sch-matique, de ce qui a t construit au long de lensei-gnement
secondaire. Pour faciliter lidentification de ces occasions de
bilan, les chapeaux des items du pro-gramme comportent, en
caractres gras, des suggestions de tels bilans.
le programme pour de simples questions dcriture, mais qui
doivent tre connues des lves) ;
entre parenthses, des indications sur ce qui a dj t tudi et qui
ne sera pas reconstruit en termi-nale (ces acquis peuvent cependant
tre rappels) ;
entre crochets, quelques limites, chaque fois quil a sembl
ncessaire de rendre parfaitement explicite ce qui nest pas exigible
(il sagit bien de limites de ce qui est exigible pour les lves, ce
qui ne veut pas dire quil est interdit den parler dans le
droulement de la construc-tion du savoir) ;
les convergences les plus marquantes vers dautres disciplines
(ces relations ne sont pas indiques de faon exhaustive) ;
la rubrique pistes suggre des directions de rflexions
susceptibles dtre exploites dans le cadre de prolongements au-del
du programme lui-mme, accom-pagnement personnalis, projets ou clubs
scientifiques par exemple, de prfrence en interdisciplinarit.
La colonne de droite indique les capacits et atti-tudes dont on
attend quelles soient exerces dans le cadre de litem dcrit.
Capacits et attitudes dveloppes tout au long du programme
Pratiquer une dmarche scientifique (observer, questionner,
formuler une hypothse, exprimenter, raisonner avec rigueur,
modliser).
Recenser, extraire et organiser des informations.
Comprendre le lien entre les phnomnes naturels et le langage
mathmatique.
Manipuler et exprimenter.
Comprendre quun effet peut avoir plusieurs causes.
Exprimer et exploiter des rsultats, lcrit, loral, en utilisant
les technologies de linformation et de la communication.
Communiquer dans un langage scientifiquement appropri : oral,
crit, graphique, numrique.
Percevoir le lien entre sciences et techniques.
Manifester sens de lobservation, curiosit, esprit critique.
Montrer de lintrt pour les progrs scientifiques et
techniques.
tre conscient de sa responsabilit face lenvironnement, la sant,
le monde vivant.
Avoir une bonne matrise de son corps.
tre conscient de lexistence dimplications thiques de la
science.
Respecter les rgles de scurit.
Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir
scientifique.
tre capable dattitude critique face aux ressources
documentaires.
Manifester de lintrt pour la vie publique et les grands enjeux
de la socit.
Savoir choisir un parcours de formation.
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11Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Thme 1 - La Terre dans lUnivers, la vie, lvolution du vivant
THME 1- A. GNTIQUE ET VOLUTION
Thme 1-A-1 Le brassage gntique et sa contribution la diversit
gntique
En classe de seconde, une premire approche de la diversit
gntique a t effectue. En classe de premire S, les mutations ont t
tudies lchelle molculaire ainsi que leur contribution la production
de diversit gntique. En classe terminale, on tudie les aspects
gntiques de la sexualit en se limitant au cas des organismes
pluricellulaires.Bilans : divisions cellulaires, ADN, gne, allles,
brassage gntique.
La miose est la succession de deux divisions cellulaires prcde
comme toute division dun doublement de la quantit dADN
(rplication). Dans son schma gnral, elle produit quatre cellules
haplodes partir dune cellule diplode.Au cours de la miose, des
changes de fragments de chromatides (crossing-over ou enjambement)
se produisent entre chromosomes homologues dune mme paire.Les
chromosomes ainsi remanis subissent un brassage interchromoso-mique
rsultant de la migration alatoire des chromosomes homologues lors
de la 1re division de miose. Une diversit potentiellement infinie
de gamtes est ainsi produite.Des anomalies peuvent survenir. Un
crossing-over ingal aboutit parfois une duplication de gne. Un
mouvement anormal de chromosomes produit une cellule prsentant un
nombre inhabituel de chromosomes. Ces mca-nismes, souvent sources
de troubles, sont aussi parfois sources de diver-sification du
vivant (par exemple lorigine des familles multigniques).
Objectifs et mots-cls. Brassage gntique inter et
intrachromosomique au cours de la miose. Diversit des gamtes.
Stabilit des caryotypes.(Collge, Seconde, Premire. La mitose, les
mutations, les allles. Premire ide de la recombinaison.)[Limites.
La nomenclature des phases de la miose nest pas exigible. La
des-cription cytologique de la miose sappuie sur le seul cas de la
production de gamtes chez les animaux diplodes cycle monogntique.
Les mca-nismes molculaires de la recombinaison ne sont pas au
programme. Lana-lyse des produits de miose se limite aux diplontes
par ltude des descen-dants issus dun croisement avec un homozygote
rcessif pour tous les loci tudis : la gntique des haplontes nest
pas au programme.]Convergence. Mathmatiques : probabilits.Pistes.
Croisement entre la combinatoire gntique et la formalisation
mathmatique.
Ordonner et interprter des observations micros-copiques de
cellules en miose.
Effectuer une analyse statistique simple dun bras-sage
interchromosomique (en analysant des pro-duits de miose).
Reprsenter schmatiquement le droulement de la miose partir dune
cellule diplode.
Effectuer une analyse statistique simple dun rema-niement
intrachromosomique (en analysant des produits de miose).
Illustrer schmatiquement le mcanisme du crossing-over et ses
consquences gntiques.
Illustrer schmatiquement les mcanismes expli-quant certaines
anomalies chromo somiques.
Au cours de la fcondation, un gamte mle et un gamte femelle
sunisse nt : leur fusion conduit un zygote. La diversit gntique
potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote contient une
combinaison unique et nou-velle dallle s. Seule une fraction de ces
zygotes est viable et se dveloppe.
Objectifs et mots-cls. La fcondation est aborde partir dun
exemple choisi chez une espce animale prsentant un cycle
monogntique diplophasique.(Collge, Seconde, Premire. Premire ide
des mcanismes de la fcondation.)[Limites. Seules les notions de
porte gnrale sont exigibles. Si llve doit pouvoir illustrer son
propos par un exemple, aucun nest impos par le pro-gramme. Si lon
met en vidence la fusion des matriels nuclaires, les autres
phnomnes cellulaires de la fcondation (raction acrosomiale, raction
corticale, activation mtabolique) sont hors programme.]Pistes.
Approche mathmatique du risque gntique.
Observer et interprter des observations micros-copiques
relatives la fcondation.
Raliser une analyse statistique simple des rsul-tats dune
fcondation.
Dcrire schmatiquement un exemple de fconda-tion et ses
consquences gntiques.
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Connaissances Capacits et attitudes
Thme 1-A-2 Diversification gntique et diversification des tres
vivants
Lassociation des mutations et du brassage gntique au cours de la
miose et de la fcondation ne suffit pas expliquer la totalit de la
diversification gntique des tres vivants. Il sagit ici de donner
une ide de lexistence de la diversit des processus impliqus, sans
chercher une tude exhaustive. En outre, une diversification des
tres vivants nest pas toujours lie une diversification
gntique.Bilan : processus de diversification du vivant.
Dautres mcanismes de diversification des gnomes existent :
hybridations suivies de polyplodisation, transfert par voie virale,
etc.Sagissant des gnes impliqus dans le dveloppement, des formes
vivantes trs diffrentes peuvent rsulter de variations dans la
chronologie et linten-sit dexpression de gnes communs, plus que
dune diffrence gntique.Une diversification des tres vivants est
aussi possible sans modification des gnomes : associations (dont
symbioses) par exemple.Chez les vertbrs, le dveloppement de
comportements nouveaux, trans-mis dune gnration lautre par voie non
gntique, est aussi source de diversit : chants doiseaux,
utilisation doutils, etc.
Objectifs et mots-cls. Il sagit de montrer la varit des
mcanismes de diver-sification luvre et lapport de la connaissance
des mcanismes du dve-loppement dans la comprhension des mcanismes
volutifs.[Limites. Un traitement exhaustif des mcanismes possibles
nest pas attendu.]
tudier les modalits dune modification du gnome.
Comparer des gnes du dveloppement pour en identifier les
homologies de squences.
Interprter un changement volutif en termes de modification du
dveloppement.
tudier un exemple de diversification du vivant sans modification
du gnome.
Thme 1-A-3 De la diversification des tres vivants lvolution de
la biodiversit
La biodiversit a t dfinie et prsente comme produit et tape de
lvolution. Dans les classes prcdentes, il a t mon-tr que des
individus porteurs de diverses combinaisons gntiques peuvent
diffrer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance
sexuelle exerce sur le partenaire ; meilleure rsistance un facteur
du milieu, aux prdateurs ; meilleur accs la nourriture, etc.).
Cette influence, associe la drive gntique, conduit une modification
de la diversit gntique des populations au cours du temps.Bilan : la
biodiversit et sa modification.
Sous leffet de la pression du milieu, de la concurrence entre
tres vivants et du hasard, la diversit des populations change au
cours des gnrations. Lvolution est la transformation des
populations qui rsulte de ces diff-rences de survie et du nombre de
descendants.
Objectifs et mots-cls. On insistera sur lexistence dune survie
diffrentielle et sur la diversit de leffectif des descendants des
individus qui conduisent une modification des populations. Slection
naturelle et drive gntique sont replaces dans ce cadre global.
Analyser une situation concrte, partir dargu-ments varis (donnes
gntiques, palontolo-giques, biologiques, arbres phylo gntiques,
etc.).
La diversit du vivant est en partie dcrite comme une diversit
despces.La dfinition de lespce est dlicate et peut reposer sur des
critres varis qui permettent dapprcier le caractre plus ou moins
distinct de deux popu-lations (critres phnotypiques, interfcondit,
etc.). Le concept despce sest modifi au cours de lhistoire de la
biologie.Une espce peut tre considre comme une population
dindividus suffisamment isols gntiquement des autres populations.
Une population dindividus identi-fie comme constituant une espce
nest dfinie que durant un laps de temps fini.On dit quune espce
disparat si lensemble des individus concerns dis-parat ou cesse
dtre isol gntiquement. Une espce supplmentaire est dfinie si un
nouvel ensemble sindividualise.
Objectifs et mots-cls. Dans la continuit de lapproche des
classes prc-dentes, il convient de montrer que lespce est une ralit
statistique, collec-tive et que cest dans cette optique que la
spciation peut tre envisage.[Limites. Il ne sagit pas de conduire
une dfinition incontestable de les-pce ou de la spciation, mais
simplement de montrer que ce concept dont on ne peut aujourdhui se
passer pour dcrire le monde vivant est pourtant dune nature trs
dlicate.]
Analyser des exemples de spciation dans des contextes et selon
des mcanismes varis partir de documents fournis.
Analyser des informations relatives la dfinition des limites
dune espce vivante.
Analyser des exemples dhybrides inter spcifiques fertiles ou
non.
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13Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Thme 1-A-4 Un regard sur lvolution de lHomme
Homo sapiens peut tre regard, sur le plan volutif, comme toute
autre espce. Il a une histoire volutive et est en perptuelle
volution. Cette histoire fait partie de celle, plus gnrale, des
primates.
Dun point de vue gntique, lHomme et le chimpanz, trs proches, se
distinguent surtout par la position et la chronologie dexpression
de cer-tains gnes. Le phnotype humain, comme celui des grands
singes proches, sacquiert au cours du dveloppement pr et postnatal,
sous leffet de lin-teraction entre lexpression de linformation
gntique et lenvironnement (dont la relation aux autres
individus).Les premiers primates fossiles datent de 65 50 millions
dannes. Ils sont varis et ne sont identiques ni lHomme actuel, ni
aux autres singes actuels. La diversit des grands primates connue
par les fossiles, qui a t grande, est aujourdhui rduite.Homme et
chimpanz partagent un anctre commun rcent. Aucun fos-sile ne peut
tre coup sr considr comme un anctre de lhomme ou du chimpanz.Le
genre Homo regroupe lHomme actuel et quelques fossiles qui se
caract-risent notamment par une face rduite, un dimorphisme sexuel
peu marqu sur le squelette, un style de bipdie avec trou occipital
avanc et aptitude la course pied, une mandibule parabolique, etc.
Production doutils com-plexes et varit des pratiques culturelles
sont associes au genre Homo, mais de faon non exclusive. La
construction prcise de larbre phylogn-tique du genre Homo est
controverse dans le dtail.
Objectif. Appliquer au cas Homo sapiens les acquis en matire
dvolution.(Collge, premire : premires ides sur la place de lHomme
dans lvolution ; pigments rtiniens et place de lHomme parmi les
primates.)[Limites. Ltude de fossiles na aucun objectif exhaustif.
Il sagit simplement dillustrer la diversit des primates fossiles,
notamment de ceux habituelle-ment classs dans le genre Homo. Aucun
arbre phylogntique prcis nest exigible mais comment, en sappuyant
sur tel ou tel caractre, on aborde sa construction. La controverse
sur le dtail prcis de larbre est voque et illustre une question
scientifique en devenir. Cependant, les diffrentes conceptions en
prsence ne sont en aucun cas exigibles.]Convergence. Philosophie :
Regards croiss sur lHomme. Pistes. tude com-pare des primates ;
arts de la prhistoire.
Comparer les gnotypes de diffrents primates.Positionner quelques
espces de primates actuels ou fossiles, dans un arbre phylo
gntique, partir de ltude de caractres ou de leurs productions.
Thme 1-A-5 Les relations entre organisation et mode de vie,
rsultat de lvolution : lexemple de la vie fixe chez les plantes
Lorganisation fonctionnelle des plantes (angiospermes) est mise
en relation avec les exigences dune vie fixe en relation avec deux
milieux, lair et le sol. Au cours de lvolution, des processus
trophiques, des systmes de protection et de communica-tion, ainsi
que des modalits particulires de reproduction se sont mis en place.
Lobjectif de ce thme est, sans rentrer dans le dtail des mcanismes,
de comprendre les particularits dorganisation fonctionnelle de la
plante et de les mettre en relation avec le mode de vie fix.Bilans
: schma gnral de la plante, organisation et fonction de la
fleur.
Les caractristiques de la plante sont en rapport avec la vie
fixe linter-face sol/air dans un milieu variable au cours du
temps.Elle dveloppe des surfaces dchanges de grande dimension avec
latmo-sphre (changes de gaz, capture de la lumire) et avec le sol
(change deau et dions). Des systmes conducteurs permettent les
circulations de matires dans la plante, notamment entre systmes
arien et souterrain. Elle possde des structures et des mcanismes de
dfense (contre les agres-sions du milieu, les prdateurs, les
variations saisonnires).
Conduire une tude morphologique simple dune plante commune.
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Connaissances Capacits et attitudes
Objectif et mots-cls. Il sagit daboutir une vue globale de la
plante, de ses diffrents organes et de leurs fonctions. Un schma
fonctionnel synthtique permet de prsenter les notions retenir.
Ltude dune coupe anatomique permet de reprer les deux grands types
de tissus conducteurs.(Collge. Premire approche de lorganisation
vgtale.)[Limites. Le raisonnement sappuie uniquement sur
lobservation dune plante en tant quorganisme. Lanatomie vgtale nest
pas un objectif de forma-tion : on se limite au reprage du phlome
et du xylme et lindication de leurs rles sans mcanisme dans la
conduction des sves. Les mcanismes immunitaires des vgtaux ne sont
pas au programme.]Pistes. Modlisation fractale de laugmentation de
surface du systme foliaire ou racinaire. tude dhormones vgtales et
de leurs actions sur la croissance, le passage de la mauvaise
saison.
Raliser et observer une coupe anatomique dans une tige ou une
racine.
Effectuer une estimation (ordre de grandeur) des surfaces
dchanges dune plante par rapport sa masse ou son volume.
Comparer avec un mammifre par exemple.
Reprsenter schmatiquement lorganisation dune plante-type et
savoir en dcrire un exemple.
Recenser, extraire et exploiter des informations concernant des
mcanismes protecteurs chez une plante (production de cuticules, de
toxines, dpines, etc.).
Analyser les modalits de rsistance dune plante aux variations
saisonnires.
Lorganisation florale, contrle par des gnes de dveloppement, et
le fonctionnement de la fleur permettent le rapprochement des
gamtes entre plantes fixes.La pollinisation de nombreuses plantes
repose sur une collaboration ani-mal pollinisateur/plante produit
dune covolution. lissue de la fcondation, la fleur se transforme en
fruits contenant des graines. La dispersion des graines est
ncessaire la survie et la disper-sion de la descendance. Elle
repose souvent sur une collaboration animal dissminateur/plante
produit dune covolution.
Objectif et mots-cls. Fleur, pistil (ovaire, ovule), tamine,
pollen. Fruit, graine. Pollinisation par le vent et les
animaux.[Limites. Seule une vision lmentaire de la reproduction
sexue est ici atten-due. Sont explicitement hors programme : la
structure du grain de pollen, sa formation, les mcanismes de la
double fcondation, les mcanismes de formation de la graine ou du
fruit. La covolution est constate comme un rsultat, mais ses
mcanismes ne sont pas demands. La connaissance exhaustive des gnes
du dveloppement floral.]Pistes. tudes de covolution. tude des
mcanismes de transformation de la fleur en fruit.
Raliser la dissection dune fleur simple et tra-duire les
observations sous une forme schma-tique simple (diagramme
floral).
Mettre en vidence les relations entre une plante et un animal
pollinisateur.
Mettre en vidence les relations entre une plante et un animal
assurant sa dissmination.
THME 1- B LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUEEn classe de
Premire S, lattention sest porte principalement sur les domaines
ocaniques. On aborde ici les continents. Il sagit de dgager les
caractristiques de la lithosphre continentale et den comprendre
lvolution partir de donnes de ter-rain. La comprhension de la
dynamique de la lithosphre devient ainsi plus complte.Bilans :
granite, gabbro, basalte, pridotite ; le modle de la tectonique des
plaques ; volcanisme, recyclage des matriaux de la crote ; notions
drosion, transport, sdimentation.
Thme 1-B-1 La caractrisation du domaine continental : lithosphre
continentale, reliefs et paisseur crustale
La crote continentale affleure dans les rgions merges. Lexamen
de donnes gologiques permet la fois dexpliquer cette situation et
de nuancer cette vision rapide. Les mcanismes de formation des
montagnes sont complexes. On se limite au cas des reliefs lis un
paississement crustal dont les indices peuvent tre retrouvs sur le
terrain et/ou en laboratoire.
La lithosphre est en quilibre (isostasie) sur lasthnosphre. Les
diff-rences daltitude moyenne entre les continents et les ocans
sexpliquent par des diffrences crustales.La crote continentale,
principalement forme de roches voisines du gra-nite, est dune
paisseur plus grande et dune densit plus faible que la crote
ocanique.
Raliser et exploiter une modlisation analo-gique ou numrique
pour comprendre la notion disostasie.
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15Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Lge de la crote ocanique nexcde pas 200 Ma, alors que la crote
continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet ge est dtermin
par radiochronologie.Au relief positif quest la chane de montagnes,
rpond, en profondeur, une importante racine crustale.Lpaisseur de
la crote rsulte dun paississement li un raccourcissement et un
empilement. On en trouve des indices tectoniques (plis, failles,
nappes) et des indices ptrographiques (mtamorphisme, traces de
fusion partielle).Les rsultats conjugus des tudes tectoniques et
minralogiques per mettent de reconstituer un scnario de lhistoire
de la chane.
Objectifs et mots-cls. Il sagit de prsenter trois grandes
caractristiques continentales : paisseur crustale, densit crustale,
ges varis et parfois trs anciens. La radiochronologie des roches
est fonde sur la dcroissance radioactive naturelle de certains
lments chimiques prsents dans les min-raux qui les constituent. On
tudie un exemple dindice tectonique et un indice ptrographique de
raccourcissement.[Limites. Linterrogation en SVT au baccalaurat ne
portera pas sur les for-malisations mathmatiques et/ou physiques de
la radioactivit. Ltude de radiochronologie se limite un cas :
droite isochrone Rb/Sr. Les connaissances ptrographiques se
limitent au rappel de ce qui a t vu en classe de pre-mire pour le
granite. Ltude de la gravimtrie se limite ltude dune mod-lisation
simple de lisostasie. Il ne sagit pas dtudier dans son ensemble le
mcanisme orognique mais seulement de mettre en vidence lassociation
sur un exemple de phnomnes tectoniques et
ptrographiques.]Convergences. Mathmatiques : exponentielles.
Physique : radioactivit. Chimie : transformations chimiques,
thermodynamique.Pistes. La transformation chimique en phase solide
; les processus de fusion partielle.
Utiliser des donnes sismiques et leur traitement avec des
logiciels pour valuer la profondeur du Moho.
Dterminer un ge en utilisant la mthode de la droite
isochrone.
Recenser, extraire et organiser des donnes de ter-rain entre
autres lors dune sortie.
Reprer, diffrentes chelles, des indices simples de modifications
tectoniques ou ptrographiques du raccourcissement et de
lempilement.
Thme 1-B-2 La convergence lithosphrique : contexte de la
formation des chanes de montagnes
Si les dorsales ocaniques sont le lieu de la divergence des
plaques et les failles transformantes une situation de coulissage,
les zones de subductions sont les domaines de la convergence
lchelle lithosphrique. Ces rgions, dj prsentes en classe de Premire
S, sont tudies ici pour comprendre une situation privilgie de
raccourcissement et dempilement et donc de forma-tion de chanes de
montagnes.
Les chanes de montagnes prsentent souvent les traces dun domaine
oca-nique disparu (ophiolites) et danciennes marges continentales
passives. La suture de matriaux ocaniques rsulte de laffrontement
de deux lithos-phres continentales (collision). Tandis que
lessentiel de la lithosphre conti-nentale continue de subduire, la
partie suprieure de la crote spaissit par empilement de nappes dans
la zone de contact entre les deux plaques.Les matriaux ocaniques et
continentaux montrent les traces dune trans-formation minralogique
grande profondeur au cours de la subduction. La diffrence de densit
entre lasthnosphre et la lithosphre ocanique ge est la principale
cause de la subduction. En sloignant de la dorsale, la lithosphre
ocanique se refroidit et spaissit. Laugmentation de sa den-sit
au-del dun seuil dquilibre explique son plongement dans
lasth-nosphre. En surface, son ge nexcde pas 200 Ma.
Objectifs et mots-cls. Subduction, collision. Les indices de
subduction ou de collision doivent pouvoir tre reconnus sur divers
types de documents. La succession est prsente comme un scnario
type, jamais parfaitement ralis sur le terrain. Subsidence
thermique. Le rle moteur de la traction par la lithosphre ocanique
plongeante complte la comprhension de la tectonique des
plaques.
Recenser, extraire et organiser des donnes de ter-rain entre
autres lors dune sortie.
Reprer diffrentes chelles, de lchantillon macroscopique de roche
la lame mince, des minraux tmoignant de transformations lies la
subduction.
Raisonner laide de calculs simples sur le lien entre ge de la
lithosphre/densit/subduction.
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16
Connaissances Capacits et attitudes
Collge. Collision. Premire. Nature ptrographique de la
lithosphre oca-nique. [Limites. Les exemples relvent du choix du
professeur, aucune chane de montagne nest privilgie. Aucune
connaissance densemble dune chane de montagne prcise nest
attendue.]Convergences. Physique-chimie : diagrammes de phase.
Thme 1-B-3 Le magmatisme en zone de subduction : une production
de nouveaux matriaux continentaux
Les zones de subduction sont le sige dune importante activit
magmatique qui aboutit une production de crote continentale.
Dans les zones de subduction, des volcans mettent des laves
souvent vis-queuses associes des gaz et leurs ruptions sont
frquemment explosives. La dshydratation des matriaux de la crote
ocanique subduite libre de leau quelle a emmagasine au cours de son
histoire, ce qui provoque la fusion partielle des pridotites du
manteau sus-jacent.Si une fraction des magmas arrive en surface
(volcanisme), la plus grande partie cristallise en profondeur et
donne des roches structure grenue de type granitode. Un magma,
dorigine mantellique, aboutit ainsi la cra-tion de nouveau matriau
continental.
Objectifs et mots-cls. Accrtion continentale ; granodiorite ;
andsite.(Collge. Dynamisme ruptif. Premire. Subduction.)[Limites.
Les mcanismes de la fusion se limitent la mise en vidence du rle de
fondant de leau. Les ractions minralogiques de dshydrata-tion ne
sont pas exigibles.]Pistes. Mtamorphisme dans la plaque
subduite.
Observer diffrentes chelles, de lchantillon macroscopique la
lame mince, les roches mises en place dans un cadre de subduction
et com-prendre les diffrences de structures et leur par-ticularits
minralogiques (abondance en min-raux hydroxyls).Raliser et
exploiter les rsultats de modlisations numriques de fusion
partielle des roches.Comparer les compositions minralogiques dun
basalte et dune andsite.
Thme 1-B-4 La disparition des reliefs
Tout relief est un systme instable qui tend disparatre aussitt
quil se forme. Il ne sagit videmment pas ici dtudier de faon
exhaustive les mcanismes de destruction des reliefs et le devenir
des matriaux de dmantlement, mais simplement dintro-duire lide dun
recyclage en replaant, dans sa globalit, le phnomne sdimentaire
dans cet ensemble.
Les chanes de montagnes anciennes ont des reliefs moins levs que
les plus rcentes. On y observe laffleurement une plus forte
proportion de matriaux transforms et/ou forms en profondeur. Les
parties superficielles des reliefs tendent disparatre. Altration et
rosion contribuent leffa-cement des reliefs. Les produits de
dmantlement sont transports sous forme solide ou soluble, le plus
souvent par leau, jusquen des lieux plus ou moins loigns o ils se
dposent (sdimentation). Des phnomnes tectoniques participent aussi
la disparition des reliefs. Lensemble de ces phnomnes dbute ds la
naissance du relief et constitue un vaste recy-clage de la crote
continentale.
Objectifs et mots-cls. Il sagit de montrer que les chanes de
montagnes sont des systmes dynamiques et disparaissent. Comme les
matriaux oca-niques, la lithosphre continentale est recycle en
permanence. Les mca-nismes sont cependant diffrents, ce qui
explique que la crote continentale puisse conserver les roches les
plus anciennes de la Terre.(Collge. Leau, agent principal drosion,
transport, sdimentation ; sdi-ments, roches sdimentaires.)[Limites.
Aucun exemple prcis nest impos par le programme. La diage-nse nest
pas au programme.]Pistes. Approches quantitatives : flux
sdimentaire, rajustements isosta-tiques, vitesse
drosion.Convergences. Gographie : altration-climat.
Recenser, extraire et organiser des donnes de ter-rain entre
autres lors dune sortie.
Exploiter des donnes carto graphiques.
Utiliser des images ou des donnes satellites pour qualifier et
ventuellement quantifier lrosion dun massif actuel (ordre de
grandeur).
tablir un schma bilan du cycle des matriaux de la crote
continentale.
Programme
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17Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Thme 2 - Enjeux plantaires contemporains
THME 2-A. GOTHERMIE ET PROPRITS THERMIQUES DE LA TERRELnergie
solaire, dorigine externe au globe terrestre, a t largement aborde
dans les programmes de sciences de la vie et de la Terre des
classes de seconde et de premire. Un flux thermique dont lorigine
est interne se dirige aussi vers la surface. Ltudier en classe
terminale est la fois prendre conscience dune ressource nergtique
possible et un moyen de comprendre le fonctionnement glo-bal de la
plante.Bilan : flux thermique, convection, conduction, nergie
gothermique.
La temprature crot avec la profondeur (gradient gothermique) ;
un flux thermique atteint la surface en provenance des profondeurs
de la Terre (flux gothermique). Gradients et flux varient selon le
contexte godynamique.Le flux thermique a pour origine principale la
dsintgration des substances radioactives contenues dans les
roches.Deux mcanismes de transfert thermique existent dans la Terre
: la convec-tion et la conduction. Le transfert par convection est
beaucoup plus efficace. lchelle globale, le flux fort dans les
dorsales est associ la production de lithosphre nouvelle ; au
contraire, les zones de subduction prsentent un flux faible associ
au plongement de la lithosphre ge devenue dense.La Terre est une
machine thermique.Lnergie gothermique utilisable par lHomme est
variable dun endroit lautre.Le prlvement ventuel dnergie par lHomme
ne reprsente quune infime partie de ce qui est dissip.
Objectifs et mots-cls. Il sagit de montrer le lien troit entre
la comprhen-sion du fonctionnement de la plante et lutilisation par
lHomme dune res-source naturelle que lon peut considrer inpuisable.
La comprhension du transfert thermique dans la Terre permet de
complter le schma de tecto-nique globale en y faisant figurer la
convection mantellique.(Collge, Seconde, Premire. Il convient de
rinvestir les rsultats des classes antrieures pour aboutir une
comprhension trs globale du fonctionne-ment de la plante.)[Limites.
Aucune formalisation mathmatique de la circulation du flux
ther-mique nest attendue.]Convergences. Physique : transferts
thermiques.Pistes. Approche mathmatique du flux thermique, calcul
du gradient gothermique.
Exploiter des donnes extraites des atlas rgionaux des ressources
gothermales en France, concernant la temprature des fluides
extraits dans ces zones.Exploiter les donnes recueillies lors dune
sortie locale dans une exploitation gothermique.
Exploiter limagerie satellitale et les cartes de rpar-tition
mondiale du flux thermique pour replacer les exploitations
actuelles dans le cadre structu-ral : magmatisme de rifting, de
subduction ou de points chauds.
Raliser des mesures de conduction et de convec-tion laide dun
dispositif ExAO et les traiter avec un tableur informatique.
Raliser et exploiter une modlisation analogique de convection en
employant ventuellement des matriaux de viscosit
diffrente.Exploiter les imageries de tomo graphies sismiques.
THME 2-B. LA PLANTE DOMESTIQUELes plantes (on se limite aux
angiospermes), directement ou indirectement (par lalimentation des
animaux dlevage), sont la base de lalimentation humaine. Elles
constituent aussi des ressources dans diffrents domaines : nergie,
habillement, construc-tion, mdecine, arts, pratiques
socioculturelles, etc. La culture des plantes constitue donc un
enjeu majeur pour lhumanit.Sans chercher lexhaustivit, il sagit de
montrer que lHomme agit sur le gnome des plantes cultives et donc
intervient sur la biodiversit vgtale. Lutilisation des plantes par
lHomme est une trs longue histoire, qui va des pratiques empiriques
les plus anciennes la mise en uvre des technologies les plus
modernes.Bilan : slection gntique des plantes ; gnie gntique.
La slection exerce par lHomme sur les plantes cultives a souvent
retenu (volontairement ou empiriquement) des caractristiques
gntiques diff-rentes de celles qui sont favorables pour les plantes
sauvages.Une mme espce cultive comporte souvent plusieurs varits
slection-nes selon des critres diffrents ; cest une forme de
biodiversit. Les tech-niques de croisement permettent dobtenir de
nouvelles plantes qui nexis-taient pas dans la nature (nouvelles
varits, hybrides, etc.).
Comparer une plante cultive et son anctre natu-rel suppos.
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18
Connaissances Capacits et attitudes
Les techniques du gnie gntique permettent dagir directement sur
le
gnome des plantes cultives.
Objectifs et mots-cls. Il sagit de montrer les diffrentes
modalits daction
humaine sur les caractristiques gntiques des plantes
cultives.
[Limites. Les lments scientifiques introduits ici permettent un
dbat sur
lusage de telle ou telle mthode, mais il nentre pas dans les
objectifs de
lenseignement scientifique de trancher, lui seul, la
controverse.]
Convergences. Histoire des arts : la modification des aliments
de lHomme
au travers de leur reprsentation picturale. Histoire et
gographie : histoire
des plantes cultives et des civilisations.
Recenser, extraire et exploiter des informations afin
de comprendre les caractristiques de la modifica-
tion gntique dune plante.
Thme 3 - Corps humain et sant
Dans ce thme, le projet est daborder quelques sujets ayant un
rapport direct avec de grandes questions de sant en mme
temps que les bases scientifiques ncessaires pour les traiter.
Il sagit de montrer que la rflexion sur la sant ne peut tre
conduite sans des connaissances scientifiques solides.
THME 3-A LE MAINTIEN DE LINTGRIT DE LORGANISME : QUELQUES
ASPECTS DE LA RACTION IMMUNITAIRELe systme immunitaire est constitu
dorganes, de cellules et de molcules qui contribuent au maintien de
lintgrit de lorga-
nisme. Le systme immunitaire tolre habituellement les
composantes de lorganisme mais il ragit la perception de
signaux
de danger (entre dlments trangers, modification des cellules de
lorganisme). Par lactivit de ses diffrents effecteurs, il
rduit ou limine le trouble lorigine de sa mise en action. La
bonne sant dun individu rsulte dun quilibre dynamique
entretenu par des ractions immunitaires en rponse des drglements
internes ou des agressions du milieu extrieur (phy-
siques, chimiques ou biologiques). Chez les vertbrs, ce systme
comprend un ensemble de dfenses aux stratgies trs diff-
rentes : limmunit inne et limmunit adaptative.
Bilan : la dfense de lorganisme contre les agressions ; immunit
; mmoire immunitaire.
Thme 3-A-1 La raction inflammatoire, un exemple de rponse
inne
Limmunit inne ne ncessite pas dapprentissage pralable, est
gnti-
quement hrite et est prsente ds la naissance. Elle repose sur
des mca-
nismes de reconnaissance et daction trs conservs au cours de
lvolution.
Trs rapidement mise en uvre, limmunit inne est la premire
interve-
nir lors de situations varies (atteintes des tissus, infection,
cancer). Cest
une premire ligne de dfense qui agit dabord seule puis se
prolonge pen-
dant toute la raction immunitaire.
La raction inflammatoire aigu en est un mcanisme essentiel. Elle
fait
suite linfection ou la lsion dun tissu et met en jeu des
molcules
lorigine de symptmes strotyps (rougeur, chaleur, gonflement,
douleur).
Elle prpare le dclenchement de limmunit adaptative.
Objectif et mots-cls. Organes lymphodes, macrophages, monocytes,
granu-
locytes, phagocytose, mastocytes, mdiateurs chimiques de
linflammation,
raction inflammatoire, mdicaments anti-inflammatoires. Il sagit
sur un
exemple de montrer le dclenchement dune raction immunitaire et
limpor-
tance de la raction inflammatoire.
(Collge. Les bases dimmunologie.)
[Limites : la description exhaustive du CMH. La description des
rcepteurs
de limmunit inne (PRR), des signaux de dangers et les signatures
des
pathognes (PAMP). La mise en perspective volutive du systme
immuni-
taire est signale et permet de rattacher la rflexion sur la sant
cette th-
matique de sciences fondamentales, mais elle ne fait pas lobjet
dune argu-
mentation particulire.]
Observer et comparer une coupe histologique ou
des documents en microscopie avant et lors dune
raction inflammatoire aigu.
Recenser, extraire et exploiter des informations,
sur les cellules et les molcules impliques dans
la raction inflammatoire aigu.
Recenser, extraire et exploiter des informations, y
compris exprimentales, sur les effets de mdica-
ments antalgiques et anti-inflammatoires.
Programme
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19Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Thme 3-A-2 Limmunit adaptative, prolongement de limmunit
inne
Alors que limmunit inne est largement rpandue chez les tres
vivants, limmunit adaptative est propre aux vertbrs. Elle sajoute
limmunit inne et assure une action plus spcifique contre des
molcules, ou par-tie de molcules.Les cellules de limmunit
adaptative ne deviennent effectrices quaprs une premire rencontre
avec un antigne grce aux phnomnes de slec-tion, damplification et
de diffrenciation clonales.Les dfenses adaptatives associes avec
les dfenses innes permettent normalement dliminer la cause du
dclenchement de la raction immu-nitaire. Le systme immunitaire,
normalement, ne se dclenche pas contre des molcules de lorganisme
ou de ses symbiotes. Cela est vrai notamment pour la rponse
adaptative.Pourtant, les cellules de limmunit adaptative, dune
grande diversit, sont produites alatoirement par des mcanismes
gntiques complexes qui permettent potentiellement de rpondre une
multitude de mol-cules. La maturation du systme immunitaire rsulte
dun quilibre dyna-mique entre la production de cellules et la
rpression ou llimination des cellules autoractives.
Objectif et mots-cls. Cellule prsentatrice de lantigne,
lymphocytes B, plasmocytes, immunoglobulines (anticorps),
sropositivit, lymphocytes T CD4, lymphocytes T auxiliaires,
interleukine 2, lymphocytes T CD8, lym-phocytes T cytotoxiques ;
slection, amplification, diffrenciation clonales. Lexemple dune
infection virale (grippe) fait comprendre la mise en place des
dfenses adaptatives et comment, en collaboration avec les dfenses
innes, elles parviennent llimination du virus. On insistera sur la
rponse adaptative mdiation humorale. On profitera de cette tude
pour signa-ler le mode daction du VIH et la survenue de maladies
opportunistes dans le cas du Sida. Lexistence dune maturation du
systme immunitaire nest prsente que de faon globale.[Limites : la
description des mcanismes gntiques lorigine de la diver-sit du
rpertoire immunologique. La prsentation de lantigne aux
lympho-cytes T, la description du cycle de dveloppement du
VIH.]
Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris
exprimentales, sur les cellules et les molcules intervenant dans
limmunit adaptative.
Concevoir et raliser une exprience permettant de caractriser la
spcificit des molcules inter-venant dans limmunit adaptative.
Concevoir et raliser des expriences permettant de mettre en
vidence les immunoglobulines lors de la raction immunitaire.
Thme 3-A-3 Le phnotype immunitaire au cours de la vie
Une fois forms, certains effecteurs de limmunit adaptative sont
conser-vs grce des cellules-mmoires longue dure de vie.Cette mmoire
immunitaire permet une rponse secondaire lantigne plus rapide et
quantitativement plus importante qui assure une protection de
lorganisme vis--vis de cet antigne.La vaccination dclenche une
telle mmorisation. Linjection de produits immunognes mais non
pathognes (particules virales, virus attnus, etc.) provoque la
formation dun pool de cellules mmoires diriges contre lagent dune
maladie. Ladjuvant du vaccin dclenche la raction inne
indispen-sable linstallation de la raction adaptative.Le phnotype
immunitaire dun individu se forme au gr des expositions aux
antignes et permet son adaptation lenvironnement. La vaccination
permet dagir sur ce phnomne.La production alatoire de lymphocytes
nafs est continue tout au long de la vie mais, au fil du temps, le
pool des lymphocytes mmoires augmente.
Recenser, extraire et exploiter des informations sur la
composition dun vaccin et sur son mode demploi.
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Connaissances Capacits et attitudes
Objectif et mots-cls. Mmoire immunitaire, vaccins. Il sagit de
faire com-prendre la base biologique de la stratgie vaccinale qui
permet la protec-tion de lindividu vaccin et de la population. On
indique que ladjuvant du vaccin prpare lorganisme au dclenchement
de la raction adaptative lie au vaccin, un peu comme la raction
inflammatoire prpare la rac-tion adaptative naturelle.(Collge.
Premires ides sur les vaccins.)[Limites : la description exhaustive
des types de vaccins et des pratiques vaccinales.]
THME 3-B NEURONE ET FIBRE MUSCULAIRE : LA COMMUNICATION
NERVEUSEEn partant des acquis de la classe de Seconde, il sagit
dapporter une comprhension plus fine du systme neuromusculaire et
de comprendre un test mdical couramment utilis. Cest aussi
loccasion dapporter les connaissances indispensables concer-nant le
neurone et la synapse.Bilan : neurone, synapse chimique ; plasticit
crbrale.
Thme 3-B-1 Le rflexe myotatique, un exemple de commande rflexe
du muscle
Le rflexe myotatique sert doutil diagnostique pour apprcier
lintgrit du systme neuromusculaire : par un choc lger sur un
tendon, on provoque la contraction du muscle tir (exemple du rflexe
rotulien ou achillen).
Le rflexe myotatique est un rflexe monosynaptique. Il met en jeu
diffrents lments qui constituent larc-rflexe. Le neurone moteur
conduit un mes-sage nerveux cod en frquence de potentiels dactions.
La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la
synapse neuromusculaire.
Objectifs et mots-cls. Les lments de larc-rflexe : stimulus,
rcepteur, neu-rone sensoriel, centre nerveux, neurone moteur,
effecteur (fibre musculaire). Caractristiques structurales et
fonctionnelles du neurone (corps cellulaire, dendrite, axone,
potentiels de repos et daction). Synapse chimique (bou-ton
synaptique, neuromdiateur actylcholine, exocytose, fente
synaptique, rcepteur post-synaptique, potentiel daction
musculaire). Codage lectrique en frquence, codage chimique en
concentration.[Limites. Sont hors programme : les mcanismes
ioniques des potentiels membranaires, les potentiels de rcepteurs,
les potentiels post-synaptiques et les mcanismes de dclenchement du
potentiel daction musculaire, le couplage
excitation-contraction.]
Mettre en vidence les lments de larc-rflexe partir de matriels
varis (enregistrements, logi-ciels de simulation).
Observer et comparer des lames histologiques de fibre et de
nerf.
Observer des lames histologiques pour comprendre lorganisation
de la moelle pinire.
Recenser, extraire et exploiter des informations, afin de
caractriser le fonctionnement dune synapse chimique.
Interprter les effets de substances pharma-cologiques sur le
fonctionnement de synapses chimiques.
Thme 3-B-2 De la volont au mouvement
Si le rflexe myotatique sert doutil diagnostique pour identifier
dventuelles anomalies du systme neuromusculaire local, il nest pas
suffisant car certaines anomalies peuvent rsulter danomalies
touchant le systme nerveux central et se traduire aussi par des
dysfonctionnements musculaires. Ainsi, les mouvements volontaires
sont contrls par le systme nerveux central.
Lexploration du cortex crbral permet de dcouvrir les aires
motrices spcia-lises lorigine des mouvements volontaires. Les
messages nerveux moteurs qui partent du cerveau cheminent par des
faisceaux de neurones qui des-cendent dans la moelle jusquaux
motoneurones. Cest ce qui explique les effets paralysants des
lsions mdullaires.Le corps cellulaire du motoneurone reoit des
informations diverses quil intgre sous la forme dun message moteur
unique et chaque fibre muscu-laire reoit le message dun seul
motoneurone.
Objectifs et mots-cls. Motoneurone, aire motrice. En se limitant
lexploi-tation dimageries crbrales simples, il sagit de montrer
lexistence dune commande corticale du mouvement.[Limites. Les voies
nerveuses de la motricit volontaire sont hors programme.]
Recenser, extraire et exploiter des infor mations, afin de
caractriser les aires motrices crbrales.
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21Programme
Connaissances Capacits et attitudes
Thme 3-B-3 Motricit et plasticit crbrale
Le systme nerveux central peut rcuprer ses fonctions aprs une
lsion limite. La plasticit des zones motrices explique cette
proprit.
La comparaison des cartes motrices de plusieurs individus montre
des dif-frences importantes. Loin dtre innes, ces diffrences
sacquirent au cours du dveloppement, de lapprentissage des gestes
et de lentranement.Cette plasticit crbrale explique aussi les
capacits de rcupration du cerveau aprs la perte de fonction
accidentelle dune petite partie du cor-tex moteur. Les capacits de
remaniements se rduisent tout au long de la vie, de mme que le
nombre de cellules nerveuses. Cest donc un capi-tal prserver et
entretenir.
Objectifs et mots-cls. En sappuyant sur les notions sur la
plasticit cr-brale acquise en premire par ltude de la vision, il
sagit de montrer que cette plasticit affecte aussi le cortex moteur
et limportance de cette plasti-cit, tant dans llaboration dun
phnotype spcifique que dans certaines situations mdicales.(Premire.
Notions sur la plasticit crbrale.)[Limites. La plasticit crbrale
nest pas aborde dans ses mcanismes mol-culaires : on se contente de
constater des modifications des aires corticales.]
Recenser et exploiter des informations afin de mettre en vidence
la plasticit du cortex moteur.
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Partie 1. Gntique et volution24
Les objectifs gnraux de cette partie
Dans le programme officiel, le thme 1, intitul La Terre dans
lUnivers, la vie, lvolution du vivant regroupe toute la partie
Gntique et volution et la partie Gologie . Il reprsente la moiti de
lhoraire annuel. Du fait de cette ampleur et de la nature trs
dif-frente des sujets abords, les auteurs ont naturellement choisi
de scinder ce grand thme en deux parties. Daprs les textes
officiels du programme, on peut estimer que 25 % envi-ron de
lhoraire annuel peut tre consacr chaque partie.Cette premire grande
partie du programme, Gntique et volution , regroupe elle-mme cinq
thmes qui peuvent a priori paratre assez diffrents. Cest pourquoi
il est essentiel de bien comprendre le fil conducteur de cette
partie afin de ne pas considrer chaque thmatique pour elle-mme,
mais lui donner le sens quil convient : chacun des cinq thmes
contribue en effet construire les notions relatives cette partie du
programme.Il faut donc, dans une certaine mesure, rompre avec
loptique qui tait celle de lancien programme de Terminale S. Ainsi,
la gntique nest pas aborde pour elle-mme, lvolu-tion nest pas
considre comme un thme en tant que tel. Dans la continuit de ce qui
a t abord en classes de Seconde et de Premire, il sagit dsormais de
comprendre com-ment divers mcanismes, gntiques ou non, assurent une
biodiversit qui nest pas fige. Le 1er thme, Le brassage gntique et
la diversit des gnomes , sera bien videm-ment consacr ltude
classique des mcanismes de diversification gntique lis la
reproduction sexue (miose et ses deux brassages, fcondation).
Cependant, il convien-dra de bien faire comprendre quon a l, ct des
phnomnes de diversification gn-tique que sont les mutations, un
moteur de lvolution des espces puisque la reproduction sexue
propose, chaque gnration, des combinaisons gntiques nouvelles,
indites. Le 2e thme, Des mcanismes de diversification des tres
vivants est totalement nou-veau dans lenseignement secondaire. Il
prolonge et vient complter ltude prcdente. Lobjectif est ici de ne
pas rduire les mcanismes de diversification des tres vivants la
seule reproduction sexue. Dautres mcanismes de diversification
gntique existent et il existe galement des mcanismes de
diversification des tres vivants qui ne sont pas gntiques. Le 3e
thme, De la diversification des tres vivants lvolution de la
biodiversit , complte ce qui a t abord en classe de Seconde mais
sappuie sur les deux chapitres prcdents. On explique en effet que
la diversit des populations change au cours du temps, sous leffet
de la slection naturelle et de la drive gntique. Le 4e thme, Un
regard sur lvolution de lHomme , ne doit pas tre considr comme un
chapitre destin traiter spcifiquement de lvolution humaine en la
consi-drant comme un cas part. Bien au contraire, en rinvestissant
les acquis des annes et des chapitres prcdents, on sintresse
lvolution de notre espce, Homo sapiens, et lon montre quelle peut
tre tudie comme toute autre espce en inscrivant son histoire dans
celle, plus gnrale, des primates. Le 5e thme, La vie fixe chez les
plantes, rsultat de lvolution rintroduit une part non ngligeable de
botanique dans lenseignement des SVT au lyce. L encore, il faut
1Gntique et volution
Partie
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25Partie 1. Gntique et volution
bien saisir la cohrence de ce chapitre avec les prcdents. La
plante sera tudie comme une forme de vie bien diffrente de la vie
animale, notamment parce quelle est fixe. Lorganisation gnrale dune
plante ainsi que la diversit des structures particulires pos-sdes
par les plantes, remarquablement adaptes aux contraintes de leur
milieu, appa-raissent alors comme autant de russites volutives qui
nont rien envier aux espces animales actuelles.
Cette partie du programme sappuie sur de nombreux acquis, tant
du collge que du lyce, quil conviendra de mobiliser, sans pour
autant les surestimer. Les pages 8 12 proposent une slection non
exhaustive de ces acquis. Ces pages permettent de retrouver
rapidement quelques notions essentielles. Elles peuvent tre
utilises de diverses manires : on peut envi-sager de les parcourir
avant daborder un chapitre afin de mobiliser les acquis ncessaires
ou bien orienter ponctuellement les lves vers tel ou tel document,
en fonction des besoins.Le droulement de la mitose, le mcanisme de
duplication de lADN, lexistence des muta-tions et des familles de
gnes viennent la