Extraits terminale
Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant
Thème 1-A Génétique et évolution
Thème 1-A-2 Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes
L'organisation fonctionnelle des plantes (Angiospermes) est mise en relation avec les exigences d'une vie fixée à cheval sur deux milieux, l'air et le sol. Au cours de l'évolution, des processus trophiques, des systèmes de protection et de communication, ainsi que des modalités particulières de reproduction se sontmis en place.
Bilans : l’essentiel sur la plante (organisation, reproduction).
Connaissances | Capacités et attitudes |
L’organisation et le fonctionnement de la fleur permettent le rapprochement des gamètes entre plantes fixées. | Réaliser la dissection d’une fleur simple et Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de mettre en évidence les relations entre une plante et un animal pollinisateur. Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de mettre en évidence les relations entre une plante et un animal assurant sa dissémination. |
Thème 1-A-3 Vers une vision dynamique de la biodiversité
La biodiversité a été définie et présentée comme produit et étape de l’évolution. Dans les classes précédentes, il a été montré que des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps. En prolongeant et précisant ce qui a été étudié en seconde, il s’agit d’approfondir quelques aspects des mécanismes de la dynamique la biodiversité.
Bilans : la biodiversité, l’origine de la diversité, le tri de la diversité.
Connaissances | Capacités et attitudes |
L’association des mutations et de la diversification combinatoire liée à la reproduction sexuée n’est pas la seule source de diversité du vivant. D’autres mécanismes de diversification des génomes existent : hybridations suivies de polyploïdisation, transfert par voie virale, etc. S’agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes vivantes très différentes peuvent résulter principalement de variations dans la chronologie et l’intensité d’expression de gènes communs, plus que d’une différence de contenu génétique. Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple. Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux, transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique est aussi source de diversité : chants d’oiseaux, utilisation d’outils, etc. Objectifs et mots clés. Il s’agit de montrer la variété des mécanismes de diversification à l’oeuvre et l’apport de la connaissance des mécanismes du développement dans la compréhension des mécanismes évolutifs [Limites. Un traitement exhaustif des mécanismespossibles n’est pas attendu.] | Recenser, extraire et exploiter des informations pour étudier les modalités d’une modification du génome. Réaliser des comparaisons de gènes du développement pour en identifier les homologies de séquences. Recenser, extraire et exploiter des informations pour interpréter un changement évolutif en termes de modification du développement. Recenser, extraire et exploiter des informations pour étudier un exemple de diversification du vivant sans modification du génome.
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Sous l’effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard, la diversité des populations se transforme. Beaucoup de formes nouvelles sont éliminées mais quelques unes subsistent. L’évolution résulte de ce tri complexe dans une diversité aux origines multiples. Objectifs et mots clés. On insistera sur l’existence d’un tri qui s’exerce sur les individus et conduit à une modification des populations. Sélection naturelle et dérive génétique sont replacées dans ce cadre global. | Analyser une situation concrète, à partir d’arguments variés (données génétiques, paléontologiques, biologiques, arbres phylogénétiques, etc.). |
| Une espèce peut être considérée comme un ensemble d’individus suffisamment apparentés pour pouvoir réaliser entre eux des échanges génétiques à l’occasion de la reproduction sexuée. Une espèce cesse d’exister si l’ensemble d’individus concernés disparaît ou cesse d’être isolé génétiquement. Une nouvelle espèce apparaît si un nouvel ensemble s’individualise, par exemple à la suite d’une séparation géographique. Le contour d’une espèce est souvent flou et changeant au cours du temps. Objectifs et mots clés. Dans la continuité de l’approche des classes précédentes, il convient de montrer que l’espèce est une réalité statistique, collective et que c’est dans cette optique que la spéciation peut être envisagée. Pistes. Études de spéciations actuelles ; histoire du | Analyser des exemples de spéciation dans des contextes et selon des mécanismes variés à partir de documents fournis. |
Comme toutes les autres espèces, l’Homme a une histoire évolutive et est en perpétuelle évolution. D’un point de vue génétique, l'Homme et le chimpanzé, très proches, se distinguent surtout par la position et la chronologie d’expression de certains gènes. Le phénotype humain, comme celui des grands singes proches, s’acquiert au cours du développement pré et postnatal, sous l’effet de l’interaction entre l’expression des gènes et l’environnement (dont la relation aux autres individus). Les premiers primates fossiles datent de -65 à -50 millions d'années. Ils sont variés et ne sont identiques ni à l'Homme actuel, ni aux autres singes actuels. La diversité des primates a été foisonnante. Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent. Aucun fossile ne peut être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou du chimpanzé. Le genre Homo se caractérise notamment par une face réduite, un dimorphisme sexuel peu marqué sur le squelette, un style de bipédie avec trou occipital avancé et aptitude à la course à pied, une mandibule parabolique, etc. Production d'outils complexes et variété des pratiques culturelles sont associées au genre Homo, mais de façon non exclusive. En Europe, Homo sapiens a coexisté avec Homo neanderthalensis. Cette coexistence à pris fin il y a 28000 ans. Objectif. Il s’agit de montrer qu’on peut réfléchir à l’évolution de l’espèce humaine ainsi qu’à celle de n’importe quelle autre. (Collège, première : premières idées sur la place de l’Homme dans l’évolution ; pigments rétiniens et place d’homme parmi les primates.) Convergence. Philosophie : Regards croisés sur l’Homme. Pistes. Étude comparée des primates ; Arts de la préhistoire. | Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de comparer les génotypes de différents primates. Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de positionner quelques espèces de primates actuels ou fossiles, dans un arbre phylogénétique, à partir de l’étude de caractères ou de leurs productions. Recenser et exploiter des informations sur la présence d’Homo sapiens et Homo neanderthalensis en Europe
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Thème 2-B La plante domestiquée
Les plantes, directement ou indirectement (par l’alimentation des animaux d’élevage) sont à la base de l’alimentation humaine. Elles constituent aussi des ressources dans différents domaines : énergie, habillement, construction, médecine, etc.
La culture des plantes constitue donc un enjeu majeur pour l’humanité.
La domestication des plantes conduit à une modification profonde de la biodiversité végétale des espèces cultivées. Elle repose sur l’évolution des techniques biologiques et agricoles.
Connaissances | Capacités et attitudes |
La domestication des plantes résulte de la sélection de caractères utiles à l’Homme et de la maîtrise de leur reproduction. Une même espèce comporte souvent plusieurs variétés sélectionnées selon des critères différents ; c’est une forme de biodiversité. Les techniques de croisement et de sélection permettent souvent, d’obtenir de nouveaux phénotypes qui n’existaient pas dans la nature. Les techniques du génie génétique permettent d’agir directement sur le génome des plantes cultivées. Objectifs et mots clés. Il s’agit de montrer les différentes modalités d’action humaine sur la biodiversité végétale. [Limites. les éléments scientifiques introduits ici, permettent un débat sur l’usage de telle ou telle méthode, mais il n’entre pas dans les objectifs de l’enseignement scientifique de trancher, à lui seul, la controverse.] Convergence. Histoire des arts : la modification des aliments de l’Homme au travers de leur représentation picturale. | Recenser, extraire et exploiter des informations afin de comparer une plante cultivée et son ancêtre naturel supposé. Recenser, extraire et exploiter des informations afin de comprendre les caractéristiques de la modification génétique des plantes. La connaissance de la physiologie de la plante permet de contrôler son développement végétatif. |
Des techniques traditionnelles (la taille) ou plus modernes (la culture in vitro) utilisent explicitement ou implicitement des connaissances sur les hormones végétales. Objectifs et mots clés. Il s’agit de montrer, sur un ou deux exemples, comment des pratiques culturales peuvent être expliquées ou mises au point par des connaissances sur les hormones végétales. [Limites. Une étude exhaustive des hormones végétales n’est pas attendue. S’il pourra être demandé à un candidat au baccalauréat d’argumenter un propos à l’aide d’un exemple qu’il aura étudié en classe, aucun exemple précis n’est imposé.] | Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, concernant le contrôle de la morphogenèse végétale. Réaliser et interpréter une culture in vitro. |
Thème 3. – Corps humain et santé
Dans ce thème, le projet est d’aborder quelques sujets ayant un rapport direct avec de grandes questions de santé publique en même temps que les bases scientifiques nécessaires pour les traiter.
Thème 3-A Le maintien de l’intégrité de l’organisme (ou l’organisme face aux dangers) : quelques aspects de la réaction immunitaire
Le système immunitaire est constitué d’organes et de cellules qui assurent le maintien de l’intégrité de l’organisme. Chez les vertébrés, ce système comprend un ensemble de défenses aux stratégies très différentes : l’immunité innée et l’immunité adaptative.
Connaissances | Capacités et attitudes |
La mise en route d’une réaction immunitaire nécessite la distinction du soi et du non soi ainsi que la détection de signaux de danger par l’organisme. L’immunité innée est présente chez tous les animaux. Elle ne nécessite pas d’apprentissage préalable, est génétiquement héritée et présente dès la naissance. Elle repose sur des mécanismes de reconnaissance et d’action très conservés d’une espèce à l’autre car issus d’une lente et très longue coévolution entre les animaux et les microorganismes pathogènes. L’immunité innée est la première à intervenir lors de situations variées (atteintes des tissus, infection, cancer). C’est une première ligne de défense qui agit rapidement et localement, tout en restant opérationnelle pendant toute la réaction immunitaire. La réaction inflammatoire aigüe en est le mécanisme essentiel. Elle fait suite à l’infection ou à la lésion d’un tissu et met en jeu des molécules à l’origine de symptômes stéréotypés (rougeur, chaleur, gonflement). Elle prépare le déclenchement de l’immunité adaptative.. Objectif et mots clés Soi, non soi, organes lymphoïdes, macrophages, monocytes, granulocytes, phagocytose, mastocytes, médiateurs chimiques de l’inflammation, réaction inflammatoire, médicaments anti-inflammatoires. Il s’agit sur un exemple de montrer le déclenchement d’une réaction immunitaire et l’importance de la réaction inflammatoire. On explicitera simplement l’utilisation de médicaments type aspirine dans un objectif d’éducation à la santé. (Collège. Les bases d’immunologie.) Limites : la description exhaustive du CMH. La description des récepteurs de l’immunité innée (PRR), des signaux de dangers et les signatures des pathogènes (PAMP). | Observer et comparer une coupe histologique ou des documents en microscopie avant et lors d’une réaction inflammatoire aigue. Recenser, extraire et exploiter des informations, sur les cellules et les molécules impliquées dans la réaction inflammatoire aigue. Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les effets de médicaments antalgiques et antiinflammatoires. |
L’immunité adaptative est propre aux vertébrés. Elle s’ajoute à l&rrsquo;immunité innée et assure une action spécifique contre des molécules, ou partie de molécules, habituellement étrangères à l’organisme : les antigènes. Les cellules de l’immunité adaptative sont d’une grande diversité. Elles sont produites aléatoirement par des mécanismes génétiques complexes qui permettent potentiellement de répondre à tous les antigènes. Les cellules susceptibles de réagir contre les cellules du soi (cellules autoréactives) sont éliminées. Les cellules de l’immunité adaptative ne deviennent effectrices qu’après une première rencontre avec un antigène grâce aux phénomènes de sélection, d’amplification et de différenciation clonales. Ces étapes assurent la spécificité de la réaction et ainsi son efficacité. Les défenses adaptatives associées avec les défenses innées permettent d’éliminer la cause du déclenchement de la réaction immunitaire. Objectif et mots clés. Cellule présentatrice de l’antigène, lymphocytes B, plasmocytes, immunoglobulines (anticorps), séropositivité, lymphocytes T CD4, lymphocytes T auxiliaire, interleukine 2, lymphocytes T CD8, Lymphocytes T cytotoxiques. L’exemple d’une infection virale (grippe), fait comprendre la mise en place des défenses adaptatives et comment, en collaboration avec les défenses innées, elles parviennent à l’élimination du virus. On insistera sur la réponse adaptative à médiation humorale. On profitera de cette étude pour signaler le mode d’action du VIH et la survenue de maladies opportunistes dans le cas du SIDA. Limites : la description des mécanismes génétiques à l’origine de la diversité du répertoire immunologique. La présentation de l’antigène aux lymphocytes T, la description du cycle de développement du VIH. | Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les cellules et les molécules intervenant dans l’immunité adaptative Concevoir et réaliser une expérience permettant de caractériser la spécificité des molécules intervenant dans l’immunité adaptative Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire |
Une fois formés, les effecteurs de l’immunité adaptative sont conservés grâce à des cellules mémoires à longue durée de vie. Cette mémoire immunitaire est à l’origine d’une réponse secondaire à l’antigène plus rapide et quantitativement plus importante qui assure une protection de l’organisme vis à vis de cet antigène. La vaccination reproduit cette situation naturelle. L’injection de produits immunogènes mais non pathogènes (particules virales, virus atténués, etc.), provoque la formation d’un pool de cellules mémoires dirigées contre l’agent d’une maladie. L’adjuvant du vaccin déclenche la réaction innée indispensable à l’installation de la réaction adaptative. Le phénotype immunitaire d’un individu se forme au gré des expositions aux antigènes et permet son adaptation à l’environnement. La vaccination est un moyen d’optimiser ce phénomène. La production aléatoire de lymphocytes naïfs est continue tout au long de la vie mais au fil de la rencontre de microorganismes, le pool des lymphocytes mémoires augmente. Objectif et mots clés Mémoire immunitaire, vaccins. Il s’agit de faire comprendre la base biologique de la stratégie vaccinale pour prendre conscience de sa portée en termes de santé publique. (Collège. Premières idées sur les vaccins.) Limites : la description exhaustive des types de vaccins et des pratiques vaccinales. | Recenser, extraire et exploiter des informations sur la composition d’un vaccin et sur son mode d’emploi. |