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Cours • Méthode • Exercices • Corrigés

Grand jeu concours

300 BDà gagner !*

Seconde

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rédigé par des professeursde l’Éducation Nationale

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Ce cours a été rédigé par :

Mme Bologne,

professeur de S.V.T.

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Le cours de révision est composé de quatre dossiers. 1. Un bilan-test de début de cours qui permet de repérer les éventuelles difficultés et de mieux

orienter ses révisions. Il ne faut pas l’adresser à la correction car vous trouverez les corrigés justes après.

2. Le cours. 4 séries de travail avec des leçons et des exercices d’application. Ceux-ci sont

autocorrectifs et servent d’entraînement aux devoirs. Il ne faut pas les adresser à la correction. 3. Corrigé des exercices. Ce sont les corrigés des exercices du cours. 4. Devoirs à adresser à la correction. 4 devoirs à réaliser après l’étude de chaque série + 2

devoirs facultatifs (devoir rattrapage et devoir bilan). Étudiez une série de travail par semaine en faisant tous les exercices d’application, en vérifiant leur exactitude avant de commencer le devoir correspondant. Pour chaque série, un devoir vous est proposé. Exemples : Après l’étude de la première série de travail, faites votre devoir 1. Après l’étude de la deuxième série de travail, faites votre devoir 2… Après avoir rédigé les 4 devoirs, nous vous proposons deux devoirs facultatifs : un devoir de rattrapage et un devoir bilan, avec des exercices récapitulatifs sur toutes les séries. La durée d’étude de ce cours de révision est de quatre à six semaines selon les capacités de l’élève. Travaillez régulièrement chaque jour. Envoyez chaque devoir dès qu’il est terminé pour bénéficier ainsi des conseils des correcteurs. N’attendez pas le retour du devoir corrigé pour continuer à travailler.

Bon Travail !

COURS DE RÉVISION

COMMENT ÉTUDIER SON COURS ?

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Conseils de méthodologie de l ’écrit Cette séance a pour but de vous donner quelques règles a fin de mieux apprendre le cours et aussi de mieux le rest i tuer en évaluations. Le cours Vous devez l i re le cours en repérant les paragraphes, les l ia isons entre ceux-ci . I l faut aussi connaître toutes les défini t ions des mots scienti f iques a fin de comprendre. I l est ut i le de faire des fiches avec le plan du cours et les mots clés, cela vous aidera à conserver les principales idées. Les exercices - Exercice de QCM, questions a choix multiples Dans ce cas, l isez bien l ’énoncé afin de savoir s i une seule réponse est juste ou s i ce sont plusieurs réponses qui le sont. De plus, dans la phrase, repérez bien les mots scienti f iques, les négations et les proposi t ions. Avant de regarder les réponses proposées, essayez de vous souvenir du cours concernant le domaine exposé. Après, l isez les proposi t ions et seulement lorsque vous avez trouvé la ou les bonnes reponses, vous les reportez sur votre copie ou gri l le de réponse. - Étude de documents : Si c’est un graphique :

• Pour l ’étudier, repérez le t i tre. Exemple : étude de la fréquence cardiaque en fonction de la puissance de l ’e ffort.

• Repérez les axes : L ’axe vert ical est celui des ordonnées. Pour l ’exemple, ce sera la fréquence cardiaque. L ’axe horizontal est celui des abscisses. Pour l ’exemple, ce sera la puissance de l ’effort.

• Pour le construire, i l faut identi f ier les variables qui seront en abscisses et en ordonnées et identi f ier les unités.

• I l faut trouver l ’échel le des axes avant de les construire. Ainsi , vous repérez

les valeurs maximales de chaque axe et choi s issez une échel le qui permet de tracer les axes dans votre feui l le : maximum 15 cm pour l ’axe des abscisses et 20 cm pour l ’axe vert ical .

- Si c’est une étude de texte, document écri t : L isez le texte et ut i l isez un surl igneur ou un crayon à papier. Vous saisissez les principales part ies du texte, les mots clés. Vous l isez la question posée et alors vous rel isez le texte pour y trouver les arguments. Lorsque vous rédigerez votre réponse, i l faudra reformuler les arguments de l ’auteur du texte et surtout pas les recopier tel que. Vous organiserez les arguments de l ’auteur et vous ajouterez des défini t ions des mots cles afin de montrer à l ’éxaminateur que vous avez bien compris.

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Méthodologie des activités pratiques Lors de vos cours de SVT de lycée, vous devez acquérir des compétences en manipulat ions. Voici un s i te internet où vous trouverez les f iches concernant les di f férentes techniques à acquérir durant votre scolari té : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact/ index.php?d=e&m=4 J ’att i re votre attention, sur le microscope, les logiciels de bureautique comme EXCEL, POWER POINT, les trai tements d’ images. En terminale S, s i vous êtes scolarisé dans un lycée publ ic ou privé sous contrat, vous aurez un examen sur 4 points appelé « évaluation des capaci tés expérimentales » E.C.E. (voir tableau) qui comprendra des act iv i tés comme l ’observation au microscope, l ’ut i l i sat ion de logiciel de s imulat ion.

• Réal isat ion d’un schéma fonctionnel C’est un schéma avec des figures géométriques (en général des rectangles) dans lesquels on place des événements. Puis on les rel ie par des flèches qui expl iquent les relat ions entre ceux-ci .

• Étude d’un graphique Le t i tre d’un graphique est toujours construi t selon le principe « variat ion de y en fonction de x ». Ainsi c’est la donnée de l ’axe vert ical (y) en fonction de l ’axe des abscisses (x). Exemple : La croissance de l ’homme en fonction du temps. Pour commenter un graphique, i l faut ins ister sur l ’a l lure génerale de la courbe, comme l ’augmentation de la valeur étudiée en ordonnée. I l ne faut jamais écri re, la courbe monte ou descend. Pour le commentaire, des valeurs chi ffrées seront fournies. Et n’oubl iez pas de mentionner les unités.

Prélever des cellules de peau

Observation au microscope

Titre : Schéma fonctionnel de l’observation cellulaire de cellules de peau.

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: Schéma fonctionnel de l’observation cellulaire de cellules de peau.

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: Schéma fonctionnel de l’observation cellulaire de cellules de peau.

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Les questions suivantes ont pour but de vous permettre d'évaluer vos connaissances avant de commencer le cours. Questions : Réponses :

1. La Terre est une des planètes du système solaire.

a) Vrai b) Faux

2. Le génome est l’ensemble des gènes a) Vrai b) Faux

3. L’atmosphère des planètes rocheuses

a) Est épaisse de 500 km. b) Exerce une pression sur la surface planétaire. c) Est comparable chimiquement à celle de Jupiter. d) A une composition constante.

4. Les êtres vivants sont essentiellement composés de fer, d’oxygène et de silicium.

a) Vrai b) Faux

5. La chimie des êtres vivants est fondée sur le carbone car c’est l’élément en plus grande quantité sur la terre.

a) Vrai b) Faux

6. Le carbone a) Peut former jusqu’à 5 liaisons. b) N’est présent que dans les molécules organiques. c) Permet la construction de macromolécules.

7. Le métabolisme est un ensemble de transformations chimiques qui se déroulent à l’intérieur d’une cellule.

a) Vrai b) Faux

8. La plupart des cellules sont visibles à l’œil nu. a) Vrai b) Faux

9. Toutes les cellules possèdent : a) Des chloroplastes b) Un noyau c) Une membrane plasmique d) Des mitochondries.

10. Le métabolisme :

a) Est soumis à un contrôle environnemental. b) Permet de produire de l’énergie c) Est indépendant de l’information génétique d) Implique des échanges avec le milieu extérieur.

BILAN TEST

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11. La biodiversité est modifiée par les changements du climat.

a) Vrai b) Faux

12. Le groupe des vertébrés est celui qui contient le plus grand nombre d’espèces.

a) Vrai b) Faux

13. Pour mesurer la biodiversité génétique d’une espèce, il faut tenir compte :

a) Du nombre d’espèces dans le milieu de vie. b) Des fossiles proches de cette espèce c) Des différents allèles des individus de cette espèce.

14. Les espèces naturelles

a) Sont plus nombreuses que les espèces disparues b) Représentent une infime partie des espèces ayant existé. c) Ne subissent pas toutes les mêmes menaces.

15. La polarité antéropostérieure est donnée par la disposition ordonnée des organes de l’avant vers l’arrière.

a) Vrai b) Faux

16. La colonne vertébrale existe chez tous les animaux terrestres.

a) Vrai b) Faux

17. L’organisation commune à tous les vertébrés :

a) Comporte des polarités antéro-postérieure et dorso-ventrale b) Ne comporte pas de plan de symétrie c) Suggère une parenté entre les espèces.

18. Les organismes d’espèces différents se distinguent exclusivement par leur apparence différente

a) Vrai b) Faux

19. La sélection naturelle :

a) Modifie de manière aléatoire les caractéristiques génétiques d’une population au cours des générations. b) Modifie en fonction du milieu les caractéristiques génétiques d’un individu au cours de sa vie. c) Modifie en fonction du milieu les caractéristiques génétiques d’une population au cours des générations.

20. Le cœur est composé. a) de 4 ventricules b) de 2 oreillettes et de 2 ventricules

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20 bonnes réponses : Bravo ! Entre 15 et 19 bonnes réponses : Vous avez de bonnes connaissances qui ne demandent qu'à être approfondies. Entre 10 et 14 bonnes réponses : Trop de trous de mémoire ! Ce livre est fait pour vous ! Entre 6 et 9 bonnes réponses : L'été sera studieux et ce livre un précieux compagnon ! Entre 0 et 5 bonnes réponses : Au boulot ! Et rassurez-vous, vous allez vite progresser !

BONNES RÉVISIONS ET BON COURAGE !

QUESTIONS RÉPONSES

1 a)

2 a)

3 b)

4 b)

5 b)

6 c)

7 a)

8 b)

9 c)

10 a) et c)

11 a)

12 b)

13 c)

14 b) et c)

15 a)

16 b)

17 a) et c)

18 b)

19 c)

20 b)

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SOMMAIRE

SECONDE

SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE Série 1

1ère Leçon Les conditions de vie sur la Terre 2ème Leçon L’or igine commune des êtres vivants

3ème Leçon L’ADN, molécule commune aux êtres vivants 4ème Leçon Les OGM : organismes génétiquement modif iés

Série 2

1ère Leçon La structure cel lulaire

2ème Leçon Le fonctionnement cel lulaire

3ème Leçon Le plan d’organisation des vertébrés

4ème Leçon La biodiversité des êtres vivants

Série 3

1ère Leçon L’or igine de l ’évolution des êtres vivants 2ème Leçon La Terre permet la satisfaction des besoins humains

3ème Leçon Le Solei l : une source d’énergie 4ème Leçon Les produits agricoles

Série 4

1ère Leçon Les besoins en glucose de l ’organisme

2ème Leçon L’activité cardio-vasculaire

3ème Leçon La pression artér iel le

4ème Leçon La régulation nerveuse de l ’activité respiratoire

5ème Leçon La pratique d’une activité physique

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n La structure cel lulaire

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n La structure cel lulaire

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Vérifie tes connaissances !

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S.V.T

2nde

1ère SÉRIE

PREMIÈRE LEÇON Les conditions de vie sur Terre

DEUXIÈME LEÇON L’origine commune des êtres vivants

TROISIÈME LEÇON L’ADN, molécule commune aux êtres vivants

QUATRIÈME LEÇON Les OGM : organismes génétiquement modifiés

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DEUXIÈME LEÇON

1ère leçon 15 1ère SERIE

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PREMIÈRE LEÇON

Les conditions de vie sur la Terre En 2030, nous serons 7 mi l l iards d’humains sur la Terre alors qu’en 1800 seulement 1.2 mi l l iards d’humains étaient présents sur Terre. Sommes-nous sur la seule planète du système solaire habitable par l ’homme ? Depuis le Moyen Age et grâce aux progrès scienti f iques, des astrophysiciens comme Copernic, Gal i lée sont parvenus à mieux connaître le système solaire. Le système solaire est consti tué de 8 planètes : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et la Terre. Activité 1 Uti l isat ion de logiciel informatique Téléchargez le logiciel gratui t « Planète 3D *» à l ’adresse suivante : ftp://garonne.ac-toulouse.fr/svt/tpbio/planete.exe *à la mise sous presse, ce logic ie l est gratui t et l ’URL c i -dessous fonct ionne. Les Cours Legendre ne sauraient êt re responsables s i la gratui té ou l ’URL ci -dessus n’ex istai t p lus à la lecture de ces l ignes. Vous compléterez le tableau ci-dessous pui s vous organiserez les planètes en 2 types en fonction de leur composit ion et d’autres caractérist iques que vous trouverez.

Objet céleste

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1ère leçon 16 1ère SERIE

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Uranus

Neptune

Satellite La lune

La ceinture d’astéroïdes

Titre : Tableau des caractéristiques de quelques éléments du système solaire.

Les planètes dans le système solaire Activité 2 : Représentation graphique Réal isez un axe sur lequel vous disposez les 8 planètes et le solei l . Vous uti l isez les distances des planètes au solei l indiquées dans l ’exercice 1. L ’échel le des distances est de 1 cm pour 1.5 UA.

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Les planètes dans le système solaire

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ite: Tableau des caractéristiques de quelques éléments du système solaire.

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1ère leçon 17 1ère SERIE

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Les conditions particulières sur la Terre

Le flux solai re est l ’énergie qu’un objet reçoit du solei l par unité de temps et de surface. L ’unité est le watt par mètre carré. La Terre reçoit assez d’énergie pour maintenir une température compatible avec la vie.

Graphique du flux solai re en fonction de la di stance au solei l La température moyenne sur Terre est 15°C. La pression atmosphérique moyenne (1 atm) sur la Terre permet d’avoir de l ’eau sous les 3 états. Le point tr iple est une condit ion de pression et de température où les 3 états existent s imultanément. Sur Terre, l ’eau est sol ide en dessous de 0°C, l iquide entre 0°C et 100°C, et vapeur au dessus de 100°C.

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1ère leçon 18 1ère SERIE

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Activité 3 : Les états de l ’eau sur les di fférentes planètes du système solaire. a) Sur la planète Terre, au niveau du sol , la pression atmosphérique est de 101 000 Pa. La température minimale enreg istrée est de –80°C et la température maximale +70°C. Sous quel état est l ’eau ? Argumentez votre réponse sur une représentation graphique fai te en bleu . ______________________________________________________________________ b) Sur la planète Mars, la pression atmosphérique est de 600 Pa. Représente la pression atmosphérique sur Mars en rouge . La température moyenne est comprise entre -140 et +20°C. Sous quel état est l ’eau ? Argumentez votre réponse sur une représentation graphique fai te en rouge . ______________________________________________________________________ c) Dans une cocotte-minute, la température atteint 110°C lorsque l ’eau commence à boui l l i r . Quel le est alors la pression ? Argumentez votre réponse sur une représentation graphique fai te en vert. ______________________________________________________________________

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1ère leçon 19 1ère SERIE

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Activité 4 : L’atmosphère des planètes Document 1: Températures moyennes réel les et températures théoriques à la surface de di fférents objets du système solaire.

Document 2 : Les l iens entre la force d’attract ion d’une planète et la présence d’une atmosphère Document 3 : Quelques caractérist iques de l ’atmosphère terrestre Certains gaz (Dioxyde de carbone, vapeur d’eau et méthane) piègent une part ie de l ’énergie solai re réfléchie par la Terre. I ls sont à l ’or igine d’un ef fet de serre naturel qui augmente la température de la surface de la planète, rendant la vie possible. Le dioxygène a permis l ’appari t ion sur Terre de formes de vie exigeant la présence de ce gaz. Le dioxygène assure le maintien d’une couche d’ozone qui f i l tre certaines radiat ions solai res dangereuses pour les êtres vivants.

Objet du système solaire Mercure Vénus Terre Lune Mars Astéroïde Distance au soleil (UA) 0,39 0,72 1 1 1,5 2,8 Température théorique (°C)

+ 140 + 30 - 18 - 18 - 60 - 150

Température réelle (°C) + 140 + 460 + 15 - 18 - 48 -150 Pression atmosphérique (atm)

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Certains gaz (Dioxyde de carbone, vapeur d’eau et méthane) piègent une part ie de l ’énergie solai re réfléchie par la Terre. I ls sont à l ’or igine d’un ef fet de serre

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1ère leçon 20 1ère SERIE

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À partir de ces 3 documents, vous expliquerez la présence d’une atmosphère autour de la terre. Puis les raisons pour lesquelles la température théorique et réelle sur Terre diffère. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Résumé du cours ! : Le système solaire est composé de 8 planètes, d’une ceinture principale d’astéroïdes, de comètes qui gravi tent tous autour d’une unique étoi le : le Solei l . La Terre est une des 4 planètes rocheuses, la seule à abri ter la vie. Planète : corps céleste non lumineux par lui -même, qui gravi te autour d’une étoi le Les planètes tournent toutes dans un même plan, appelé plan de l ’écl ipt ique. On les sépare en deux groupes : • Les planètes telluriques ou internes, caractérisées par une composit ion

rocheuse (s i l icates, fer, nickel), une forte masse volumique (3,9-5,5g.cm-3) et un peti t diamètre (entre 4 800 et 12 800 Km) : Mercure, Venus, la Terre et Mars

• Les planètes gazeuses ou externes, caractérisées par une composit ion gazeuse (hydrogène, hél ium…) une faible masse volumique (0,69-1,64g.cm-3) et un important diamètre (entre 49 300 et 142 700 Km) : Jupiter, Saturne

(Pluton possède des caractérist iques ne rentrant dans aucun des deux groupes, el le ne fai t désormais plus part ie des planètes) Les astéroïdes : corps rocheux de quelques mm à 1 000 Km de diamètre (Cérès), i ls gravi tent sur une orbi te s i tuée entre cel les de Mars et Jupiter, appelée ceinture d’astéroïdes. Les comètes : blocs de glace et de poussière, traversant le système solaire sur une orbi te t rès al longée. A proximité du Solei l , une longue queue se forme.

Les satell ites sont des corps célestes en orbi te autour d’une planète. Leur tai l le et leur composit ion sont très variables. La lune est un satel l i te naturel . Les satel l i tes comme « météosat » sont art i f iciels et sont ut i l isés pour connaître le déplacement des masses d’ai r et la météorologie.

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n tre 4 800 et 12 800 Km)

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n (Pluton possède des caractérist iques ne rentrant dans aucun des deux groupes, el le ne fai t désormais plus part ie des planètes)

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corps rocheux de quelques mm à 1

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n corps rocheux de quelques mm à 1

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: blocs de glace et de poussière, traversant le système solaire sur

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iteLe système solaire est composé de 8 planètes, d’une ceinture

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iteLe système solaire est composé de 8 planètes, d’une ceinture principale

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1ère leçon 21 1ère SERIE

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Étoile : objet céleste émettant un rayonnement de lumière. Un exemple : le solei l . Les réactions nucléaires dégagent de l ’énergie lumineuse et thermique. Soleil : étoi le du système solaire. Météorite : C’est un f ragment de planètes ou d’éléments du système solaire qui se dir igent vers la surface de notre planète ou d’un autre astre. Certaines météori tes s ’enflamment en traversant l ’atmosphère de la terre, on les appel le alors les étoi les f i lantes. E l les sont visibles en été lorsque le ciel est dégagé. Les part iculari tés de la Terre : • La vie impl ique la présence d’eau l iquide . La présence d’eau l iquide à la sur face d’une planète dépend des condit ions de pression et de température qui y règnent. • La température est directement l iée à la distance planète-soleil . E l le dépend également de la présence d’une atmosphère qui peut piéger une part ie du rayonnement solai re.

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1ère leçon 22 1ère SERIE

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• La présence d’une atmosphère est à mettre en relat ion avec la tail le de l ’objet céleste considéré et donc de sa force d’att ract ion pour retenir les molécules. • La présence d’une atmosphère rend possible les échanges gazeux des êtres vivants, notamment avec le dioxygène . • La présence de dioxygène associé à l ’act ion du rayonnement solai re permet la production d’une couche d’ozone (O3) qui absorbe la plus grande part ie des rayonnements UV dangereux pour les êt res vivants. • La tail le de la Terre et sa distance au Soleil lui permettent de posséder une atmosphère et de l ’eau l iquide. L’association unique de ces deux particularités dans le système solaire a permis le développement de la Vie sur Terre.

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3ème leçon 23 1ère SERIE

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DEUXIÈME LEÇON

L’origine commune des êtres vivants Les êtres vivants sont composés de matière minérale et organique. La matière minérale contient les sels minéraux (calcium…), les gaz dissous ou gazeux (CO2…) et l ’eau. E l le n’est pas combustible. La matière organique est consti tuée de mo lécules ayant au moins un atome de carbone. E l le est combustible. E l le comprend principalement (99%) les atomes C.H.O.N. (Carbone – Hydrogène – Oxygène – Azote) les molécules organiques sont divisés en trois principaux groupes : les glucides, les l ipides, les protides. I - La composition chimique des êtres vivants Activité 5 À part i r de l ’analyse du tableau ci-dessous, indiquez les points communs des êtres vivants et leur di f férence.

Consti tuants en % de la masse totale

Bactérie Homme Algue

Eau 70 60 94 Ions minéraux 1 4 1

Matière Organique

Protides 15 1 3 Lipides 12 17 0.5 Glucides 2 18 1.5

T i tre : Tableau de la composit ion de quelques êtres vivants

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Activité 6 Vous pouvez télécharger le logiciel « Rastop» à l ’adresse suivante* : http://www.inrp. fr/Acces/biot ic/rastop/html/telechargement.htm *à la mise sous presse, ce logic ie l est gratui t et l ’URL c i -dessous fonct ionne. Les Cours Legendre ne sauraient êt re responsables s i la gratui té ou l ’URL ci -dessus n’ex istai t p lus à la lecture de ces l ignes.

Vous demandez la modél isat ion de molécules comme l ’amidon (C5H1 0O5), le glucose (C6H1 2O6), une protéine, un l ipide, l ’eau (H20), le sel de table (appelé NaCl) et cel les que vous voulez.

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: Tableau de la composit ion de quelques êtres vivants

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: Tableau de la composit ion de quelques êtres vivants

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iteLa matière organique est consti tuée de mo lécules ayant au moins un atome de carbone. E l le est combustible. E l le comprend principalement (99%) les atomes

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itedessous, indiquez les points communs des êtres

3ème leçon 24 1ère SERIE

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Quels sont les atomes qui les consti tuent ? ______________________________________________________________________ Les êtres vivants sont consti tués des mêmes atomes que le monde minéral mais en proport ions di fférentes. Les roches sont essentiel lement consti tuées d’oxygène, de s i l icium, de carbone, d’hydrogène et d’azote. Les êtres vivants sont essentiellement consti tués de carbone C, hydrogène H, oxygène O et azote N. Activité 7 Parmi les composés chimiques suivants, lesquels sont des substances minérales, lesquel les sont organiques ? Just i f iez.

a) Apati te: Ca5(PO4)3(OH) ______________________________________________ b) Pyri te: Fe S2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ c) Heptane: C7H1 6 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ d) Acide chlorhydrique: H Cl ____________________________________________ e) Alanine: C3H7O2N ___________________________________________________

Résumé du cours La matière du monde minéral tout comme la matière des êtres vivants est consti tuée d’éléments chimiques présents sur la Terre. Cependant, la matière vivante se dist ingue de la matière minérale par sa r ichesse relat ive en quelques éléments principaux : carbone, hydrogène, oxygène. Ces éléments sont associés pour former des molécules d’eau et d’aut res molécules, l ’ensemble consti tuant un mi l ieu aqueux prop ice à la vie. L ’eau est la molécule la plus abondante chez les êtres vivants. Les autres molécules se répar t issent principalement dans les trois catégories suivantes : glucides, l ipides et protides . Ces trois groupes sont appelés molécules organiques ou carbonées car el les ont un squelette d’atomes de carbone l iés à d’autres atomes. Les glucides et les l ipides sont formés princ ipalement de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. - Les glucides sont la principale source d’énergie chimique pour la cel lule. Les

glucides peuvent être stockés sous forme de polymères dans le foie et les muscles.

- Les l ipides ont des rôles divers comme de fournir de l ’énergie, d’être les consti tuants des membranes cel lulai res et des hormones.

- Les protides contiennent en plus de l ’azote et du soufre. Les molécules organiques sont communes à tous les êtres vivants : cette unité chimique est un indice supplémentaire de leur parenté.

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Parmi les composés chimiques suivants, lesquels sont des substances minérales,

3ème leçon 25 1ère SERIE

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TROISIÈME LEÇON

L’ADN, molécule commune aux êtres vivants

L ’Acide désoxyribonucléique appelé A.D.N est une molécule connue par son s igle. Sa fonction biologique est cel le du support de l ’ information génétique et de l ’hérédité des personnes. I - La découverte de la molécule Rappel historique : Le 28 février 1953, un américain James Watson et un bri tannique Francis Crick, découvrent la structure de l 'ADN, le support de l 'hérédité. C'est en 1869 que l 'ADN fut isolé pour la première fois (dans des cel lules de sperme de saumon) et intensivement étudiée par Friedrich Miecher, un Suisse, dans une série d' invest igations remarquables. En 1944, Avery et ses col laborateurs avaient réussi à isoler l 'A.D.N, substance dont on connaissai t déjà la présence dans le noyau des cel lules (eucaryotes) de tous les organismes et l ibres dans les cel lules sans noyau (procaryotes). Pour de plus amples informations, vous consulterez le s i te suivant* : http://www.snv.juss ieu.fr/vie/documents/decouverteadn/index.htm *à la mise sous presse, l ’URL c i-dessous fonct ionne. Les Cours Legendre ne sauraient être responsables s i l ’URL ci -dessus n’ex istai t p lus à la lec ture de ces l ignes.

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iteWatson et un bri tannique Francis Crick,

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3ème leçon 26 1ère SERIE

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Activité 8 La découverte de la fonction de l ’ADN À part i r du document ci -dessous, vous expl iquerez la découverte d’Avery et de ses compatriotes.

La structure de l’A.D.N

2 brins d’A.D.N complémentaires par leurs nucléotides.

Un nucléotide Écriture simplifié de l’A.D.N

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3ème leçon 27 1ère SERIE

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L’ADN est formé de 2 brins associés par les bases azotées (A, T, G, C) des nucléotides. A et T sont complémentaires ains i que G et C. Activité 9 À part i r de l ’étude des schémas ci-dessus , déterminez les part iculari tés de la structure de l ’A.D.N. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Activité 10 Étudiez d’après les schémas de l ’act iv i té 8, les complémentari tés entre les bases azotées. Une fois trouvé, écrivez le complémentaire du brin écri t . Lorsque l ’on écri t un brin, on n’ indique que l ’ ini t iale de la base azotée du nucléotide. Brin d’ADN A T C C C T A G G T T T G G C T G Brin complémentaire

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3ème leçon 28 1ère SERIE

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À retenir L’ADN est une molécule présente dans toutes les cel lules. C’est une molécule consti tuée de 2 brins complémentaires enroulés en double hél ice. Chaque brin est composé d’une succession de nucléotides. Un nucléotide est désigné par une lettre (A, T, C, G) et composé d’un sucre, d’un phosphate et d’une base azotée. Les bases azotées sont complémentaires 2 à 2 : A avec T et C avec G. L ’ordre de succession des nucléotides le long d’un brin s ’appel le une séquence. Cette séquence contient le message codé. Tous les êtres vivants sont composés d’ADN qui présente toujours des nucléotides mais dont la succession et le nombre varient d’un être vivant à l ’autre. III - Le rôle de l’A.D.N L ’A.D.N est condensé durant les étapes de divis ion cel lulai re = mitose sinon l ’ADN se trouve sous la forme de chromatine (ADN en fi lament pelotonné) pour former les chromosomes.

Localisation de l’A.D.N dans une cellule eucaryote

La cellule contient des chromosomes.

La cellule humaine en contient 46.

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Chacun d’eux est composé d’une molécule

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3ème leçon 29 1ère SERIE

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Les chromosomes sont consti tués par l ’enroulement de la molécule d’A.D.N. Le gène s ’exprime et permet la mise en place d ’un caractère. Chez l ’homme, i l y a 46 chromosomes et environ 25 000 gènes qui définissent 25 000 caractères di f férents. Chaque humain possède 2 chromosomes issus de chacun de ses parents : ains i nous avons 23 chromosomes paternels et 23 chromosomes maternels. Un gène est une unité consti tuée par un fragment d’A.D.N qui code pour un caractère. Les al lèles sont des vers ions voisines d’un même gène. Ces deux chromosomes d’une paire, présentent 2 al lèles di fférents pour un même gène. Ex : gène du groupe sanguin al lèles A, B ou O. Étude de la maladie nommée la drépanocytose Au début du XXe s iècle, le médecin américain Herrick décri t pour la première fois, la drépanocytose. À l ’échel le de l ’organisme, le sujet souffre d’une anémie, de palpi tat ions et d’essoufflement. Certains membres de la même fami l le souffre des mêmes symptômes. À l ’échel le des cel lules : les hématies qui sont les cel lules sanguines qui transportent le dioxygène, se présentent de façon souple et ci rculent normalement chez les individus sains. Par contre, chez les individus malades, les hématies sont déformées, r igides et bloquent la ci rculat ion en formant des cai l lots.

Hématies saines Hématies de la drépanocytose

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Chromosome issu de la mère

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3ème leçon 30 1ère SERIE

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À l ’échel le moléculaire : on compare l ’ADN entre les individus sains et malades. On observe l ’hémoglobine : les globules rouges sont responsables du transport de l ’oxygène. L ’hémoglobine est composée de 4 chaines : 2 chaines alpha et 2 chaines bêta. La chaine bêta est l ’expression d’un gène de 444 nucléotides successi fs. Ce gène présente un al lèle sain nommé bêta A et l ’a l lèle malade nommé bêta S. Ci-dessous les nucléotides des 2 allèles du gène codant la chaine bêta : Voici la composit ion en acides aminés des 2 hémoglobines, saine et malade qui expl ique la di fférence de formes des hématies

Conclusion La molécule d’A.D.N est présente chez tous les êtres vivants. La caractérist ique de cette molécule est universel le. Dans les cel lules humaines, chaque gène est en double exemplaire et représenté par 2 al lèles identiques ou di fférents. Pour un même gène, i l existe plusieurs al lèles. (Dans le cas de la drépanocytose, on dist ingue les al lèles Hb A et Hb S, l ’a l lèle Hb S provoque la maladie. Entre ces deux al lèles, i l n’existe qu’un seul changement dans la séquence nucléotidique. Ce changement ou mutation entraîne la fabricat ion d’une molécule d’hémoglobine anormale à l ’or igine des symptômes de la maladie ; la séquence des nucléotides détermine donc le message porté par l ’ADN.) La molécule d’ADN est une molécule dont la séquence nucléotidique varie en fonction des individus. Cette variabil i té de l ’ADN permet non seulement d’expl iquer l ’or igine des maladies génétiques, mais également d’expl iquer l ’or igine de la divers i té génétique des individus d’une même espèce ou d’une espèce à l ’autre.

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4ème leçon 31 1ère SERIE

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QUATRIÈME LEÇON

OGM, organismes génétiquement modifiés Les Biotechnologies sont ut i l isées dans de nombreux domaines (médecine, agricul ture …). Sur les boîtes de conserves de maïs mais aussi d’autres légumes, i l est écri t une mention « sans OGM ». Quel est l ’ intérêt des OGM ? Et comment sont-i ls formés ? I - La « création » d’un OGM Activité 11 À part i r du texte ci -dessous, réal isez un schéma fonctionnel de la fabricat ion de l ’hormone d’ insul ine humaine. Voici la structure de la molécule d’ i nsul ine Le diabète est une maladie caractérisée par une quanti té de sucre dans le sang trop important, sui te à un manque d’ i nsul ine. Lors de plusieurs prises de sang à jeun, la concentrat ion en glucose dépasse 1,22 g. l - 1 . L ’insul ine est une protéine produite par le pancréas. Au début du XXe s iècle, l ’ insul ine étai t extrai te du pancréas de bœuf ou de porc, or quelques malades avaient des al lergies (ne supportaient pas cette insul ine). Aujourd’hui , on injecte aux malades de la véri table insul ine humaine. Cette insul ine est produite par des bactéries. C’est la méthode de la transgénèse. Le gène de l ’ insul ine, isolé à part i r de cel lules humaines, est introduit dans le matériel génétique de bactéries. Ces bactéries, placées dans de grandes cuves appelées fermenteurs, produi sent alors, en même temps que leurs propres protéines, de l ’ insul ine humaine en grande quanti té. Après puri f icat ion, l ’hormone peut être uti l isée pour trai ter les patients atteints de diabète. L ’universal i té de l ’A.D.N permet d’ajouter des gènes (por t ion d’A.D.N) à l ’A.D.N de certaines cel lules. Les manipulat ions génétiques sont possibles car l ’A.D.N est universel . Ainsi , une cel lule, une bactérie, accepte-t-el le un A.D.N d’une cel lule donneuse. Et de plus, el le ut i l i sera cet A.D.N de façon universel le. La Bactérie est ut i l i sée car el le est procaryote. Son A.D.N est l ibre dans le cytoplasme.

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4ème leçon 32 1ère SERIE

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II - Intérêts et dangers des OGM La transgénèse est une technique qui consi ste en une insert ion d’un gène d’une espèce chez une aut re espèce. Les étapes sont toujours semblables. D’abord, l ’ i solement du gène d’ intérêt, puis on l ’ introduit dans la cel lule receveuse à modifier. La cel lule aura alors parmi ses gènes, un gène étranger, mais les gènes seront tous uti l isés pour produire des protéines. La transgénèse est une technique née en 1982 avec le premier transfert réussi d’un gène humain à une souris. Depuis, d’autres organismes génétiquement modifiés ont été créés dans de nombreux domaines. La cel lule dans laquel le est introduite le gène, synthétise la même protéine, ains i l ’A.D.N est porteur de la même information quel le que soi t l ’espèce dans laquel le i l est. La propriété de l ’A.D.N qui permet cet te spéci f ici té est l ’universal i té de cette molécule. La molécule sera lue chez tous l es êtres vivants de la même façon et permettra la synthèse de la même protéine.

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4ème leçon 33 1ère SERIE

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Activité 12 À part i r du s i te internet ci-dessous, trouvez l es intérêts et les dangers des OGM : http://la-bnbox.fr/266-Les-avantages-et-les-risques-des-OGM.cahier Les intérêts : ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Les r isques : ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Conclusion L ’ information génétique est contenue dans le noyau et portée par les chromosomes. Les chromosomes sont composés d’une molécule d’A.D.N lorsqu’ i ls sont à une seule chromatide et à 2 molécules d’A.D.N quand i ls sont à 2 chromatides. L ’A.D.N est consti tué de 2 chaines à structure répéti t ive. L ’élément répété, nommé, nucléotide, est consti tué d’un phosphate, d’un sucre, le désoxyribose et d’une base azotée. I l en existe 4 types di fférents : adénine, cytosine, guanine et thymine. Les bases azotées sont complémentaires 2 à 2. Les br ins des 2 chaines de nucléotides sont disposés en paral lèle tels les montants d’une échel le. Les 2 brins s ’enroulent l ’un autour de l ’autre en une double hél ice de 2 nanomètre (10-9 m) sur quelques centimètres de longueur, soi t plus ieurs mi l l ions de paires de bases. La transgénèse correspond au transfert, d’un être vivant à un aut re, d’un fragment d’ADN porteur d’un gène. Le « donneur » et le « receveur » sont de la même espèce ou d’espèces di f férentes. L ’organisme receveur est appelé un OGM (Organisme génétiquement modifié). L ’organisme modifié acquiert une propriété qui étai t spéci f ique de l ’organisme donneur. Le transfert de gène étant responsable de cette acquis i t ion, on en déduit que l ’ADN du gène transféré est porteur de l ’ information nécessaire : c’est une information génétique. De plus le gène transféré peut être transmis au cours des divis ions cellulai res à toutes les cellules de l ’organisme receveur et transmis à la descendance. La propriété de l ’ADN nécessaire à la transgénèse est l ’universalité.

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La transgénèse correspond au transfert, d’un être vivant à un aut re, d’un fragment d’ADN porteur d’un gène. Le «

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S.V.T

2nde 2ème SÉRIE

PREMIÈRE LEÇON La structure cellulaire

DEUXIÈME LEÇON Le fonctionnement cellulaire

TROISIÈME LEÇON Le plan d’organisation des vertébrés

QUATRIÈME LEÇON La biodiversité des êtres vivants

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DEUXIÈME LEÇON

1ère leçon 37 2ème SERIE

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PREMIÈRE LEÇON

La structure cellulaire La cel lule, unité consti tuante des êt res vivants est présente chez tous les êtres vivants. C’est la plus peti te unité par laquel le la vie est observable : c’est une structure capable de se développer, de se reproduire et d’évoluer. Les êtres vivants sont composés d’une ou plusieurs cel lules : ce sont les êtres unicel lulai res et les êtres pluricel lulai res. I - L’étude de la structure de la cellule

L ’organisme humain est consti tué d’un ensemble de cel lules.

Les unités sont : 1 nm = 10-9 m 1μm = 10 - 6 m 1 mm= 10-3 m 1 km = 103 m

Schéma des ordres de grandeurs des structures vivantes courantes. L’évolution de la science au cours des siècles :

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1ère leçon 38 2ème SERIE

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Robert Hooke ( 1635-1703) est anglais et a été le premier à décri re une cel lule biologique grâce à son invention, le microscope. Sa première observation a été du l iège, t issu issu du tronc d’un arbre et i l y a observé des cavi tés dél imitées par des parois. Ces cavi tés seront nommées cel lules en raison de leur ressemblance avec les cel lules des ruches peuplées d’abei l les. Descrition d’une cellule Les cel lules sont composées d’un noyau (s i eucaryote), d’un cytoplasme (ou cytosol) dans lequel on trouve des organites cel lulai res, et d’une membrane. Les cel lules animales et végétales qui possèdent un noyau sont des cellules eucaryotes , alors que les bactéries dont le matériel génétique est en forme pelotonné dans le cytoplasme sont des cellules procaryotes .

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1ère leçon 39 2ème SERIE

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Activité 13 Téléchargez le logiciel* : ftp://garonne.ac-toulouse.fr/svt/tpbio/3D_cellule.exe *à la mise sous presse, ce logic ie l est gratui t et l ’URL c i -dessous fonct ionne. Les Cours Legendre ne sauraient êt re responsables s i la gratui té ou l ’URL ci -dessus n’ex istai t p lus à la lecture de ces l ignes.

À part i r de l ’étude des consti tuants de la cel lule, réal isez un tableau des rôles des consti tuants de la cel lule : membrane, noyau, chloroplaste, mitochondrie, rét iculum endoplasmique. Vous indiquerez le type de cel lule dans lesquel les ces éléments sont présents. II - Structure d’une cellule Activité 14 Représentation graphique. Vous légendez l a cel lule animale et schématisez et légendez la cel lule bactérienne.

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Conclusion : La vie de la cel lule est l iée à de nombreuses réactions chimiques qui se déroulent en son sein et définissent un métabol isme. La cel lule est un espace l imité par une membrane, nommée membrane plasmique. À l ’ intérieur, des organites sont présents comme le noyau, les mitochondries, les chloroplastes. La cel lule échange avec son environnement de la matière et de l ’énergie. La cel lule n’est pas indépendante de son environnement : à travers la membrane plasmique, des échanges s ’effectuent, ce sont des échanges d’énergie et de matières indispensables à son métabol isme. Tous les êtres vivants, sans exception, sont consti tués d’une ou plusieurs cel lules. C’est la preuve de leur parenté. - Les animaux, les plantes ont des cel lules ou des organites comme le noyau, les

mitochondries ce sont des cellules eucaryotes . - Seules les cel lules chlorophyl l iennes contiennent des chloroplastes. - Les bactéries n’ont pas d’organites, ni de noyau, ce sont des cellules procaryotes .

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