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Formation SVT Première S Stage bassins juin 2011.

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1 Formation SVT Première S Stage bassins juin 2011

2 En première : Trois grands thèmes, qui se poursuivront en terminalegrands thèmes Enseignement et évaluation par compétences à travers des tâches complexes traitant à égalité, dans toute la mesure du possible, connaissances, capacités et attitudes (cf. socle collège)capacités et attitudes Même présentation: connaissances, capacités, attitudes, objectifs, mots clé, rappels, limites, convergencesMême présentation Des fondamentaux à poursuivre : Démarche dinvestigation, historique, histoire des arts, santé, environnement, utilisation des TUIC, travail de terrain, convergence avec les autres disciplines, parcours des métiers … Une liberté denseignement contrainte par les E.C.E.E.C.E. Des passerelles entre les différentes filières :passerelles De la 1 ère S vers la 1 ère L ou E.S. Créer des conditions favorables pour un passage 1 ère L ou E.S. vers la 1 ère S Suite

3 1 ère S La Terre, planète habitable Énergie sol eau Lexercice physique Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique La tectonique des plaques : Lhistoire dun modèle La tectonique des plaques et Géologie appliquée Nourrir lhumanité Masculin Féminin Variation génétique et santé De lœil au Cerveau : quelques aspects de la vision Seconde Domaine continental et sa dynamique Diversité des gènes, des génomes Vie fixée chez les plantes Dynamique de la biodiversité La chaleur de la Terre La plante domestiquée Quelques aspects de la réaction immunitaire Pression artérielle Communication nerveuse Enjeux planétaires contemporains Tle S Corps humain et santé La Terre dans lUnivers, la vie, lévolution du vivant retour

4 1 ère S La Terre, planète habitable Énergie sol eau Lexercice physique Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique La tectonique Des plaques : Lhistoire dun modèle La tectonique des plaques et Géologie appliquée Nourrir lhumanité Masculin Féminin Variation génétique et santé De lœil au Cerveau : quelques aspects de la vision ES/L retour

5 Dans la colonne de droite : capacités et attitudes dont on attend quelles soient développées dans le cadre de litem décrit. Dans la colonne de gauche :TOUT est important Connaissances, objectifs, mots clés = connaissances exigibles Les acquis, les limites, les pistes pédagogiques possibles Des directions de réflexion pour les TPE, lAP, … Connaissances + capacités + attitudes = compétences Retour

6 Des capacités et attitudes à développer tout au long du programme Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler une hypothèse, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser). Recenser, extraire et organiser des informations. Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage mathématique. Manipuler et expérimenter. Comprendre quun effet peut avoir plusieurs causes. Exprimer et exploiter des résultats, à lécrit, à loral, en utilisant les technologies de linformation et de la communication. Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique. Percevoir le lien entre sciences et techniques. Manifester sens de lobservation, curiosité, esprit critique. Montrer de lintérêt pour les progrès scientifiques et techniques. Être conscient de sa responsabilité face à lenvironnement, la santé, le monde vivant. Avoir une bonne maîtrise de son corps. Être conscient de lexistence dimplications éthiques de la science. Respecter les règles de sécurité. Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique. Être capable dattitude critique face aux ressources documentaires. Manifester de lintérêt pour la vie publique et les grands enjeux de la société. Savoir choisir un parcours de formation. Retour

7 Les outils : Microscope, Loupe binoculaire, Matériel permettant la réalisation de préparations microscopiques, Matériel de dissection, Logiciels,… Retour E.C.E. : Les logiciels : - Phylogène - Anagène - Rastop - Google earth - EXAO, - Excel - Word - Logiciel de numérisation (mesurim,…) - Mesurim - Tectoglob ou educarte

8 O rganisation annuelle du programme de 1 ère S 1 - La Terre dans lUnivers, la vie et lévolution du vivant A – Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique B – La tectonique des plaques, lhistoire dun modèle 1 - La Terre dans lUnivers, la vie et lévolution du vivant A – Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique B – La tectonique des plaques, lhistoire dun modèle 2 - Enjeux planétaires contemporains A – Tectonique des plaques et géologie appliquée B – Nourrir lhumanité 2 - Enjeux planétaires contemporains A – Tectonique des plaques et géologie appliquée B – Nourrir lhumanité 3 – Corps humain et santé A – Féminin/masculin B – Variation génétique et santé C – De lœil au cerveau, quelques aspects de la vision 3 – Corps humain et santé A – Féminin/masculin B – Variation génétique et santé C – De lœil au cerveau, quelques aspects de la vision 50 % 17 % 33 % 16/17 sem. 6 /7sem. 11 /12 sem.

9 Spécificités: Spécificités: Doit pouvoir permettre changement de filière en fin ou en cours dannée 3 thèmes communs aux filières S, ES et L (niveau scientifique différent) élèves de Première S => EA première ES ou L Liberté pédagogique du professeur, mais durées relatives indiquées à titre de repère: - La Terre dans lUnivers, la vie et lévolution du vivant: 50% (16 semaines) - Enjeux planétaires contemporains: 17% (5 semaine et ½) - Corps humain et santé: 33% (10 semaines et ½) = pondération souhaitée mais pas impératif rigide Liberté pédagogique certes, mais parfois attentes précisées dans la perspective du baccalauréat (ECE…) Des PISTES au-delà du programme => TPE, AP, clubs scientifiques …

10 THEME 1 – la Terre dans lUnivers, la vie et lévolution du vivant Thème 1 – A: Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique Reproduction conforme de la cellule et réplication de lADN Variabilité génétique et mutation de lADN Lexpression du patrimoine génétique Thème 1 – B: La tectonique des plaques: lhistoire dun modèle La naissance de lidée Linterprétation actuelle des différences daltitude continent / océans Lhypothèse dune expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux Le concept de lithosphère et dasthénosphère Un premier modèle global: une lithosphère découpée en plaques rigides Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive Lévolution du modèle: le renouvellement de la lithosphère océanique

11 THEME 2 – Enjeux planétaires contemporains Thème 2 – A: Tectonique des plaques et géologie appliquée Première possibilité: tectonique des plaques et recherche dHC Deuxième possibilité: tectonique des plaques et ressources locales Thème 2 – B: Nourrir lhumanité La production végétale: utilisation de la productivité primaire La production animale: une rentabilité énergétique réduite Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales

12 THEME 3 – Corps humain et santé Thème 3 – A: Féminin, masculin Devenir femme ou homme Sexualité et procréation Sexualité et base biologique du plaisir Thème 3 – B: Variation génétique et santé Patrimoine génétique et maladie Perturbation du génome et cancérisation Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques Thème 3 - C: De lœil au cerveau: quelques aspects de la vision Le cristallin: une lentille vivante Les photorécepteurs: un produit de lévolution Cerveau et vision: aires cérébrales et plasticité

13 Thème 1: la Terre dans lUnivers, la vie et lévolution du vivant 16 semaines

14 Partie A EXPRESSION, STABILITE ET VARIATION DU PATRIMOINE GENETIQUE Environ 25% de lannée soit 7 à 8 semaines Partie A EXPRESSION, STABILITE ET VARIATION DU PATRIMOINE GENETIQUE Environ 25% de lannée soit 7 à 8 semaines

15 EXPRESSION, STABILITE ET VARIATION DU PATRIMOINE GENETIQUE Il sagit de : - Comprendre comment la réplication et la mitose permettent une reproduction cellulaire conforme = Stabilité du patrimoine génétique - Envisager comment la fragilité de lADN, notamment lors de la réplication, est source de mutation, cause de variabilité génétique - Montrer que les mécanismes de transcription et traduction expliquent léquipement protéique des cellules

16 Thème 1 – A: Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique SECONDE: Molécule dADN (fragile) Reproduction cellulaire conforme Mutation variation génétique Réplication, mitose Réplication, Expression du patrimoine génétique Equipement protéique des cellules Transcription Traduction

17 REPRODUCTION CONFORME DE LA CELLULE ET REPLICATION DE LADN B.OMots clésPREREQUISLIMITES Les chromosomes sont des structures constantes des cellules eucaryotes qui sont dans des états de condensation variables au cours du cycle cellulaire. En général, la division cellulaire est une reproduction conforme qui conserve toutes les caractéristiques du caryotype ( nombre et morphologie des chromosomes). Phases du cycle cellulaire: interphase ( G1, S,G2), mitose Chromosomes = structures constantes dans la cellule Bien distinguer : - Conservation du caryotype (aspect quantitatif) - Reproduction conforme (qualitatif) Pistes à développer dans le cadre prolongements au programme: anomalies chromosomiques, caryotypes et définition des espèces 3 ème : Diversité et unité des êtres vivants: ADN, molécule qui peut se pelotonner, chromosomes, La division dune cellule, conservation des chromosomes. Explication des anomalies constatées dans les caryotypes Fonctionnement du fuseau mitotique

18 REPRODUCTION CONFORME DE LA CELLULE ET REPLICATION DE LADN B.OMots clésPREREQUISLIMITES Chaque chromatide contient une molécule dADN. Au cours de la phase S, lADN subit une réplication semi- conservative. En labsence derreur, ce phénomène préserve, par copie conforme, la séquence des nucléotides. Ainsi, les deux cellules –filles provenant par mitose dune cellule mère, possèdent la même information génétique. Donner les connaissances de base nécessaires à la compréhension de la multiplication cellulaire conforme aux échelles cellulaires ( mitose) et moléculaire ( réplication de lADN). Pistes : comprendre la méthode de PCR, calculer la vitesse de réplication chez des eucaryotes. 3 ème : Diversité et unité des êtres vivants: Chaque chromosome est constitué dADN. Seconde : Structure de lADN en double hélice, séquence de nucléotides. La nécessité de la présence denzymes et dune source dénergie sont seulement signalées.

19 VARIATION GENETIQUE ET MUTATION DE LADN B.OMots clésPREREQUISLIMITES Pendant la réplication de lADN surviennent des erreurs spontanées et rares, dont la fréquence est augmentée par laction dagents mutagènes. LADN peut aussi être endommagé en dehors de la réplication. Le plus souvent, lerreur est réparée par des systèmes enzymatiques. Quand elle ne lest pas, si les modifications nempêchent pas la survie de la cellule, il apparaît une mutation, qui sera transmise si la cellule se divise. Une mutation survient soit dans une cellule somatique, soit dans une cellule germinale. Les mutations sont la source aléatoire de la diversité des allèles, fondement de la biodiversité. Réplication semi conservative Mutation : origine, mutations somatiques, germinales source de biodiversité allélique Pistes: Lien avec les mathématiques : quantification de la mutation dans population Lien avec les Sc Physiques : agents mutagènes 3 ème : Partie : unité et diversité des êtres vivants Un gène peut présenter des versions différentes appelées allèles ; la molécule dADN présente des différences selon les allèles. Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre Mutation = modification de linformation génétique Seconde : Thème 1 : La variation génétique repose sur la variabilité de la molécule dADN. Mutation = variation de la séquence de nucléotides dun gène Mécanisme daction des agents mutagènes

20 EXPRESSION DU PATRIMOINE GENETIQUE B.OMots clésPREREQUISLIMITES La séquence des nucléotides dune molécule dADN représente une information. Le code génétique est le système de correspondance mis en jeu lors de la traduction de cette information. A quelques exceptions près, il est commun à tous les êtres vivants. Les portions codantes de lADN comportent linformation nécessaire à la synthèse de chaînes protéiques issues de lassemblage dacides aminés. Chez les eucaryotes, la transcription est la fabrication dans le noyau dune molécule dARN prémessager. Après une éventuelle maturation, lARN messager est traduit en protéine dans le cytoplasme. Un même ARN peut subir des maturations différentes et être à lorigine de protéines différentes. Code génétique; transcription; traduction; ARN prémessager; maturation; épissage alternatif. Représentation initiale des élèves : 1 gène 1 protéine Gène = séquence nucléotidique codante Cest loccasion de faire évoluer ces représentations initiales des élèves. Attention de ne pas aller trop loin dans les mécanismes et dans les connaissances exigibles Rôles de lARNt et ARN r hors sujet, Mécanismes étudiés chez les eucaryotes mais lobjectif nest pas de mettre laccent sur les différences entre eucaryotes et procaryotes. Différents aspects de la maturation non exigibles.

21 EXPRESSION DU PATRIMOINE GENETIQUE B.OMots clésPREREQUISLIMITES Lensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule ( phénotype moléculaire ) dépend : -du patrimoine génétique de la cellule -de la nature des gènes qui sexpriment sous leffet de linfluence de facteurs internes ou externes. Le phénotype macroscopique dépend du phénotype cellulaire, lui-même induit par le phénotype moléculaire. Différents niveaux du phénotype. Influence de lenvironnement. Pistes: Perturbation de la production de protéines dans une cellule cancéreuse. Différenciation cellulaire et expression protéique. 3 ème : Diversité et unité des êtres humains Chaque individu présente les caractères de l'espèce avec des variations qui lui sont propres. Les facteurs environnementaux peuvent modifier certains caractères. Seconde : Thème 1 Le métabolisme est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique. Etude de la différenciation cellulaire pas au programme.

22 Thème 1 – A: Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique SECONDE: Molécule dADN (fragile) Reproduction cellulaire conforme Mutation variation génétique Réplication, mitose Réplication, Expression du patrimoine génétique Equipement protéique des cellules Transcription Traduction Génétique et évolution Accompagnement personnalisé – Métiers, anomalies K (pistes) Site intéressant: Université de médecine de Genève Donner du sens

23 Partie B LA TECTONIQUE DES PLAQUES : LHISTOIRE DUN MODELE Environ 25% de lannée soit 7 à 8 semaines Partie B LA TECTONIQUE DES PLAQUES : LHISTOIRE DUN MODELE Environ 25% de lannée soit 7 à 8 semaines

24 LA TECTONIQUE DES PLAQUES : LHISTOIRE DUN MODELE Il sagit de: - Comprendre comment le modèle de la tectonique des plaques a été peu à peu construit Comment ? - En choisissant quelques étapes significatives de son élaboration Pour montrer - la confrontation permanente entre les faits observés et le modèle - limportance des nouvelles techniques, des débats et des controverses

25 La naissance de lidée B.OMots clésPREREQUIS Convergence LIMITES Au début du XXe les premières idées évoquant la mobilité horizontale sappuient sur quelques constatations : la distribution bimodale des altitudes (continents/océans) ; les tracés des côtes ; la distribution géographique des paléoclimats et de certains fossiles. Ces idées se heurtent au constat dun état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi, à la même époque, par les études sismiques. Lidée de mobilité horizontale est rejetée par lensemble de la communauté scientifique. SVT 4 ème : Chaînes de montagnes Fosses océaniques Séisme Mathématiques: distributions, fréquences Il ne sagit pas dune étude exhaustive des précurseurs de la tectonique des plaques, mais simplement de loccasion de montrer la difficile naissance dune idée prometteuse.

26 Linterprétation actuelle des différences daltitudes moyennes entre les continents et les océans. B.OMots clésPREREQUIS Convergence LIMITES La différence daltitude observée entre continents et océans reflète un contraste géologique. Les études sismiques et pétrographiques permettent de caractériser et de limiter deux grands types de croûtes terrestres : une croûte océanique essentiellement formée de basalte et de gabbro et une croûte continentale constituée entre autres de granite. La croûte repose sur le manteau, constitué de péridotite. Croûte continentale/ océanique Manteau Lithosphère continentale/ océanique Les principales roches qui les composent respectivement basalte, gabbro, granite, péridotite SVT 4ième : Chaînes de montagnes Fosses océaniques Séisme Physique: ondes mécaniques Il ne sagit pas dune étude exhaustive des précurseurs de la tectonique des plaques, mais simplement de loccasion de montrer la difficile naissance dune idée prometteuse.

27 Lhypothèse dune expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux. B.O Mots clésPREREQUIS Convergence LIMITES Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux thermique permettent dimaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à laxe des dorsales, conséquence dune convection profonde. La mise en évidence de bandes danomalies magnétiques symétriques par rapport à laxe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes dinversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du siècle) permet déprouver cette hypothèse et de calculer des vitesses dexpansion. Principe de la tomographie sismique Notion de Flux thermique convection Magnétisme des roches océaniques (Magnétite, Point de curie) SVT 4 ième Dorsale océanique Physique: magnétisme Savoir situer cet épisode de lélaboration du modèle dans les 60s Pas dautre date à retenir

28 Concepts de lithosphère et dasthénosphère. B.O Mots clésPREREQUIS Convergence LIMITES Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur sétablit selon un plan incliné. Les différences de vitesse des ondes sismiques qui se propagent le long de ce plan, par rapport à celles qui sen écartent, permettent de distinguer : la lithosphère de lasthénosphère. Linterprétation de ces données sismiques permet ainsi de montrer que la lithosphère senfonce dans le manteau au niveau des fosses dites de subduction. La limite inférieure de la lithosphère correspond généralement à lisotherme °C. Définition + précise de -Lithosphère -Asthénosphère -Croûte -Manteau -subduction SVT 4 ème Lithosphère asthénosphère Physique: magnétisme Mécanisme et conséquences de la subduction

29 Un premier modèle global: une lithosphère découpée en plaques. B.O Mots clésPREREQUIS Convergence LIMITES A la fin des années soixante, la géométrie des failles transformantes océaniques permet de proposer un modèle en plaques rigides. Des travaux complémentaires parachèvent létablissement de la théorie de la tectonique des plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales), décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents avec ce modèle géométrique. Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, dont la position ne correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques lithosphériques au-dessus dun point chaud fixe, en 1ère approximation, danss le manteau. Failles transformantes Dorsales Plaques lithosphériques Point chaud SVT 4ième Plaques lithosphériques La formalisation mathématique de la cinématique des plaques

30 Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive. B.OMots clésPREREQUIS Convergence LIMITES Le modèle prévoit que la croûte océanique est dautant plus vieille quon séloigne de la dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forage sous-marins J.O.I.D.E.S.) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des plaques. Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (daprès le paléomagnétisme et les alignements de volcans intra- plaques). Avec lutilisation des techniques de positionnement par satellites (GPS), à la fin du XXe siècle, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont confirmées. SVT 5ième sédimentation interprétation uniquement de létude du 1° sédiment directement au contact de la croûte océanique

31 Lévolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique. B.O Mots clésPREREQUIS Convergence LIMITES En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction et produite dans les dorsales. La divergence des plaques de part et dautre de la dorsale permet la mise en place dune lithosphère nouvelle à partir de matériaux dorigine mantélique. Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère océanique sincorporent au manteau. Représentation graphique du modèle global Dorsale = siège de la production dune lithosphère océanique complète Fonctionnement dune dorsale type Subduction: - localisation - = lieu de destruction de lithosphère océanique SVT 4ième Volcanisme Physique: changement détat Moteur de la tectonique des plaques Différents types de dorsales Phénomènes géologiques associés au phénomène de subduction

32 La tectonique des plaques: lhistoire dun modèle

33 Thème1 – B: La tectonique des plaques: lhistoire dun modèle En première S: démarche historique notion de modèle scientifique et son mode délaboration confrontation permanente au réel. accumulation dobservations en accord avec le modèle quelques caractéristiques du mode de construction des théories scientifiques. La naissance de lidée : DEBUT DU XXème: ALTITUDES – CÔTES – PALEOCLIMATS, FOSSILES Linterprétation actuelle des différences daltitude moyennes entre les continents et les océans: CONTINENTS – OCEANS : DEUX TYPES DE CROÛTES Lhypothèse dune expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux : ANNEES 60 TOPO OCEANIQUE – FLUX THERMIQUE – EXPANSION OCEANIQUE – ANOM. MAGNET. Le concept de lithosphère et dasthénosphère: FOYERS SEISMES – PLAN – ISOTH. 1300°C COLLEGE: grandes lignes de la tectonique des plaques Un premier modèle global: une lithosphère découpée en plaques rigides: FIN ANNEES 60 PLAQUES RIGIDES - POINTS CHAUDS - Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive: J.O.I.D.E.S – FIN XXème : GPS(vitesse) Lévolution du modèle: le renouvellement de la lithosphère océanique: SUBDUCTION =DESTRUCTION (MANTEAU) DORSALE = RENOUVELLEMENT (MANTEAU) Enrichir le modèle du collège Montrer lenrichissement du modèle mais pas de frise

34 Modèle: quel sens pour les élèves? Avoir à lesprit que ce peut être, pour les élèves: -Ce que lon veut copier, imiter, qui représente lidéal -Une variante (économique, de luxe …) -Dans le domaine de la mode (Top) Plus scientifiquement: -Un modèle détude (la drosophile) -Un modèle analogique (Tectodidact) ou numérique (logiciel) -Modèle = théorie: on est ici dans le domaine des idées, cest un modèle conceptuel, il a un pouvoir prédictif, il est évolutif, il se rapproche asymptotiquement de la réalité jusquà ce quil soit vrai. La lithosphère découpée en plaques: cest sans doute vrai, mais !!!! Cest dans ce sens que le mot est employé dans le programme. Thème1 – B: La tectonique des plaques: lhistoire dun modèle

35 Thème 2: enjeux planétaires contemporains 5 semaines 1/2

36 Le modèle de la tectonique des plaques est envisagé dans son aspect appliqué : comprendre les conditions dexistence dune ressource exploitable. Choisir une histoire sédimentaire compréhensible dans le cadre du modèle de la tectonique des plaques. Deux possibilités : Soit une approche globale Une approche locale: proche EPLE – sortie de terrain Remarque : Seule lune de ces deux approches doit être traitée. Activités SIG (Systèmes dInformation Géographiques) Thème 2 – A: Tectonique des plaques et géologie appliquée

37 STAGE PAF

38 THÈME 2 – A TECTONIQUE DES PLAQUES ET GÉOLOGIE APPLIQUÉE Première possibilité : Tectonique des plaques et recherche dhydrocarbures La tectonique globale Positionnement géographique du bassin favorable : - au dépôt dune matière organique abondante - et à sa conservation Tectonique en cours de dépôt (subsidence) et après le dépôt qui permettent - lenfouissement - et la transformation de la matière organique - puis la mise en place du gisement. Rare coïncidence de toutes ces conditions nécessaires Rareté des gisements dans lespace et le temps. Recherche de gisements

39 Première possibilité : tectonique des plaques et recherche dhydrocarbures B.OMots clésPREREQUISLIMITES Le modèle de la tectonique des plaques constitue un cadre intellectuel utile pour rechercher des gisements pétroliers. À partir de létude dun exemple on montre que la tectonique globale peut rendre compte : - d un positionnement géographique du bassin favorable au dépôt dune matière organique abondante et à sa conservation ; - dune tectonique en cours de dépôt (subsidence) et après le dépôt qui permettent lenfouissement et la transformation de la matière organique puis la mise en place du gisement. La rare coïncidence de toutes ces conditions nécessaires explique la rareté des gisements dans lespace et le temps. Bassin sédimentaire Roches sédimentaires Marge passive Sismique réflexion Conditions de dépôt Roche mère Migration de fluides Piège géologique Tectonique des plaques 5 ème : Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles : traces ou restes dorganismes ayant vécu dans le passé. Les observations faites dans les milieux actuels, transposées aux phénomènes du passé, permettent de reconstituer certains éléments des paysages anciens. Les roches sédimentaires sont donc des archives des paysages anciens. Notion de décomposeurs Laction de lHomme, dans son environnement géologique, influe sur lévolution des paysages. L Homme prélève dans son environnement géologique les matériaux qui lui sont nécessaires et prend en compte les conséquences de son action sur le paysage. 2 nde : La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre quils sont issus dune biomasse. Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à laction des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement. La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières. La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées. Typologie exhaustive des bassins, des pièges Seul le contexte géologique de lexemple étudié est au programme

40 THÈME 2 – A TECTONIQUE DES PLAQUES ET GÉOLOGIE APPLIQUÉE Deuxième possibilité : tectonique des plaques et ressource locale Sortie sur le terrain, proche du lycée: un exemple de ressource géologique (matériau géologique) Les conditions dexistence dune ressource géologique locale peuvent être décrites en montrant lintérêt local et concret du modèle général de la tectonique des plaques

41 Deuxième possibilité : tectonique des plaques et ressource locale B.OMots clésPREREQUISLIMITES Un exemple de ressource géologique est choisi dans un contexte proche de l établissement scolaire. Son étude (nature, gisement) permet de comprendre que ses conditions dexistence peuvent être décrites en utilisant le cadre général de la tectonique des plaques. Les mots clés seront fonction de lexemple choisi Lexemple exploité sera replacé dans le cadre de la tectonique des plaques 5 ème : Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles : traces ou restes dorganismes ayant vécu dans le passé. Les observations faites dans les milieux actuels, transposées aux phénomènes du passé, permettent de reconstituer certains éléments des paysages anciens. Les roches sédimentaires sont donc des archives des paysages anciens. Notion de décomposeurs Laction de lHomme, dans son environnement géologique, influe sur lévolution des paysages. L Homme prélève dans son environnement géologique les matériaux qui lui sont nécessaires et prend en compte les conséquences de son action sur le paysage. 2 nde : La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre quils sont issus dune biomasse. Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à laction des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement. La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières. La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées. Seules les notions nécessaires à la compréhension de lexemple sont à présenter.

42 Plusieurs problématiques Aspect quantitatif Comment produire les aliments pour nourrir lhumanité ? Comment produire plus ? (9 milliards dindividus sur Terre en 2050) Aspect qualitatif Comment produire de façon durable ? Comment consommer différemment, à moindre coût environnemental ? Thème 2 – B nourrir lhumanité

43 Seconde: approche globale de lagriculture Étude dune culture Conception, organisation et fonctionnement dun agrosystème Étude dun élevage Impacts écologiques différents selon les agrosystèmes Mise en relation des pratiques alimentaires individuelles et des problématiques de gestion de lenvironnement

44 Thème 2 – B Nourrir lhumanité La production végétale : utilisation de la productivité primaire Photosynthèse des plantes vertes Écosystème naturel (biotope + biocénose) Productivité primaire Agrosystème Agriculture Aliments nécessaires à lhumanité Flux de matière (dont leau) et dénergie Impact environnemental Gestion durable Engrais, produits phytosanitaires Exportation de biomasse, fertilité des sols, recherche de rendements Choix des techniques culturales Production de lagrosystème nécessaire

45 La production végétale: utilisation de la productivité primaire B.OMots clésPREREQUISLIMITES Un écosystème naturel est constitué dun biotope et dune biocénose. Son fonctionnement densemble est permis par la productivité primaire qui, dans les écosystèmes continentaux, repose sur la photosynthèse des plantes vertes. Lagriculture repose sur la constitution dagrosystèmes gérés dans le but de fournir des produits (dont les aliments) nécessaires à lhumanité. Etude de son fonctionnement qui sera comparé à un agrosystème. Un exemple de culture végétale pour montrer comment des techniques variées permettent une production adaptées aux besoins En seconde: notion décosystème La production alimentaire par lélevage ou la culture en sixième

46 La production végétale: utilisation de la productivité primaire B.OMots clésPREREQUISLIMITES Un agrosystème implique des flux de matière (dont leau) et dénergie qui conditionnent sa productivité et son impact environnemental. Lexportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements posent le problème de lapport dintrants dans les cultures (engrais, produits phytosanitaires, etc.). Le coût énergétique et les conséquences environnementales posent le problème des pratiques utilisées. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de lenvironnement. Quantifier les flux dénergie et de matière dans lagrosystème pour aboutir à une pratique raisonnée de lagriculture Collège et lycée: première approche des bases biologiques de la production agricole En seconde: le sol Aucune exhaustivité nest attendue dans la présentation des pratiques agricoles et des intrants.

47 Thème 2 – B nourrir lhumanité La production animale : une rentabilité énergétique réduite Ecosystème naturel Pyramide de productivité Circulation de matière et dénergie Agrosystème Rendement élevé Rendement plus faible Impact écologique différent Duvigneau

48 La production animale: une rentabilité énergétique réduite B.OMots clésPREREQUISLIMITES Dans un écosystème naturel, la circulation de matière et dénergie peut être décrite par la notion de pyramide de productivité. Dans un agrosystème, le rendement global de la production par rapport aux consommations (énergie, matière) dépend de la place du produit consommé dans la pyramide de productivité. Ainsi, consommer de la viande ou un produit végétal na pas le même impact écologique. (surtout en eau) Il sagit de faire comprendre que la production animale fondée sur une production végétale quantitativement abondante se traduit par un bilan de matière et dénergie plus défavorable. La production alimentaire par lélevage ou la culture en sixième Notion de développement durable au collège et responsabilité humaine en matière denvironnement en troisième

49 Thème 2 – B nourrir lhumanité Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales Amélioration des pratiques agricoles Choix individuels et de société sur lutilisation des produits de lagriculture Risque de stigmatisation voire de culpabilisation des élèves Changement déchelle: pratiques locales bilan planétaire pour accéder à une compréhension globale

50 Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales B.OMots clésLIMITES À léchelle globale, lagriculture cherche à relever le défi de lalimentation dune population humaine toujours croissante. Cependant, les limites de la planète cultivable sont bientôt atteintes : les ressources (eau, sol, énergie) sont limitées tandis quil est nécessaire de prendre en compte lenvironnement pour en assurer la durabilité. On cherche ici à mettre en relation les pratiques locales et leurs implications globales afin dinstaller les bases de la réflexion qui conduit aux choix de pratiques. Il ne sagit pas denseigner les choix qui doivent être faits, mais dintroduire les bases scientifiques nécessaires à une réflexion éclairée sur les choix. Aucune exhaustivité concernant les pratiques alimentaires nest attendue.

51 Thème 2 – B nourrir lhumanité Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales Population humaine toujours croissante Limites de la planète cultivable bientôt atteintes: ressources (eau, sol, énergie) limitées AGRICULTURE Durabilité de lenvironnement

52 Productivité et gestion durable de lenvironnement Gestion durable des agrosystèmes Amélioration de la productivité Productivité SECONDE Production P R E M I E R E S Démarche classique, dinvestigation scientifique Démarche de développement durable, investigation sur bases scientifiques SECONDEPREMIERE S Production de biomasse Productivité ( / temps / surface) Rendement

53 Thème 3: Corps humain et santé 10 semaines 1/2

54 Thème III - A FEMININ - MASCULIN Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 4 à 5 semaines pour la partie 3 – A Thème III - A FEMININ - MASCULIN Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 4 à 5 semaines pour la partie 3 – A

55 Thème 3 – A Féminin, masculin Mise en place des phénotypes masculin ou féminin (différenciation de lappareil sexuel, puberté,…) Lien entre sexualité et procréation Lien entre sexualité et santé Relations entre sexualité plaisir Éducation à la santé et à la responsabilité: prise en charge responsable par lélève de sa vie sexuelle Acquis du collège Approches interdisciplinaire (philosophie) et/ou intercatégorielle (professionnels de santé).

56 Différences avec le collège : -On explique la différenciation des phénotypes sexuels. -La connaissance du contrôle hormonal permet de comprendre les contraceptions, contragestions, IVG et PMA -On insiste sur la protection contre les IST -La notion de plaisir est amenée et expliquée Meilleure compréhension Meilleures décisions Meilleure prise en charge de sa vie sexuelle.

57 Thème 3 – A Féminin, masculin Devenir femme ou homme Fécondation PubertéDéveloppement embryonnaire et fœtalPatrimoine génétique Mise en place des structures et de la fonctionnalité des appareils sexuels: phénotypes masculin et féminin se distinguent par des différences anatomiques (gonades, voies), physiologiques (testostérone, AMH) On naborde pas le rôle de la TDF

58 Devenir femme ou homme Notions du BO Objectifs mots-clés PrérequisLimites -Les phénotypes masculin et féminin se distinguent par des différences anatomiques, physiologiques, et chromosomiques. - La mise en place des structures et de la fonctionnalité des appareils sexuels se réalise, sous le contrôle du patrimoine génétique, sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté, en passant par le développement embryonnaire et fœtal. - La puberté est la dernière étape de la mise en place des caractères sexuels. SRY, testostérone, AMH 4 ème : - distinction homme/femme au niveau anatomique, et chromosomique (3 ème ) - Notion dhormone - puberté Les acquis anatomiques du collège seront seulement rappelés

59 Hypothalamus Hypophyse Gonades Dispositif neuroendocrinien Fonctionnement de lappareil reproducteur Méthodes de contraception féminine - préventive (pilules contraceptives) - durgence (pilule du lendemain). Méthodes de contraception masculine hormonale. Techniques permettent daider les couples infertiles à satisfaire leur désir denfant,PMA : insémination artificielle, FIVETE, ICSI Dautres méthodes contraceptives existent, dont certaines présentent aussi lintérêt de protéger contre les IST (Sida, hépatite, papillomavirus…) Il faut traiter les rétrocontrôles Thème 3 – A Féminin, masculin Sexualité et procréation

60 Sexualité et procréation Notions du BO Objectifs mots-clés PrérequisLimites - Chez lhomme et la femme, le fonctionnement de lappareil reproducteur est contrôlé par un dispositif neuroendocrinien qui fait intervenir lhypothalamus, lhypophyse et les gonades. -La connaissance de ces mécanismes permet de comprendre et de mettre au point des méthodes de contraception féminine préventive (pilules contraceptives) ou durgence (pilule du lendemain). - Des méthodes de contraception masculine hormonale se développent. - Dautres méthodes contraceptives existent, dont certaines présentent aussi lintérêt de protéger contre les infections sexuellement transmissibles. - Linfertilité des couples peut avoir des causes variées. Dans beaucoup de cas, des techniques permettent daider les couples à satisfaire leur désir denfant : insémination artificielle, FIVETE, ICSI. Les mécanismes neuroendocrines de contrôle de la reproduction sont étudiés. Contraception PMA 4 ème : - Notion dhormone, Hormones du cerveau, Hormones ovariennes (œstrogènes, progestérone), relation avec la puberté et les règles. -Contraception, pilule durgence, 3 ème : Responsabilité humaine en matière de santé et denvironnement : Maîtrise de la reproduction (contraception, contragestion) PMA Les mécanismes cellulaires de laction des hormones, de même que les voies de leur synthèse, ne sont pas au programme. Il ne sagit pas de présenter les techniques de procréation médicalement assistée mais seulement de montrer que la compréhension de leurs principes généraux repose sur des connaissances scientifiques et dévoquer leur cadre éthique.

61 Activité sexuelle Zones cérébrales du système de récompense Composante biologique du plaisir activation Pas dapproche cellulaire ni moléculaire, pas de circuits de la récompense. Avoir à lesprit laspect tabou de la question (adolescents de cultures et religions différentes), mais ne pas prolonger les interdits familiaux. Le plaisir existe et il y a des supports anatomiques et physiologiques. Logiciel EduAnatomist Thème 3 – A Féminin, masculin Sexualité et bases biologiques du plaisir

62 EduAnatomist STAGE PAF Imagerie médicale IRM anatomique (structures cérébrales) IRM fonctionnelle (zones dactivité) Banque de données:NEUROPEDA IRM fonctionnelle et traitement statistique du signal mathématiques IRM et neurosciences cognitives (empathie, circuit de récompense) philosophie AP

63 Sexualité et bases biologiques du plaisir Notions du BO Objectifs mots-clés PrérequisLimites - Lactivité sexuelle est associée au plaisir. - Le plaisir repose notamment sur des phénomènes biologiques, en particulier lactivation dans le cerveau des « systèmes de récompense ». Montrer quune composante biologique existe entre sexualité et plaisir 4 ème : - Le rapport sexuel est associé à la notion de reproduction - Le cerveau est un centre nerveux qui reçoit et traite les informations sensitives Les mécanismes cérébraux du plaisir sont étudiés seulement dune façon globale (activation de zones cérébrales) sans explicitation des phénomènes cellulaires

64 Thème III - B VARIATION GENETIQUE ET SANTE Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 2 à 3 semaines pour la partie 3 – B Thème III - B VARIATION GENETIQUE ET SANTE Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 2 à 3 semaines pour la partie 3 – B

65 Thème 3 - B Variation génétique et santé Homme Microorganismes infectieux Forte variabilité génétique issue de mutations et conservée au cours des générations Hommes ne sont pas « génétiquement égaux » devant la maladie Problèmes en termes de prévention et de traitement Mise en place dun phénotype, développement dune maladie dépend de linteraction complexe entre le génotype et lhistoire personnelle Casser le dogme du « tout génétique »

66 Il sagit de mettre en évidence et de comprendre les implications en matière de santé (prévention, traitement) : De la variabilité génétique de lHomme et de sa transmission au cours des générations. Des interactions entre génotype et histoire personnelle dans le développement de certaines maladies et le processus de cancérisation. De la variabilité génétique des bactéries à lorigine de la résistance aux antibiotiques, les rendant susceptibles dinfecter lHomme.

67 Thème 3 - B Variation génétique et santé Patrimoine génétique et maladie Mucoviscidose ou autre maladie génique autosomale récessive Mutation dun gène Modification dune protéine Phénotype malade macroscopique Prévision du risque de transmission de la maladie Arbre généalogique Traitements médicaux: oxygénothérapie, kinésithérapie, action sur des paramètres du milieu: limitation des effets Potentialités offertes par les thérapies géniques, cellules pulmonaires atteintes: espoir de correction de la maladie

68 PATRIMOINE GENETIQUE ET MALADIE B.OMots clésPREREQUISLIMITES La mucoviscidose est une maladie fréquente, provoquée par la mutation dun gène qui est présent sous cette forme chez une personne sur 40 environ. Seuls les homozygotes pour lallèle muté sont malades. Le phénotype malade comporte des aspects macroscopiques qui sexpliquent par la modification dune protéine. Létude dun arbre généalogique permet de prévoir le risque de transmission de la maladie. On limite les effets de la maladie en agissant sur des paramètres du milieu. La thérapie génétique constitue un espoir de correction de la maladie dans les cellules pulmonaires atteintes. Maladie autosomale récessive, mutation, homozygote, hétérozygote. Relation gène- protéine, phénotype à différentes échelles. Arbre généalogique, fréquence allélique, évaluation du risque de transmission. Traitements médicaux, thérapie génique. 3 ème : « Diversité et unité des êtres humains » Les gènes portent linfo génétique et déterminent les caractères héréditaires. Notion dallèles. Lors de la formation des ¢ reproductrices les K d1 paire, génétiqt différents, se répartissent au hasard. Les ¢ reprod produites par un individu sont donc génétiqt. La fécondation, en associant pour chaque paire de K, un K du père et un de la mère, rétablit le nombre de K de lespèce. Chaque individu issu de la reproduction sexuée est génétiqt unique. Une seule maladie génétique est à connaître : mucoviscidose ou une autre (mais un élève doit pouvoir en étudier dautres à partir de documents fournis). On se limite à des maladies autosomales. Méïose, fécondation et brassages seront étudiés en TS.

69 Thème 3 - B Variation génétique et santé Patrimoine génétique et maladie Maladie cardiovasculaire, diabète de type II Allèles de gènes rendant plus probable le développement dune maladie sans pour autant le rendre certain. Les modes de vie et le milieu interviennent également Origine multigénique de certaines maladies Influence des facteurs environnementaux Epidémiologie. Responsabilité individuelle ou collective

70 PATRIMOINE GENETIQUE ET MALADIE B.OMots clésPREREQUISLIMITES Le plus souvent, limpact du génome sur la santé nest pas un déterminisme absolu. Il existe des gènes dont certains allèles rendent plus probable le développement dune maladie sans pour autant le rendre certain. En général les modes de vie et le milieu interviennent également, et le développement dune maladie dépend alors de linteraction complexe entre facteurs du milieu et génome. Un exemple de maladie (maladie cardiovasculaire, diabète de type II) permet dillustrer le type détudes envisageables. Maladie dorigine multigénique, facteurs environnementaux, principes de l épidémiologie. Développer lesprit critique pour pouvoir exercer sa responsabilité individuelle ou collective face au risque en matière de santé. 3 ème : « Responsabilité humaine en matière de santé et denvironnement » Certains comportements (manque dactivité physique ; excès de graisses, de sucre et de sel dans lalimentation) peuvent favoriser lobésité et lapparition de maladies nutritionnelles (maladies cardiovasculaires). Pas détude détaillée des méthodes de lépidémiologie, simple sensibilisation. Lobjectif nest pas létude de la régulation de la glycémie

71 Thème 3 - B Variation génétique et santé Perturbation du génome et cancérisation Modifications accidentelles du génome dans des cellules somatiques dues à: - des mutations spontanées - des mutations favorisées par un agent mutagène - des infections virales Transmission à leurs descendantes Clone cellulaire porteur de ce génome modifié Processus de cancérisation Mesures de protection: - évitement des agents mutagènes - surveillance - vaccination. Prudence sur le choix des exemples (sein, prostate…)

72 PERTURBATION DU GENOME ET CANCERISATION B.OMots clésPREREQUISLIMITES Des modifications accidentelles du génome peuvent se produire dans des cellules somatiques et se transmettre à leurs descendantes. Elles sont à lorigine de la formation dun clone cellulaire porteur de ce génome modifié. La formation dun tel clone est parfois le commencement dun processus de cancérisation. Des modifications somatiques du génome surviennent par mutations spontanées ou favorisée par un agent mutagène. Dautres sont dues à des infections virales. La connaissance de la nature des perturbations du génome responsable dun cancer permet denvisager des mesures de protection (évitement des agents mutagènes, surveillance, vaccination). Modifications somatiques du génome. Facteurs de cancérisation : mutations spontanées ou favorisées, infections virales. Tumeur cancéreuse = clone de cellules cancéreuses. Causes multiples. Prévention. 3 ème : « Responsabilité humaine en matière de santé et denvironnement » Certains comportements peuvent favoriser lapparition de cancers. 3 ème : « Risque infectieux et protection de lorganisme» Principe de la vaccination. 3è, 2 nde : mutations Les mécanismes précis de la vaccination et de linfection virale seront étudiés en TS. Pas de connaissances pointues à bâtir sur la régulation du cycle cellulaire, les gènes impliqués (oncogènes, …), les mécanismes de la cancérisation. Eviter de prendre comme exemples les cancers les plus fréquents pour ménager la sensibilité des élèves.

73 Thème 3 - B Variation génétique et santé Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques Mutations spontanées Variation génétique, exemple: résistance à antibiotique A Antibiotique A Population de bactéries Sélection naturelle et développement des formes résistantes Approche historique des antibiotiques (Penicillium) Pas de réalisation dun antibiogramme

74 VARIATION GENETIQUE BACTERIENNE ET RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES B.OMots clésPREREQUISLIMITES Des mutations spontanées provoquent une variation génétique dans les populations de bactéries. Parmi ces variations, certaines font apparaître des résistances aux antibiotiques. Lapplication dun antibiotique sur une population bactérienne sélectionne les formes résistantes et permet leur développement. Lutilisation systématique de traitements antibiotiques peut augmenter la fréquence des formes résistantes par sélection naturelle. Sensibilité / résistance aux antibiotiques. Sélection naturelle. 3 ème : « Risque infectieux et protection de lorganisme» L'organisme est constamment confronté à la possibilité de pénétration de micro- organismes (bactéries et virus) issus de son environnement. Des antibiotiques appropriés permettent d'éliminer les bactéries et sont sans effet sur les virus. 2nde: « Thème 1 » La sélection naturelle et la dérive génétique peuvent conduire à lapparition de nouvelles espèces. Pas de réalisation dantibiogrammes (sauf dans les établissements possédant les infrastructures adéquates). Mécanismes moléculaires de la résistance aux antibiotiques hors programme.

75 Thème III - C DE LOEIL AU CERVEAU : QUELQUES ASPECTS DE LA VISION Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 3 à 4 semaines pour la partie 3 – C Thème III - C DE LOEIL AU CERVEAU : QUELQUES ASPECTS DE LA VISION Environ 33% de lannée (soit 10 à 11 semaines) pour le thème 3 … donc… 3 à 4 semaines pour la partie 3 – C

76 Thème III - C DE LOEIL AU CERVEAU : QUELQUES ASPECTS DE LA VISION La vision est abordée sous 3 angles qui permettent de: Comprendre certains aspects de la perception Apporter un autre exemple dévolution Montrer la complexité de fonctionnement ainsi que la plasticité cérébrale Mettre en jeu linterdisciplinarité avec les Sciences Physiques

77 Thème 3 – C De lœil au cerveau: quelques aspects de la vision Le cristallin : une lentille vivante Cristallin = système transparent Cristallin: cellules vivantes qui renouvellent en permanence leur contenu Anomalies de forme Certains défauts de vision. Avec lâge sa transparence et sa souplesse peuvent être altérées.

78 LE CRISTALLIN : UNE LENTILLE VIVANTE BOMOTS-CLÉSPRÉREQUISLIMITES Le cristallin est lun des systèmes transparents de lœil humain. Il est formé de cellules vivantes qui renouvellent en permanence leur contenu. Les modalités de ce renouvellement sont indispensables à sa transparence. Des anomalies de forme du cristallin expliquent certains défauts de vision. Avec lâge sa transparence et sa souplesse peuvent être altérées -Cristallin: forme- structure -Lentille -Accommodation -Transparence -Souplesse -Myopie (hypermétropie) -Presbytie -Cataracte 4°: - récepteur sensoriel dans le cadre de la communication nerveuse -Le détail de la structure de lœil nest pas à étudier. -Le renouvellement du contenu cellulaire doit simplement mettre en évidence le maintien de la structure déterminant souplesse et transparence -Les phénomènes optiques ne sont pas à traiter: ils le sont en sciences physiques

79 Thème 3 – C De lœil au cerveau: quelques aspects de la vision Les photorécepteurs : un produit de lévolution Gènes des pigments rétiniens constituant une famille multigénique (issue de duplications) dont létude permet de placer lHomme parmi les Primates Photorécepteurs rétiniens (3 types de cônes, bâtonnets) Perturbations de la vision des couleurs Anomalies des pigments rétiniens Sensibilité au bleu, au vert et au rouge Sensibilité à lintensité lumineuse Cerveau, aires corticales Message nerveux Nerf optique

80 LES PHOTORÉCEPTEURS : UN PRODUIT DE LÉVOLUTION BOMOTS-CLÉSPRÉREQUISLIMITES La rétine est une structure complexe qui comprend les récepteurs sensoriels de la vision appelés photorécepteurs. Celle de lhomme contient les cônes permettant la vision des couleurs (3 types de cônes respectivement sensibles au bleu, au vert et au rouge) et les bâtonnets sensibles à lintensité lumineuse. Les gènes des pigments rétiniens constituent une famille multigénique (issue de duplications) dont létude permet de placer lhomme parmi les Primates. Des anomalies des pigments rétiniens se traduisent par des perturbations de la vision des couleurs. Le message nerveux issu de lœil est acheminé au cerveau par le nerf optique. -Rétine : organisation -Cônes -Bâtonnets -Pigments rétiniens -Gènes des pigments rétiniens -Duplication -Parenté -Daltonisme Nerf optique 4°: -cellules nerveuses= neurones 3°: -gènes; allèles; mutations 2°: -gènes; allèles; mutations; parenté 4°: -message nerveux sensitif transmis aux centres nerveux La physiologie de la rétine nest pas à traiter donc ne pas aborder le renouvellement des pigments rétiniens Nature et caractéristiques du message nerveux seront traitées en terminale

81 Logiciel DE VISU François TILQUIN 12 modules Rétine Ce module présente une modélisation du codage rétinien de la couleur par les cônes, il permet la visualisation de leur pouvoir discriminateur des fréquences lumineuses, Opsines Ce module présente la phylogénie d'une catégorie de pigments rétiniens, les opsines.

82 Thème 3 – C De lœil au cerveau: quelques aspects de la vision Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité Structures cérébrales innées, issues de lévolution Plasticité cérébrale au cours de lhistoire personnelle Mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la vision Mémoire, apprentissage LSD Kit Plasticité cérébrale en préparation chez Sordalab

83 CERVEAU ET VISION : AIRES CÉRÉBRALES ET PLASTICITÉ BOMOTS-CLÉSPRÉREQUISLIMITES Plusieurs aires corticales participent à la vision. Limagerie fonctionnelle du cerveau permet dobserver leur activation lorsque lon observe des formes, des mouvements. La reconnaissance des formes nécessite une collaboration entre les fonctions visuelles et la mémoire. Des substances comme le LSD perturbent le fonctionnement des aires cérébrales associées à la vision et provoquent des hallucinations qui peuvent dériver vers des perturbations cérébrales graves et définitives. La mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la vision repose sur des structures cérébrales innées, issues de lévolution et sur la plasticité cérébrale au cours de lhistoire personnelle. De même la mémoire nécessaire par exemple à la reconnaissance dun visage ou dun mot repose sur la plasticité du cerveau. Lapprentissage repose sur la plasticité cérébrale. Il nécessite la sollicitation répétée des mêmes circuits neuroniques. -Cortex cérébral -Aires visuelles -Collaboration entre aires corticales -Perturbations -Structures innées -Plasticité cérébrale -Mémoire -Apprentissage 4°: -le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages sensitifs 4°:-certaines substances peuvent perturber le fonctionnement du système nerveux -Ne pas faire une étude exhaustive des aires corticales -La synapse sera étudiée en terminale -Ne pas traiter un trop grand nombre dexemples pour aborder la plasticité cérébrale - Les mécanismes de la mémoire et de lapprentissage ne sont pas au programme

84 EduAnatomist STAGE PAF Imagerie médicale IRM anatomique (structures cérébrales) IRM fonctionnelle (zones dactivité) Banque de données:NEUROPEDA IRM fonctionnelle et traitement statistique du signal mathématiques IRM et neurosciences cognitives (empathie, circuit de récompense) philosophie AP


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