La 1e séance de la rentrée scolaire – rappels

Liens relatifs à la vidéo présenté en guise d’introduction : 

• Vidéo « Le système solaire« ,
• Un outil pour les TICE : Zaption,
• Des compléments : projet « mars One » et « Les Odyssées martiennes » (in Centre National d’Etudes Spatiales pour les jeunes)

1. Les coordonnées de votre professeur de SVT,

• vgovignon@gmail.com
• blog : https://vgovignon.wordpress.com
• Facebook « Mes Sciences Naturelles » : http://www.facebook.com/messciencesnat
• Présence au lycée tous les jours sauf le lundi. Fonctions de responsable de laboratoire (notamment gestion des commandes, ECE, sécurité des installations) et de coordonnatrice pédagogique au lycée et au collège.

2. Consignes de bonne cohabitation,

• Ponctualité,
• Travail régulier – Apprendre, réaliser le travail demandé,
• Curiosité, participation en classe, être critique, mais toujours en faisant des propositions argumentées et constructives,
• Entraide – Lors des TP, partager équitablement les tâches entre les membres du groupe de travail,
• Respect de la salle et du matériel, laisser propres et rangés les lieux occupés,
• Rituel de bonne conduite : rester assis en silence dès l’entrée en salle et à la sonnerie. C’est le professeur qui lance le cours et le clôt.

3. Emploi du temps :

• Définition des groupes de classe,
• Réalisation d’un plan de classe si nécessaire.

4. Fiche de renseignements :

• Nom, prénom(s) classe,
• Adresse email
• Loisirs et occupations en dehors du lycée,
• Souhaits d’orientation après la 3^e – Métier(s)

5. Le matériel :

• 1 livre pour 2 élèves, obligatoire à chaque séance,
• 1 cahier ou un classeur , si cahier : réalisation des exercices possible en retournant le cahier : bien préciser la date de réalisation et le thème du cours auquel il est associé) , si classeur : toujours disposer de feuiles vierges, possibilité d’avoir des pochettes transparentes où glisser les photocopies, d’avoir des intercalaires pour séparer les thèmes ou bien les parties « TP », exercices, méthodes, devoirs surveillés.
• Stylos pour écrire le cours, couleurs pour souligner ou colorier des documents (crayons ou feutres choix libre), crayon à papier taillé, gomme, 2 ou 3 feuilles blanches de type papier imprimante.

6. Le programme de l’année :

• Présentation des grands thèmes,
• Présentation du livre comme outil de travail.

7. Capacités évaluées :

• 1)- Apprendre et utiliser des connaissances (mots-cles)
• 2)- Maitrise de techniques (manipulations)
• 3)- Exploiter des documents,
• 4)- Capacité de synthèse (tâche complexe)
• 5)- Savoir communiquer
• 6)- Se responsabiliser, s’impliquer…

Voir la liste détaillée mais non exhaustive en fin d’article.

8. Évaluation,

Au moins 3 notes par trimestre parmi lesquelles un devoir surveillé, des devoirs maisons réalisés seul ou en groupe, des interrogations orales ou notation d’exposés oraux soutenu par un diaporama, des comptes-rendus de TP… Le cahier ou le classeur sera relevé au moins une fois dans l’année sans prévenir.

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Liste des capacités évaluées en SVT

1. Savoirs et connaissances

• Restituer des connaissances : des définitions, des organisations, des fonctionnements
• Ordonner judicieusement ses connaissances

2. Extraire et Organiser les Informations utiles

• Énoncer, inventorier des faits, des informations..
• Sélectionner les informations en rapport avec la question, le problème, le sujet d’étude..
• Repérer des informations non prévues par un modèle explicatif
• Décrire le comportement d’une grandeur : variations, valeurs remarquables (maximum, minimum, inflexions..) évolution par intervalle ou en continu, périodicité..
• Reformuler, traduire, coder, décoder des informations à partir du réel ou d’un document.
• Classer, hiérarchiser des informations…

3. Raisonner

Initier une Démarche Scientifique

• Organiser un raisonnement aboutissant à la formulation d’un problème,
• Elaborer une méthode de résolution d’un problème,
• Formuler une hypothèse et une conséquence vérifiable de cette hypothèse,
• Élaborer un protocole expérimental,
• Elaborer une méthode d’investigation,

Raisonner, Argumenter, Prouver

• Exploiter un modèle pour prédire un résultat, une évolution passée ou à venir,
• Confronter un résultat observé au résultat attendu,
• Déterminer des conditions nécessaires et suffisantes,
• Déterminer le degré de vraisemblance d’arguments non vérifiables expérimentalement,
• Lier des connaissances, des informations dans une stratégie argumentative,

Déduire, Expliquer, Modéliser

• Produire une déduction à l’issue d’un raisonnement,
• Déterminer les acteurs, les actions et l’enchaînement des faits aboutissant à la situation qui doit être expliquée,
• Construire un modèle explicatif,
• Déterminer le domaine de validité des solutions obtenues,

4. Réaliser techniquement

Techniques d’observation : Maîtriser des appareils d’observation et de mesure : microscope, loupe, balances, sondes..

Techniques manipulatoires

• Réaliser et maîtriser des dispositifs expérimentaux : choix du matériel, étalonnage, prise de mesure, évaluation des incertitudes d’une mesure..
• Maîtriser les techniques de traçage : dessin, graphique, tableau, schéma..
• Respecter des consignes de travail, l’exécution d’un protocole
  Nettoyer et Ranger soigneusement le matériel en fin de séance de TP
• Maîtriser le temps imparti à une activité

Techniques informatiques : Maîtriser les outils informatiques : acquisitions et traitements d’informations (EXAO, imagerie scientifique, bases de données, espace numérique de travail), gestion des fichiers et du bureau

Techniques de calcul  : Maîtriser des techniques de calcul : proportions, pourcentages, moyennes..

5. Communiquer

Organisation du développement

• Structurer un développement : organisation en paragraphes précédés d’un titre, références aux questions posées, mise en évidence des éléments majeurs du travail accompli..
• Agencer, de façon cohérente par rapport au problème, les différents éléments du développement : ordre des paragraphes, des illustrations..
• Maîtriser la prise de parole, un exposé oral : utiliser des notes, illustrer son propos, poser sa voix, capter l’attention de l’auditoire..

Représentations scientifiques

• Concevoir un tableau : disposition des lignes et colonnes, libellés des entêtes des lignes et des colonnes, titre du tableau..
• Annoter un dessin d’observation : titre précis, légende complète..
• Concevoir une représentation graphique : choix pertinent du type de graphique, légende des axes et des courbes, unités des axes, titre..
• Concevoir un schéma : choix pertinent des éléments figurés, disposition et dimension des différents éléments, choix et association des symboles et couleurs, légende (cartouche et dans le schéma), titre..

6. Participer, s’Impliquer, se Responsabiliser

• Expression écrite et orale,
• S’exprimer dans un langage précis, évitant toute ambiguïté ou contresens,
• Maîtriser le vocabulaire scientifique,
• Faire régulièrement son travail personnel, chez soi, et/ou au CDI, en utilisant le site du professeur…
• Relire ce qui a été fait lors du dernier TP (dans le classeur)
• Relire le cours correspondant au chapitre étudié (dans le classeur, le livre, internet)

PES-PL – Thème « Nourrir l’humanité »

 

Diaporama du cours : cliquer ici.

La Terre compte actuellement environ 7 milliards d’êtres humains, soit près du double qu’il y a 40 ans. La population mondiale va continuer à augmenter pour atteindre environ 9 milliards d’habitants à l’horizon 2050. Dans certains pays, il est déjà difficile de se nourrir. L’augmentation de la production agricole pour satisfaire les besoins de chacun ne peut pas être sans conséquences sur l’environnement.

Comment l’agriculture produit-elle nos aliments ? Nos choix alimentaires individuels peuvent-ils avoir des conséquences sur l’environnement local et planétaire ? 

Comment nourrir une population humaine toujours croissante en conciliant production alimentaire et préservation de l’environnement et de la santé ?

I – Une agriculture durable pour nourrir l’Homme,

1. De l’écosystème à l’agrosystème,

Support : dossier distribué.

 

BILAN,

Un écosystème renferment des êtres vivants (biocénose) en interaction entre eux et avec le milieu naturel (biotope) Il intègre l’énergie solaire pour créer de la matière organique. La matière est recyclée (définiton détaillée du Larousse http://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/écosystème/45649 )

L’organisation d’un écosystème est pyramidale (pyramide des biomasses ou des énergies) : il y a des pertes à chaque niveau. On peut mesurer le rendement d’un écosystème. Chaque fois que de l’énergie est transférée d’un individu à l’autre -l’autre ayant mangé le premier-  il y a perte d’une grande partie de l’énergie que les cellules avaient “en magasin”.

La production primaire est utilisée comme nourriture par les consommateurs de premier ordre (herbivores) servant eux-mêmes de nourriture aux consommateurs de deuxième ordre (carnivores), etc.
D’un niveau trophique (= niveau alimentaire, ex. producteur primaire, consommateur de premier ordre…) au suivant, 90% en moyenne de la biomasse est perdue (ou 10% sont créés à pour 1 produit il faut 10 mangés) :

• soit parce qu’elle est non consommée ,
• soit parce qu’elle est consommée mais non assimilée,
• soit par la respiration qui assure les dépenses énergétiques des organismes.

Question : Un agrosystème est-il productif ?

Support : documents p88-89

BILAN,

Voir les bilans du poly distribué.

Un agrosystème est controlé et géré par l’homme afin d’exporter la biomasse produite.

Une espèce est souvent favorisée. L’exportation doit être compensée par des intrans (engrais, eau, énergie)

La biodiversité est donc réduite (désherbage, pesticides et autres produits phytosanitaires)

L’agriculture repose sur la création et la gestion d’agrosystèmes dans le but de fournir des produits (dont des aliments) nécessaire à l’humanité. Autrefois n’importait que l’amélioration de la productivité. Aujourd’hui les impacts sur la santé humaine et l’environnement sont soulignés.

Remarque : Agriculture vivriére nourrit l’agriculteur et sa famille/agriculture commerciale.

Comprendre comment cela marche grâce à la video c’est pas sorcier “Agri BIO”.

(https://youtu.be/QioWHYGCX70 T jusqu’a 6min.)

2. Productions alimentaires comparées,

Support : livre p90-91

Video en ligne cliquer ici !

(https://youtu.be/nVydgG2DFU0)

• Consommer de la viande ou un produit végétal n’a pas le même impact écologique !
• Certaines pratiques agricoles, la conduite de certains élevages ou de certaines cultures, peuvent avoir un impact sur la santé ou sur l’environnement

ACTIVITÉ : Montrer à partir des documents du livre ces 2 affirmations.

A retenir, l’exemple de l’élevage animal,

Raisonnement : Dans un agrosystème, le rendement global de la production par rapport aux consommations de matière et d’énergie dépend de la place du produit exporté dans la pyramide de productivité.

Ainsi, consommer de la viande (consommation secondaire) a un coût énergétique beaucoup plus élevé que de consommer un produit végétal (consommation primaire). Avec la même surface, on nourrit dix fois plus de personnes en consommant un produit végétal à la place d’un produit animal. A l’inverse pour nourrir le même nombre d’Hommes, il faudrait dix fois plus de surface.

La consommation de viande a un impact plus fort sur l’environnement (pollution , destruction sol…)

Complément – Doc 4p91,

L’émission de gaz à effet de serre est plus important si on consomme de la viande que si on mange des légumes ou fruits : En fonction du type de viande produite dans un élevage, la quantité de gaz à effets environnementaux est différente (agneau = 25 kg eq CO2 soit 500 km en voiture)

La production de viande et de produits laitiers produit beaucoup plus de gaz à effet de serre que la production d’autres aliments.

Les espèces végétales cultivées n’ont pas toutes les mêmes besoins en eau, par exemple le blé et la maïs ont besoin de beaucoup d’eau pour leur culture (400 à 1500L pour produire 1kg), à l’inverse des pommes de terre et de la salade qui en nécessite 10 fois moins.

Les choix des aliments est important en terme d’impact écologique, pour que celui-ci soit faible on doit choisir des aliments ayant un faible rejet de gaz à effet de serre.

1. Impacts sur la santé et l’environnement

Support : livre p92 à 95.

Activité : Lister les problèmes environnementaux et sanitaires soulevés dans le livre,

1. Vers une agriculture durable,

Le rendement de production correspond à un rapport entre ce qui est produit (et que l’on puise) et ce qu’on apporte (énergie, eau, engrais)

Dans un agrosystème, le rendement global de la production par rapport aux consommations de matière et d’énergie conditionne le choix d’une alimentation d’origine animale ou végétale, dans une perspective de développement durable (définition ici)

Pour satisfaire les besoins alimentaires de l’humanité, l’agriculture a besoin pour cela de sols cultivables. Ceux-ci sont très inégalement répartis à la surface de la planète, disponibles en quantité limitée et susceptibles de se dégrader,

Le choix des techniques culturales doit concilier la production, la gestion durable de l’environnement et la santé.

Zoom sur : L’artificialisation et la stérilisation des sols,

Zoom sur l’empreinte écologique,

L’empreinte écologique est une mesure de l’impact des activités humaines sur le milieu naturel.
Le concept d’empreinte écologique est apparu lors du Sommet de la Terre de Rio, en 1992, dans un article du Professeur d’économie William Rees de l’Université de la Colombie-Britannique, intitulé « Empreinte écologique et capacités raisonnées de la planète : ce que la science économique urbanologique laisse de côté ».

Exprimée en hectares (ha) par personne et par an, l’empreinte écologique est un outil qui évalue la surface nécessaire pour produire tout ce que consomme un individu ou une population pour son alimentation, son habitation, ses déplacements… ainsi que pour absorber les déchets rejetés.

Bilan (schéma)

II – Biologie des microorganismes et conservation des aliments,

1.L’omniprésence des microorganismes,

Support : livre p117 à 119,

Les micro-organismes, champignons, bactéries, virus, uni- ou pluricellulaires, invisibles à l’oeil un, sont partout, dans l’air, dans l’eau, sur nos mains, les ustensiles de cuisine… Les aliments sont des milieux favorables à leur croissance.

Une fois les aliments produits en masse, ils doivent être acheminés jusqu’au consommateur qui peut les manger immédiatement ou non. Il faut alors des moyens de les conserver.

Quelles sont les bases biologiques de la conservation des aliments ? Quels sont les avantages et les inconvénients de la conservation ?

Term S spé SVT » Respiration cellulaire, fermentations et synthèse d’ATP »

Toutes les cellules ont besoin d’énergie pour les différents aspects de leur fonctionnement. La respiration est une voie métabolique qui permet d’obtenir de l’énergie en utilisant des molécules organiques et du dioxygène.

Quelles sont les voies métaboliques permettant l’utilisation du potentiel énergétique des molécules organiques ?

Diaporama de cours téléchargeable ici : cliquer sur le lien ; Divers documents disponibles ici dans la dropbox : cliquer sur ce lien. dont un document pour la prépa des ECE.

I – Les conditions de la respiration cellulaire et de la fermentation,

Support : TP ExAO, sondes à O2 et à éthanol,

Dans un 1e temps on cherche à mettre en évidence les échanges gazeux caractéristiques de la respiration cellulaire et à montrer que ces échanges sont dépendant de la mise à disposition d’un métabolite organique, ici le glucose.

Dans un 2d temps on montre qu’en l’absence de dioxygène les cellules peuvent récupérer un peu d’énergie des molécules organiques : elles fermentent. Il resulte la production d’un déchet qui conserve un potentiel énergétique (éthanol/fermentation alcoolique – acide lactique/fermentation lactique)

Selon le poste vous testerez une expérimentation ou l’autre. A travers ces 3 types de manipulations vous vous exercerez de nouveau à l’usage de l’ExAO, du logiciel Data Studio et des sondes à O2 et à éthanol. L’article ici nous permet de revenir sur les compétences testées lors de l’épreuve d’Evaluation des Capacités Expérimentales du bac.

Lien http://www.vignevin.com/fileadmin/users/ifv/euroviti/euroviti2099/Partie_3_PDF.pdf

Poste ExAO n1,

ECE compétence testée 1 : STRATÉGIE (« Ce que je fais, comment je le fais, ce que j’attends »), RÉSOLUTION (mesures ExAO), COMMUNICATION (voir ci-dessous), BILAN (« Je vois, je sais, je conclus ») :
Il s’agit d’habiller les graphiques ci-dessous afin de faire ressortir les conditions expérimentales ainsi que les modifications des concentrations en gaz dans le bioréacteur déclenchées par l’ajout de glucose (Levure de bière) ou les changement d’éclairement (Chlorelles).

Exploitation des résultats de l’expérimentation réalisée avec les levures,

Description de la courbe : Avant l’ajout de glucose, la concentration en O2 dissous est stable dans le bioréacteur contenant les levures à jeun et oxygénées depuis au moins 24H (elles ne font pas échanges avec leur milieu de vie)

Après l’ajout de glucose au bout de 1 min 30″ la concentration en O2 diminue dans l’enceinte jusqu’à devenir nulle : Si la concentration en O2 diminue, on peut penser que les levures le consomment. Cette consommation a été déclenchée par l’ajout de glucose.

Interprétation des résultats et déduction : Pour produire l’énergie nécessaire à leur fonctionnement, les levures dégraderaient le glucose, une matière organique, ceci grâce au dioxygène : elles oxydent le glucose en présence d’O3, c’est la respiration cellulaire, métabolisme permettant de produire beaucoup d’ATP, énergie chimique de la cellule.

Exploitation des résultats de l’expérimentation réalisée avec les cellules chlorophylliennes,

Description de la courbe : A la lumière, la concentration en O2 dissous augmente dans le bioréacteur contenant les chlorelles, et la concentration en CO2 diminue. Il s’agit des échanges observés lors e la photosynthèse, métabolisme permettant aux cellules chlorophylliennes de produire leur matière organique en combinant le CO2 et l’H2O en présence de lumière.

A l’obscurité, la concentration en O2 dissous diminue dans le bioréacteur et la concentration en CO2 augmente : Si la concentration en O2 diminue, on peut penser que les chlorelles le consomment. Cette consommation est permise par la présence de réserves de glucose créées à la lumière par photosynthèse.

Interprétation des résultats et déduction : Pour produire l’énergie nécessaire à leur fonctionnement, les chlorelles réalisent la photosynthèse à la lumière. Elles synthétisent leur propre matière organique. A l’obscurité les chlorelles continuent de vivre. Les réserves de glucose (amidon) sont dégradées grâce à la respiration cellulaire.

Poste ExAO n2 et 3,

ECE compétence testée 1 : STRATÉGIE (« Ce que je fais, comment je le fais, ce que j’attends »), RÉSOLUTION (mesures ExAO), COMMUNICATION (voir ci-dessous), BILAN (« Je vois, je sais, je conclus ») :
Il s’agit d’habiller les graphiques ci-dessous afin de faire ressortir les conditions expérimentales ainsi que les modifications des concentrations en gaz dans le bioréacteur déclenchées par l’ajout de glucose (Levure de bière) jusqu’à disparition du O2 dans le bioréacteur et d’insister sur ce que l’on observe après ! La fermentation est un métabolisme ANAÉROBIE permettant aux cellules de produire un minimum d’énergie même en l’absence d’oxygène (Rappel thème 1 : l’oxygène est apparu tardivement dans l’atmosphère de la planète Terre, il caractérise notre planète au sein du système solaire !)

II – La MITOCHONDRIE, organite clé de la respiration cellulaire,

Support : Livre p36-37, exercice 4p51,

III – Les étapes de la respiration cellulaire,

Idées clés citées dans le diaporama de cours :

• L’existence de levures mutantes Rho (-) montre l’importance des crêtes mitochondriales pour la respiration cellulaire.
• La respiration cellulaire s’effectue en 2 étapes principales : la GLYCOLYSE cytoplasmique qui à partir d’une molécule de glucose fournit 2 molécules de pyruvate ; le CYCLE de KREBS qui nécessite l’acide pyruvique, l’O2 et un oxydant R et qui produit du CO2 et beaucoup d’ATP via la chaîne respiratoire localisée dans la membrane interne mitochondriale (crêtes)

Remarque :  Le stock intracellulaire de RH2 est limité : R doit être régénéré en permanence faute de quoi la glycolyse est bloquée et la synthèse d’ATP cesse.

IV – Les fermentations,

In Belin -SVT Terminale S spécialité SVT p41

Les fermentations permettent la régénération de R en l’absence d’O2. Elles se déroulent dans le cytoplasme. L’acide pyruvique issu de la glycolyse participe à la réoxydation de RH2. Les fermentations sont des oxydations incomplètes, produisant des molécules organiques contenant une énergie chimique inutilisée. Elles ont un faible rendement énergétique.