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thème 1 la terre dans l'univers, la vie et l'évolution du vivant

THEME 1 : LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’EVOLUTION DU VIVANT : UNE PLANETE HABITEE

 

L’histoire de la terre s’inscrit dans celle de l’Univers. Le développement de la vie sur Terre est liée à des particularités de la planète.
La vie émerge de la nature inerte. Les êtres vivants possèdent une organisation et un fonctionnement propre. Leurs formes montrent une diversité immense, variable dans le temps, au gré de l’évolution.

Quelles sont les caractéristiques de la Terre par rapport aux autres planètes du système solaire ?

1-      Les conditions de la vie : une particularité de la Terre ?

Activité 1 : Panète 3D, remplir un tableau.

La terre fait partie des planètes rocheuses du système solaire.

 

 

Physique : univers, système solaire, états de l’eau, atmosphère

L’eau est à l’état liquide sur Terre grâce aux conditions de pression, température qui règnent à la surface de notre planète. Ces particularités sont liées à la taille de la Terre et sa position dans le système solaire.
Ces conditions peuvent exister sur d’autres planètes qui possèderaient des caractéristiques voisines sans pour autant que la présence de vie soit certaine.

 

De quoi sont constitués les êtres vavants ?

2-      La nature du vivant

A-     La nature chimique de la matière minérale

Activité 2 : La nature chimique de la matière minérale : Rastop et classification des éléments chimiques

Le monde inerte correspond au monde minéral. Il est constitué de roches, gaz et liquides.
Les éléments chimiques s’organident pour former les minéraux contenus dans les roches.

Exemples : quartz = Si + O
biotite = K + H + Fe + Si + Al + Mg
eau = H + O
gaz : C02, 02…..

Ces éléments chimique disponibles sur Terre sont la base de la matière.

B-      La nature chimique de la matière vivante.

Activité 3 : la nature chimique de la matière vivante. Expérimenter, recenser, mettre en œuvre un protocole pour repérer quelques caractéristiques des molécules du vivant.

 

Les êtres vivants sont constitués d’éléments chimiques disponibles sur le globe terrestre. Ces éléments chimiques se retrouvent dans des molécules constitutives des êtres vivants (lipides, protides et glucides vus au collège).

Le monde vivant se caractérise par une abondance en eau et en carbone.

Les proportions des éléments chimiques sont différentes dans le monde inerte et le monde vivants.

La nature chimique de toute matière vivante est un indice de parenté entre tous les êtres vivants (animaux comme végétaux).

Chimie : éléments chimiques, classification périodique.

C-      Fonctionnement de la cellule (unité du vivant)

Activité 4 : unité et diversité des êtres vivants : suivre un protocole, réaliser un dessin d’observation, compléter un tableau.

 Tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules. 

Toutes les cellules sont délimitées par une membrane plasmique, frontière entre le cytoplasme et le milieu extracellulaire.

Cette unité de structure des cellules de tous les êtres vivants est un indice de lien de parenté.

On peut distinguer deux types de cellules en fonction de leur organisation :
- Les cellules eucaryotes dont le cytoplasme contient les organites comme le noyau, les mitochondries...
- Les cellules procaryotes qui ne contiennent pas d’organites et dont le matériel génétique n’est pas contenu dans un noyau.

 

D-     Le métabolisme cellulaire

Activité 5 : Le métabolisme des levure : activité page 52 et 53

Exercice 9 page 67 : le métabolisme des végétaux

De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur des cellules : elles constituent le métabolisme.

Une cellule échange des la matière et de l’énergie dans son environnement. Cela est indispensable à son métabolisme, en particulier à la fabrication de la matière organique.

Ainsi, les bactéries prélèvent des glucides et rejettent un déchet organique. Les cellules végétales prélèvent de l’eau, du CO2  en présence de lumière, ou de l’O2 en absence de lumière. Elles forment ainsi de l’énergie. Les cellules animales sont également capables d’échanger de l’énergie et de la matière.

Le métabolisme des cellules est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique.

E-      L’information génétique

Activité 6 : la transgénèse : comprendre la propriété de l'ADN : activité page 56 et 57

Activité 7 : Organisation de la molécule d’ADN : logiciel RASTOP

L’ADN est le support universel de l’information génétique. L’universalité de l’ADN est prouvée par la transgénèse. Cette technique consiste à transférer un gène d’une espèce à une autre pour modifier un caractère de l’organisme génétiquement modifié.  L’universalité de l’ADN est un indice de plus de la parenté entre les êtres vivants.

 

L’ADN est une molécule constituée de 2 brins parallèles enroulés en double hélice.
Chaque brin d’ADN est composé d’un enchaînement de nucléotides. Il existe 4 nucléotides :
- A = adénine
- T = thymine
- G = guanine
- C = cytosine

L’association des nucléotides entre les deux brins d’ADN respecte une règle de complémentarité : un nucléotide à adénine s’associe à un nucléotide à thymine, et un nucléotide à cytosine s’associe à un nucléotide à guanine.

La succession des nucléotides sur un brin d’ADN constitue une séquence nucléotidique.

 

3-      La biodiversité, résultat et étape de l’évolution


A-     La biodiversité dans le temps

La biodiversité représente la diversité du vivant. Elle peut se voir à l’échelle des espèces qui se comptent en millions sur la Terre, mais également à l’échelle des individus : il existe une grande diversité génétique entre les individus d’une même espèce.

La biosphère comporte de nombreux écosystèmes, très différents les uns des autres ; certains doivent être protégés en priorité car la diversité y est très importante (ex. forêts équatoriale, les mangroves, pourtour méditerranéen)

Des espèces apparaissent et disparaissent au cours des temps géologiques : la biodiversité varie dans le temps. Ainsi, la biodiversité actuelle est le résultat d’un processus d’évolution qui s’est déroulé depuis l’apparition de la vie sur Terre.

De nombreux facteurs dont l’activité de l’Homme modifient la biodiversité. Les activités humaines sont actuellement responsables de la diminution de la biodiversité.

B-      Les Vertébrés : groupe présent dans la biodiversité actuelle

Les Vertébrés représentent un groupe qui possèdent une organisation commune :
- un plan de symétrie bilatérale, qui sépare le corps en deux parties : droite et gauche
- Une polarité antéropostérieure : un avant avec une tête et un arrière avec une queue ; au milieu : un tronc
- une polarité dorsoventrale : un système nerveux située en position dorsale, contenu dans une colonne vertébrale et un appareil digestif contenu en position ventral.
- un squelette osseux constitué d’un crâne, de vertèbres et de membres.

Toutes ces espèces actuelles et fossiles qui possèdent ces caractères les ont hérités d’un ancêtre commun et appartiennent tous au groupe des vertébrés.

 

C-      L’origine de la biodiversité

La diversité des allèles est un des aspects de la biodiversité. Elle se manifeste au sein des populations qui peuvent présenter des diversités allélique très différentes.

La dérive génétique est une modification aléatoire de la diversité des allèles au sein d’une population. Elle se produit de façon plus marquée lorsque l’effectif est faible.
La sélection naturelle désigne le fait que la fréquence des allèles qui favorisent la survie et la reproduction s’accroît d’une génération à une autre. La dérive génétique et la sélection naturelle peuvent conduire à l’apparition ou la disparition de nouvelles espèces.

 

 

 

 

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