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Guide de biologiePremière évaluation en 2016

Guide de biologiePremière évaluation en 2016

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International Baccalaureate, Baccalauréat International et Bachillerato Internacional sont des marques déposées de l’Organisation du Baccalauréat International.

Publié en février 2014Mis à jour en août 2015

Publié pour le compte de l’Organisation du Baccalauréat International, fondation éducative à but non lucratif sise 15 Route des Morillons, CH-1218 Le Grand-Saconnex, Genève, Suisse, par

International Baccalaureate Organization (UK) LtdPeterson House, Malthouse Avenue, Cardiff Gate

Cardiff, Pays de Galles CF23 8GLRoyaume-Uni

Site Web : www.ibo.org

© Organisation du Baccalauréat International 2014L’Organisation du Baccalauréat International (couramment appelée l’IB) propose quatre programmes d’éducation stimulants et de grande qualité à une communauté mondiale d’établissements scolaires, dans le but de bâtir un monde meilleur et plus paisible. Cette publication fait partie du matériel publié pour appuyer la mise en œuvre de ces programmes.

L’IB peut être amené à utiliser des sources variées dans ses travaux, mais vérifie toujours l’exactitude et l’authenticité des informations employées, en particulier dans le cas de sources participatives telles que Wikipédia. L’IB respecte les principes de la propriété intellectuelle et s’efforce toujours d’identifier les détenteurs des droits relatifs à tout matériel protégé par le droit d’auteur et d’obtenir d’eux, avant publication, l’autorisation de réutiliser ce matériel. L’IB tient à remercier les détenteurs de droits d’auteur qui ont autorisé la réutilisation du matériel apparaissant dans cette publication et s’engage à rectifier dans les meilleurs délais toute erreur ou omission.

Le générique masculin est utilisé ici sans aucune discrimination et uniquement pour alléger le texte.

Dans le respect de l’esprit international cher à l’IB, le français utilisé dans le présent document se veut mondial et compréhensible par tous, et non propre à une région particulière du monde.

Tous droits réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite, mise en mémoire dans un système de recherche documentaire, ni transmise sous quelque forme ou par quelque procédé que ce soit, sans autorisation écrite préalable de l’IB ou sans que cela ne soit expressément autorisé par la loi ou par la politique et le règlement de l’IB en matière d’utilisation de sa propriété intellectuelle. Veuillez consulter à cet effet la page http://www.ibo.org/fr/copyright.

Vous pouvez vous procurer les articles et les publications de l’IB par l’intermédiaire du magasin en ligne de l’IB sur le site http://store.ibo.org.

Courriel : [email protected]

Programme du diplômeGuide de biologie

Version française de l’ouvrage publié originalement en anglais en février 2014 sous le titre Biology guide

Déclaration de mission de l’IBLe Baccalauréat International a pour but de développer chez les jeunes la curiosité intellectuelle, les connaissances et la sensibilité nécessaires pour contribuer à bâtir un monde meilleur et plus paisible, dans un esprit d’entente mutuelle et de respect interculturel.

À cette fin, l’IB collabore avec des établissements scolaires, des gouvernements et des organisations internationales pour mettre au point des programmes d’éducation internationale stimulants et des méthodes d’évaluation rigoureuses.

Ces programmes encouragent les élèves de tout pays à apprendre activement tout au long de leur vie, à être empreints de compassion, et à comprendre que les autres, en étant différents, puissent aussi être dans le vrai.

Guide de biologie

Table des matières

Introduction 1

Objet de ce document 1

Le Programme du diplôme 2

Nature de la science 7

Nature de la biologie 15

Objectifs globaux 20

Objectifs d’évaluation 21

Programme 22

Résumé du programme 22

Manières d’aborder l’enseignement et l’apprentissage de la biologie 23

Contenu du programme 28

Évaluation 158

L’évaluation dans le Programme du diplôme 158

Résumé de l’évaluation – NM 161

Résumé de l’évaluation – NS 162

Évaluation externe 163

Évaluation interne 165

Le projet du groupe 4 179

Annexes 184

Glossaire des mots-consignes 184

Bibliographie 186

I

1Guide de biologie

Introduction

Objet de ce document

Cette publication a pour but de guider la planification, l’enseignement et l’évaluation de la matière dans les établissements scolaires. Elle s’adresse avant tout aux enseignants concernés, même si ces derniers l’utiliseront également pour fournir aux élèves et à leurs parents des informations sur la matière.

Ce guide est disponible sur la page du Centre pédagogique en ligne (CPEL) consacrée à cette matière, à l’adresse http://occ.ibo.org. Le CPEL est un site Web à accès protégé par mot de passe, conçu pour les enseignants des programmes de l’IB. Il est également en vente sur le site du magasin de l’IB, accessible en ligne à l’adresse http://store.ibo.org.

Ressources complémentairesD’autres publications, telles que du matériel de soutien pédagogique, des rapports pédagogiques, des instructions concernant l’évaluation interne et des descripteurs de notes finales se trouvent également sur le CPEL.

Les enseignants sont encouragés à consulter régulièrement le CPEL où ils pourront trouver des ressources complémentaires créées ou utilisées par d’autres enseignants. Ils pourront également y ajouter des informations sur des ressources qu’ils ont trouvées utiles, telles que des sites Web, des ouvrages de référence, des vidéos, des revues ou des idées d’ordre pédagogique.

RemerciementsL’IB tient à remercier les professionnels de l’éducation et leurs établissements respectifs pour la généreuse contribution qu’ils ont apportée à l’élaboration de ce guide en termes de temps et de ressources.

Première évaluation en 2016

2 Guide de biologie

Introduction

Le Programme du diplôme

Le Programme du diplôme est un programme d’études pré-universitaires rigoureux qui s’étend sur deux ans et s’adresse aux jeunes de 16 à 19 ans. Il couvre une grande sélection de domaines d’études et a pour but d’encourager les élèves, non seulement à développer leurs connaissances, mais également à faire preuve de curiosité intellectuelle ainsi que d’altruisme et de compassion. Ce programme insiste fortement sur le besoin de favoriser chez les élèves le développement de la compréhension interculturelle, de l’ouverture d’esprit et des attitudes qui leur seront nécessaires pour apprendre à respecter et évaluer tout un éventail de points de vue.

Le modèle du Programme du diplômeLe programme est divisé en six domaines d’études, répartis autour d’un noyau de composantes obligatoires ou tronc commun (voir figure 1). Cette structure favorise l’étude simultanée d’une palette de domaines d’études. Ainsi, les élèves étudient deux langues vivantes (ou une langue vivante et une langue classique), une matière de sciences humaines ou de sciences sociales, une matière scientifique, les mathématiques et une discipline artistique. C’est ce vaste éventail de matières qui fait du Programme du diplôme un programme d’études exigeant conçu pour préparer efficacement les élèves à leur entrée à l’université. Une certaine flexibilité est néanmoins accordée aux élèves dans leur choix de matières au sein de chaque domaine d’études. Ils peuvent ainsi opter pour des matières qui les intéressent tout particulièrement et qu’ils souhaiteront peut-être continuer à étudier à l’université.

Figure 1Modèle du Programme du diplôme


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Choix de la bonne combinaisonLes élèves doivent choisir une matière dans chaque domaine d’études. Ils ont cependant la possibilité de choisir deux matières dans un même domaine d’études à la place d’une matière artistique. En principe, trois matières (et quatre au plus) doivent être présentées au niveau supérieur (NS) et les autres au niveau moyen (NM). L’IB recommande 240 heures d’enseignement pour les matières du NS et 150 heures pour celles du NM. Au NS, l’étude des matières est plus étendue et plus approfondie qu’au NM.

De nombreuses compétences sont développées à ces deux niveaux, en particulier les compétences d’analyse et de réflexion critique. À la fin du programme, les aptitudes des élèves sont mesurées au moyen d’une évaluation externe. Dans de nombreuses matières, l’évaluation finale comprend également une part de travaux dirigés évalués directement par les enseignants.

Le tronc commun du programmeTous les élèves du Programme du diplôme prennent part aux trois composantes obligatoires qui constituent le tronc commun du programme.

Le cours de théorie de la connaissance (TdC) demande essentiellement aux élèves de mener une réflexion critique et de réfléchir sur le processus cognitif plutôt que d’apprendre un ensemble de connaissances spécifiques. Il amène les élèves à explorer la nature de la connaissance et à examiner comment nous connaissons ce que nous affirmons connaître. Pour ce faire, il les incite à analyser des assertions et à explorer des questions relatives à la construction de la connaissance. La TdC met l’accent sur les liens entre les différents domaines des connaissances partagées et les relie aux connaissances personnelles de telle sorte que l’individu prenne conscience de ses propres perspectives et de la façon dont elles peuvent différer de celles d’autrui.

Le programme créativité, action, service (CAS) est au cœur du Programme du diplôme. Il s’attache à aider les élèves à développer leur propre identité en accord avec les principes éthiques exprimés dans la déclaration de mission de l’IB et dans le profil de l’apprenant de l’IB. Il implique les élèves dans un éventail d’activités tout au long de leurs études dans le Programme du diplôme. Le programme CAS est constitué de trois composantes : créativité (arts et autres expériences impliquant la pensée créative), action (activité physique contribuant à un style de vie sain) et service (un échange volontaire et non rémunéré enrichissant l’apprentissage de l’élève). Le Programme CAS contribue probablement plus que toute autre composante du Programme du diplôme à la mission de l’IB, qui est de bâtir un monde meilleur et plus paisible, dans un esprit d’entente mutuelle et de respect interculturel.

Le mémoire, y compris le mémoire en étude du monde contemporain, est un travail de recherche indépendant de 4 000 mots maximum permettant aux élèves d’étudier un sujet qui les intéresse tout particulièrement. Les élèves peuvent choisir le domaine dans lequel ils entreprendront leurs recherches parmi les matières du Programme du diplôme qu’ils étudient, ou parmi deux matières dans le cas du mémoire interdisciplinaire en étude du monde contemporain. Cette composante leur offre également l’occasion de se familiariser avec les techniques de recherche individuelle et de rédaction requises au niveau universitaire. Ces recherches aboutissent à la production d’un important travail écrit, structuré et présenté de manière formelle. Les idées et les découvertes de l’élève y sont présentées avec cohérence sous la forme d’un raisonnement adapté à la ou aux matières choisies. Il vise à promouvoir des compétences de recherche et d’écriture de haut niveau, la découverte intellectuelle et la créativité. Il fournit une expérience d’apprentissage authentique aux élèves et leur offre l’occasion de se lancer dans une recherche personnelle sur le sujet de leur choix, sous la direction d’un superviseur.


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Approches de l’enseignement et approches de l’apprentissageLes approches de l’enseignement et de l’apprentissage dans le Programme du diplôme désignent des stratégies, des compétences et des attitudes déterminées imprégnant l’environnement d’enseignement et d’apprentissage. Ces outils et approches, intrinsèquement liés aux qualités du profil de l’apprenant, consolident l’apprentissage des élèves et les aident à se préparer à l’évaluation dans le cadre du Programme du diplôme et au-delà. Les approches de l’enseignement et de l’apprentissage dans le Programme du diplôme visent à :

• permettre aux enseignants de concevoir leur rôle comme celui de formateur d’apprenants autant que d’enseignant de contenus ;

• donner aux enseignants la possibilité de mettre en place des stratégies plus claires pour que les expériences d’apprentissage des élèves leur permettent de s’impliquer davantage et de façon plus significative dans la recherche structurée et la pensée critique et créative ;

• promouvoir les objectifs globaux de chaque matière (en les réduisant moins à de simples aspirations pour le cours) ainsi que la mise en relation de connaissances préalablement isolées (simultanéité des apprentissages) ;

• encourager les élèves à développer un éventail explicite de compétences de façon à les doter d’outils leur permettant de continuer à s’instruire activement après leur départ de l’établissement et à les aider, non seulement à obtenir de meilleurs résultats pour être admis à l’université, mais aussi à les préparer à réussir dans leurs études supérieures et au-delà ;

• renforcer davantage la cohérence et la pertinence de l’expérience du Programme du diplôme pour les élèves ;

• permettre aux établissements d’identifier ce qui fait le propre de l’éducation du Programme du diplôme de l’IB, avec son mélange d’idéalisme et d’approches pratiques.

Les cinq approches de l’apprentissage (compétences de réflexion, compétences sociales, compétences de communication, compétences d’autogestion et compétences de recherche) et les six approches de l’enseignement (un enseignement basé sur la recherche, inspiré par des concepts, mis en contexte, coopératif, différencié et reposant sur l’évaluation) couvrent les valeurs et les principes fondamentaux qui sous-tendent la pédagogie de l’IB.

La déclaration de mission de l’IB et le profil de l’apprenant de l’IBLe Programme du diplôme vise à développer chez les élèves les connaissances, les compétences et les attitudes dont ils auront besoin pour atteindre les objectifs établis par l’IB, tels que définis dans la déclaration de mission de l’organisation et dans le profil de l’apprenant. Ainsi, l’enseignement et l’apprentissage dans le Programme du diplôme sont la concrétisation quotidienne de la philosophie pédagogique de l’organisation.

Intégrité en milieu scolaireL’intégrité en milieu scolaire dans le Programme du diplôme est un ensemble de valeurs et de comportements reposant sur les qualités du profil de l’apprenant. Dans le cadre de l’enseignement, de l’apprentissage et de l’évaluation, l’intégrité en milieu scolaire permet de promouvoir l’intégrité de chacun, de susciter le respect de l’intégrité d’autrui et de leur travail, et de garantir que tous les élèves ont la même possibilité de démontrer les connaissances et les compétences qu’ils acquièrent au cours de leurs études.


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Tous les travaux, notamment les travaux soumis à l’évaluation, doivent être authentiques et basés sur les propres idées de l’élève et doivent clairement identifier le travail et les idées empruntés à autrui. Les tâches d’évaluation qui exigent des enseignants qu’ils fournissent des conseils aux élèves ou qui exigent des élèves un travail en groupe doivent être réalisées conformément aux directives détaillées fournies par l’IB pour la matière concernée.

Pour obtenir de plus amples informations sur l’intégrité en milieu scolaire au sein de l’IB et du Programme du diplôme, veuillez consulter les publications de l’IB intitulées Intégrité en milieu scolaire (2011), Le Programme du diplôme : des principes à la pratique (2009) et Règlement général du Programme du diplôme (2011). Ce guide contient des informations spécifiques relatives à l’intégrité en milieu scolaire telle qu’elle s’applique aux composantes d’évaluation externe et interne de cette matière du Programme du diplôme.

Mention des sources des idées ou des travaux empruntés à autruiIl est rappelé aux coordonnateurs et aux enseignants que les candidats doivent citer toutes les sources utilisées dans les travaux soumis à l’évaluation. Les informations fournies ci-après visent à clarifier cette exigence.

Les travaux que les candidats du Programme du diplôme remettent pour l’évaluation se présentent sous diverses formes et peuvent inclure des supports tels que du matériel audiovisuel, des textes, des graphiques, des images et/ou des données provenant de sources imprimées ou électroniques. Si un candidat utilise les travaux ou les idées d’une autre personne, il doit en citer la source en appliquant de manière systématique une méthode conventionnelle de mention des sources. Tout candidat ne respectant pas cette exigence sera soupçonné d’avoir commis une infraction au règlement. L’IB mènera alors une enquête qui pourra donner lieu à l’application d’une sanction par le comité d’attribution des notes finales de l’IB.

L’IB ne prescrit pas de méthode particulière à imposer aux candidats en ce qui concerne la mention des sources ou la présentation des citations au sein du texte ; cette décision est laissée à la discrétion des membres du personnel ou du corps enseignant concernés de l’établissement. En raison du large éventail de matières, des trois langues d’usage et de la diversité des méthodes de mention des sources, il serait irréalisable et restrictif de privilégier l’emploi de méthodes particulières. Dans la pratique, certaines méthodes sont plus largement utilisées, mais les établissements sont libres de choisir une méthode adaptée à la matière concernée et à la langue dans laquelle les candidats rédigent leur travail. Quelle que soit la méthode adoptée par l’établissement pour une matière donnée, il est attendu des élèves qu’ils fournissent au minimum les informations suivantes : le nom de l’auteur, la date de publication, le titre de la source et les numéros de page, selon le cas.

Les candidats doivent utiliser une méthode conventionnelle et l’appliquer de manière systématique afin de citer toutes les sources utilisées, y compris les sources paraphrasées ou résumées. Lors de la rédaction d’un texte, les candidats doivent établir une distinction nette entre leurs propres idées et celles empruntées à autrui, en utilisant des guillemets (ou tout autre moyen tel que la mise en retrait du texte) suivis d’une citation adaptée renvoyant à une référence dans la bibliographie. Si une source électronique est citée, la date de consultation doit impérativement être précisée. Il n’est pas attendu des candidats qu’ils maîtrisent parfaitement l’utilisation des méthodes de mention des sources. En revanche, ils doivent démontrer qu’ils ont bien cité toutes les sources utilisées. Les candidats doivent être informés qu’ils sont tenus d’identifier l’origine du matériel audiovisuel, des textes, des graphiques, des images et/ou des données provenant de sources imprimées ou électroniques dont ils ne sont pas l’auteur. Là encore, ils doivent utiliser une méthode adéquate de mention/citation des sources.


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Diversité d’apprentissage et soutien en matière d’apprentissageLes établissements doivent s’assurer que les candidats ayant des besoins en matière de soutien à l’apprentissage bénéficient d’aménagements raisonnables leur garantissant l’égalité de l’accès aux programmes de l’IB, conformément aux documents de l’IB intitulés Candidats ayant des besoins en matière d’aménagement de la procédure d’évaluation et La diversité d’apprentissage et les besoins éducationnels spéciaux dans les programmes du Baccalauréat International.

7Guide de biologie

Introduction

Nature de la science

La nature de la science est un thème fondamental dans les cours de biologie, chimie et physique. Cette section, intitulée « Nature de la science », figure dans les guides de biologie, de chimie et de physique, afin d’aider les enseignants à comprendre la signification de ce terme. Elle fournit une description exhaustive de la nature de la science au XXIe siècle. Il est toutefois impossible de traiter en détail tous les thèmes des trois cours de sciences dans cette section, tant en termes d’enseignement que d’évaluation.

Cette section est structurée en paragraphes (1.1, 1.2, etc.) afin de relier les points importants aux références à la nature de la science dans le programme (pages en mode « Paysage »). Dans la section « Contenu du programme », les parties sur la nature de la science fournissent des exemples de compréhensions particulières. Les énoncés sur la nature de la science précédant chaque sujet expliquent comment illustrer un ou plusieurs thèmes de la nature de la science à l’aide des sections présentant les notions clés, applications et compétences de ce sujet. Ils ne reprennent pas les énoncés sur la nature de la science présentés ci-après, mais les développent dans un contexte spécifique (voir la section « Structure du programme »).

Technologie

Bien que cette section porte sur la nature de la science, il est important de préciser notre interprétation du terme « technologie », et de clarifier le rôle de la technologie qui émerge de la science et contribue à l’évolution de cette dernière. De nos jours, les mots « science » et « technologie » sont souvent utilisés indifféremment. Cela n’a toutefois pas toujours été le cas. La technologie est apparue avant la science. Par le passé, les matériaux étaient utilisés pour confectionner des objets utiles ou décoratifs, et ce, bien avant que nous comprenions qu’ils ont des propriétés différentes permettant de les utiliser à diverses fins. Dans le monde moderne, c’est l’inverse qui se passe : une compréhension de la science sous-tendant la technologie est à la base des développements technologiques. Les nouvelles technologies entraînent à leur tour des progrès scientifiques.

Malgré leur dépendance réciproque, la science et la technologie sont fondées sur des valeurs différentes : la première sur les preuves, la rationalité et la recherche d’une meilleure compréhension ; la seconde sur le côté pratique, la pertinence et l’utilité, avec une insistance croissante sur la durabilité.

1. Qu’est-ce que la science et qu’est-ce que la recherche scientifique ? 1.1. En science, l’hypothèse sous-jacente est que l’univers a une réalité externe et indépendante, qui peut

être perçue par les sens et saisie par la raison.

1. 2. Les sciences pures s’efforcent d’arriver à une compréhension commune de cet univers externe, tandis que les sciences appliquées et l’ingénierie créent des technologies à l’origine de nouveaux processus et produits. Les limites entre ces domaines sont toutefois floues.

1. 3. Les scientifiques utilisent une grande variété de méthodes qui forment collectivement le processus scientifique. Il n’existe pas de « méthode scientifique » unique. Les scientifiques ont utilisé différentes méthodes à différentes époques, et continuent à le faire, afin d’accumuler des connaissances et des idées, mais ils ont une compréhension commune de ce qui les rend toutes scientifiquement valables.


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1. 4. Il s’agit d’une aventure passionnante et stimulante requérant beaucoup de créativité et d’imagination ainsi qu’une réflexion rigoureuse et approfondie et une application précise et minutieuse. Les scientifiques doivent également s’attendre à faire des découvertes inopinées, surprenantes et fortuites. L’histoire de la science montre que cela arrive très fréquemment.

1. 5. Bon nombre de découvertes scientifiques procèdent d’une intuition et beaucoup d’autres sont le résultat d’une spéculation ou d’une simple curiosité concernant des phénomènes particuliers.

1. 6. Les scientifiques ont une terminologie commune ainsi qu’un raisonnement commun qui fait appel à la logique déductive et inductive en recourant aux analogies et aux généralisations. Ils utilisent tous un outil puissant : les mathématiques, également appelées « langage de la science ». En effet, certaines explications scientifiques n’existent que sous une forme mathématique.

1. 7. Les scientifiques doivent adopter une attitude sceptique face aux assertions. Cela ne signifie pas qu’ils doivent se montrer incrédules à l’égard de toute chose, mais plutôt qu’ils doivent suspendre leur jugement jusqu’à ce qu’ils aient une bonne raison de croire en l’exactitude ou la fausseté d’une assertion. Ces raisons doivent être fondées sur des preuves et des arguments.

1. 8. L’importance des preuves est une notion commune et fondamentale. Les preuves peuvent être obtenues au moyen de l’observation ou de l’expérience. Elles peuvent être rassemblées en utilisant nos sens, et notamment la vue, mais une grande partie des recherches scientifiques modernes sont menées en se servant d’une instrumentation et de sondes ou capteurs capables de recueillir des données à distance et automatiquement dans des lieux trop confinés, trop éloignés ou imperceptibles par nos sens. L’amélioration de l’instrumentation et les nouvelles technologies ont souvent été à l’origine de nouvelles découvertes. Les observations, suivies d’une analyse et d’une déduction, ont mené à la théorie du big-bang sur l’origine de l’univers ainsi qu’à la théorie de l’évolution par la sélection naturelle. Dans ces deux cas, il était impossible de faire des expériences de contrôle. Certaines disciplines, telles que la géologie et l’astronomie, s’appuient fortement sur le recueil de données sur le terrain, mais toutes les disciplines utilisent, dans une certaine mesure, l’observation pour rassembler des preuves. L’expérimentation dans un environnement contrôlé – généralement un laboratoire – est une autre façon de se procurer des preuves sous forme de données, et elle est régie par de nombreux accords et conventions.

1. 9. Les preuves sont utilisées pour élaborer des théories, faire des généralisations à partir des données pour énoncer des lois et proposer des hypothèses. Ces théories et hypothèses sont utilisées pour formuler des prédictions qui peuvent être vérifiées. Les théories peuvent ainsi être confirmées ou réfutées, puis être modifiées ou remplacées par de nouvelles théories.

1. 10. En se fondant sur une compréhension théorique, les scientifiques élaborent des modèles, simples ou très complexes, pour expliquer les processus qui ne peuvent être observés. Ils se servent de modèles mathématiques réalisés sur ordinateur pour formuler des prédictions vérifiables, ce qui peut se révéler très utile lorsque l’expérimentation n’est pas possible. Les modèles testés au moyen d’expériences ou de données issues d’observations peuvent s’avérer inadéquats, auquel cas ils peuvent être modifiés ou remplacés par d’autres modèles.

1. 11. Les résultats des expériences, ainsi que les connaissances acquises grâce à la modélisation et aux observations du monde naturel, peuvent être utilisés comme des preuves supplémentaires pour vérifier une assertion.

1. 12. Les performances croissantes des ordinateurs ont rendu la modélisation bien plus puissante. Les modèles, généralement mathématiques, sont maintenant utilisés pour arriver à de nouvelles compréhensions quand une expérience ne peut être effectuée (et parfois aussi quand elle peut l’être). Cette modélisation dynamique de situations complexes, qui fait appel à de grandes quantités de données ainsi qu’à un grand nombre de variables et de calculs longs et complexes, n’est possible que grâce à l’augmentation de la puissance des ordinateurs. La modélisation du climat terrestre, par exemple, est utilisée pour prévoir les conditions climatiques futures ou pour faire une gamme de projections climatiques. Il existe un éventail de modèles dans ce domaine et les résultats obtenus à partir de ces différents modèles ont


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été comparés afin de déterminer quels modèles sont les plus exacts. Les modèles peuvent parfois être testés en utilisant des données anciennes pour déterminer s’ils peuvent prévoir la situation actuelle. Lorsque le modèle passe ce test, nous sommes sûrs de son exactitude.

1. 13. Les idées et les processus scientifiques ne peuvent exister que dans un contexte humain. La recherche scientifique est menée par une communauté d’individus issus de traditions et de milieux très divers, et cela a manifestement influencé la façon dont la science a progressé à différentes époques. Il est toutefois important de comprendre que « faire de la science » signifie faire partie d’une communauté de recherche qui partage certains principes, méthodes, compréhensions et processus.

2. La compréhension de la science2.1. Les théories, les lois et les hypothèses sont des concepts utilisés par les scientifiques. Bien que ces

concepts soient liés, il n’y a aucune progression de l’un à l’autre. Ces termes ont une signification particulière en science et il est important d’établir une distinction avec l’usage qui en est fait au quotidien.

2. 2. Les théories sont elles-mêmes des modèles intégrés et complets de la façon dont l’univers ou certaines parties de l’univers fonctionnent. Une théorie peut comprendre des faits, des lois et des hypothèses vérifiées. Des prédictions peuvent être faites à partir des théories et elles peuvent être vérifiées à l’aide d’expériences ou d’observations attentives. On peut citer en exemple la théorie des germes ou la théorie atomique.

2. 3. Les théories tiennent généralement compte des hypothèses et des prémisses d’autres théories, créant ainsi une compréhension cohérente de tout un éventail de phénomènes dans différentes disciplines. Il arrive cependant qu’une nouvelle théorie change radicalement la façon dont les concepts essentiels sont compris ou élaborés, impactant les autres théories et entraînant ce que l’on appelle parfois un « changement de paradigme » en science. L’un des changements de paradigmes scientifiques les plus connus a eu lieu lorsque notre conception du temps est passée d’un référentiel absolu à un référentiel propre à l’observateur dans la théorie de la relativité d’Einstein. La théorie de l’évolution par la sélection naturelle de Darwin a également changé notre compréhension de la vie sur Terre.

2. 4. Les lois sont des énoncés descriptifs et normatifs, dérivés de l’observation de patterns réguliers de comportement. En général, elles sont exprimées sous une forme mathématique et peuvent être utilisées pour calculer des résultats et faire des prévisions. Tout comme les théories et les hypothèses, les lois ne peuvent être prouvées. Les lois scientifiques peuvent avoir des exceptions et être modifiées ou rejetées à la lumière de nouvelles preuves. Les lois n’expliquent pas nécessairement un phénomène. Citons comme exemple la loi de la gravitation universelle de Newton. Celle-ci nous indique que la force entre deux masses est inversement proportionnelle au carré de leur distance, et nous permet de calculer la force entre les masses quelle que soit leur distance, mais elle ne nous explique pas les raisons pour lesquelles les masses s’attirent. Il convient également de remarquer que le terme « loi » a été utilisé de différentes façons en science et que le fait de désigner ainsi une idée donnée est en partie déterminé par la discipline et l’époque à laquelle elle a été formulée.

2. 5. Les scientifiques formulent parfois des hypothèses, c’est-à-dire des énoncés explicatifs sur le monde qui peuvent être vrais ou faux et qui suggèrent souvent une relation de cause à effet ou une corrélation entre des facteurs. Les hypothèses peuvent être vérifiées au moyen de l’expérience et de l’observation du monde naturel, et être confirmées ou réfutées.

2. 6. Pour être scientifique, une idée (par exemple, une théorie ou une hypothèse) doit se concentrer sur le monde naturel et les explications naturelles, et elle doit pouvoir être vérifiée. Les scientifiques s’efforcent d’élaborer des hypothèses et des théories qui sont compatibles avec les principes acceptés, et qui simplifient et unifient les idées existantes.

2. 7. Le principe du rasoir d’Occam sert de guide pour l’élaboration d’une théorie. Cette dernière doit être aussi simple que possible tout en ayant la plus grande capacité d’explication.


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2. 8. Les idées de corrélation et de cause sont très importantes en science. Une corrélation est une association ou un lien statistique entre deux variables. Elle peut être positive ou négative et un coefficient de corrélation peut être calculé, qui aura une valeur comprise entre +1 et -1. Une forte corrélation (positive ou négative) entre deux facteurs suggère quelque relation de cause à effet entre les deux facteurs, mais des preuves supplémentaires sont généralement requises avant que les scientifiques puissent accepter l’idée d’un lien causal. Pour établir un lien causal, c’est-à-dire montrer qu’un facteur en cause un autre, les scientifiques doivent disposer d’un mécanisme scientifique plausible reliant les facteurs. Cela renforce l’idée que l’un cause l’autre (par exemple, le tabagisme et le cancer du poumon). Ce mécanisme peut être testé au cours d’expériences.

2. 9. La situation idéale est d’étudier la relation entre un facteur et un autre en contrôlant tous les autres facteurs dans un cadre expérimental. Cependant, cela est souvent impossible et les scientifiques, notamment en biologie et en médecine, utilisent l’échantillonnage, les études de cohortes et les études de cas pour renforcer leur compréhension de la causalité lorsque les expériences (par exemple, les tests en double aveugle et les essais cliniques) sont impossibles. Dans le domaine de la médecine, l’épidémiologie fait appel à une analyse statistique des données afin de découvrir les corrélations possibles lorsque peu de connaissances scientifiques établies sont disponibles ou qu’il est difficile de contrôler entièrement les circonstances. Tout comme dans les autres domaines, l’analyse mathématique des probabilités joue également un rôle.

3. L’objectivité de la science3.1. Les données, qui peuvent être qualitatives ou quantitatives, constituent l’élément vital des

scientifiques. Elles peuvent être obtenues en utilisant uniquement des observations ou des expériences spécialement conçues, ou encore au moyen de sondes ou capteurs électroniques dirigés à distance, ou de mesures directes. Les meilleures données pour la formulation de prédictions et de descriptions exactes et précises sont souvent qualitatives et elles doivent se prêter à une analyse mathématique. Les scientifiques analysent les données et recherchent des patterns, des tendances et des divergences, en s’efforçant de découvrir des relations et d’établir des liens causals. Cependant, cela n’est pas toujours possible, et l’identification ainsi que la classification des observations et des éléments caractéristiques (par exemple, les types de galaxies ou de fossiles) demeurent des aspects importants de la recherche scientifique.

3. 2. Des mesures répétées et de nombreuses lectures peuvent améliorer la fiabilité des données recueillies. Les données peuvent être présentées sous diverses formes (par exemple, graphiques linéaires et logarithmiques) et être analysées pour mettre en lumière une proportionnalité directe ou inverse, ou encore une relation exponentielle, par exemple.

3. 3. Les scientifiques doivent être conscients des erreurs aléatoires et systématiques, et utiliser des techniques, telles que les barres d’erreur et les droites de meilleur ajustement sur les graphiques, afin de présenter les données de la façon la plus réaliste et objective possible. Il est également nécessaire de déterminer si les données aberrantes doivent être supprimées ou non.

3. 4. Les scientifiques doivent comprendre la différence qui existe entre les erreurs et les incertitudes ainsi qu’entre l’exactitude et la précision. Ils doivent également comprendre et utiliser les notions mathématiques de moyenne, mode, médiane, etc. Des méthodes statistiques, telles que l’écart type et le test du chi carré, sont souvent utilisées et il est important de pouvoir évaluer l’exactitude d’un résultat. La capacité de choisir la technique qui convient dans différentes circonstances est un élément essentiel de la formation et du savoir-faire des scientifiques.

3. 5. Il est également très important que les scientifiques soient conscients des biais cognitifs qui peuvent avoir une incidence sur les méthodes expérimentales et l’interprétation des résultats expérimentaux. Le biais de confirmation, par exemple, est un biais cognitif bien documenté qui nous pousse à trouver des raisons de rejeter les données inattendues ou non conformes à nos attentes ou désirs, et à accepter


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peut-être trop facilement les données conformes à ces attentes ou désirs. En science, les processus et les méthodes sont en grande partie conçus de façon à tenir compte de ces biais, mais il convient de toujours veiller à ne pas y succomber.

3. 6. Si les scientifiques ne peuvent jamais être certains de l’exactitude d’un résultat ou d’une constatation, nous savons que certains résultats scientifiques sont presque des certitudes. Les scientifiques utilisent souvent le terme « niveaux de confiance » lorsqu’ils analysent les résultats. La découverte de l’existence du boson de Higgs est un bon exemple pour illustrer ce « niveau de confiance ». Il est probable que cette particule ne puisse jamais être observée directement et, pour établir son « existence », les physiciens des particules ont dû passer le test qu’ils se sont imposés concernant ce qui peut être considéré comme une découverte : le « niveau de certitude » 5 sigma qui correspond à environ 0,00003 % de chance que l’effet ne soit pas réel si on se base sur les preuves expérimentales.

3. 7. Au cours des dernières décennies, l’augmentation de la puissance des ordinateurs ainsi que la croissance de la technologie des détecteurs et des réseaux ont permis aux scientifiques de recueillir de grandes quantités de données. Des flots de données sont constamment téléchargés depuis de nombreuses sources (par exemple, des satellites de télédétection et des sondes spatiales) et de grandes quantités de données sont produites par les appareils de séquençage des gènes. Les expériences menées dans le grand collisionneur de hadrons du CERN produisent régulièrement 23 pétaoctets de données par seconde, ce qui équivaut à 13,3 années de contenus télévisuels à haute définition par seconde.

3. 8. La recherche implique d’analyser une grande quantité de ces données, stockées dans des bases de données, afin d’y déceler des éléments caractéristiques singuliers. Cette analyse doit être faite à l’aide de logiciels généralement créés par les scientifiques concernés. Les données et les logiciels peuvent ne pas être publiés avec les résultats scientifiques, mais ils sont généralement mis à la disposition des autres chercheurs.

4. Le visage humain de la science4.1. La recherche scientifique est une activité reposant fortement sur la collaboration, et la communauté

scientifique est composée d’individus travaillant dans les domaines des sciences, de l’ingénierie et de la technologie. Il est courant que les scientifiques de diverses disciplines travaillent en équipe afin de rassembler différents domaines d’expertise et différentes spécialisations pour atteindre un objectif commun qui n’est pas à la portée d’un seul domaine scientifique. Il arrive également que la façon dont un problème est formulé dans le paradigme d’une discipline limite les solutions possibles. Par conséquent, il peut être extrêmement utile de formuler le problème en utilisant diverses perspectives, dans lesquelles de nouvelles solutions sont possibles.

4. 2. Ce travail d’équipe est rendu possible par une compréhension commune de la nécessité de faire preuve d’ouverture d’esprit et de faire abstraction de notre religion, culture, orientation politique, nationalité, âge et sexe en science. La science implique un échange gratuit d’informations et d’idées à l’échelle mondiale. Il va de soi que les scientifiques sont humains et qu’ils peuvent avoir des préjugés et faire preuve de parti pris, mais les institutions, les pratiques et les méthodes scientifiques contribuent au maintien de l’impartialité de la démarche scientifique.

4. 3. Outre la collaboration visant à l’échange de résultats, les scientifiques collaborent quotidiennement à des projets menés à petite échelle et à grande échelle au sein des disciplines, laboratoires, organisations et pays, mais aussi entre eux, aidés dans cette tâche par la communication virtuelle. Quelques exemples de collaboration à grande échelle sont fournis ci-dessous.

– Le projet Manhattan : son but était de construire et de tester une bombe atomique. Plus de 130 000 personnes ont participé à ce projet qui a donné lieu à la création de plusieurs sites de recherche et de production secrets, et a abouti au largage de deux bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki.


Guide de biologie12

– Le projet de séquençage du génome humain : ce projet de recherche scientifique international a été lancé en 1990 dans le but de cartographier le génome humain. Doté d’un budget de trois milliards de dollars américains, il a abouti à la publication d’une séquence brute du génome en 2000. La séquence d’ADN est stockée dans des banques de données mises à la disposition de tous sur Internet.

– Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) : ce groupe, officiellement composé d’environ 2 500 scientifiques, a été créé à la demande des États membres de l’Organisation des Nations Unies. Il publie des rapports résumant les travaux d’autres scientifiques du monde entier.

– L’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) : cette organisation internationale, fondée en 1954, est le plus grand laboratoire de physique des particules au monde. Situé à Genève, ce laboratoire emploie environ 2 400 personnes et communique ses résultats à 10 000 scientifiques et ingénieurs représentant plus de 100 nationalités et plus de 600 universités et établissements de recherche.

Tous ces exemples ont dans une certaine mesure provoqué une controverse et ont déchaîné les passions parmi les scientifiques et le public.

4. 4. Les scientifiques consacrent beaucoup de temps à la lecture des résultats publiés par leurs pairs. Ils publient leurs résultats dans des revues scientifiques à l’issue d’un processus appelé « évaluation par les pairs ». Ce terme désigne l’examen anonyme et indépendant du travail de recherche d’un scientifique, ou plus souvent d’une équipe de scientifiques, par plusieurs scientifiques travaillant dans le même domaine, et ce, afin de déterminer si les méthodes de recherche sont valables et si le travail apporte de nouvelles connaissances dans ce domaine. Les scientifiques participent également à des congrès où ils animent des présentations et partagent des affiches montrant leurs travaux. La publication de revues scientifiques à comité de lecture sur Internet a permis d’accroître l’efficacité avec laquelle il est possible de trouver et de consulter la littérature scientifique. De plus, il existe un grand nombre d’organisations nationales et internationales pour les scientifiques travaillant dans des domaines spécialisés au sein des disciplines.

4.5. Souvent, les scientifiques travaillent dans des domaines, ou produisent des résultats, qui ont d’importantes implications éthiques et politiques. Parmi ces domaines, on peut citer le clonage, le génie génétique appliqué aux aliments et aux organismes, la recherche sur les cellules souches et les technologies de reproduction, l’énergie nucléaire, le développement d’armes (nucléaires, chimiques et biologiques), les greffes de tissus et d’organes, et d’autres domaines faisant appel à l’expérimentation sur les animaux (voir la politique de l’IB en matière d’expérimentation animale). Des questions se posent également concernant les droits de propriété intellectuelle et le libre échange des informations, qui peuvent avoir un impact important sur la société. L’activité scientifique est le fait des universités, des entreprises commerciales, des organisations gouvernementales, des ministères de la Défense et des organisations internationales. En outre, des questions de brevets et de droits de propriété intellectuelle se posent lorsque la recherche a lieu dans un environnement sécurisé.

4.6. L’intégrité et la représentation objective des données sont primordiales en science : les résultats ne doivent pas être truqués, manipulés ou falsifiés. Pour garantir l’intégrité en milieu universitaire et prévenir le plagiat, toutes les sources sont citées et les aides et soutiens sont dûment mentionnés. L’évaluation par les pairs ainsi que l’examen approfondi et le scepticisme de la communauté scientifique permettent également d’atteindre ces objectifs.

4.7. Toute recherche scientifique nécessite un financement et la source de ce financement joue un rôle déterminant dans la prise de décisions concernant le type de recherche pouvant être mené. Le financement provenant des gouvernements et des œuvres de bienfaisance est parfois utilisé pour la recherche fondamentale (c’est-à-dire la recherche qui ne procure aucun avantage direct évident à quiconque) tandis que celui provenant d’entreprises privées est souvent employé pour la recherche appliquée (c’est-à-dire la recherche en vue de produire une technologie ou un produit particulier). Des



facteurs politiques et économiques déterminent souvent la nature et l’importance du financement. Les scientifiques doivent souvent consacrer du temps aux demandes de subventions de recherche et présenter des arguments en faveur des recherches qu’ils souhaitent entreprendre.

4. 8. La science a permis de résoudre bon nombre de problèmes et d’améliorer le sort de l’humanité, mais elle a aussi été utilisée d’une manière immorale et d’une façon qui a involontairement entraîné des problèmes. Les progrès en matière de système sanitaire, d’approvisionnement en eau pure et d’hygiène ont conduit à une baisse importante des taux de mortalité, mais, en l’absence d’une baisse compensatoire des taux de natalité, cela a provoqué un accroissement considérable des populations, avec tous les problèmes de ressources, d’énergie et d’approvisionnement alimentaire que cela entraîne. Les débats sur l’éthique, l’analyse risques-avantages, l’évaluation des risques et le principe de précaution sont autant d’exemples de façons dont la science assure le bien commun.

5. La culture scientifique et la compréhension de la science par le public5.1. Une compréhension de la nature de la science est essentielle lorsque la société doit prendre des

décisions concernant des résultats et des questions scientifiques. Comment le public juge-t-il ? Il se peut que le public ne puisse pas émettre de jugements en se basant sur sa compréhension directe d’une science, mais il peut se poser la question importante de savoir si les processus scientifiques ont été suivis, et les scientifiques ont un rôle à jouer dans l’apport de réponses à cette question.

5. 2. En tant qu’experts dans leurs domaines respectifs, les scientifiques sont bien placés pour expliquer leurs problèmes et leurs résultats au public. Sortis de leur domaine de spécialisation, ils ne sont pas plus qualifiés qu’un citoyen ordinaire pour conseiller autrui sur des questions scientifiques, même si leur compréhension des processus scientifiques peut les aider à prendre des décisions personnelles et à informer le public de la crédibilité ou de l’invraisemblance d’une assertion sur le plan scientifique.

5. 3. Outre la connaissance de la façon dont les scientifiques travaillent et pensent, la culture scientifique suppose une prise de conscience des raisonnements erronés. Les biais cognitifs et les erreurs de raisonnement susceptibles d’influencer les individus (y compris les scientifiques) sont nombreux et ils doivent être rectifiés chaque fois que cela est possible. À titre d’exemples, on peut citer le biais de confirmation, les généralisations hâtives, la relation causale erronée (ou en latin « post hoc, ergo propter hoc »), le raisonnement spécieux, la redéfinition (changement des règles du jeu en cours de jeu), l’appel à la tradition, l’argument d’autorité et l’accumulation d’anecdotes considérées comme des preuves.

5. 4. Lorsque ces biais et faux raisonnements ne sont pas correctement gérés ou rectifiés, ou lorsque les processus et les mécanismes régulateurs de la science sont ignorés ou incorrectement appliqués, le résultat est une « pseudoscience ». Ce terme désigne des convictions et des pratiques prétendument scientifiques, qui ne respectent ou ne suivent pas les normes des méthodes scientifiques appropriées. En d’autres termes, elles ne sont pas appuyées de preuves, n’ont pas de cadre théorique, ne sont pas toujours vérifiables et sont donc falsifiables, sont exprimées de manière peu rigoureuse ou peu claire, et ne sont souvent pas étayées par des tests scientifiques.

5. 5. L’utilisation d’une terminologie appropriée constitue un autre élément clé. Les mots que les scientifiques conviennent de désigner comme des termes scientifiques ont souvent une signification différente dans le langage quotidien et le discours scientifique destiné au public doit en tenir compte. Le terme « théorie », par exemple, désigne une intuition ou une spéculation dans le langage courant, alors qu’en science, une théorie reconnue est une idée scientifique ayant produit des prédictions qui ont été rigoureusement vérifiées, et ce, de bien des façons. Pour le grand public, un aérosol n’est qu’un vaporisateur, tandis que pour les scientifiques, il s’agit d’un ensemble de particules liquides ou solides en suspension dans un milieu gazeux.


Guide de biologie14

5. 6. Quel que soit le domaine scientifique (qu’il s’agisse de la recherche fondamentale, la recherche appliquée ou l’ingénierie des nouvelles technologies), il existe d’innombrables possibilités d’exercer sa pensée créatrice et son imagination. La science a fait des progrès considérables, mais il subsiste un grand nombre de questions sans réponse, qui sont autant de défis à relever pour les nouvelles générations de scientifiques.

Le diagramme ci-après fait partie d’un diagramme interactif présentant le processus de recherche scientifique en pratique. Vous trouverez la version interactive dans la référence suivante : How science works: The flowchart [en ligne]. Understanding Science. University of California Museum of Paleontology [référence du 1er février 2013]. Disponible sur Internet : <http://undsci.berkeley.edu/article/scienceflowchart>.

Les données probantes, contradictoires,surprenantes ou non concluantes peuvent …

Développementde la technologie

Résolutiondes problèmes

sociétaux

Satisfactionde la curiosité

Résolutiondes problèmes

quotidiens

Construction deconnaissances

Orientationdes politiques

Faire desobservations

Poser desquestions

Trouverl’inspiration

Explorer lalittérature

Partager desdonnées et des

idées

réfuterune

hypothèse.

Discussion avecdes collègues

Retourd’informationet évaluationpar les pairs

Formulationde nouvellesquestions/

idées

Publication

Reproductionde l’expérience

Élaborationd’une théorie

EXPLORATIONET DÉCOUVERTE

ANALYSE ETRETOUR

D’INFORMATIONDE LA

COMMUNAUTÉ

BENEFICES ETRESULTATS

TESTERLES IDÉES

Recueil des données

Interprétation des données

Nouvelle technologie

Curiosité

Problème d’ordre pratique

Motivation personnelle

Observation surprenante

Sérendipité

Hypothèses Observations/Résultats attendus

Observations/Résultats réels

… confirmerune

hypothése.

... inspirer la révisiond’une hypothèse/laformulation d’une

nouvelle hypothèse.

... inspirer larévision despostulats.

Comment fonctionne la science

www.understandingscience.org© 2008 The University of California Museum of Paleontology, Berkeley, and the Regents of the University of California

Translation by the International Baccalaureate Diploma Programme

Figure 2Processus menant à la découverte scientifique

15Guide de biologie

Introduction

Nature de la biologie

La biologie est l’étude de la vie. Les premiers organismes ont fait leur apparition sur la planète il y a plus de trois milliards d’années et, par reproduction et sélection naturelle, ils ont permis l’émergence des quelque huit milliards d’espèces différentes vivant aujourd’hui. Les estimations varient mais, au fil de l’évolution, il est possible que quatre milliards d’espèces aient été produites. La plupart d’entre elles ont prospéré pendant un certain temps, puis elles ont disparu au fur et à mesure que de nouvelles espèces mieux adaptées les ont remplacées. Il y a eu au moins cinq périodes durant lesquelles de très grands nombres d’espèces ont disparu, et les biologistes craignent qu’une autre vague de disparition en masse ne survienne, cette fois-ci due aux activités humaines. Ceci dit, il existe actuellement sur la Terre un nombre d’espèces vivantes plus élevé que jamais. Une telle diversité fait de la biologie à la fois une source de fascination infinie et un énorme défi.

Il est naturel que les êtres humains s’intéressent à la vie ; nous sommes nous-mêmes des organismes vivants et, qui plus est, notre survie dépend de nombreuses espèces, certaines autres nous menacent et nous coexistons avec maintes autres. Qu’il s’agisse de premières peintures découvertes dans les grottes ou de documentaires modernes sur la faune et la flore, cet intérêt est tout aussi flagrant qu’il n’est ubiquiste, alors que la biologie continue à fasciner les jeunes et les moins jeunes dans le monde entier.

Le terme « biologie » a été inventé en 1802 par le naturaliste allemand Gottfried Reinhold, mais notre compréhension des organismes vivants n’a commencé à s’accroître rapidement qu’à l’arrivée de techniques et de technologies développées au cours des XVIIIe et XIXe siècles, comme l’invention du microscope, et à la réalisation que la sélection naturelle est le processus ayant conduit à l’évolution de la vie.

Les biologistes tentent de comprendre le monde vivant à tous les niveaux en utilisant de nombreuses approches et techniques différentes. À une extrémité de l’échelle se trouvent la cellule, sa construction moléculaire et les réactions métaboliques complexes, alors qu’à l’autre, les biologistes examinent les interactions qui font fonctionner les écosystèmes dans leur ensemble.

En biologie, de nombreux domaines de recherche nous incitent à l’action mais il nous reste encore à faire de nombreuses découvertes. La biologie est encore une science jeune et l’on prévoit de faire de grands progrès au cours du XXIe siècle. Un tel progrès est fortement requis à une époque où la croissance de la population humaine exerce une pression toujours croissante sur les disponibilités alimentaires et sur les habitats des autres espèces, tout en menaçant la planète même sur laquelle nous vivons.

Modes d’enseignementLa biologie peut être enseignée de diverses manières. Par nature, la biologie se prête à une approche expérimentale et l’IB s’attend à ce qu’il en soit tenu compte tout au long du cours.

L’ordre de présentation du contenu du programme n’a rien à voir avec l’ordre dans lequel il sera enseigné. Chaque enseignant doit décider de l’organisation du cours en fonction de la situation qui lui est propre. Les enseignants peuvent enseigner certains contenus de l’option dans le tronc commun ou le module complémentaire du niveau supérieur (MCNS), ou l’option peut être enseignée dans un module distinct.


Guide de biologie16

Science et dimension internationaleLa science elle-même est une activité internationale : l’échange d’informations et d’idées par-delà les frontières nationales a été essentiel pour le progrès de la science. Cet échange ne constitue pas un phénomène nouveau, mais il s’est accéléré ces derniers temps grâce au développement des technologies de l’information et de la communication. En effet, l’idée que la science est une invention occidentale est un mythe : bon nombre de fondements de la science moderne ont été posés il y a plusieurs siècles par les civilisations arabe, indienne et chinoise, entre autres. Les enseignants sont encouragés à insister sur cette contribution pendant l’étude de divers thèmes, en utilisant, par exemple, des échelles chronologiques sur des sites Web. De par l’accent qu’elle met sur l’évaluation par les pairs, l’ouverture d’esprit et la liberté de pensée, la méthode scientifique (dans son sens le plus large) transcende les politiques, les religions, les sexes et les nationalités. Lorsque les thèmes s’y prêtent, les sections décrivant le programme dans les guides du groupe 4 comportent des liens illustrant les aspects internationaux de la science.

Du point de vue de l’organisation, il existe maintenant de nombreux organismes internationaux voués à la promotion de la science. Les organismes de l’Organisation des Nations Unies, tels que l’Unesco, le PNUE et l’OMM, au sein desquels la science joue un rôle prépondérant, sont bien connus, mais il existe des centaines d’autres organismes internationaux représentant chaque branche de la science. Les installations nécessaires aux recherches à grande échelle (par exemple, en physique des particules et pour le projet de séquençage du génome humain) sont dispendieuses et seules les coentreprises financées par de nombreux pays rendent leur réalisation possible. Les données issues de ces recherches sont partagées par les scientifiques du monde entier. Les élèves et les enseignants des matières du groupe 4 sont encouragés à consulter les bases de données et les sites Web très complets de ces organismes scientifiques internationaux afin de mieux comprendre la dimension internationale de la recherche scientifique.

De plus en plus, on reconnaît que bon nombre de problèmes scientifiques sont de nature internationale et cela a conduit à adopter une approche mondiale de la recherche dans de nombreux domaines. Les rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat en constituent un exemple de premier ordre. D’un point de vue pratique, le projet du groupe 4 (que tous les élèves étudiant une matière scientifique doivent entreprendre) reflète le travail de vrais scientifiques en favorisant la collaboration entre les établissements scolaires dans toutes les régions.

La capacité de la connaissance scientifique à transformer les sociétés est sans pareil. Elle peut produire de grands bienfaits universels ou renforcer les inégalités et nuire aux hommes et à l’environnement. Conformément à la déclaration de mission de l’IB, les élèves étudiant une matière du groupe 4 doivent être conscients de la responsabilité morale des scientifiques de veiller à ce que les connaissances et les données scientifiques soient équitablement mises à la disposition de tous les pays et que ces derniers aient la capacité scientifique de les utiliser pour développer des sociétés viables.

Il convient d’attirer l’attention des élèves sur les sections du programme dans lesquelles des liens sont établis avec la sensibilité internationale. Des exemples illustrant la sensibilité internationale en science sont fournis sous chaque sujet dans la section « Contenu du programme ». Les enseignants peuvent également utiliser les ressources disponibles sur le site Web « Objectif monde » de l’IB (http://globalengage.ibo.org/fr).

Différences entre le NM et le NSDans le groupe 4, les élèves du NM et du NS étudient un tronc commun et sont soumis à un système d’évaluation interne identique. De plus, certains éléments de l’option étudiée par les élèves du NM et du NS se chevauchent. Ces élèves étudient un programme qui favorise le développement de certaines compétences, qualités et attitudes, qui sont décrites dans la section « Objectifs d’évaluation » du présent guide.



Si les compétences et les activités des matières du groupe 4 sont communes aux élèves du NM et du NS, les élèves du NS doivent également étudier certains thèmes de façon plus approfondie dans le cadre des modules complémentaires du niveau supérieur (MCNS) et des options communes. Le NM et le NS diffèrent par l’étendue et la profondeur de l’étude.

Acquis préliminairesL’expérience montre que les élèves sans formation scientifique ou connaissances préalables en science seront capables d’étudier avec succès une matière du groupe 4 au NM. Leur approche de l’apprentissage, caractérisée par les qualités du profil de l’apprenant de l’IB, jouera un rôle important.

Même s’il n’existe aucune volonté de restreindre l’accès aux matières du groupe 4, il est cependant souhaitable, pour la plupart des élèves envisageant l’étude d’une de ces disciplines au NS, d’avoir préalablement suivi un cours de science. Aucun programme précis n’est spécifié, mais les élèves qui ont suivi le Programme d’éducation intermédiaire (PEI) de l’IB, un cours de science équivalent dans le cadre d’un programme national ou un cours de science propre à l’établissement, sont bien préparés à l’étude d’une matière scientifique au NS.

Liens avec le Programme d’éducation intermédiaire (PEI)Les élèves ayant suivi les cours de sciences expérimentales, de design et de mathématiques du PEI sont bien préparés pour les matières du groupe 4. L’harmonisation entre le cours de sciences expérimentales du PEI et les cours du groupe 4 permet une transition sans heurt du PEI au Programme du diplôme. La planification simultanée des nouveaux cours du groupe 4 et du projet « Une nouvelle page pour le PPCS » (lancés en 2014) a permis une meilleure mise en concordance.

Dans le PEI, la recherche scientifique occupe une place centrale dans l’enseignement et l’apprentissage des sciences expérimentales. Elle permet aux élèves de développer une façon de penser ainsi qu’un ensemble de compétences et de processus qui, en plus de leur permettre d’acquérir et d’utiliser des connaissances, leur donne la capacité d’aborder en toute confiance la composante d’évaluation interne des matières du groupe 4. Les sciences expérimentales du PEI visent à développer des apprenants du XXIe siècle. Un programme de sciences holistique permet aux élèves d’acquérir et d’utiliser un mélange de capacités intellectuelles, savoir-faire sociaux, motivation personnelle, connaissances conceptuelles et compétences en matière de résolution de problèmes dans un environnement d’apprentissage reposant sur la recherche (Rhoton 2010). La recherche vise à favoriser la compréhension qu’ont les élèves de la science en leur donnant des occasions d’explorer, seuls et en groupe, des problèmes les concernant par le biais de la recherche et de l’expérimentation. Elle fournit une compréhension scientifique solide et essentiellement conceptuelle aux élèves qui souhaitent étudier une matière du groupe 4.

Dans le PEI, les enseignants utilisent leur jugement professionnel pour évaluer les réalisations des élèves. Ils sont aidés en cela par des critères d’évaluation publiés, précis et connus à l’avance, qui garantissent la transparence de l’évaluation. L’IB pratique une évaluation qualifiée de « critériée ». Cette évaluation n’est donc pas « normative » puisqu’elle juge les travaux des élèves sur la base de niveaux attendus d’accomplissements et non en les comparant les uns aux autres dans le cadre d’une distribution attendue des notes. Il est important de souligner que l’objectif unique et primordial de l’évaluation au sein du PEI (tout comme celle au sein du Programme primaire et du Programme du diplôme) est de soutenir les objectifs pédagogiques et de favoriser un bon apprentissage chez les élèves. Les tâches d’évaluation se basent sur une évaluation de l’atteinte des objectifs globaux et spécifiques du cours, et, par conséquent, un


Guide de biologie18

enseignement conforme aux exigences du cours permet à son tour un enseignement efficace préparant les élèves aux exigences officielles de l’évaluation. Les élèves doivent comprendre ce que sont les pratiques, normes et attentes en matière d’évaluation. Tous ces éléments doivent leur être présentés naturellement au début du programme, et être intégrés dans les activités réalisées en classe et à la maison. L’expérience de l’évaluation critériée acquise au sein du PEI aide grandement les élèves qui souhaitent étudier une matière du groupe 4 du Programme du diplôme à comprendre les exigences de l’évaluation interne.

Le programme de sciences expérimentales du PEI est organisé autour de concepts moteurs. Il a pour but d’aider les apprenants à construire du sens grâce à un meilleur esprit critique et à un transfert des connaissances. En premier lieu, il utilise des concepts clés, c’est-à-dire de grandes idées, à la fois puissantes et cohésives, en rapport avec le cours de sciences expérimentales mais aussi avec les autres groupes de matières. Ces concepts clés facilitent à la fois l’apprentissage de la discipline et l’apprentissage interdisciplinaire ainsi que l’établissement de liens avec les autres matières. Si les concepts clés donnent de l’ampleur au programme, les concepts connexes du cours de sciences expérimentales permettent quant à eux une étude approfondie. Les concepts connexes peuvent être considérés comme les grandes idées qui confèrent une orientation et une profondeur aux unités, et qui aident les élèves à acquérir une compréhension conceptuelle.

Le tableau ci-après présente les 16 concepts clés du PEI. Les trois concepts apparaissant en gras sont ceux sur lesquels se concentre le cours de sciences expérimentales du PEI.

Concepts clés du PEI

Esthétique Changement Communication Communautés

Liens Créativité Culture Développement

Forme Interactions mondiales Identité Logique

Perspective Relations Systèmes Temps, lieu et espace

En outre, les élèves du PEI ont la possibilité de se prêter à une évaluation en ligne facultative et fondée sur des concepts afin de mieux se préparer aux cours de sciences du Programme du diplôme.

Sciences et théorie de la connaissance (TdC)Le cours de TdC (première évaluation en 2015) invite les élèves à réfléchir sur la nature de la connaissance et sur la façon dont nous savons ce que nous affirmons connaître. Le cours présente huit modes de la connaissance : la raison, l’émotion, la langue / le langage, la perception sensorielle, l’intuition, l’imagination, la foi et la mémoire. Les élèves explorent ces modes de production des connaissances dans le contexte de divers domaines de la connaissance : les sciences naturelles, les sciences humaines, les arts, l’éthique, l’histoire, les mathématiques, les systèmes de connaissances religieuses et les systèmes de connaissances des cultures autochtones. Le cours de TdC exige également des élèves qu’ils comparent les différents domaines de la connaissance, en réfléchissant à la manière dont les connaissances sont construites dans les diverses disciplines ainsi qu’aux points communs et aux différences entre ces disciplines.

Les leçons de TdC peuvent aider les élèves dans leur étude des sciences, tout comme l’étude des sciences peut les aider dans leur cours de TdC. Ce dernier permet aux élèves de participer à des discussions enrichissantes et plus larges sur certaines questions, comme celle de savoir ce qu’implique la dénomination « science » pour une discipline ou celle de savoir si la quête de la connaissance scientifique devrait être soumise à des contraintes d’ordre éthique. Le cours de TdC leur donne également l’occasion de réfléchir sur les méthodes



scientifiques, et de les comparer aux méthodes utilisées dans d’autres domaines de la connaissance. Il est désormais largement admis qu’il n’existe pas une seule et unique méthode scientifique, au sens poppérien du terme. Les sciences utilisent plutôt un éventail d’approches pour expliquer le fonctionnement du monde naturel. Les différentes disciplines scientifiques mettent toutes l’accent sur l’utilisation du raisonnement inductif et déductif, sur l’importance des preuves, etc. Les élèves sont encouragés à comparer et opposer les méthodes scientifiques aux méthodes utilisées en art ou en histoire, par exemple.

Les élèves ont ainsi de nombreuses occasions d’établir des liens entre leur cours de sciences et leur cours de TdC. Une façon dont les enseignants de sciences peuvent les aider à établir des liens avec la TdC est d’attirer leur attention sur les questions sur la connaissance qui se posent dans leur matière. Les questions sur la connaissance sont des questions ouvertes au sujet de la connaissance. Quelques exemples sont fournis ci-dessous.

• Comment distinguer une science d’une pseudoscience ?

• Lorsqu’un scientifique fait une expérience, quel rapport y a-t-il entre ses attentes et sa perception ?

• Comment la connaissance scientifique progresse-t-elle ?

• Quel est le rôle de l’imagination et de l’intuition en science ?

• Quelles sont les similarités et les différences entre les méthodes utilisées en sciences naturelles et celles utilisées en sciences humaines ?

Des exemples de questions sur la connaissance pertinentes sont fournis tout au long de ce guide (sous les sujets dans la section « Contenu du programme »). Des exemples de questions sur la connaissance intéressantes sont également proposés dans les sections « Domaines de la connaissance » et « Cadre conceptuel de la connaissance » du guide de TdC. Les enseignants peuvent s’en servir pour les discussions en classe. Il convient d’encourager les élèves à poser des questions sur la connaissance et à discuter de ces questions pendant les leçons de sciences et de TdC.

20 Guide de biologie

Introduction

Objectifs globaux

Objectifs globaux du groupe 4En étudiant la biologie, la chimie ou la physique, les élèves devraient prendre conscience de la façon dont les scientifiques travaillent et communiquent entre eux. Si la méthode scientifique peut prendre un grand nombre de formes, c’est l’accent mis sur l’approche pratique, grâce au travail expérimental, qui caractérise ces matières.

Grâce au thème fondamental de la nature de la science, les matières du groupe 4 visent à permettre aux élèves :

1. d’apprécier l’étude des sciences et la créativité scientifique dans un contexte mondial en leur proposant des activités d’apprentissage stimulantes et exigeantes ;

2. d’acquérir un ensemble de connaissances, de méthodes et de techniques propres aux sciences et à la technologie ;

3. de mettre en application et d’utiliser un ensemble de connaissances, de méthodes et de techniques propres aux sciences et à la technologie ;

4. de développer leur capacité à analyser, évaluer et synthétiser les informations scientifiques ;

5. de développer un sens critique de la nécessité et de la valeur d’une collaboration et d’une communication efficaces au cours des activités scientifiques ;

6. de développer des compétences en matière d’expérimentation et de recherche scientifique, et notamment la capacité à utiliser les technologies modernes ;

7. d’acquérir et de mettre en pratique les compétences en communication nécessaires au XXIe siècle lors de l’étude des sciences ;

8. de développer un sens critique, en tant que citoyens du monde, des implications éthiques de l’utilisation des sciences et de la technologie ;

9. d’appréhender les ressources et les limites des sciences et de la technologie ;

10. de favoriser une compréhension des rapports existant entre les disciplines scientifiques et de leur influence sur d’autres domaines de la connaissance.

21Guide de biologie

Introduction

Objectifs d’évaluation

Les objectifs d’évaluation définis pour la biologie, la chimie et la physique reflètent les aspects des objectifs globaux qui feront officiellement l’objet d’une évaluation interne ou externe. Cette évaluation se concentrera sur la nature de la science. Les cours de sciences du Programme du diplôme ont pour but d’amener les élèves à atteindre les objectifs d’évaluation suivants.

1. Démontrer une connaissance et une compréhension :

a. des faits, des concepts et de la terminologie ;

b. des méthodes et des techniques ;

c. des modes de communication des informations scientifiques.

2. Utiliser :

a. les faits, les concepts et la terminologie ;

b. les méthodes et les techniques ;

c. les méthodes de communication des informations scientifiques.

3. Élaborer, analyser et évaluer :

a. des hypothèses, des questions de recherche et des prédictions ;

b. des méthodes et des techniques ;

c. des données primaires et secondaires ;

d. des explications scientifiques.

4. Faire preuve des compétences en matière d’expérimentation et de recherche ainsi que des compétences personnelles qui sont nécessaires pour mener des recherches éclairantes et éthiques.


Programme

Résumé du programme

Composante du programme

Nombre d’heures d’enseignement

recommandé

NM NS

Tronc commun1. La biologie cellulaire

2. La biologie moléculaire

3. La génétique

4. L’écologie

5. L’évolution et la biodiversité

6. La physiologie humaine

9515

21

15

12

12

20

Module complémentaire du niveau supérieur (MCNS)7. Les acides nucléiques

8. Le métabolisme, la respiration cellulaire et la photosynthèse

9. La biologie végétale

10. La génétique et l’évolution

11. La physiologie animale

609

14

13

8

16

OptionA. La neurobiologie et le comportement

B. La biotechnologie et la bioinformatique

C. L’écologie et la protection de l’environnement

D. La physiologie humaine

1515

15

15

15

2525

25

25

25

Programme de travaux pratiquesLes activités pratiques

La recherche individuelle (évaluation interne – ÉI)

Le projet du groupe 4

4020

10

10

6040

10

10

Nombre total d’heures d’enseignement 150 240

La durée de l’enseignement recommandée est de 240 heures pour les cours de niveau supérieur et de 150 heures pour les cours de niveau moyen, tel que stipulé dans le document intitulé Règlement général du Programme du diplôme (2011, page 4, article 8.2).

23Guide de biologie

Programme

Manières d’aborder l’enseignement et l’apprentissage de la biologie

Structure du programmeLa section « Programme » est structurée de la même manière dans les guides de chimie, de physique et de biologie Cette nouvelle structure permet de mettre en lumière et de cibler certains aspects de l’enseignement et de l’apprentissage.

Thèmes ou optionsLes thèmes sont numérotés et les options sont indiquées par des lettres (par exemple, « Thème 4 – L’écologie » ou « Option D. La physiologie humaine ».

SujetsLes sujets sont numérotés (par exemple, « 4.1 Les espèces, les communautés et les écosystèmes »). Des renseignements complémentaires ainsi que des conseils sur le nombre d’heures pouvant être consacrées aux sujets sont fournis dans le matériel de soutien pédagogique.

Chaque sujet commence par une idée essentielle, c’est-à-dire une interprétation durable qui est considérée comme faisant partie de la perception qu’a le public de la science. Elle est suivie d’une section intitulée « Nature de la science » qui fournit des exemples précis dans un contexte illustrant certains aspects de la nature de la science. Ces exemples sont directement liés aux références spécifiques faites dans la partie du guide intitulée « Nature de la science » afin d’aider les enseignants à mieux comprendre le thème général à étudier.

Sous le thème fondamental « Nature de la science » se trouvent deux colonnes. La première indique les « Notions clés », c’est-à-dire les idées d’ordre général qui doivent être enseignées. La section « Applications et compétences » vient ensuite. Elle présente les applications et les compétences spécifiques qui doivent être développées à partir des compréhensions. Enfin, la section « Directives et informations supplémentaires » fournit des informations sur les limites et les restrictions ainsi que sur le degré d’approfondissement requis pour les enseignants et les examinateurs. Tous les points mentionnés dans la section « Nature de la science » précédant les deux colonnes et dans la première colonne sont susceptibles de faire l’objet d’une évaluation. Dans la deuxième colonne, certains points de la section « Sensibilité internationale » feront l’objet d’une évaluation, comme c’était le cas dans l’ancien programme.

La deuxième colonne suggère aux enseignants des références pertinentes à la sensibilité internationale. Elle fournit également des exemples de questions sur la théorie de la connaissance (voir Guide de théorie de la connaissance publié en 2013), qui peuvent être utilisés pour amener les élèves à se concentrer sur la préparation de l’essai de TdC portant sur un sujet prescrit. La section « Utilisation » établit des liens entre le sujet et d’autres parties du programme de biologie, d’autres guides de matières du Programme du diplôme ou des applications dans le monde réel. Enfin, la section « Objectifs globaux » montre comment certains objectifs globaux du groupe 4 sont pris en considération dans le sujet.


Guide de biologie24

Structure du guideThème 1 – <Titre>

Idée essentielle : cette section indique l’idée essentielle pour chaque sujet.

1.1 Sujet


Cette section relie le sujet au thème fondamental de la nature de la science.

Notions clés

• Cette section fournit des précisions sur les exigences en matière de contenu pour chaque sujet.

Applications et compétences

• Cette section indique la façon dont les élèves doivent utiliser les notions de la section « Notions clés ». Par exemple, ces applications pourraient impliquer des calculs mathématiques ou la démonstration de compétences pratiques.

Directives et informations supplémentaires

• Cette section fournit des précisions et indique les restrictions aux exigences relatives aux sections « Notions clés » et « Applications et compétences ».

Sensibilité internationale

• Idées que les enseignants peuvent facilement mentionner pendant leurs leçons.

Théorie de la connaissance

• Exemples de questions sur la théorie de la connaissance.

Utilisation (y compris la sous-section « Liens avec d’autres parties du programme et liens transdisciplinaires »)

• Liens avec d’autres thèmes du Guide de biologie, avec diverses applications concrètes et avec d’autres cours du Programme du diplôme.

Objectifs globaux

• Liens avec les objectifs globaux des matières du groupe 4.

Compétences en matière d’expérimentation dans les matières du groupe 4

« J’entends et j’oublie. Je vois et je me souviens. Je fais et je comprends. »

Confucius

Le travail en laboratoire ou sur le terrain fait partie intégrante de l’étude de chacune des matières du groupe 4. Les travaux pratiques permettent aux élèves d’être en contact direct avec des phénomènes naturels et des sources de données secondaires. Ils donnent aux élèves l’occasion de concevoir des recherches, de recueillir des données, d’acquérir des compétences de manipulation, d’analyser des résultats, de collaborer avec leurs pairs ainsi que d’évaluer et de communiquer leurs constatations. Les expériences peuvent servir à présenter un thème ou à étudier un phénomène, ou encore permettre aux élèves d’examiner des questions et des curiosités, et d’y réfléchir.

Les expériences pratiques donnent aux élèves la possibilité de mettre en œuvre quelques-unes des procédures utilisées par les scientifiques. Elles leur permettent d’expérimenter la nature de la pensée et de la recherche scientifiques. Toutes les théories et lois scientifiques commencent par des observations.

Il est important que les élèves participent à un programme de travaux pratiques fondé sur la recherche qui permet le développement des compétences nécessaires à la recherche scientifique. Le simple fait de pouvoir



suivre des instructions ou de reproduire une procédure expérimentale donnée ne suffit pas. Il convient de leur donner l’occasion d’effectuer une véritable recherche. L’acquisition des compétences nécessaires à la recherche scientifique permettra aux élèves d’élaborer une explication fondée sur des preuves fiables et un raisonnement logique. Une fois acquises, ces compétences de réflexion d’ordre supérieur permettront aux élèves de continuer à apprendre tout au long de leur vie et d’avoir une culture scientifique.

Le programme de travaux pratiques de l’établissement doit refléter toute l’ampleur et la profondeur du cours, y compris l’option. Il doit également préparer les élèves à la recherche individuelle qu’ils devront entreprendre dans le cadre de l’évaluation interne. Pour développer les compétences de manipulation des élèves, il convient de leur apprendre à suivre scrupuleusement les instructions et à utiliser un équipement et des techniques variés en se montrant prudents, compétents et méthodiques.

Dans la partie « Contenu du programme », la section « Applications et compétences » indique les compétences de travaux pratiques en laboratoire, les techniques et les expériences spécifiques que les élèves doivent utiliser au cours de l’étude de leur matière du groupe 4. D’autres compétences de travaux pratiques en laboratoire, techniques et expériences recommandées par l’IB sont énumérées dans la section « Objectifs globaux » des pages consacrées au programme. L’objectif global 6 des matières du groupe 4 se rapporte directement au développement de compétences en matière d’expérimentation et de recherche.

Compétences requises en mathématiques Tous les élèves suivant le cours de biologie du Programme du diplôme doivent être capables :

• d’effectuer les opérations mathématiques de base (addition, soustraction, multiplication et division) ;

• d’effectuer des calculs impliquant des moyennes, des décimales, des fractions, des pourcentages et des rapports ;

• de représenter et d’interpréter des données de fréquence sous la forme de graphiques en barres, de graphiques et d’histogrammes, y compris la proportionnalité directe et inverse ;

• de construire des graphiques (en utilisant les échelles et les axes appropriés) incluant deux variables qui montrent des relations linéaires et non linéaires ;

• de tracer et d’interpréter des graphiques de dispersion afin d’identifier une corrélation entre deux variables et de se rendre compte que l’existence d’une corrélation ne permet pas d’établir une relation de cause à effet ;

• de déterminer le mode et la médiane d’un ensemble de données, de calculer et d’analyser l’écart type ;

• de sélectionner les tests statistiques qui conviennent pour analyser des données particulières et interpréter les résultats.

Utilisation des technologies de l’information et de la communication L’utilisation des technologies de l’information et de la communication (TIC) est recommandée dans tous les aspects du cours, notamment dans le programme de travaux pratiques et dans les activités quotidiennes effectuées en classe. Les enseignants doivent se référer aux pages consacrées à l’utilisation des TIC dans le matériel de soutien pédagogique.


Guide de biologie26

Planification du coursLe programme, tel qu’il est présenté dans le présent guide, ne prétend pas imposer un ordre pour l’étude des thèmes, mais il apporte des informations concernant les contenus à étudier avant la fin du cours. Le programme d’études élaboré par l’établissement doit répondre le mieux possible aux besoins des élèves. Par exemple, il pourra être élaboré en fonction des ressources disponibles et tenir compte de l’expérience et des connaissances préalables des élèves ou d’autres exigences imposées à l’échelle locale.

Au NS, les enseignants peuvent choisir d’enseigner simultanément les thèmes du tronc commun et les thèmes du MCNS ou choisir de les enseigner en spirale, c’est-à-dire enseigner les thèmes du tronc commun en 1re année puis revenir sur ces thèmes du tronc commun lors de l’étude des thèmes du MCNS en 2e année. Le thème de l’option peut être enseigné comme un thème distinct ou être intégré dans l’enseignement des thèmes du tronc commun et/ou du MCNS.

Quelle que soit la stratégie adoptée, il convient de prévoir suffisamment de temps pour les révisions en vue des examens. Les élèves doivent également se voir accorder du temps pour réfléchir sur leur apprentissage et leur évolution en tant qu’apprenants.

Le profil de l’apprenant de l’IBLe cours de biologie est étroitement lié au profil de l’apprenant de l’IB. En suivant ce cours, les élèves prendront connaissance de ces qualités. Par exemple, les exigences de l’évaluation interne donnent l’occasion aux élèves de développer chaque aspect du profil de l’apprenant de l’IB. Le tableau suivant fournit un certain nombre de références aux cours du groupe 4 pour chaque qualité du profil de l’apprenant.

Qualité du profil de l’apprenant

Biologie, chimie et physique

Chercheurs Objectifs globaux 2 et 6

Travaux pratiques et évaluation interne

Informés Objectifs globaux 1 et 10, section « Sensibilité internationale »


Sensés Objectifs globaux 3 et 4, section « Théorie de la connaissance »


Communicatifs Objectifs globaux 5 et 7, évaluation externe


Intègres Objectifs globaux 8 et 9

Travaux pratiques et évaluation interne, comportements/pratiques éthiques (affiche sur les pratiques éthiques dans le cadre du Programme du diplôme et politique de l’IB en matière d’expérimentation animale), intégrité en milieu scolaire

Ouverts d’esprit Objectifs globaux 8 et 9, section « Sensibilité internationale »

Travaux pratiques et évaluation interne, projet du groupe 4



Qualité du profil de l’apprenant

Biologie, chimie et physique

Altruistes Objectifs globaux 8 et 9

Travaux pratiques et évaluation interne, projet du groupe 4, comportements/pratiques éthiques (affiche sur les pratiques éthiques dans le cadre du Programme du diplôme et politique de l’IB en matière d’expérimentation animale)

Audacieux Objectifs globaux 1 et 6


Équilibrés Objectifs globaux 8 et 10

Travaux pratiques et évaluation interne, projet du groupe 4, travail sur le terrain

Réfléchis Objectifs globaux 5 et 9



Programme

Contenu du programme


recommandé

Tronc commun 95 heures

Thème 1 – La biologie cellulaire 15

1.1 Introduction aux cellules

1.2 L’ultrastructure des cellules

1.3 La structure des membranes

1.4 Le transport transmembranaire

1.5 L’origine des cellules

1.6 La division cellulaire

Thème 2 – La biologie moléculaire 21

2.1 Des molécules au métabolisme

2.2 L’eau

2.3 Les glucides et les lipides

2.4 Les protéines

2.5 Les enzymes

2.6 La structure de l’ADN et de l’ARN

2.7 La réplication de l’ADN, la transcription et la traduction

2.8 La respiration cellulaire

2.9 La photosynthèse

Thème 3 – La génétique 15

3.1 Les gènes

3.2 Les chromosomes

3.3 La méiose

3.4 L’hérédité

3.5 La modification génétique et la biotechnologie




recommandé

Thème 4 – L’écologie 12

4.1 Les espèces, les communautés et les écosystèmes

4.2 Le flux d’énergie

4.3 Le cycle du carbone

4.4 Le changement climatique

Thème 5 – L’évolution et la biodiversité 12

5.1 Les preuves de l’évolution

5.2 La sélection naturelle

5.3 La classification de la biodiversité

5.4 La cladistique

Thème 6 – La physiologie humaine 20

6.1 La digestion et l’absorption

6.2 Le système sanguin

6.3 La défense contre les maladies infectieuses

6.4 Les échanges gazeux

6.5 Les neurones et les synapses

6.6 Les hormones, l’homéostasie et la reproduction

Module complémentaire du niveau supérieur (MCNS) 60 heures

Thème 7 – Les acides nucléiques 9

7.1 La structure et la réplication de l’ADN

7.2 La transcription et l’expression génique

7.3 La traduction

Thème 8 – Le métabolisme, la respiration cellulaire et la photosynthèse

8.1 Le métabolisme

8.2 La respiration cellulaire

8.3 La photosynthèse

Thème 9 – La biologie végétale 13

9.1 Le transport dans le xylème des plantes

9.2 Le transport dans le phloème des plantes




recommandé

9.3 La croissance des plantes

9.4 La reproduction des plantes

Thème 10 – La génétique et l’évolution 8

10.1 La méiose

10.2 L’hérédité

10.3 Les pools géniques et la spéciation

Thème 11 – La physiologie animale 16

11.1 La production d’anticorps et la vaccination

11.2 Le mouvement

11.3 Le rein et l’osmorégulation

11.4 La reproduction sexuée

Options 15 heures (NM) / 25 heures (NS)

A. La neurobiologie et le comportement

Thèmes du tronc commun

A.1 Le développement neural

A.2 Le cerveau humain

A.3 La perception des stimuli

Thèmes du module complémentaire du niveau supérieur

A.4 Le comportement inné et le comportement acquis

A.5 La neuropharmacologie

A.6 L’éthologie

B. La biotechnologie et la bioinformatique


B.1 La microbiologie : les organismes dans l’industrie

B.2 La biotechnologie en agriculture

B.3 La protection de l’environnement


B.4 La médecine

B.5 La bioinformatique



C. L’écologie et la protection de l’environnement


C.1 Les espèces et les communautés

C.2 Les communautés et les écosystèmes

C.3 L’impact de l’être humain sur les écosystèmes

C.4 La protection de la biodiversité


C.5 L’écologie des populations

C.6 Les cycles de l’azote et du phosphore

D. La physiologie humaine


D.1 La nutrition humaine

D.2 La digestion

D.3 Les fonctions du foie

D.4 Le cœur


D.5 Les hormones et le métabolisme

D.6 Le transport des gaz respiratoires


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Thème 1 – La biologie cellulaire


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yote

s on

t une

str

uctu

re c

ellu

laire

sim

ple

sans

com

part

imen

tatio

n.

• Le

s eu

cary

otes

ont

une

str

uctu

re c

ellu

laire

com

part

imen

tée.

• Le

s m

icro

scop

es é

lect

roni

ques

ont

une

bie

n pl

us g

rand

e ré

solu

tion

que

les

mic

rosc

opes

opt

ique

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a st

ruct

ure

et la

fonc

tion

des

orga

nite

s au

sei

n de

s ce

llule

s gl

andu

laire

s ex

ocrin

es d

u pa

ncré

as e

t des

cel

lule

s du

par

ench

yme

palis

sadi

que

de la

feui

lle.

• A

pplic

atio

n : l

es p

roca

ryot

es s

e di

vise

nt p

ar fi

ssio

n bi

naire

.

• Co

mpé

tenc

e : s

chém

atis

er l’

ultr

astr

uctu

re d

es c

ellu

les

proc

aryo

tes

d’ap

rès

des

phot

ogra

phie

s pr

ises

au

mic

rosc

ope

élec

tron

ique

.

• Co

mpé

tenc

e : s

chém

atis

er l’

ultr

astr

uctu

re d

es c

ellu

les

euca

ryot

es d

’apr

ès d

es

phot

ogra

phie

s pr

ises

au

mic

rosc

ope

élec

tron

ique

.

• Co

mpé

tenc

e : i

nter

prét

er d

es p

hoto

grap

hies

pris

es a

u m

icro

scop

e él

ectr

oniq

ue

pour

iden

tifie

r des

org

anite

s et d

édui

re la

fonc

tion

de c

ellu

les s

péci

alis

ées.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s sc

hém

as d

e ce

llule

s pr

ocar

yote

s do

iven

t ind

ique

r les

pili

, les

flag

elle

s,

la p

aroi

cel

lula

ire e

t la

mem

bran

e pl

asm

ique

eng

loba

nt le

cyt

opla

sme

qui

cont

ient

des

ribo

som

es 7

0S e

t un

nucl

éoïd

e av

ec A

DN

nu.

• Le

s sch

émas

de

cellu

les e

ucar

yote

s doi

vent

indi

quer

une

mem

bran

e pl

asm

ique

en

glob

ant l

e cy

topl

asm

e qu

i con

tient

des

ribo

som

es 8

0S e

t un

noya

u ; d

es

mito

chon

drie

s et d

’aut

res o

rgan

ites m

embr

anai

res s

ont p

rése

nts d

ans l

e cy

topl

asm

e. C

erta

ines

cel

lule

s euc

aryo

tes p

ossè

dent

une

par

oi c

ellu

laire

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

s m

icro

scop

es o

nt é

té in

vent

és s

imul

tané

men

t dan

s di

vers

es p

artie

s du

glo

be à

une

épo

que

où le

s in

form

atio

ns c

ircul

aien

t len

tem

ent.

Les

com

mun

icat

ions

mod

erne

s on

t per

mis

d’a

mél

iore

r l’a

ptitu

de à

col

labo

rer,

enric

hiss

ant a

insi

les

entr

epris

es s

cien

tifiq

ues.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

mon

de q

ue n

ous

habi

tons

est

lim

ité p

ar le

mon

de q

ue n

ous

voyo

ns.

Peut

-on

faire

la d

istin

ctio

n en

tre

des

asse

rtio

ns re

posa

nt s

ur d

es o

bser

vatio

ns

faite

s pa

r per

cept

ion

des

sens

et d

es a

sser

tions

repo

sant

sur

des

obs

erva

tions

ai

dées

par

la te

chno

logi

e ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Phys

ique

Th

ème

4.4

Phén

omèn

es o

ndul

atoi

res

Thèm

e C

.1 In

trod

uctio

n à

l’im

ager

ie

Thèm

e C

.3 F

ibre

s op

tique

s

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

dans

les

scie

nces

, les

dév

elop

pem

ents

com

me

la

mic

rosc

opie

éle

ctro

niqu

e pe

uven

t app

orte

r des

bén

éfic

es é

cono

miq

ues

car

ils d

onne

nt a

ux s

ocié

tés

com

mer

cial

es d

es p

ossi

bilit

és d

e fa

ire d

es p

rofit

s,

mai

s ce

la ri

sque

d’a

ffec

ter l

a co

opér

atio

n en

tre

scie

ntifi

ques

.



Idée

ess

enti

elle

: la

stru

ctur

e de

s m

embr

anes

bio

logi

ques

leur

con

fère

flui

dité

et d

ynam

ism

e.

1.3

La s

truc

ture

des

mem

bran

es

Nat

ure

de la

sci

ence

Util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el ;

il ex

iste

des

mod

èles

alte

rnat

ifs d

e la

str

uctu

re d

es m

embr

anes

. (1.

11)

La fa

lsifi

catio

n de

s th

éorie

s, l’

une

étan

t rem

plac

ée p

ar u

ne a

utre

; de

s pr

euve

s on

t fal

sifié

le m

odèl

e de

Dav

son-

Dan

ielli

. (1.

9)

Not

ions

clé

s

• Le

s ph

osph

olip

ides

form

ent d

es b

icou

ches

dan

s l’e

au e

n ra

ison

des

pr

oprié

tés

amph

ipat

hiqu

es d

es m

oléc

ules

pho

spho

lipid

ique

s.

• Le

s pr

otéi

nes

mem

bran

aire

s so

nt d

iver

ses

en c

e qu

i con

cern

e le

ur s

truc

ture

, le

ur p

ositi

on d

ans

la m

embr

ane

et le

ur fo

nctio

n.

• Le

cho

lest

érol

est

un

cons

titua

nt d

es m

embr

anes

des

cel

lule

s an

imal

es.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : d

ans

les

cellu

les

de m

amm

ifère

s, le

cho

lest

érol

rédu

it la

flui

dité

m

embr

anai

re e

t la

perm

éabi

lité

à ce

rtai

ns s

olut

és.

• Co

mpé

tenc

e : s

chém

atis

er le

mod

èle

de la

mos

aïqu

e flu

ide.

• Co

mpé

tenc

e : a

naly

ser l

es p

reuv

es o

bten

ues

par m

icro

scop

ie é

lect

roni

que

qui o

nt c

ondu

it à

la p

ropo

sitio

n du

mod

èle

de D

avso

n-D

anie

lli.

• Co

mpé

tenc

e : a

naly

ser l

a fa

lsifi

catio

n du

mod

èle

de D

avso

n-D

anie

lli q

ui a

co

ndui

t au

mod

èle

de S

inge

r-N

icol

son.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s ph

osph

olip

ides

am

phip

athi

ques

ont

des

pro

prié

tés

à la

fois

hyd

roph

iles

et h

ydro

phob

es.

• Le

s sch

émas

du

mod

èle

de la

mos

aïqu

e flu

ide

de la

stru

ctur

e de

s mem

bran

es

peut

êtr

e bi

dim

ensi

onne

l au

lieu

de tr

idim

ensi

onne

l. Le

s mol

écul

es d

e ph

osph

olip

ides

indi

vidu

els d

oive

nt ê

tre

mon

trée

s en

utili

sant

le sy

mbo

le d

’un

cerc

le a

uque

l son

t att

aché

es d

eux

ligne

s par

allè

les.

Il co

nvie

nt d

e m

ontr

er u

ne

gam

me

de p

roté

ines

mem

bran

aire

s, no

tam

men

t des

gly

copr

otéi

nes.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

str

uctu

re d

e la

mem

bran

e pl

asm

ique

a é

té e

xpliq

uée

diff

érem

men

t au

fil d

es a

ns, à

la lu

miè

re d

e no

uvel

les

preu

ves

et m

étho

des

d’an

alys

e. D

ans

quel

les

circ

onst

ance

s es

t-il

impo

rtan

t de

conn

aîtr

e de

s th

éorie

s qu

i ont

été

di

scré

dité

es p

ar la

sui

te ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.3

Les

gluc

ides

et l

es li

pide

s Th

ème

2.6

La s

truc

ture

de

l’AD

N e

t de

l’ARN


Guide de biologie36

Idée

ess

enti

elle

: le

s m

embr

anes

con

trôl

ent l

a co

mpo

sitio

n de

s ce

llule

s pa

r tra

nspo

rt a

ctif

et p

assi

f.

1.4

Le tr

ansp

ort t

rans

mem

bran

aire

Nat

ure

de la

sci

ence

Le m

odèl

e ex

périm

enta

l : d

ans

les

expé

rienc

es a

yant

trai

t à l’

osm

ose,

des

mes

ures

qua

ntita

tives

pré

cise

s so

nt e

ssen

tielle

s. (3

.1)

Not

ions

clé

s

• Le

s pa

rtic

ules

se

dépl

acen

t au

trav

ers

des

mem

bran

es p

ar s

impl

e di

ffus

ion,

pa

r diff

usio

n fa

cilit

ée, p

ar o

smos

e et

par

tran

spor

t act

if.

• La

flui

dité

des

mem

bran

es p

erm

et a

ux s

ubst

ance

s de

pas

ser d

ans

les

cellu

les

par e

ndoc

ytos

e ou

d’ê

tre

libér

ées

par e

xocy

tose

. Les

vés

icul

es d

épla

cent

les

subs

tanc

es d

ans

les

cellu

les.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a st

ruct

ure

et la

fonc

tion

des

pom

pes

à so

dium

–pot

assi

um

pour

le tr

ansp

ort a

ctif

et le

s ca

naux

pot

assi

ques

pou

r la

diff

usio

n fa

cilit

ée

dans

les

axon

es.

• A

pplic

atio

n : l

es ti

ssus

ou

les

orga

nes

deva

nt ê

tre

utili

sés

dans

des

pro

cédu

res

méd

ical

es d

oive

nt ê

tre

plon

gés

dans

une

sol

utio

n de

mêm

e os

mol

arité

que

le

cyt

opla

sme

pour

évi

ter l

’osm

ose.

• Co

mpé

tenc

e : e

stim

er l’

osm

olar

ité d

ans

les

tissu

s en

plo

ngea

nt d

es

écha

ntill

ons

dans

des

sol

utio

ns h

ypot

oniq

ues

et h

yper

toni

ques

. (Ex

erci

ce d

e tr

avau

x pr

atiq

ues

2).

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s ex

périe

nces

rela

tives

à l’

osm

ose

cons

titue

nt u

ne b

onne

occ

asio

n de

so

ulig

ner l

’impo

rtan

ce d

es m

esur

es p

réci

ses

de la

mas

se e

t du

volu

me

dans

le

s ex

périe

nces

sci

entif

ique

s.

Uti

lisat

ion

• La

dia

lyse

réna

le im

ite a

rtifi

ciel

lem

ent l

a fo

nctio

n du

rein

hum

ain

en u

tilis

ant

des

mem

bran

es e

t des

gra

dien

ts d

e di

ffus

ion

appr

oprié

s.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

6.5

Les

neur

ones

et l

es s

ynap

ses

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

dons

d’o

rgan

es s

oulè

vent

que

lque

s qu

estio

ns d

’ord

re

éthi

que

inté

ress

ante

s, e

ntre

aut

res

la n

atur

e al

trui

ste

des

dons

d’o

rgan

es e

t le

s cr

aint

es q

u’im

pliq

ue la

ven

te d

’org

anes

hum

ains

.

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

expé

rienc

es a

vec

la tu

bulu

re d

e di

alys

e pe

uven

t m

odél

iser

l’ac

tion

tran

smem

bran

aire

. Des

exp

érie

nces

ave

c la

pom

me

de

terr

e, la

bet

tera

ve o

u le

s al

gues

uni

cellu

laire

s pe

uven

t ser

vir p

our e

xam

iner

de

vra

ies

mem

bran

es.



Idée

ess

enti

elle

: il

exis

te u

ne c

haîn

e de

vie

non

frag

men

tée

entr

e le

s pr

emiè

res

cellu

les

appa

rues

sur

la T

erre

et t

oute

s le

s ce

llule

s de

s or

gani

smes

viv

ants

d’a

ujou

rd’h

ui.

1.5

L’or

igin

e de

s ce

llule

s

Nat

ure

de la

sci

ence

La m

ise

à l’é

preu

ve d

es p

rinci

pes

géné

raux

sou

s-ja

cent

s au

mon

de n

atur

el :

le p

rinci

pe s

elon

lequ

el le

s ce

llule

s pr

ovie

nnen

t uni

quem

ent d

e ce

llule

s pr

éexi

stan

tes

doit

être

vér

ifié.

(1.9

)

Not

ions

clé

s

• Le

s ce

llule

s pe

uven

t se

form

er u

niqu

emen

t par

la d

ivis

ion

de c

ellu

les

prée

xist

ante

s.

• Le

s pr

emiè

res

cellu

les

ont d

û av

oir p

our o

rigin

e du

mat

érie

l non

viv

ant.

• L’o

rigin

e de

s ce

llule

s eu

cary

otes

peu

t s’e

xpliq

uer p

ar la

théo

rie

endo

sym

biot

ique

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es p

reuv

es o

bten

ues

des

expé

rienc

es d

e Pa

steu

r mon

tran

t qu

e la

gén

érat

ion

spon

tané

e de

cel

lule

s et

d’o

rgan

ism

es n

e se

pro

duit

pas

mai

nten

ant s

ur la

Ter

re.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

es p

reuv

es d

e la

théo

rie e

ndos

ymbi

otiq

ue s

ont a

tten

dues

. Il n

’est

pas

né

cess

aire

d’in

clur

e l’o

rigin

e de

s ci

ls e

t des

flag

elle

s de

s eu

cary

otes

.

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue le

s 64

cod

ons

du c

ode

géné

tique

ont

les

mêm

es s

igni

ficat

ions

dan

s pr

esqu

e to

us le

s or

gani

smes

, mai

s qu

e ce

rtai

nes

varia

tions

min

eure

s so

nt s

usce

ptib

les

d’êt

re a

ppar

ues

depu

is l’

orig

ine

com

mun

e de

la v

ie s

ur la

Ter

re.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

bio

logi

e es

t l’é

tude

de

la v

ie, e

t pou

rtan

t, la

vie

est

une

pro

prié

té

émer

gent

e. D

ans

quel

les

circ

onst

ance

s l’a

ppro

che

syst

émiq

ue e

st-e

lle

prod

uctiv

e en

bio

logi

e, e

t dan

s qu

elle

s ci

rcon

stan

ces

une

appr

oche

ré

duct

ionn

iste

con

vien

t-el

le m

ieux

? C

omm

ent l

es b

iolo

gist

es c

hois

isse

nt-il

s en

tre

des

appr

oche

s co

ncur

rent

ielle

s ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

5.1

Les

preu

ves

de l’

évol

utio

n

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

l’exp

érie

nce

de P

aste

ur p

eut ê

tre

refa

ite a

vec

des

appa

reils

mod

erne

s.


Guide de biologie38

Idée

ess

enti

elle

: la

div

isio

n ce

llula

ire e

st e

ssen

tielle

mai

s el

le d

oit ê

tre

cont

rôlé

e.

1.6

La d

ivis

ion

cellu

lair

e

Nat

ure

de la

sci

ence

La s

éren

dipi

té e

t les

déc

ouve

rtes

sci

entif

ique

s : l

a dé

couv

erte

des

cyc

lines

éta

it ac

cide

ntel

le. (

1.4)

Not

ions

clé

s

• La

mito

se e

st la

div

isio

n du

noy

au e

n de

ux n

oyau

x gé

nétiq

uem

ent

iden

tique

s.

• Le

s ch

rom

osom

es s

e co

nden

sent

par

sup

er-e

nrou

lem

ent d

uran

t la

mito

se.

• La

cyt

ocin

èse

se p

rodu

it ap

rès

la m

itose

et e

lle d

iffèr

e da

ns le

s ce

llule

s vé

géta

les

et a

nim

ales

.

• L’i

nter

phas

e es

t une

pha

se tr

ès a

ctiv

e du

cyc

le c

ellu

laire

au

cour

s de

laqu

elle

de

nom

breu

x pr

oces

sus

se d

érou

lent

dan

s le

noy

au e

t le

cyto

plas

me.

• Le

s cy

clin

es s

ont i

mpl

iqué

es d

ans

le c

ontr

ôle

du c

ycle

cel

lula

ire.

• Le

s m

utag

ènes

, les

onc

ogèn

es e

t la

mét

asta

se in

terv

ienn

ent a

u ni

veau

du

déve

lopp

emen

t des

tum

eurs

prim

aire

s et

sec

onda

ires.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a co

rrél

atio

n en

tre

le ta

bagi

sme

et l’

inci

denc

e de

s ca

ncer

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

s ph

ases

de

la m

itose

telle

s qu

’obs

ervé

es a

u m

icro

scop

e ou

sur

une

pho

togr

aphi

e pr

ise

au m

icro

scop

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

a dé

term

inat

ion

d’un

indi

ce m

itotiq

ue à

par

tir d

’une

ph

otog

raph

ie p

rise

au m

icro

scop

e.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

séq

uenc

e de

s év

énem

ents

dan

s le

s qu

atre

pha

ses

de la

mito

se d

oit ê

tre

conn

ue.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

s bi

olog

iste

s de

s la

bora

toire

s du

mon

de e

ntie

r mèn

ent d

es re

cher

ches

sur

le

s ca

uses

et l

e tr

aite

men

t du

canc

er.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• U

n ce

rtai

n no

mbr

e de

déc

ouve

rtes

sci

entif

ique

s so

nt a

ttrib

uées

à d

es

acci

dent

s ou

à u

n he

ureu

x ha

sard

. Dan

s qu

elle

mes

ure

cert

aine

s de

ces

dé

couv

erte

s sc

ient

ifiqu

es p

ourr

aien

t-el

les

être

due

s à

l’int

uitio

n et

non

à la

ch

ance

?

Uti

lisat

ion

• L’i

ndic

e m

itotiq

ue e

st u

n im

port

ant o

util

pron

ostiq

ue s

erva

nt à

pré

dire

co

mm

ent l

es c

ellu

les

canc

éreu

ses

vont

réag

ir à

la c

him

ioth

érap

ie.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

une

disc

ussi

on p

ourr

ait p

orte

r sur

l’in

dust

rie d

u ta

bac.

La

sup

pres

sion

des

résu

ltats

de

la re

cher

che

sur l

es e

ffet

s du

taba

gism

e su

r la

san

té p

ar le

s so

ciét

és p

rodu

ctric

es d

e ta

bac

étai

t con

trai

re à

l’ét

hiqu

e. L

e ta

bagi

sme

est c

onsi

déra

blem

ent n

ocif

sur l

e pl

an s

ocia

l mai

s, m

is à

par

t les

lo

is s

ur la

pro

duct

ion

et la

four

nitu

re a

u Bh

outa

n, c

elui

-ci n

’a ja

mai

s ét

é re

ndu

illég

al.



1.6

La d

ivis

ion

cellu

lair

e

• La

pré

para

tion

de la

mes

fraî

ches

de

raci

nes

écra

sées

est

reco

mm

andé

e m

ais

les

phas

es d

e la

mito

se p

euve

nt a

ussi

êtr

e vu

es e

n ut

ilisa

nt d

es la

mes

pe

rman

ente

s.

• Po

ur é

vite

r tou

te c

onfu

sion

en

mat

ière

de

term

inol

ogie

, on

inci

te le

s en

seig

nant

s à

appe

ler l

es d

eux

part

ies

d’un

chr

omos

ome

« ch

rom

atid

es

sœur

s »

lors

qu’e

lles

sont

relié

es e

ntre

elle

s pa

r un

cent

rom

ère

dura

nt le

s pr

emie

rs s

tade

s de

la m

itose

. À p

artir

de

l’ana

phas

e, q

uand

les

chro

mat

ides

sœ

urs

se s

ont s

épar

ées

pour

form

er d

es s

truc

ture

s in

divi

duel

les,

on

doit

les

appe

ler c

hrom

osom

es.


Tron

c co

mm

un

Thèm

e 2

– La

bio

logi

e m

oléc

ulai

re

21 h

eure

s

Idée

ess

enti

elle

: le

s or

gani

smes

viv

ants

con

trôl

ent l

eur c

ompo

sitio

n pa

r un

rése

au c

ompl

exe

de ré

actio

ns c

him

ique

s.

2.1

Des

mol

écul

es a

u m

étab

olis

me

Nat

ure

de la

sci

ence

La fa

lsifi

catio

n de

s th

éorie

s : l

a sy

nthè

se a

rtifi

ciel

le d

e l’u

rée

a ai

dé à

fals

ifier

le v

italis

me.

(1.9

)

Not

ions

clé

s

• La

bio

logi

e m

oléc

ulai

re e

xpliq

ue le

s pr

oces

sus

viva

nts

par l

e bi

ais

des

subs

tanc

es c

him

ique

s im

pliq

uées

.

• Le

s at

omes

de

carb

one

peuv

ent f

orm

er q

uatr

e lia

ison

s co

vale

ntes

qui

pe

rmet

tent

l’ex

iste

nce

d’un

e di

vers

ité d

e co

mpo

sés

stab

les.

• La

vie

repo

se s

ur d

es c

ompo

sés

carb

onés

tels

que

les

gluc

ides

, les

lipi

des,

les

prot

éine

s et

les

acid

es n

uclé

ique

s.

• Le

mét

abol

ism

e es

t le

rése

au d

e to

utes

les

réac

tions

cat

alys

ées

par l

es

enzy

mes

qui

se

prod

uise

nt d

ans

une

cellu

le o

u un

org

anis

me.

• L’a

nabo

lism

e es

t la

synt

hèse

de

mol

écul

es c

ompl

exes

à p

artir

de

mol

écul

es

plus

sim

ples

, not

amm

ent l

a fo

rmat

ion

de m

acro

mol

écul

es à

par

tir d

e m

onom

ères

, par

l’in

term

édia

ire d

e ré

actio

ns d

e co

nden

satio

n.

• Le

cat

abol

ism

e es

t la

dégr

adat

ion

de m

oléc

ules

com

plex

es e

n m

oléc

ules

plu

s si

mpl

es, n

otam

men

t l’h

ydro

lyse

de

mac

rom

oléc

ules

en

mon

omèr

es.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Chim

ie

Thèm

e 4

La li

aiso

n et

la s

truc

ture

chi

miq

ues

O

ptio

n B.

La

bioc

him

ie

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

les

TIC

peuv

ent ê

tre

utili

sées

pou

r la

visu

alis

atio

n m

oléc

ulai

re d

es g

luci

des,

des

lipi

des

et d

es p

roté

ines

dan

s ce

suj

et e

t da

ns 2

.3 e

t 2.4

.

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

test

s al

imen

taire

s co

mm

e l’u

tilis

atio

n de

l’io

de p

our

iden

tifie

r l’a

mid

on o

u la

sol

utio

n de

Ben

edic

t pou

r ide

ntifi

er le

s su

cres

ré

duct

eurs

peu

vent

êtr

e ef

fect

ués.

Thème 2 – La biologie moléculaire


2.1

Des

mol

écul

es a

u m

étab

olis

me

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’uré

e es

t un

exem

ple

de c

ompo

sé q

ui e

st p

rodu

it pa

r des

or

gani

smes

viv

ants

mai

s qu

i peu

t éga

lem

ent ê

tre

synt

hétis

é ar

tific

ielle

men

t.

• Co

mpé

tenc

e : d

essi

ner d

es d

iagr

amm

es m

oléc

ulai

res

du g

luco

se, d

u rib

ose,

d’

un a

cide

gra

s sa

turé

et d

’un

acid

e am

iné

géné

ralis

é.

• Co

mpé

tenc

e : i

dent

ifier

des

pro

duits

bio

chim

ique

s te

ls q

ue d

es s

ucre

s, d

es

lipid

es o

u de

s ac

ides

am

inés

à p

artir

de

diag

ram

mes

mol

écul

aire

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Se

ules

les

form

es a

nnul

aire

s du

D-r

ibos

e, d

e l’a

lpha

–D-g

luco

se e

t du

bêta

-D-

gluc

ose

sont

att

endu

es d

ans

les

sché

mas

.

• Le

s su

cres

incl

uent

les

mon

osac

char

ides

et l

es d

isac

char

ides

.

• O

n s’a

tten

d à

ce q

u’un

e se

ule

grai

sse

satu

rée

soit

men

tionn

ée e

t son

nom

sp

écifi

que

n’es

t pas

néc

essa

ire.

• Le

radi

cal v

aria

ble

des

acid

es a

min

és p

eut ê

tre

indi

qué

par R

. Il n

’est

pas

né

cess

aire

de

mém

oris

er la

str

uctu

re d

es g

roup

es R

indi

vidu

els.

• Le

s él

èves

doi

vent

reco

nnaî

tre,

à p

artir

de

diag

ram

mes

mol

écul

aire

s, q

ue

les

trig

lycé

rides

, les

pho

spho

lipid

es e

t les

sté

roïd

es s

ont d

es li

pide

s. D

es

sché

mas

des

sté

roïd

es n

e so

nt p

as a

tten

dus.

• Le

s pr

otéi

nes

ou d

es p

artie

s de

pol

ypep

tides

doi

vent

êtr

e re

conn

ues

sur d

es

diag

ram

mes

mol

écul

aire

s m

ontr

ant d

es a

cide

s am

inés

liés

par

des

liai

sons

pe

ptid

ique

s.


Guide de biologie42

Idée

ess

enti

elle

: l’e

au e

st le

mili

eu p

erm

etta

nt la

vie

.

2.2

L’ea

u

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

des

théo

ries

pour

exp

lique

r les

phé

nom

ènes

nat

urel

s : l

a th

éorie

sel

on la

quel

le d

es li

aiso

ns h

ydro

gène

se

form

ent e

ntre

les

mol

écul

es d

’eau

exp

lique

ses

pr

oprié

tés.

(2.2

)

Not

ions

clé

s

• Le

s m

oléc

ules

d’e

au s

ont p

olai

res

et d

es li

aiso

ns h

ydro

gène

se

form

ent e

ntre

el

les.

• Le

s lia

ison

s hy

drog

ène

et la

dip

olar

ité e

xpliq

uent

les

prop

riété

s co

hési

ves,

ad

hési

ves,

ther

miq

ues

et s

olva

ntes

de

l’eau

.

• Le

s su

bsta

nces

peu

vent

êtr

e hy

drop

hile

s ou

hyd

roph

es.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a co

mpa

rais

on d

es p

ropr

iété

s th

erm

ique

s de

l’ea

u av

ec c

elle

s du

mét

hane

.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de l’

eau

en ta

nt q

ue li

quid

e de

refr

oidi

ssem

ent d

ans

la s

ueur

.

• A

pplic

atio

n : l

es m

odes

de

tran

spor

t du

gluc

ose,

des

aci

des

amin

és, d

u ch

oles

téro

l, de

s gr

aiss

es, d

e l’o

xygè

ne e

t du

chlo

rure

de

sodi

um d

ans

le s

ang,

se

lon

leur

sol

ubili

té d

ans

l’eau

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

con

naîtr

e au

moi

ns u

n ex

empl

e de

bén

éfic

e qu

’app

orte

ch

aque

pro

prié

té d

e l’e

au a

ux o

rgan

ism

es v

ivan

ts.

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

’incl

ure

la tr

ansp

aren

ce d

e l’e

au e

t la

dens

ité m

axim

ale

à 4°

C.

• Co

mpa

rer l

es p

ropr

iété

s th

erm

ique

s de

l’ea

u av

ec c

elle

s du

mét

hane

aid

e à

com

pren

dre

l’im

port

ance

des

liai

sons

hyd

rogè

ne d

ans

l’eau

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

par

tage

équ

itabl

e de

s re

ssou

rces

en

eau

pour

se

désa

ltére

r, irr

igue

r, pr

odui

re d

e l’é

lect

ricité

et r

éalis

er to

ute

une

gam

me

de p

roce

ssus

indu

strie

ls

et d

omes

tique

s po

se u

n dé

fi à

la p

opul

atio

n hu

mai

ne to

ujou

rs c

rois

sant

e.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

es a

sser

tions

au

suje

t de

la «

mém

oire

de

l’eau

» o

nt é

té c

atég

oris

ées

com

me

pseu

dosc

ient

ifiqu

es. Q

uels

crit

ères

peu

vent

êtr

e ut

ilisé

s po

ur

faire

la d

istin

ctio

n en

tre

des

asse

rtio

ns s

cien

tifiq

ues

et d

es a

sser

tions

ps

eudo

scie

ntifi

ques

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

4.3

Le c

ycle

du

carb

one

Thèm

e 4.

4 Le

cha

ngem

ent c

limat

ique

Ph

ysiq

ue

Thèm

e 3.

1 Co

ncep

ts d

e th

erm

ique

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

sond

es p

euve

nt ê

tre

utili

sées

pou

r dét

erm

iner

l’ef

fet

de d

iver

s fa

cteu

rs s

usce

ptib

les

d’in

fluen

cer l

e re

froi

diss

emen

t par

l’ea

u.



Idée

ess

enti

elle

: le

s co

mpo

sés

du c

arbo

ne, d

e l’h

ydro

gène

et d

e l’o

xygè

ne s

erve

nt à

four

nir e

t à s

tock

er d

e l’é

nerg

ie.

2.3

Les

gluc

ides

et l

es li

pide

s

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

d’as

sert

ions

: le

s as

sert

ions

con

cern

ant l

es li

pide

s da

ns le

s ré

gim

es a

limen

taire

s do

iven

t êtr

e év

alué

es. (

5.2)

Not

ions

clé

s

• Le

s m

onom

ères

des

mon

osac

char

ides

son

t lié

s en

tre

eux

par d

es ré

actio

ns

de c

onde

nsat

ion

et il

s fo

rmen

t ain

si d

es p

olym

ères

de

disa

ccha

rides

et d

e po

lysa

ccha

rides

.

• Le

s ac

ides

gra

s pe

uven

t êtr

e sa

turé

s, m

onoi

nsat

urés

ou

poly

insa

turé

s.

• Le

s ac

ides

gra

s in

satu

rés

peuv

ent ê

tre

des

isom

ères

cis

ou

tran

s.

• Le

s tr

igly

cérid

es s

ont f

orm

és p

ar c

onde

nsat

ion

à pa

rtir

de tr

ois

acid

es g

ras

et

d’un

gly

céro

l.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a st

ruct

ure

et la

fonc

tion

de la

cel

lulo

se e

t de

l’am

idon

dan

s le

s pl

ante

s et

du

glyc

ogèn

e ch

ez le

s êt

res

hum

ains

.

• A

pplic

atio

n : l

es p

reuv

es s

cien

tifiq

ues

des

risqu

es q

ue p

rése

nten

t les

gra

isse

s tr

ans

et le

s ac

ides

gra

s sa

turé

s po

ur la

san

té.

• A

pplic

atio

n : l

es li

pide

s co

nvie

nnen

t mie

ux q

ue le

s gl

ucid

es p

our s

tock

er d

e l’é

nerg

ie à

long

term

e ch

ez le

s êt

res

hum

ains

.

• A

pplic

atio

n : l

’éva

luat

ion

des

preu

ves

et le

s m

étho

des

utili

sées

pou

r obt

enir

des

preu

ves

sur l

es a

sser

tions

faite

s au

suj

et d

es li

pide

s et

de

la s

anté

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

logi

ciel

de

visu

alis

atio

n m

oléc

ulai

re p

our

com

pare

r la

cellu

lose

, l’a

mid

on e

t le

glyc

ogèn

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

a dé

term

inat

ion

de l’

indi

ce d

e m

asse

cor

pore

lle p

ar c

alcu

l ou

à l’a

ide

d’un

nom

ogra

mm

e.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• O

n po

urra

it di

scut

er d

e la

var

iatio

n de

la p

réva

lenc

e de

div

ers

prob

lèm

es

de s

anté

dan

s le

mon

de e

ntie

r tel

s qu

e l’o

bési

té, l

a ca

renc

e en

éne

rgie

di

étét

ique

, le

kwas

hior

kor,

l’ano

rexi

e m

enta

le e

t la

coro

naro

path

ie.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s op

inio

ns c

once

rnan

t les

eff

ets

noci

fs e

t les

bén

éfic

es d

es g

rais

ses

dans

le

s ré

gim

es a

limen

taire

s so

nt c

ontr

adic

toire

s. C

omm

ent d

écid

ons-

nous

ent

re

des

opin

ions

con

trad

icto

ires

?

Uti

lisat

ion

• Le

s po

mm

es d

e te

rre

ont é

té g

énét

ique

men

t mod

ifiée

s af

in d

e ré

duire

le

taux

d’a

myl

ose

et e

n vu

e de

pro

duire

un

adhé

sif p

lus

effic

ace.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

O

ptio

n B.

La

biot

echn

olog

ie e

t la

bioi

nfor

mat

ique

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

l’obé

sité

a d

es im

plic

atio

ns s

ocia

les.


Guide de biologie44

2.3

Les

gluc

ides

et l

es li

pide

s

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

str

uctu

re d

e l’a

mid

on d

oit i

nclu

re l’

amyl

ose

et l’

amyl

opec

tine.

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

e no

mm

er d

es e

xem

ples

d’a

cide

s gr

as.

• Le

suc

rose

, le

lact

ose

et le

mal

tose

doi

vent

êtr

e ci

tés

en ta

nt q

u’ex

empl

es d

e di

sacc

harid

es p

rodu

its p

ar a

ssoc

iatio

n de

mon

osac

char

ides

.



Idée

ess

enti

elle

: le

s pr

otéi

nes

ont u

n tr

ès la

rge

éven

tail

de fo

nctio

ns d

ans

les

orga

nism

es v

ivan

ts.

2.4

Les

prot

éine

s

Nat

ure

de la

sci

ence

Rech

erch

e de

pat

tern

s, d

e te

ndan

ces

et d

e di

verg

ence

s : la

plu

part

des

org

anis

mes

mai

s pa

s to

us a

ssem

blen

t des

pro

téin

es à

par

tir d

e m

êmes

aci

des

amin

és. (

3.1)

Not

ions

clé

s

• Le

s ac

ides

am

inés

son

t lié

s en

tre

eux

par c

onde

nsat

ion

pour

form

er d

es

poly

pept

ides

.

• Il

exis

te v

ingt

aci

des

amin

és d

iffér

ents

dan

s le

s po

lype

ptid

es s

ynth

étis

és s

ur

les

ribos

omes

.

• Le

s ac

ides

am

inés

peu

vent

êtr

e re

liés

entr

e eu

x se

lon

n’im

port

e qu

elle

sé

quen

ce, c

e qu

i don

ne u

ne la

rge

gam

me

de p

olyp

eptid

es p

ossi

bles

.

• Le

s gè

nes

code

nt la

séq

uenc

e de

s ac

ides

am

inés

des

pol

ypep

tides

.

• U

ne p

roté

ine

peut

com

pren

dre

un s

eul p

olyp

eptid

e ou

plu

sieu

rs

poly

pept

ides

liés

ent

re e

ux.

• La

séq

uenc

e de

s ac

ides

am

inés

dét

erm

ine

la c

onfo

rmat

ion

trid

imen

sion

nelle

d’

une

prot

éine

.

• Le

s or

gani

smes

viv

ants

syn

thét

isen

t de

nom

breu

ses

prot

éine

s di

ffér

ente

s qu

i on

t un

larg

e év

enta

il de

fonc

tions

.

• Ch

aque

indi

vidu

pos

sède

un

prot

éom

e un

ique

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a Ru

bisc

o (R

uDP

carb

oxyl

ase)

, l’in

sulin

e, le

s im

mun

oglo

bulin

es,

la rh

odop

sine

, le

colla

gène

et l

a so

ie d

’ara

igné

e en

tant

qu’

exem

ples

de

la

gam

me

des

fonc

tions

des

pro

téin

es.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

natu

ratio

n de

s pr

otéi

nes

par l

a ch

aleu

r ou

par é

cart

du

pH

par r

appo

rt a

u pH

opt

imum

.

• Co

mpé

tenc

e : d

essi

ner d

es d

iagr

amm

es m

oléc

ulai

res

pour

mon

trer

la

form

atio

n d’

une

liais

on p

eptid

ique

.

Uti

lisat

ion

• La

pro

téom

ique

et l

a pr

oduc

tion

de p

roté

ines

par

des

cel

lule

s cu

ltivé

es d

ans

des

cuve

s de

ferm

enta

tion

offr

ent d

e no

mbr

euse

s op

port

unité

s à

l’ind

ustr

ie

alim

enta

ire, à

l’in

dust

rie p

harm

aceu

tique

et à

d’a

utre

s in

dust

ries.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

les

TIC

peuv

ent ê

tre

utili

sées

pou

r la

visu

alis

atio

n m

oléc

ulai

re d

e la

str

uctu

re d

es p

roté

ines

.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

l’obt

entio

n d’

écha

ntill

ons

de s

ang

hum

ain

dans

le c

adre

d’

étud

es im

mun

olog

ique

s, p

harm

aceu

tique

s et

ant

hrop

olog

ique

s es

t une

en

trep

rise

inte

rnat

iona

le q

ui im

pliq

ue d

e no

mbr

eux

prob

lèm

es d

’ord

re

éthi

que.


Guide de biologie46

2.4

Les

prot

éine

s

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

e re

prés

ente

r la

stru

ctur

e dé

taill

ée d

es s

ix p

roté

ines

sé

lect

ionn

ées

pour

illu

stre

r les

fonc

tions

des

pro

téin

es.

• Le

bla

nc d

’œuf

ou

des

solu

tions

d’a

lbum

ine

peuv

ent ê

tre

utili

sés

lors

d’

expé

rienc

es s

ur la

dén

atur

atio

n.

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue la

plu

part

des

org

anis

mes

util

isen

t les

m

êmes

20

acid

es a

min

és d

ans

le m

ême

code

gén

étiq

ue, b

ien

qu’il

y a

it qu

elqu

es e

xcep

tions

. Des

exe

mpl

es s

péci

fique

s pe

uven

t êtr

e ut

ilisé

s à

titre

d’

illus

trat

ion.



Idée

ess

enti

elle

: le

s en

zym

es c

ontr

ôlen

t le

mét

abol

ism

e de

la c

ellu

le.

2.5

Les

enzy

mes

Nat

ure

de la

sci

ence

Le m

odèl

e ex

périm

enta

l : d

ans

les

expé

rienc

es s

ur le

s en

zym

es, l

es m

esur

es q

uant

itativ

es p

réci

ses

doiv

ent ê

tre

répé

tées

pou

r ass

urer

la fi

abili

té. (

3.2)

Not

ions

clé

s

• Le

s en

zym

es o

nt u

n si

te a

ctif

sur l

eque

l des

sub

stra

ts s

péci

fique

s vi

enne

nt s

e fix

er.

• La

cat

alys

e en

zym

atiq

ue im

pliq

ue le

mou

vem

ent m

oléc

ulai

re e

t la

colli

sion

de

sub

stra

ts a

vec

le s

ite a

ctif.

• La

tem

péra

ture

, le

pH e

t la

conc

entr

atio

n du

sub

stra

t aff

ecte

nt le

taux

d’

activ

ité e

nzym

atiq

ue.

• Le

s en

zym

es p

euve

nt ê

tre

déna

turé

es.

• Le

s en

zym

es im

mob

ilisé

es s

ont l

arge

men

t util

isée

s da

ns l’

indu

strie

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es m

étho

des d

e pr

oduc

tion

de la

it sa

ns la

ctos

e et

ses a

vant

ages

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

ncep

tion

d’ex

périe

nces

pou

r tes

ter l

’eff

et d

e la

te

mpé

ratu

re, d

u pH

et d

e la

con

cent

ratio

n du

sub

stra

t sur

l’ac

tivité

en

zym

atiq

ue.

• Co

mpé

tenc

e : l

’étu

de e

xpér

imen

tale

d’u

n fa

cteu

r aff

ecta

nt l’

activ

ité d

es

enzy

mes

. (Ex

erci

ce d

e tr

avau

x pr

atiq

ues

3).

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

lact

ase

peut

êtr

e im

mob

ilisé

e da

ns d

es b

illes

d’a

lgin

ate

et d

es e

xpér

ienc

es

dans

lesq

uelle

s le

lact

ose

du la

it es

t hyd

roly

sé p

euve

nt ê

tre

réal

isée

s.

• Le

s él

èves

doi

vent

pou

voir

trac

er d

es g

raph

ique

s po

ur m

ontr

er le

s ef

fets

at

tend

us d

e la

tem

péra

ture

, du

pH e

t de

la c

once

ntra

tion

du s

ubst

rat s

ur

l’act

ivité

enz

ymat

ique

. Ils

doi

vent

pou

voir

expl

ique

r les

pat

tern

s ou

les

tend

ance

s ap

para

issa

nt s

ur c

es g

raph

ique

s.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

dév

elop

pem

ent d

e ce

rtai

nes

tech

niqu

es a

ppor

te d

es b

énéf

ices

à c

erta

ines

po

pula

tions

hum

aine

s pa

rtic

uliè

res

plus

qu’

à d’

autr

es. P

ar e

xem

ple,

le

déve

lopp

emen

t de

lait

sans

lact

ose

disp

onib

le e

n Eu

rope

et e

n A

mér

ique

du

Nor

d po

urra

it êt

re p

lus

béné

fique

en

Afr

ique

ou

en A

sie

où la

pré

vale

nce

de l’

into

léra

nce

au la

ctos

e es

t plu

s él

evée

. Le

déve

lopp

emen

t de

tech

niqu

es

exig

e de

s in

vest

isse

men

ts fi

nanc

iers

. Les

con

nais

sanc

es d

evra

ient

-elle

s êt

re

part

agée

s qu

and

des

tech

niqu

es d

ével

oppé

es d

ans

une

régi

on d

u gl

obe

sont

pl

us p

ertin

ente

s da

ns u

ne a

utre

régi

on ?

Uti

lisat

ion

• Le

s en

zym

es s

ont e

xten

sive

men

t util

isée

s da

ns l’

indu

strie

pou

r la

prod

uctio

n d’

artic

les

alla

nt d

u ju

s de

frui

ts à

la le

ssiv

e.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

8 –

Le m

étab

olis

me,

la re

spira

tion

et la

pho

tosy

nthè

se (M

CNS)


Guide de biologie48

Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re d

e l’A

DN

per

met

le s

tock

age

effic

ace

des

info

rmat

ions

gén

étiq

ues.

2.6

La s

truc

ture

de

l’AD

N e

t de

l’ARN

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

Cric

k et

Wat

son

ont f

abriq

ué d

es m

odèl

es p

our d

écou

vrir

la s

truc

ture

de

l’AD

N. (

1.10

)

Not

ions

clé

s

• Le

s ac

ides

nuc

léiq

ues

AD

N e

t ARN

son

t des

pol

ymèr

es d

e nu

cléo

tides

.

• L’A

DN

diff

ère

de l’

ARN

par

le n

ombr

e de

brin

s pr

ésen

ts, l

a co

mpo

sitio

n de

s ba

ses

azot

ées

et le

type

de

pent

ose.

• L’A

DN

est

une

dou

ble

hélic

e fo

rmée

de

deux

brin

s de

nuc

léot

ides

an

tipar

allè

les

liés

par d

es li

aiso

ns h

ydro

gène

ent

re d

es p

aire

s de

bas

es

com

plém

enta

ires.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’élu

cida

tion

de la

str

uctu

re d

e l’A

DN

par

Cric

k an

d W

atso

n en

fa

briq

uant

des

mod

èles

.

• Co

mpé

tenc

e : d

essi

ner d

e si

mpl

es d

iagr

amm

es d

e la

str

uctu

re d

e nu

cléo

tides

is

olés

d’A

DN

et d

’ARN

en

utili

sant

des

cer

cles

, des

pen

tago

nes

et d

es

rect

angl

es p

our r

epré

sent

er le

s ph

osph

ates

, les

pen

tose

s et

les

base

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

ans

les

diag

ram

mes

de

la s

truc

ture

de

l’AD

N, i

l n’e

st p

as n

éces

saire

de

repr

ésen

ter l

a fo

rme

hélic

oïda

le, p

ar c

ontr

e, le

s de

ux b

rins

doiv

ent ê

tre

antip

aral

lèle

s. Il

faud

ra m

ontr

er q

ue l’

adén

ine

est a

ppar

iée

à la

thym

ine

et

que

la g

uani

ne l’

est à

la c

ytos

ine,

mai

s il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

e se

rapp

eler

de

s lo

ngue

urs

rela

tives

des

bas

es p

urin

es e

t pyr

imid

ines

, pas

plu

s qu

’il n

’est

né

cess

aire

d’in

diqu

er le

nom

bre

de li

aiso

ns h

ydro

gène

ent

re le

s pa

ires

de

base

s.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• L’h

isto

ire d

e l’é

luci

datio

n de

la s

truc

ture

de

l’AD

N m

ontr

e qu

e le

s sc

ient

ifiqu

es

coop

èren

t et c

olla

bore

nt e

t que

les

grou

pes

de re

cher

che

se fo

nt

conc

urre

nce.

Dan

s qu

elle

mes

ure

la re

cher

che

men

ée s

ecrè

tem

ent e

st-e

lle

« an

ti-sc

ient

ifiqu

e »

? Q

uel e

st le

rapp

ort e

ntre

les

conn

aiss

ance

s pa

rtag

ées

et

les

conn

aiss

ance

s pe

rson

nelle

s en

sci

ence

s na

ture

lles

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.2

L’eau

Th

ème

3.5

La m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue e

t la

biot

echn

olog

ie

Thèm

e 7

Les

acid

es n

uclé

ique

s



Idée

ess

enti

elle

: le

s in

form

atio

ns g

énét

ique

s co

nten

ues

dans

l’A

DN

peu

vent

êtr

e co

piée

s ex

acte

men

t pui

s tr

adui

tes

pour

form

er le

s pr

otéi

nes

requ

ises

par

la c

ellu

le.

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scri

ptio

n et

la tr

aduc

tion

Nat

ure

de la

sci

ence

L’obt

entio

n de

pre

uves

pou

r des

théo

ries

scie

ntifi

ques

: M

esel

son

et S

tahl

ont

obt

enu

des

preu

ves

de la

répl

icat

ion

sem

i-con

serv

ativ

e de

l’A

DN

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• La

répl

icat

ion

de l’

AD

N e

st s

emi-c

onse

rvat

ive

et e

lle d

épen

d de

l’ap

parie

men

t de

s pa

ires

de b

ases

com

plém

enta

ires.

• L’h

élic

ase

déro

ule

la d

oubl

e hé

lice

et s

épar

e le

s de

ux b

rins

en b

risan

t les

lia

ison

s hy

drog

ène.

• L’A

DN

pol

ymér

ase

lie le

s nu

cléo

tides

ent

re e

ux p

our f

orm

er u

n no

uvea

u br

in,

le b

rin p

réex

ista

nt lu

i ser

vant

de

mat

rice.

• La

tran

scrip

tion

est l

a sy

nthè

se d

e l’A

RNm

cop

iée

par l

’ARN

pol

ymér

ase

à pa

rtir

des

séqu

ence

s de

bas

es d

e l’A

DN

.

• La

trad

uctio

n es

t la

synt

hèse

des

pol

ypep

tides

sur

les

ribos

omes

.

• La

séq

uenc

e de

s ac

ides

am

inés

des

pol

ypep

tides

est

dét

erm

inée

par

l’A

RNm

d’

aprè

s le

cod

e gé

nétiq

ue.

• Le

s co

dons

de

troi

s ba

ses

sur l

’ARN

m c

orre

spon

dent

à u

n ac

ide

amin

é da

ns

un p

olyp

eptid

e.

• La

trad

uctio

n dé

pend

de

l’app

arie

men

t des

bas

es c

ompl

émen

taire

s en

tre

les

codo

ns s

ur l’

ARN

m e

t les

ant

icod

ons

sur l

’ARN

t.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

Taq

AD

N p

olym

éras

e po

ur p

rodu

ire

rapi

dem

ent d

e m

ultip

les

copi

es d

’AD

N p

ar a

mpl

ifica

tion

en c

haîn

e pa

r po

lym

éras

e (A

CP).

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

d’in

sulin

e hu

mai

ne d

ans

les

bact

érie

s à

titre

d’

exem

ple

de l’

univ

ersa

lité

du c

ode

géné

tique

, ce

qui p

erm

et le

tran

sfer

t de

gène

s d’

une

espè

ce à

une

aut

re.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.5

La m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue e

t la

biot

echn

olog

ie

Thèm

e 7.

2 La

tran

scrip

tion

et l’

expr

essi

on g

éniq

ue

Thèm

e 7.

3 La

trad

uctio

n

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

la m

odifi

catio

n du

gén

ome

d’un

org

anis

me

en v

ue d

e pr

odui

re d

es p

roté

ines

à u

tilis

er à

des

fins

méd

ical

es c

hez

l’êtr

e hu

mai

n a

des

impl

icat

ions

d’o

rdre

éth

ique

.


Guide de biologie50

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scri

ptio

n et

la tr

aduc

tion

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

tabl

eau

du c

ode

géné

tique

pou

r en

dédu

ire le

ou

les

codo

ns q

ui c

orre

spon

dent

à te

l ou

tel a

cide

am

iné.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

résu

ltats

de

Mes

elso

n et

Sta

hl p

our a

ppuy

er la

th

éorie

de

la ré

plic

atio

n se

mi-c

onse

rvat

ive

de l’

AD

N.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

tabl

eau

des

codo

ns d

e l’A

RNm

et d

e le

urs

acid

es a

min

és c

orre

spon

dant

s po

ur e

n dé

duire

la s

éque

nce

des

acid

es

amin

és c

odés

par

un

brin

cou

rt d

’ARN

m d

ont l

a sé

quen

ce d

es b

ases

est

co

nnue

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a dé

duct

ion

de la

séq

uenc

e de

s ba

ses

de l’

AD

N p

our l

e br

in

d’A

RNm

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

e fa

ire la

dis

tinct

ion

entr

e le

s di

vers

type

s de

po

lym

éras

es d

e l’A

DN

.



Idée

ess

enti

elle

: la

resp

iratio

n ce

llula

ire fo

urni

t de

l’éne

rgie

pou

r les

fonc

tions

de

la v

ie.

2.8

La re

spir

atio

n ce

llula

ire

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

de l’

éthi

que

de la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

’util

isat

ion

d’in

vert

ébré

s po

ur ré

alis

er d

es e

xpér

ienc

es a

vec

un re

spiro

mèt

re a

des

impl

icat

ions

d’o

rdre

éth

ique

. (4.

5)

Not

ions

clé

s

• La

resp

iratio

n ce

llula

ire e

st la

libé

ratio

n co

ntrô

lée

d’én

ergi

e pr

oven

ant d

e co

mpo

sés

orga

niqu

es p

our p

rodu

ire d

e l’A

TP.

• L’A

TP d

écou

lant

de

la re

spira

tion

cellu

laire

est

imm

édia

tem

ent d

ispo

nibl

e en

ta

nt q

ue s

ourc

e d’

éner

gie

dans

la c

ellu

le.

• La

resp

iratio

n ce

llula

ire a

naér

obie

pro

duit

un p

etit

rend

emen

t d’A

TP à

par

tir

du g

luco

se.

• La

resp

iratio

n ce

llula

ire a

érob

ie n

éces

site

de

l’oxy

gène

et p

rodu

it un

gra

nd

rend

emen

t d’A

TP à

par

tir d

u gl

ucos

e.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

resp

iratio

n ce

llula

ire a

naér

obie

dan

s le

s le

vure

s po

ur p

rodu

ire d

e l’é

than

ol e

t du

diox

yde

de c

arbo

ne d

ans

la c

uiss

on.

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

de la

ctat

e ch

ez le

s êtr

es h

umai

ns q

uand

on

utili

se la

re

spira

tion

anaé

robi

e po

ur m

axim

iser

le p

ouvo

ir de

s con

trac

tions

mus

cula

ires.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

résu

ltats

d’e

xpér

ienc

es im

pliq

uant

la m

esur

e de

s ta

ux d

e re

spira

tion

dans

des

gra

ines

en

germ

inat

ion

ou c

hez

des

inve

rtéb

rés

en u

tilis

ant u

n re

spiro

mèt

re.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s dé

tails

des

voi

es m

étab

oliq

ues

de la

resp

iratio

n ce

llula

ire n

e so

nt p

as

requ

is m

ais

il fa

ut c

onna

ître

les

subs

trat

s et

les

déch

ets

final

s.

• O

n pe

ut u

tilis

er d

e no

mbr

eux

resp

irom

ètre

s si

mpl

es. L

es é

lève

s do

iven

t sa

voir

que

l’on

utili

se u

n al

cali

pour

abs

orbe

r le

CO2,

et q

ue, p

ar c

onsé

quen

t, le

s ré

duct

ions

du

volu

me

sont

due

s à

l’util

isat

ion

de l’

oxyg

ène.

La

tem

péra

ture

doi

t êtr

e ga

rdée

con

stan

te a

fin d

’évi

ter l

es c

hang

emen

ts d

e vo

lum

e dé

coul

ant d

es fl

uctu

atio

ns d

e la

tem

péra

ture

.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

l’éth

ique

de

l’util

isat

ion

d’an

imau

x da

ns d

es e

xpér

ienc

es

utili

sant

un

resp

irom

ètre

pou

rrai

t fai

re l’

obje

t d’u

ne d

iscu

ssio

n. L’

utili

satio

n à

gran

de é

chel

le d

e pl

ante

s al

imen

taire

s po

ur b

ioca

rbur

ants

, et l

’impa

ct s

ur le

s pr

ix d

es d

enré

es q

ui e

n ré

sulte

, ont

des

impl

icat

ions

d’o

rdre

éth

ique

.


Guide de biologie52

Idée

ess

enti

elle

: la

pho

tosy

nthè

se u

tilis

e l’é

nerg

ie d

e la

lum

ière

sol

aire

pou

r pro

duire

l’én

ergi

e ch

imiq

ue n

éces

saire

à la

vie

.

2.9

La p

hoto

synt

hèse

Nat

ure

de la

sci

ence

Le m

odèl

e ex

périm

enta

l : il

est

cru

cial

de

cont

rôle

r les

var

iabl

es p

ertin

ente

s da

ns le

s ex

périe

nces

aya

nt tr

ait à

la p

hoto

synt

hèse

. (3.

1)

Not

ions

clé

s

• La

pho

tosy

nthè

se e

st la

pro

duct

ion

de c

ompo

sés

carb

onés

dan

s le

s ce

llule

s en

util

isan

t l’é

nerg

ie lu

min

euse

.

• La

lum

ière

vis

ible

pos

sède

une

gam

me

de lo

ngue

urs

d’on

de, l

e vi

olet

co

rres

pond

ant à

la lo

ngue

ur d

’ond

e la

plu

s co

urte

et l

e ro

uge

à la

long

ueur

d’

onde

la p

lus

long

ue.

• La

chl

orop

hylle

abs

orbe

plu

s ef

ficac

emen

t la

lum

ière

roug

e et

la lu

miè

re

bleu

e et

elle

reflè

te la

lum

ière

ver

te p

lus

que

les

autr

es c

oule

urs.

• D

uran

t la

phot

osyn

thès

e, il

y a

pro

duct

ion

d’ox

ygèn

e pa

r pho

toly

se d

e l’e

au.

• D

e l’é

nerg

ie e

st re

quis

e po

ur p

rodu

ire d

es g

luci

des

et d

’aut

res

com

posé

s ca

rbon

és à

par

tir d

u di

oxyd

e de

car

bone

.

• La

tem

péra

ture

, l’in

tens

ité lu

min

euse

et l

a co

ncen

trat

ion

du d

ioxy

de d

e ca

rbon

e so

nt d

es fa

cteu

rs s

usce

ptib

les

de li

mite

r le

taux

de

phot

osyn

thès

e.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

hang

emen

ts d

e l’a

tmos

phèr

e, d

es o

céan

s et

des

dép

ôts

de

roch

es d

e la

Ter

re c

ausé

s pa

r la

phot

osyn

thès

e.

• Co

mpé

tenc

e : d

essi

ner u

n sp

ectr

e d’

abso

rptio

n po

ur la

chl

orop

hylle

et u

n sp

ectr

e d’

actio

n po

ur la

pho

tosy

nthè

se.

• Co

mpé

tenc

e : c

once

voir

des

expé

rienc

es p

our é

tudi

er l’

effe

t des

fact

eurs

lim

itant

s su

r la

phot

osyn

thès

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sé

para

tion

des

pigm

ents

pho

tosy

nthé

tique

s pa

r ch

rom

atog

raph

ie. (

Exer

cice

de

trav

aux

prat

ique

s 4)

.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.5

Les

enzy

mes



2.9

La p

hoto

synt

hèse

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue la

lum

ière

vis

ible

a d

es lo

ngue

urs

d’on

de

com

pris

es e

ntre

400

et 7

00 n

anom

ètre

s, m

ais

on n

e s’a

tten

d pa

s à

ce q

u’ils

se

rapp

elle

nt d

es lo

ngue

urs

d’on

de d

e co

uleu

rs s

péci

fique

s de

la lu

miè

re.

• O

n pe

ut p

rodu

ire d

e l’e

au e

xem

pte

de d

ioxy

de d

e ca

rbon

e po

ur d

es

expé

rienc

es s

ur la

pho

tosy

nthè

se e

n la

fais

ant b

ouill

ir et

refr

oidi

r.

• O

n pe

ut u

tilis

er la

chr

omat

ogra

phie

sur

pap

ier p

our s

épar

er le

s pi

gmen

ts

phot

osyn

thét

ique

s m

ais

la c

hrom

atog

raph

ie e

n co

uche

min

ce d

onne

de

mei

lleur

s ré

sulta

ts.


Tron

c co

mm

un

Thèm

e 3

– La

gén

étiq

ue

15 h

eure

s

Idée

ess

enti

elle

: le

trac

é de

vie

de

chaq

ue o

rgan

ism

e es

t hér

ité d

e se

s pa

rent

s.

3.1

Les

gène

s

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns e

n te

chno

logi

e ; l

es s

éque

nceu

rs d

e gè

nes

sont

util

isés

pou

r le

séqu

ença

ge d

es g

ènes

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• U

n gè

ne e

st u

n fa

cteu

r hér

édita

ire q

ui s

e co

mpo

se d

’une

long

ueur

d’A

DN

et

qui i

nflu

ence

une

car

acté

ristiq

ue s

péci

fique

.

• U

n gè

ne o

ccup

e un

e po

sitio

n sp

écifi

que

sur u

n ch

rom

osom

e.

• Le

s di

vers

es fo

rmes

spé

cifiq

ues

d’un

gèn

e so

nt d

es a

llèle

s.

• Le

s al

lèle

s di

ffèr

ent e

ntre

eux

par

une

bas

e ou

de

quel

ques

bas

es s

eule

men

t.

• D

e no

uvea

ux a

llèle

s so

nt fo

rmés

par

mut

atio

n.

• Le

gén

ome

est l

’ens

embl

e de

s in

form

atio

ns g

énét

ique

s d’

un o

rgan

ism

e.

• To

ute

la s

éque

nce

des

base

s de

s gè

nes

hum

ains

a é

té s

éque

ncée

dan

s le

ca

dre

du p

roje

t du

géno

me

hum

ain.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s de

l’an

émie

à c

ellu

les

falc

iform

es, y

com

pris

une

m

utat

ion

de s

ubst

itutio

n de

bas

es, u

n ch

ange

men

t de

la s

éque

nce

des

base

s de

l’A

RNm

tran

scrit

e à

part

ir de

cel

le-c

i et u

n ch

ange

men

t de

la s

éque

nce

d’un

pol

ypep

tide

dans

l’hé

mog

lobi

ne.

• A

pplic

atio

n : l

a co

mpa

rais

on d

u no

mbr

e de

gèn

es c

hez

les

être

s hu

mai

ns e

t d’

autr

es e

spèc

es.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

e ba

se d

e do

nnée

s po

ur d

éter

min

er le

s di

ffér

ence

s da

ns la

séq

uenc

e de

s ba

ses

d’un

gèn

e ch

ez d

eux

espè

ces.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

séq

uenç

age

du g

énom

e hu

mai

n m

ontr

e qu

e to

us le

s êt

res

hum

ains

pa

rtag

ent l

a va

ste

maj

orité

de

leur

s sé

quen

ces

de b

ases

, mai

s ég

alem

ent

que

de n

ombr

eux

poly

mor

phis

mes

de

mon

onuc

léot

ides

con

trib

uent

à la

di

vers

ité h

umai

ne.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Il

exis

te u

n lie

n en

tre

l’ané

mie

à c

ellu

les

falc

iform

es e

t la

prév

alen

ce d

u pa

ludi

sme.

Dan

s de

tels

cas

, com

men

t pou

vons

-nou

s sa

voir

s’il

exis

te u

n lie

n de

cau

salit

é ou

s’il

s’a

git s

impl

emen

t d’u

ne c

orré

latio

n ?

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

d’un

e ba

se d

e do

nnée

s po

ur c

ompa

rer l

es

séqu

ence

s de

s ba

ses

de l’

AD

N.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

l’éth

ique

en

mat

ière

d’o

bten

tion

de b

reve

ts re

latif

s au

x gè

nes

hum

ains

.

Thème 3 – La génétique


3.1

Les

gène

s

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

pou

voir

se ra

ppel

er d

’une

sub

stitu

tion

de b

ases

spé

cifiq

ue

qui p

rovo

que

le re

mpl

acem

ent d

e l’a

cide

glu

tam

ique

par

la v

alin

e en

tant

qu

e si

xièm

e ac

ide

amin

é da

ns le

pol

ypep

tide

de l’

hém

oglo

bine

.

• Il

faut

évi

ter d

e pa

rler d

u no

mbr

e de

gèn

es e

n te

rmes

de

« ta

ille

du g

énom

e »

car c

ette

exp

ress

ion

est r

éser

vée

à la

qua

ntité

tota

le d

’AD

N. I

l con

vien

t d’

incl

ure

au m

oins

une

pla

nte

et u

ne b

acté

rie d

ans

la c

ompa

rais

on, e

t au

moi

ns u

ne e

spèc

e po

sséd

ant p

lus

de g

ènes

et u

ne a

utre

pos

séda

nt m

oins

de

gène

s qu

e l’ê

tre

hum

ain.

• La

bas

e de

don

nées

Gen

Bank

® pe

ut ê

tre

utili

sée

pour

rech

erch

er le

s sé

quen

ces

des

base

s de

l’A

DN

. La

séqu

ence

du

gène

du

cyto

chro

me

C es

t di

spon

ible

pou

r de

nom

breu

x or

gani

smes

diff

éren

ts ;

elle

pré

sent

e un

inté

rêt

part

icul

ier c

ar e

lle s

ert à

recl

asse

r les

org

anis

mes

en

troi

s do

mai

nes.

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

’incl

ure

les

délé

tions

, les

inse

rtio

ns e

t les

mut

atio

ns

par d

écal

age

du c

adre

de

lect

ure.


Guide de biologie56

Idée

ess

enti

elle

: le

s ch

rom

osom

es p

orte

nt le

s gè

nes

en u

ne s

éque

nce

linéa

ire q

ui e

st c

omm

une

à to

us le

s m

embr

es d

’une

esp

èce.

3.2

Les

chro

mos

omes

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es te

chni

ques

; l’a

utor

adio

grap

hie

a ét

é ut

ilisé

e po

ur é

tabl

ir la

long

ueur

des

mol

écul

es d

’AD

N d

ans

les

chro

mos

omes

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• Le

s pr

ocar

yote

s po

ssèd

ent u

n ch

rom

osom

e qu

i con

sist

e en

une

mol

écul

e ci

rcul

aire

d’A

DN

.

• Ce

rtai

ns p

roca

ryot

es o

nt é

gale

men

t des

pla

smid

es a

lors

que

les

euca

ryot

es

n’en

ont

pas

.

• Le

s ch

rom

osom

es e

ucar

yote

s so

nt d

es m

oléc

ules

liné

aire

s d’

AD

N a

ssoc

iées

à

des

prot

éine

s ap

pelé

es h

isto

nes.

• D

ans

une

espè

ce e

ucar

yote

, des

chr

omos

omes

diff

éren

ts p

orte

nt d

es g

ènes

di

ffér

ents

.

• D

es c

hrom

osom

es h

omol

ogue

s po

rten

t la

mêm

e sé

quen

ce d

e gè

nes

mai

s pa

s né

cess

aire

men

t les

mêm

es a

llèle

s de

ces

gèn

es.

• Le

s no

yaux

dip

loïd

es p

ossè

dent

des

pai

res

de c

hrom

osom

es h

omol

ogue

s.

• Le

s no

yaux

hap

loïd

es p

ossè

dent

un

chro

mos

ome

de c

haqu

e pa

ire.

• Le

nom

bre

de c

hrom

osom

es e

st u

ne c

arac

téris

tique

type

des

mem

bres

d’u

ne

espè

ce.

• U

n ca

ryog

ram

me

mon

tre

les

chro

mos

omes

d’u

n or

gani

sme

dans

des

pai

res

hom

olog

ues

de lo

ngue

ur d

écro

issa

nte.

• Le

sex

e es

t dét

erm

iné

par l

es c

hrom

osom

es s

exue

ls e

t les

aut

osom

es s

ont

des

chro

mos

omes

qui

ne

déte

rmin

ent p

as le

sex

e.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

séq

uenç

age

du g

énom

e du

riz

a im

pliq

ué la

coo

péra

tion

entr

e le

s bi

olog

iste

s de

dix

pay

s.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.6

La d

ivis

ion

cellu

laire

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

la c

olor

atio

n de

bou

ts d

e ra

cine

s éc

rasé

es e

t l’e

xam

en

mic

rosc

opiq

ue d

es c

hrom

osom

es s

ont r

ecom

man

dés

mai

s pa

s ob

ligat

oire

s.

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

de b

ases

de

donn

ées

pour

iden

tifie

r les

locu

s de

gèn

es e

t les

pro

duits

pro

téin

ique

s de

s gè

nes.



3.2

Les

chro

mos

omes

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a te

chni

que

de C

airn

s po

ur m

esur

er la

long

ueur

des

mol

écul

es

d’A

DN

par

aut

orad

iogr

aphi

e.

• A

pplic

atio

n : l

a co

mpa

rais

on d

e la

taill

e du

gén

ome

dans

le p

hage

T2,

Es

cher

ichi

a co

li, D

roso

phila

mel

anog

aste

r, H

omo

sapi

ens e

t Par

is ja

poni

ca.

• A

pplic

atio

n : l

a co

mpa

rais

on d

es n

ombr

es d

e ch

rom

osom

es d

iplo

ïdes

d’

Hom

o sa

pien

s, de

Pan

trog

lody

tes,

Cani

s fam

iliar

is, O

ryza

sativ

a et

Par

asca

ris

equo

rum

.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de c

aryo

gram

mes

pou

r déd

uire

le s

exe

et

diag

nost

ique

r le

synd

rom

e de

Dow

n ch

ez le

s êt

res

hum

ains

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

de b

ases

de

donn

ées

pour

iden

tifie

r le

locu

s d’

un

gène

hum

ain

et s

on p

rodu

it po

lype

ptid

ique

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s te

rmes

car

yoty

pe e

t car

yogr

amm

e n’

ont p

as la

mêm

e si

gnifi

catio

n :

« ca

ryot

ype

» dé

sign

e un

e pr

oprié

té d

’une

cel

lule

, c’e

st-à

-dire

le n

ombr

e et

le

type

de

chro

mos

omes

pré

sent

s da

ns le

noy

au, e

t non

une

pho

togr

aphi

e ou

un

dia

gram

me

de c

es d

erni

ers.

• La

taill

e du

gén

ome

corr

espo

nd à

la lo

ngue

ur to

tale

de

l’AD

N d

ans

un

orga

nism

e. L

es e

xem

ples

de

géno

me

et d

e no

mbr

e de

chr

omos

omes

ont

été

sé

lect

ionn

és p

our p

erm

ettr

e de

sou

leve

r des

poi

nts

prés

enta

nt u

n in

térê

t.

• O

n co

nsid

ère

que

les

deux

mol

écul

es d

’AD

N fo

rmée

s pa

r rép

licat

ion

de l’

AD

N

avan

t la

divi

sion

cel

lula

ire s

ont d

es c

hrom

atid

es s

œur

s ju

squ’

au p

arta

ge d

u ce

ntro

mèr

e au

déb

ut d

e l’a

naph

ase.

Apr

ès c

ela,

ce

sont

des

chr

omos

omes

in

divi

duel

s.


Guide de biologie58

Idée

ess

enti

elle

: le

s al

lèle

s se

sép

aren

t dur

ant l

a m

éios

e, p

erm

etta

nt a

insi

la fo

rmat

ion

de n

ouve

lles

asso

ciat

ions

par

fusi

on d

e ga

mèt

es.

3.3

La m

éios

e

Nat

ure

de la

sci

ence

La fo

rmul

atio

n d’

obse

rvat

ions

att

entiv

es :

la m

éios

e a

été

déco

uver

te p

ar e

xam

en a

u m

icro

scop

e de

la d

ivis

ion

de c

ellu

les

germ

inal

es. (

1.8)

Not

ions

clé

s

• U

n no

yau

dipl

oïde

se

divi

se p

ar m

éios

e po

ur p

rodu

ire q

uatr

e no

yaux

ha

ploï

des.

• La

rédu

ctio

n de

moi

tié d

u no

mbr

e de

chr

omos

omes

per

met

un

cycl

e de

vie

se

xué

avec

fusi

on d

e ga

mèt

es.

• L’A

DN

est

répl

iqué

ava

nt la

méi

ose

afin

que

tous

les

chro

mos

omes

co

mpr

enne

nt d

eux

chro

mat

ides

sœ

urs.

• Le

s st

ades

pré

coce

s de

la m

éios

e im

pliq

uent

l’ap

parie

men

t de

chro

mos

omes

ho

mol

ogue

s et

un

enja

mbe

men

t sui

vi d

’une

con

dens

atio

n.

• L’o

rient

atio

n de

s pa

ires

de c

hrom

osom

es h

omol

ogue

s av

ant l

a sé

para

tion

est

aléa

toire

.

• La

sép

arat

ion

des

paire

s de

chr

omos

omes

hom

olog

ues

dura

nt la

pre

miè

re

divi

sion

de

la m

éios

e ré

duit

le n

ombr

e de

chr

omos

omes

de

moi

tié.

• L’e

njam

bem

ent e

t l’o

rient

atio

n al

éato

ire fa

voris

ent l

a va

riatio

n gé

nétiq

ue.

• La

fusi

on d

e ga

mèt

es p

rove

nant

de

pare

nts

diff

éren

ts fa

voris

e la

var

iatio

n gé

nétiq

ue.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a no

n-di

sjon

ctio

n pe

ut p

rovo

quer

le s

yndr

ome

de D

own

et

d’au

tres

ano

mal

ies

chro

mos

omiq

ues.

• A

pplic

atio

n : l

es é

tude

s m

ontr

ant q

ue l’

âge

des

pare

nts

influ

ence

les

chan

ces

de n

on-d

isjo

nctio

n.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• En

192

2, o

n av

ait c

ompt

é qu

e le

nom

bre

de c

hrom

osom

es p

rése

nts

dans

un

e ce

llule

hum

aine

éta

it de

48,

nom

bre

que

l’on

a ac

cept

é pe

ndan

t 30

ans,

bi

en q

u’un

e ré

visi

on d

es p

reuv

es p

hoto

grap

hiqu

es d

ispo

nibl

es à

l’ép

oque

ai

t mon

tré

qu’il

y e

n av

ait 4

6. Q

uelle

s so

nt le

s ra

ison

s po

ur le

sque

lles

les

croy

ance

s ex

ista

ntes

s’a

ccom

pagn

ent d

’une

cer

tain

e in

ertie

?

Uti

lisat

ion

• U

ne c

ompr

éhen

sion

des

car

yoty

pes

a pe

rmis

de

pron

once

r des

dia

gnos

tics

à de

s fin

s de

con

sulta

tion

géné

tique

.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.6

La d

ivis

ion

cellu

laire

Th

ème

10.1

La

méi

ose

Thèm

e 11

.4 L

a re

prod

uctio

n se

xuée

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

test

s pr

énat

als

de d

épis

tage

d’a

nom

alie

s ch

rom

osom

ique

s do

nnen

t une

indi

catio

n du

sex

e du

fœtu

s et

sou

lève

nt d

es

ques

tions

d’o

rdre

éth

ique

dan

s le

con

text

e de

l’av

orte

men

t sél

ectif

des

fœtu

s fe

mel

les

dans

cer

tain

s pa

ys.



3.3

La m

éios

e

• A

pplic

atio

n : l

a de

scrip

tion

des

mét

hode

s ut

ilisé

es p

our o

bten

ir de

s ce

llule

s po

ur l’

anal

yse

des

cary

otyp

es, p

ar e

xem

ple,

le p

rélè

vem

ent d

e vi

llosi

tés

chor

ioni

ques

et l

’am

nioc

entè

se, e

t les

risq

ues

qui y

son

t ass

ocié

s.

• Co

mpé

tenc

e : d

essi

ner d

es d

iagr

amm

es p

our m

ontr

er le

s st

ades

de

la m

éios

e ab

outis

sant

à la

form

atio

n de

qua

tre

cellu

les

hapl

oïde

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

pré

para

tion

de la

mes

pou

r mic

rosc

ope

mon

tran

t la

méi

ose

est d

iffic

ile e

t il

est b

on q

ue d

es la

mes

per

man

ente

s so

ient

dis

poni

bles

au

cas

où a

ucun

e ce

llule

en

cour

s de

méi

ose

ne s

erai

t vis

ible

sur

des

mon

tage

s te

mpo

raire

s.

• Le

s sc

hém

as d

es d

iver

s st

ades

de

la m

éios

e ne

doi

vent

pas

incl

ure

les

chia

smas

.

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

’exp

lique

r le

proc

essu

s de

form

atio

n de

s ch

iasm

as.


Guide de biologie60

Idée

ess

enti

elle

: l’h

éréd

ité d

es g

ènes

sui

t des

pat

tern

s.

3.4

L’hé

rédi

té

Nat

ure

de la

sci

ence

Le re

levé

de

mes

ures

qua

ntita

tives

répé

tées

pou

r ass

urer

la fi

abili

té. L

es c

rois

emen

ts g

énét

ique

s de

Men

del a

vec

des p

lant

s de

pois

ont

pro

duit

des d

onné

es n

umér

ique

s. (3

.2)

Not

ions

clé

s

• M

ende

l a d

écou

vert

les

prin

cipe

s de

l’hé

rédi

té e

n ré

alis

ant d

es e

xpér

ienc

es

dans

lesq

uelle

s il

a cr

oisé

de

gran

ds n

ombr

es d

e pl

ants

de

pois

.

• Le

s ga

mèt

es s

ont h

aplo

ïdes

; ils

ne

cont

ienn

ent d

onc

qu’u

n al

lèle

de

chaq

ue

gène

.

• Le

s de

ux a

llèle

s de

cha

que

gène

s’is

olen

t dan

s le

s no

yaux

hap

loïd

es

diff

éren

ts fo

rmés

dur

ant l

a m

éios

e.

• La

fusi

on d

es g

amèt

es a

bout

it à

des

zygo

tes

dipl

oïde

s ay

ant d

eux

allè

les

de

chaq

ue g

ène

qui p

euve

nt ê

tre

le m

ême

allè

le o

u de

s al

lèle

s di

ffér

ents

.

• Le

s al

lèle

s do

min

ants

mas

quen

t les

eff

ets

des

allè

les

réce

ssifs

mai

s le

s al

lèle

s co

dom

inan

ts o

nt d

es e

ffet

s co

mm

uns.

• Ch

ez le

s êt

res

hum

ains

, de

nom

breu

ses

mal

adie

s gé

nétiq

ues

sont

cau

sées

pa

r des

allè

les

réce

ssifs

de

gène

s au

toso

miq

ues,

tand

is q

ue d

’aut

res

sont

ca

usée

s pa

r des

allè

les

dom

inan

ts o

u co

dom

inan

ts.

• Ce

rtai

nes

mal

adie

s gé

nétiq

ues

sont

liée

s au

sex

e. L

e pa

tter

n d’

héré

dité

de

s gè

nes

liés

au s

exe

est d

iffér

ent e

n ra

ison

de

leur

loca

lisat

ion

sur l

es

chro

mos

omes

sex

uels

.

• D

e no

mbr

euse

s m

alad

ies

géné

tique

s on

t été

iden

tifié

es c

hez

les

être

s hu

mai

ns m

ais

la m

ajor

ité d

’ent

re e

lles

sont

très

rare

s.

• Le

s ra

diat

ions

et l

es p

rodu

its c

him

ique

s m

utag

ènes

aug

men

tent

le ta

ux d

e m

utat

ion

et p

euve

nt c

ause

r des

mal

adie

s gé

nétiq

ues

et le

can

cer.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s th

éorie

s de

Men

del n

’ont

pas

été

acc

epté

es p

ar la

com

mun

auté

sc

ient

ifiqu

e pe

ndan

t lon

gtem

ps. Q

uels

fact

eurs

inci

tera

ient

la c

omm

unau

té

scie

ntifi

que

à ac

cept

er d

e no

uvel

les

idée

s ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.6

La d

ivis

ion

cellu

laire

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

impl

icat

ions

soc

iale

s du

dia

gnos

tic d

e m

utat

ions

, y

com

pris

les

effe

ts s

ur la

fam

ille

et la

stig

mat

isat

ion.



3.4

L’hé

rédi

té

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’hér

édité

des

gro

upes

san

guin

s A

BO.

• A

pplic

atio

n : l

a cé

cité

au

roug

e-ve

rt e

t l’h

émop

hilie

en

tant

qu’

exem

ples

d’

héré

dité

liée

au

sexe

.

• A

pplic

atio

n : l

’hér

édité

de

la m

ucov

isci

dose

et d

e la

mal

adie

de

Hun

tingt

on.

• A

pplic

atio

n : l

es c

onsé

quen

ces

des

radi

atio

ns q

ui o

nt s

uivi

la b

ombe

nu

cléa

ire d

’Hiro

shim

a et

l’ac

cide

nt d

e Tc

hern

obyl

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

nstr

uctio

n de

car

rés

de P

unne

tt p

our p

rédi

re le

s ré

sulta

ts

des

croi

sem

ents

gén

étiq

ues

mon

ohyb

rides

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

mpa

rais

on d

es ré

sulta

ts p

rédi

ts e

t rée

ls d

es c

rois

emen

ts

géné

tique

s en

util

isan

t des

don

nées

réel

les.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

d’a

rbre

s gé

néal

ogiq

ues

pour

en

dédu

ire le

pat

tern

de

tran

smis

sion

hér

édita

ire d

e m

alad

ies

géné

tique

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s al

lèle

s po

rtés

par

les

chro

mos

omes

X d

oive

nt ê

tre

indi

qués

par

des

lett

res

prés

enté

es e

n in

dice

s su

périe

urs

à cô

té d

’un

X m

ajus

cule

, par

exe

mpl

e, X

h .

• La

not

atio

n at

tend

ue p

our l

es a

llèle

s de

s gr

oupe

s sa

ngui

ns A

BO e

st :

Phén

otyp

eO A B A

B

Gén

otyp

eii IA

IA o

u IA

iIB IB o

u IB i

IAIB


Guide de biologie62

Idée

ess

enti

elle

: le

s bi

olog

iste

s on

t dév

elop

pé d

es te

chni

ques

de

man

ipul

atio

n ar

tific

ielle

de

l’AD

N, d

es c

ellu

les

et d

es o

rgan

ism

es.

3.5

La m

odif

icat

ion

géné

tiqu

e et

la b

iote

chno

logi

e

Nat

ure

de la

sci

ence

Éval

uatio

n de

s ris

ques

ass

ocié

s à

la re

cher

che

scie

ntifi

que

: les

sci

entif

ique

s te

nten

t d’id

entif

ier l

es ri

sque

s as

soci

és a

ux c

ultu

res

ou a

u bé

tail

géné

tique

men

t mod

ifiés

. (4.

8)

Not

ions

clé

s

• L’é

lect

roph

orès

e su

r gel

est

util

isée

pou

r sép

arer

des

pro

téin

es o

u de

s fr

agm

ents

d’A

DN

en

fonc

tion

de le

ur ta

ille.

• L’A

CP p

eut s

ervi

r à a

mpl

ifier

de

petit

es q

uant

ités

d’A

DN

.

• Le

pro

filag

e de

l’A

DN

impl

ique

la c

ompa

rais

on d

e l’A

DN

.

• La

mod

ifica

tion

géné

tique

est

réal

isée

par

tran

sfer

t de

gène

s en

tre

espè

ces.

• Le

s cl

ones

son

t des

gro

upes

d’o

rgan

ism

es g

énét

ique

men

t ide

ntiq

ues,

dér

ivés

d’

une

seul

e ce

llule

par

ente

d’o

rigin

e.

• D

e no

mbr

euse

s es

pèce

s vé

géta

les

et c

erta

ines

esp

èces

ani

mal

es o

nt d

es

mét

hode

s de

clo

nage

nat

urel

les.

• Le

s an

imau

x pe

uven

t êtr

e cl

onés

au

stad

e em

bryo

nnai

re e

n sc

inda

nt

l’em

bryo

n en

plu

s d’

un s

eul g

roup

e de

cel

lule

s.

• D

es m

étho

des

de c

lona

ge d

’ani

mau

x ad

ulte

s ut

ilisa

nt d

es c

ellu

les

diff

éren

ciée

s on

t été

mis

es a

u po

int.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

du p

rofil

age

de l’

AD

N p

our l

a re

cher

che

de p

ater

nité

et

en

méd

ecin

e lé

gale

.

• A

pplic

atio

n : l

e tr

ansf

ert d

e gè

nes

à de

s ba

ctér

ies

en u

tilis

ant d

es p

lasm

ides

fa

it ap

pel a

ux e

ndon

uclé

ases

de

rest

rictio

n et

à l’

AD

N-li

gase

.

• A

pplic

atio

n : l

’éva

luat

ion

des

risqu

es e

t des

bén

éfic

es é

vent

uels

ass

ocié

s à

la

mod

ifica

tion

géné

tique

des

cul

ture

s.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• L’u

tilis

atio

n de

l’A

DN

pou

r ass

urer

des

con

dam

natio

ns d

evan

t les

trib

unau

x es

t bie

n ét

ablie

; po

urta

nt, d

es th

éorie

s ac

cept

ées

univ

erse

llem

ent s

ont

renv

ersé

es à

la lu

miè

re d

e no

uvel

les

preu

ves

scie

ntifi

ques

. Que

ls c

ritèr

es s

ont

requ

is p

our é

valu

er la

fiab

ilité

des

pre

uves

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scrip

tion

et la

trad

uctio

n.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

dans

l’id

éal,

la c

once

ptio

n d’

une

expé

rienc

e re

lativ

e à

l’enr

acin

emen

t doi

t con

duire

à u

ne e

xpér

ienc

e qu

i est

réel

lem

ent r

éalis

ée p

ar

les

élèv

es.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

une

disc

ussi

on p

ourr

ait p

orte

r sur

l’ét

hiqu

e de

la

mod

ifica

tion

géné

tique

.



3.5

La m

odif

icat

ion

géné

tiqu

e et

la b

iote

chno

logi

e

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

d’em

bryo

ns c

loné

s pr

odui

ts p

ar tr

ansf

ert

nucl

éaire

de

cellu

les

som

atiq

ues.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

ncep

tion

d’un

e ex

périe

nce

pour

éva

luer

un

fact

eur

affe

ctan

t l’e

nrac

inem

ent d

e bo

utur

es d

e tig

es.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

d’e

xem

ples

de

prof

ils d

e l’A

DN

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

rela

tives

aux

risq

ues

que

prés

ente

nt le

s cu

lture

s Bt

pou

r les

pap

illon

s m

onar

ques

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

pou

voir

dédu

ire s

i un

hom

me

pour

rait

ou n

on ê

tre

le p

ère

d’un

enf

ant d

’apr

ès le

pat

tern

des

ban

des

d’un

pro

fil d

e l’A

DN

.

• D

olly

peu

t êtr

e ci

tée

com

me

exem

ple

de tr

ansf

ert d

e ce

llule

s so

mat

ique

s.

• U

ne e

spèc

e de

pla

nte

qui f

orm

e fa

cile

men

t des

raci

nes

dans

l’ea

u ou

dan

s un

m

ilieu

sol

ide

doit

être

cho

isie

pou

r les

exp

érie

nces

rela

tives

à l’

enra

cine

men

t.


Tron

c co

mm

un

Thèm

e 4

– L’é

colo

gie

12 h

eure

s

Idée

ess

enti

elle

: la

sur

vie

cont

inue

des

org

anis

mes

viv

ants

, don

t l’ê

tre

hum

ain,

dép

end

des

com

mun

auté

s du

rabl

es.

4.1

Les

espè

ces,

les

com

mun

auté

s et

les

écos

ystè

mes

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces :

les

plan

tes

et le

s al

gues

son

t, po

ur la

plu

part

, aut

otro

phes

. (3.

1)

Not

ions

clé

s

• Le

s es

pèce

s so

nt d

es g

roup

es d

’org

anis

mes

qui

peu

vent

éve

ntue

llem

ent s

e re

prod

uire

ent

re e

ux p

our p

rodu

ire d

es d

esce

ndan

ts fé

cond

s.

• Le

s m

embr

es d

’une

esp

èce

peuv

ent ê

tre

isol

és s

ur le

pla

n re

prod

uctif

en

popu

latio

ns s

épar

ées.

• Le

s es

pèce

s on

t une

mét

hode

de

nutr

ition

aut

otro

phe

ou h

étér

otro

phe

(un

petit

nom

bre

d’es

pèce

s on

t les

deu

x m

étho

des)

.

• Le

s co

nsom

mat

eurs

son

t des

hét

érot

roph

es q

ui s

e no

urris

sent

d’o

rgan

ism

es

viva

nts

par i

nges

tion.

• Le

s dé

triti

vore

s so

nt d

es h

étér

otro

phes

qui

obt

ienn

ent d

es n

utrim

ents

or

gani

ques

de

détr

itus

par d

iges

tion

inte

rne.

• Le

s sa

prot

roph

es s

ont d

es h

étér

otro

phes

qui

obt

ienn

ent d

es n

utrim

ents

or

gani

ques

d’o

rgan

ism

es m

orts

par

dig

estio

n ex

tern

e.

• U

ne c

omm

unau

té e

st fo

rmée

de

popu

latio

ns d

e di

vers

es e

spèc

es q

ui v

iven

t en

sem

ble

et q

ui in

tera

giss

ent e

ntre

elle

s.

• U

ne c

omm

unau

té fo

rme

un é

cosy

stèm

e en

inte

ragi

ssan

t ave

c l’e

nviro

nnem

ent a

biot

ique

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• O

n po

urra

it di

scut

er d

e la

néc

essi

té d

e l’a

spec

t dur

able

des

act

ivité

s hu

mai

nes

et d

es m

étho

des

requ

ises

pou

r l’e

ncou

rage

r.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Géo

grap

hie

2e par

tie –

A. E

au d

ouce

– P

robl

èmes

et c

onfli

ts

Syst

èmes

de

l’env

ironn

emen

t et s

ocié

tés

Th

ème

2.1

Les

espè

ces

et le

s po

pula

tions

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

il va

udra

it m

ieux

que

les

élèv

es o

btie

nnen

t eux

-mêm

es

des

donn

ées

pour

le te

st d

u ch

i-car

ré, a

fin d

e se

fam

iliar

iser

ave

c le

s te

chni

ques

de

trav

ail s

ur le

terr

ain.

Thème 4 – L’écologie


4.1

Les

espè

ces,

les

com

mun

auté

s et

les

écos

ystè

mes

• Le

s au

totr

ophe

s ob

tienn

ent d

es n

utrim

ents

inor

gani

ques

pro

vena

nt d

e l’e

nviro

nnem

ent a

biot

ique

.

• L’a

ppro

visi

onne

men

t en

nutr

imen

ts in

orga

niqu

es e

st m

aint

enu

par l

e cy

cle

des

subs

tanc

es n

utrit

ives

.

• Le

s éc

osys

tèm

es o

nt le

pot

entie

l de

se m

aint

enir

pend

ant d

e lo

ngue

s pé

riode

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• Co

mpé

tenc

e : l

a cl

assi

ficat

ion

des

espè

ces

en a

utot

roph

es, c

onso

mm

ateu

rs,

détr

itivo

res

ou s

apro

trop

hes

à pa

rtir

de c

onna

issa

nces

rela

tives

à le

ur m

ode

de n

utrit

ion.

• Co

mpé

tenc

e : m

ettr

e au

poi

nt d

es m

ésoc

osm

es s

cellé

s po

ur te

nter

d’é

tabl

ir la

dur

abili

té. (

Exer

cice

de

trav

aux

prat

ique

s 5)

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a re

cher

che

d’un

e as

soci

atio

n en

tre

deux

esp

èces

en

utili

sant

le

test

du

chi-c

arré

sur

des

don

nées

d’é

chan

tillo

nnag

e de

qua

drat

s.

• Co

mpé

tenc

e : t

rouv

er la

sig

nific

atio

n st

atis

tique

et l

’inte

rpré

ter.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

es m

ésoc

osm

es p

euve

nt ê

tre

étab

lis d

ans

des

rése

rvoi

rs o

uver

ts m

ais

il va

ut

mie

ux c

hois

ir de

s ré

cipi

ents

en

verr

e sc

ellé

s po

ur é

vite

r l’e

ntré

e et

la s

ortie

de

mat

ière

, tou

t en

perm

etta

nt à

la lu

miè

re d

e pé

nétr

er e

t à la

cha

leur

de

se

diss

iper

. Les

sys

tèm

es a

quat

ique

s so

nt s

usce

ptib

les

d’av

oir p

lus

de s

uccè

s qu

e le

s sy

stèm

es te

rres

tres

.

• Po

ur o

bten

ir de

s do

nnée

s po

ur le

test

du

chi-c

arré

, il f

audr

a ch

oisi

r un

écos

ystè

me

dans

lequ

el u

n ou

plu

sieu

rs d

es fa

cteu

rs q

ui a

ffec

tent

la

dist

ribut

ion

de l’

espè

ce c

hois

ie v

arie

nt. L

’éch

antil

lonn

age

doit

repo

ser s

ur

des

nom

bres

alé

atoi

res.

Dan

s ch

aque

qua

drat

, la

prés

ence

ou

l’abs

ence

de

l’esp

èce

choi

sie

doit

être

enr

egis

trée

.


Guide de biologie66

Idée

ess

enti

elle

: le

s éc

osys

tèm

es n

éces

site

nt u

n ap

port

per

man

ent d

’éne

rgie

pou

r alim

ente

r les

pro

cess

us d

e la

vie

et r

empl

acer

l’én

ergi

e pe

rdue

sou

s fo

rme

de c

hale

ur.

4.2

Le fl

ux d

’éne

rgie

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de th

éorie

s po

ur e

xpliq

uer l

es p

héno

mèn

es n

atur

els :

le c

once

pt d

u flu

x d’

éner

gie

expl

ique

la lo

ngue

ur li

mité

e de

s ch

aîne

s al

imen

taire

s. (2

.2)

Not

ions

clé

s

• La

plu

part

des

éco

syst

èmes

com

pten

t sur

la lu

miè

re s

olai

re p

our

l’app

rovi

sion

nem

ent é

nerg

étiq

ue.

• D

ans

les

com

posé

s ca

rbon

és, l

’éne

rgie

lum

ineu

se e

st c

onve

rtie

en

éner

gie

chim

ique

par

pho

tosy

nthè

se.

• L’é

nerg

ie c

him

ique

des

com

posé

s ca

rbon

és c

ircul

e da

ns le

s ch

aîne

s al

imen

taire

s pa

r nut

ritio

n.

• L’é

nerg

ie li

béré

e de

s co

mpo

sés

carb

onés

par

la re

spira

tion

est u

tilis

ée p

ar le

s or

gani

smes

viv

ants

, pui

s co

nver

tie e

n ch

aleu

r.

• Le

s or

gani

smes

viv

ants

ne

peuv

ent p

as c

onve

rtir

la c

hale

ur e

n d’

autr

es

form

es d

’éne

rgie

.

• Le

s éc

osys

tèm

es p

erde

nt d

e la

cha

leur

.

• Le

s pe

rtes

d’é

nerg

ie e

ntre

les

nive

aux

trop

hiqu

es li

mite

nt la

long

ueur

des

ch

aîne

s al

imen

taire

s et

la b

iom

asse

des

niv

eaux

trop

hiqu

es s

upér

ieur

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• Co

mpé

tenc

e : d

es re

prés

enta

tions

qua

ntita

tives

du

flux

d’én

ergi

e en

util

isan

t de

s py

ram

ides

d’é

nerg

ie.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

es p

yram

ides

de

nom

bre

et d

e bi

omas

se n

e so

nt p

as re

quis

es. L

es é

lève

s do

iven

t se

rend

re c

ompt

e qu

e la

bio

mas

se d

ans

les

écos

ystè

mes

dim

inue

av

ec l’

éner

gie

le lo

ng d

es c

haîn

es a

limen

taire

s en

rais

on d

e la

per

te d

e di

oxyd

e de

car

bone

, d’e

au e

t d’a

utre

s dé

chet

s co

mm

e l’u

rée.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• L’é

nerg

étiq

ue d

es c

haîn

es a

limen

taire

s co

nstit

ue u

n fa

cteu

r dan

s l’e

ffic

acité

de

la p

rodu

ctio

n al

imen

taire

pou

r l’a

llège

men

t de

la fa

im d

ans

le m

onde

.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.8

La re

spira

tion

cellu

laire

Th

ème

2.9

La p

hoto

synt

hèse

Ph

ysiq

ue

Thèm

e 2.

3 Tr

avai

l, én

ergi

e et

pui

ssan

ce

Thèm

e B.

2 Th

erm

odyn

amiq

ue

Syst

èmes

de

l’env

ironn

emen

t et s

ocié

tés

Thèm

e 2.

3 Le

s flu

x d’

éner

gie

et d

e m

atiè

re



4.2

Le fl

ux d

’éne

rgie

• Le

s py

ram

ides

d’é

nerg

ie d

oive

nt ê

tre

dess

inée

s à

l’éch

elle

et e

lles

doiv

ent

être

éch

elon

nées

et n

on tr

iang

ulai

res.

Les

term

es p

rodu

cteu

r, pr

emie

r co

nsom

mat

eur,

deux

ièm

e co

nsom

mat

eur e

t ain

si d

e su

ite d

oive

nt ê

tre

utili

sés

à la

pla

ce d

e pr

emie

r niv

eau

trop

hiqu

e, d

euxi

ème

nive

au tr

ophi

que

et

ains

i de

suite

.

• Il

conv

ient

d’in

sist

er s

ur la

dis

tinct

ion

entr

e le

flux

d’é

nerg

ie d

ans

les

écos

ystè

mes

et l

e cy

cle

des

nutr

imen

ts in

orga

niqu

es. L

es é

lève

s do

iven

t co

mpr

endr

e qu

’il y

a u

n ap

prov

isio

nnem

ent e

n én

ergi

e co

ntin

u m

ais

varia

ble

sous

form

e d’

éner

gie

sola

ire m

ais

que,

dan

s un

éco

syst

ème,

l’a

ppro

visi

onne

men

t en

nutr

imen

ts e

st fi

ni e

t lim

ité.


Guide de biologie68

Idée

ess

enti

elle

: la

dis

poni

bilit

é pe

rman

ente

de

carb

one

dans

les

écos

ystè

mes

dép

end

du c

ycle

du

carb

one.

4.3

Le c

ycle

du

carb

one

Nat

ure

de la

sci

ence

L’obt

entio

n de

mes

ures

qua

ntita

tive

préc

ises

: il

est i

mpo

rtan

t d’o

bten

ir de

s do

nnée

s fia

bles

sur

la c

once

ntra

tion

du d

ioxy

de d

e ca

rbon

e et

du

mét

hane

dan

s l’a

tmos

phèr

e. (3

.1)

Not

ions

clé

s

• Le

s au

totr

ophe

s co

nver

tisse

nt le

dio

xyde

de

carb

one

en g

luci

des

et e

n au

tres

co

mpo

sés

carb

onés

.

• D

ans

les

écos

ystè

mes

aqu

atiq

ues,

le c

arbo

ne e

st p

rése

nt s

ous

la fo

rme

de

diox

yde

de c

arbo

ne d

isso

us e

t d’io

ns d

e ca

rbon

ate

d’hy

drog

ène.

• Le

dio

xyde

de

carb

one

diff

use

de l’

atm

osph

ère

ou d

e l’e

au a

ux a

utot

roph

es.

• Le

dio

xyde

de

carb

one

est p

rodu

it pa

r la

resp

iratio

n et

il d

iffus

e de

s or

gani

smes

à l’

eau

ou à

l’at

mos

phèr

e.

• Le

mét

hane

est

pro

duit

à pa

rtir

de m

atiè

re o

rgan

ique

dan

s de

s co

nditi

ons

anaé

robi

es p

ar d

es a

rché

ens

mét

hano

gène

s et

une

cer

tain

e qu

antit

é se

di

ffus

e da

ns l’

atm

osph

ère

ou s

’acc

umul

e da

ns le

sol

.

• Le

mét

hane

est

oxy

dé e

n di

oxyd

e de

car

bone

et e

n ea

u da

ns l’

atm

osph

ère.

• Il

y a

form

atio

n de

tour

be q

uand

la m

atiè

re o

rgan

ique

n’e

st p

as to

tale

men

t dé

com

posé

e en

rais

on d

e co

nditi

ons

acid

es e

t/ou

ana

érob

ies

dans

des

sol

s en

gorg

és d

’eau

.

• La

mat

ière

org

aniq

ue p

artie

llem

ent d

écom

posé

e da

tant

d’è

res

géol

ogiq

ues

anté

rieur

es a

été

con

vert

ie s

oit e

n ho

uille

, soi

t en

pétr

ole

et e

n ga

z qu

i s’a

ccum

ulen

t dan

s le

s ro

ches

por

euse

s.

• D

u di

oxyd

e de

car

bone

est

pro

duit

par l

a co

mbu

stio

n de

la b

iom

asse

et d

e la

m

atiè

re o

rgan

ique

foss

ilisé

e.

• Le

s an

imau

x te

ls q

ue le

cor

ail h

erm

atyp

ique

et l

es m

ollu

sque

s po

ssèd

ent d

es

part

ies

dure

s co

mpo

sées

de

carb

onat

e de

cal

cium

qui

peu

vent

se

foss

ilise

r da

ns le

s ro

ches

cal

caire

s.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Phys

ique

Th

ème

8.1

Sour

ces

d’én

ergi

e Ch

imie

Th

ème

C.2

Les

com

bust

ible

s fo

ssile

s Th

ème

C.5

L’im

pact

env

ironn

emen

tal :

le ré

chau

ffem

ent d

e la

pla

nète

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

on p

ourr

ait c

onsi

dére

r les

impl

icat

ions

éth

ique

s du

dé

tour

nem

ent d

e ce

rtai

nes

cultu

res

aupa

rava

nt d

estin

ées

à l’a

limen

tatio

n ve

rs la

pro

duct

ion

de c

ombu

stib

le, c

omm

e c’

est l

e ca

s du

maï

s.



4.3

Le c

ycle

du

carb

one

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’est

imat

ion

des

flux

de c

arbo

ne e

n ra

ison

des

pro

cess

us d

u cy

cle

du c

arbo

ne.

• A

pplic

atio

n : l

’ana

lyse

des

don

nées

obt

enue

s pa

r les

sta

tions

de

cont

rôle

de

l’air

pour

exp

lique

r les

fluc

tuat

ions

ann

uelle

s.

• Co

mpé

tenc

e : c

onst

ruire

un

diag

ram

me

repr

ésen

tant

le c

ycle

du

carb

one.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s flu

x de

car

bone

doi

vent

êtr

e m

esur

és e

n gi

gato

nnes

.


Guide de biologie70

Idée

ess

enti

elle

: le

s co

ncen

trat

ions

des

gaz

dan

s l’a

tmos

phèr

e af

fect

ent l

es c

limat

s pe

rçus

à la

sur

face

de

la T

erre

.

4.4

Le c

hang

emen

t clim

atiq

ue

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

d’as

sert

ions

: l’é

valu

atio

n de

s as

sert

ions

pré

tend

ant q

ue le

s ch

ange

men

ts c

limat

ique

s so

nt c

ausé

s pa

r les

act

ivité

s hu

mai

nes.

(5.2

)

Not

ions

clé

s

• Le

dio

xyde

de

carb

one

et la

vap

eur d

’eau

son

t les

gaz

à e

ffet

de

serr

e le

s pl

us

impo

rtan

ts.

• D

’aut

res

gaz,

not

amm

ent l

e m

étha

ne e

t les

oxy

des

d’az

ote,

ont

un

impa

ct

moi

ns im

port

ant.

• L’i

mpa

ct d

’un

gaz

dépe

nd d

e so

n ap

titud

e à

abso

rber

les

radi

atio

ns à

lo

ngue

urs

d’on

de lo

ngue

s ai

nsi q

ue d

e sa

con

cent

ratio

n da

ns l’

atm

osph

ère.

• La

Ter

re ré

chau

ffée

ém

et d

es ra

diat

ions

à lo

ngue

urs

d’on

de lo

ngue

s (c

hale

ur).

• Le

s ra

diat

ions

à lo

ngue

urs

d’on

de p

lus

long

ues

sont

abs

orbé

es p

ar le

s ga

z à

effe

t de

serr

e qu

i ret

ienn

ent l

a ch

aleu

r dan

s l’a

tmos

phèr

e.

• Le

s te

mpé

ratu

res

du g

lobe

et l

es ré

gim

es c

limat

ique

s so

nt in

fluen

cés

par l

es

conc

entr

atio

ns d

es g

az à

eff

et d

e se

rre.

• Il

exis

te u

ne c

orré

latio

n en

tre

les

conc

entr

atio

ns c

rois

sant

es d

e di

oxyd

e de

ca

rbon

e da

ns l’

atm

osph

ère

depu

is le

déb

ut d

e la

révo

lutio

n in

dust

rielle

il y

a

200

ans

et le

s te

mpé

ratu

res

moy

enne

s du

glo

be.

• Le

s au

gmen

tatio

ns ré

cent

es d

e di

oxyd

e de

car

bone

atm

osph

ériq

ue s

ont e

n gr

ande

par

tie d

ues

à la

com

bust

ion

de m

atiè

re o

rgan

ique

foss

ilisé

e.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es m

enac

es q

u’im

pliq

uent

les

conc

entr

atio

ns c

rois

sant

es d

e di

oxyd

e de

car

bone

dis

sous

pou

r les

réci

fs c

oral

liens

.

• A

pplic

atio

n : l

es c

orré

latio

ns e

ntre

les

tem

péra

ture

s du

glo

be e

t les

co

ncen

trat

ions

de

diox

yde

de c

arbo

ne s

ur la

Ter

re.

• A

pplic

atio

n : l

’éva

luat

ion

des

asse

rtio

ns s

elon

lesq

uelle

s le

s ac

tivité

s hu

mai

nes

ne s

ont p

as re

spon

sabl

es d

u ch

ange

men

t clim

atiq

ue.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

s ga

z à

effe

t de

serr

e so

nt li

béré

s lo

cale

men

t mai

s le

ur im

pact

est

ress

enti

à l’é

chel

le g

loba

le e

t il e

st d

onc

cruc

ial d

e co

opér

er in

tern

atio

nale

men

t pou

r ré

duire

les

émis

sion

s.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

prin

cipe

de

préc

autio

n a

pour

but

de

guid

er la

pris

e de

déc

isio

ns d

ans

des

cond

ition

s où

l’on

man

que

de c

ertit

ude.

La

cert

itude

est

-elle

une

cho

se

poss

ible

en

scie

nces

nat

urel

les

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Phys

ique

Th

ème

8.2

Tran

sfer

t d’é

nerg

ie th

erm

ique

G

éogr

aphi

e :

1re p

artie

– 3

. Dis

trib

utio

ns s

patia

les

en m

atiè

re d

e qu

alité

et d

e du

rabi

lité

de

l’env

ironn

emen

t Sy

stèm

es d

e l’e

nviro

nnem

ent e

t soc

iété

s Th

ème

7.2

Les

caus

es e

t les

con

séqu

ence

s du

cha

ngem

ent c

limat

ique

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

des

base

s de

don

nées

peu

vent

êtr

e ut

ilisé

es p

our

anal

yser

les

conc

entr

atio

ns d

es g

az à

eff

et d

e se

rre.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

il ex

iste

des

asp

ects

par

allè

les

inté

ress

ants

ent

re le

s êt

res

hum

ains

qui

ne

sont

pas

dis

posé

s à

rédu

ire le

ur e

mpr

eint

e de

car

bone

et l

a tr

iche

rie c

hez

les

anim

aux

soci

aux.

Qua

nd le

niv

eau

de tr

iche

rie d

épas

se u

n ce

rtai

n se

uil,

le c

ompo

rtem

ent s

ocia

l se

dési

ntèg

re.



4.4

Le c

hang

emen

t clim

atiq

ue

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

dio

xyde

de

carb

one,

le m

étha

ne e

t la

vape

ur d

’eau

doi

vent

êtr

e in

clus

da

ns le

s di

scus

sion

s.

• Il

n’es

t pas

néc

essa

ire d

’incl

ure

les

cons

éque

nces

noc

ives

de

la d

imin

utio

n de

la c

ouch

e d’

ozon

e da

ns la

dis

cuss

ion

et il

faut

insi

ster

sur

le fa

it qu

e la

di

min

utio

n de

la c

ouch

e d’

ozon

e n’

est p

as re

spon

sabl

e de

l’ef

fet d

e se

rre

accr

u.


Tron

c co

mm

un

Thèm

e 5

– L’é

volu

tion

et la

bio

dive

rsité

12

heu

res

Idée

ess

enti

elle

: no

us p

ossé

dons

des

pre

uves

écr

asan

tes

de l’

évol

utio

n de

la v

ie s

ur la

Ter

re.

5.1

Les

preu

ves

de l’

évol

utio

n

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces

: la

stru

ctur

e os

seus

e de

s m

embr

es d

es v

erté

brés

pré

sent

e de

s ca

ract

éris

tique

s co

mm

unes

, bie

n qu

e ce

s m

embr

es s

oien

t util

isés

à d

es fi

ns d

iver

ses.

(3.1)

Not

ions

clé

s

• L’é

volu

tion

se p

rodu

it qu

and

les

cara

ctér

istiq

ues

héré

dita

ires

d’un

e es

pèce

ch

ange

nt.

• Le

s ar

chiv

es g

éolo

giqu

es fo

urni

ssen

t des

pre

uves

de

l’évo

lutio

n.

• L’é

leva

ge s

élec

tif d

’ani

mau

x do

mes

tique

s m

ontr

e qu

e la

sél

ectio

n ar

tific

ielle

pe

ut c

ause

r l’é

volu

tion.

• L’é

volu

tion

de s

truc

ture

s ho

mol

ogue

s pa

r rad

iatio

n ad

apta

tive

expl

ique

les

sim

ilarit

és s

truc

ture

lles

quan

d il

exis

te d

es d

iffér

ence

s fo

nctio

nnel

les.

• Le

s po

pula

tions

d’u

ne e

spèc

e pe

uven

t pro

gres

sive

men

t div

erge

r par

év

olut

ion

en e

spèc

es s

épar

ées.

• La

var

iatio

n co

ntin

ue d

ans

la g

amm

e gé

ogra

phiq

ue d

e po

pula

tions

ass

ocié

es

corr

espo

nd a

u co

ncep

t de

la d

iver

genc

e pr

ogre

ssiv

e.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e dé

velo

ppem

ent d

’inse

ctes

mél

anis

tes

dans

des

zon

es

pollu

ées.

• A

pplic

atio

n : l

a co

mpa

rais

on d

u m

embr

e pe

ntad

acty

le d

es m

amm

ifère

s,

des

oise

aux,

des

am

phib

iens

et d

es re

ptile

s ay

ant d

iver

ses

mét

hode

s de

lo

com

otio

n.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• L’h

isto

ire d

e l’é

volu

tion

est u

n do

mai

ne p

artic

uliè

rem

ent d

iffic

ile d

e la

sci

ence

ca

r il e

st im

poss

ible

de

réal

iser

des

exp

érie

nces

pou

r éta

blir

les

évén

emen

ts

anté

rieur

s ou

leur

s ca

uses

. Tou

tefo

is, i

l exi

ste

des

mét

hode

s sc

ient

ifiqu

es q

ui

perm

ette

nt d

’éta

blir

au-d

elà

du d

oute

rais

onna

ble

ce q

ui s

’est

pas

sé d

ans

cert

ains

cas

. En

quoi

ces

mét

hode

s se

com

pare

nt-e

lles

à ce

lles

utili

sées

par

le

s hi

stor

iens

pou

r rec

onst

ruire

le p

assé

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Phys

ique

Th

ème

7.1 É

nerg

ie d

iscr

ète

et ra

dioa

ctiv

ité

Géo

grap

hie

1re

par

tie –

3. D

istr

ibut

ions

spa

tiale

s en

mat

ière

de

qual

ité e

t de

dura

bilit

é de

l’e

nviro

nnem

ent

Syst

èmes

de

l’env

ironn

emen

t et s

ocié

tés

Thèm

e 4

– La

bio

dive

rsité

dan

s le

s éc

osys

tèm

es

Thème 5 – L’évolution et la biodiversité


Idée

ess

enti

elle

: la

div

ersi

té d

e la

vie

a é

volu

é et

con

tinue

à é

volu

er p

ar s

élec

tion

natu

relle

.

5.2

La s

élec

tion

nat

urel

le

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de th

éorie

s po

ur e

xpliq

uer l

es p

héno

mèn

es n

atur

els

: la

théo

rie d

e l’é

volu

tion

par s

élec

tion

natu

relle

peu

t exp

lique

r le

déve

lopp

emen

t de

la ré

sist

ance

des

ba

ctér

ies

aux

antib

iotiq

ues.

(2.1)

Not

ions

clé

s

• La

sél

ectio

n na

ture

lle p

eut s

e pr

odui

re u

niqu

emen

t s’il

y a

var

iatio

n pa

rmi l

es

mem

bres

de

la m

ême

espè

ce.

• Le

s m

utat

ions

, la

méi

ose

et la

repr

oduc

tion

sexu

ée c

ause

nt d

es v

aria

tions

en

tre

les

indi

vidu

s d’

une

espè

ce.

• Le

s ad

apta

tions

son

t des

car

acté

ristiq

ues

grâc

e au

xque

lles

un in

divi

du

conv

ient

à s

on e

nviro

nnem

ent e

t à s

on m

ode

de v

ie.

• Le

s es

pèce

s on

t ten

danc

e à

prod

uire

plu

s de

des

cend

ants

que

l’e

nviro

nnem

ent n

e pe

ut s

uppo

rter

.

• Le

s in

divi

dus

qui s

ont l

es m

ieux

ada

ptés

ont

tend

ance

à s

urvi

vre

et à

pro

duire

pl

us d

e de

scen

dant

s, a

lors

que

ceu

x qu

i le

sont

moi

ns o

nt te

ndan

ce à

mou

rir

ou à

pro

duire

moi

ns d

e de

scen

dant

s.

• Le

s in

divi

dus

qui s

e re

prod

uise

nt tr

ansm

ette

nt c

erta

ines

de

leur

s ca

ract

éris

tique

s à

leur

s de

scen

dant

s.

• La

sél

ectio

n na

ture

lle a

ugm

ente

la fr

éque

nce

des

cara

ctér

istiq

ues

qui

perm

ette

nt a

ux in

divi

dus

d’êt

re m

ieux

ada

ptés

et d

imin

ue la

fréq

uenc

e de

s au

tres

car

acté

ristiq

ues,

ce

qui a

mèn

e de

s ch

ange

men

ts a

u se

in d

e l’e

spèc

e.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

hang

emen

ts d

e be

cs d

es p

inso

ns d

e l’î

le D

aphn

e M

ayor

.

• A

pplic

atio

n : l

’évo

lutio

n de

la ré

sist

ance

des

bac

térie

s au

x an

tibio

tique

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

com

pren

dre

clai

rem

ent q

ue le

s ca

ract

éris

tique

s ac

quis

es

dura

nt la

dur

ée d

e vi

e d’

un in

divi

du n

e so

nt p

as h

éréd

itaire

s. Il

n’e

st p

as

néce

ssai

re d

e m

entio

nner

le te

rme

« la

mar

ckis

me

».

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

sél

ectio

n na

ture

lle e

st u

ne th

éorie

. Com

bien

de

preu

ves

doit-

on p

ossé

der

pour

app

uyer

une

théo

rie e

t que

lle s

orte

de

preu

ves

néga

tives

est

requ

ise

pour

la ré

fute

r ?


Guide de biologie74

Idée

ess

enti

elle

: le

s es

pèce

s so

nt n

omm

ées

et c

lass

ées

en u

tilis

ant u

n sy

stèm

e ac

cept

é à

l’éch

elle

inte

rnat

iona

le.

5.3

La c

lass

ific

atio

n de

la b

iodi

vers

ité

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

oopé

ratio

n et

la c

olla

bora

tion

entr

e gr

oupe

s de

sci

entif

ique

s : le

s sc

ient

ifiqu

es u

tilis

ent l

e sy

stèm

e bi

nom

ial p

our i

dent

ifier

une

esp

èce

à la

pla

ce d

es n

ombr

eux

nom

s lo

caux

diff

éren

ts. (

4.3)

Not

ions

clé

s

• Le

sys

tèm

e bi

nom

ial d

es n

oms

pour

les

espè

ces

est u

nive

rsel

par

mi l

es

biol

ogis

tes

et il

a é

té d

ével

oppé

et a

ccep

té a

u co

urs

d’un

e sé

rie d

e co

ngrè

s.

• Lo

rsqu

e de

s es

pèce

s so

nt d

écou

vert

es, o

n le

ur d

onne

des

nom

s sc

ient

ifiqu

es

en u

tilis

ant l

e sy

stèm

e bi

nom

ial.

• Le

s ta

xono

mis

tes

clas

sifie

nt le

s es

pèce

s en

util

isan

t une

hié

rarc

hie

de ta

xons

.

• To

us le

s or

gani

smes

son

t cla

ssés

en

troi

s do

mai

nes.

• Le

s pr

inci

paux

taxo

ns p

our c

lass

ifier

les

euca

ryot

es s

ont :

le rè

gne,

l’e

mbr

anch

emen

t, la

cla

sse,

l’or

dre,

la fa

mill

e, le

gen

re e

t l’e

spèc

e.

• D

ans

une

clas

sific

atio

n na

ture

lle, l

e ge

nre

et le

s ta

xons

plu

s él

evés

ac

com

pagn

ateu

rs s

e co

mpo

sent

de

tout

es le

s es

pèce

s qu

i ont

évo

lué

à pa

rtir

d’un

e es

pèce

anc

estr

ale

com

mun

e.

• Pa

rfoi

s, le

s ta

xono

mis

tes

recl

asse

nt le

s gr

oupe

s d’

espè

ces

quan

d de

no

uvel

les

preu

ves

mon

tren

t qu’

un ta

xon

anté

rieur

con

tient

une

esp

èce

qui a

év

olué

à p

artir

d’u

ne e

spèc

e an

cest

rale

diff

éren

te.

• Le

s cl

assi

ficat

ions

nat

urel

les

aide

nt à

iden

tifie

r les

esp

èces

et p

erm

ette

nt d

e pr

édire

les

cara

ctér

istiq

ues

part

agée

s pa

r une

esp

èce

au s

ein

d’un

gro

upe.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a cl

assi

ficat

ion

d’un

e es

pèce

vég

étal

e et

d’u

ne e

spèc

e an

imal

e à

tous

les

nive

aux,

du

dom

aine

à l’

espè

ce.

• A

pplic

atio

n : l

es c

arac

téris

tique

s de

reco

nnai

ssan

ce d

es b

ryop

hyte

s,

filic

inop

hyte

s, c

onifé

roph

ytes

et a

ngio

sper

mop

hyte

s.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Il

exis

te d

es c

odes

de

nom

encl

atur

e et

des

acc

ords

inte

rnat

iona

ux a

yant

trai

t au

x pr

inci

pes

à su

ivre

pou

r la

clas

sific

atio

n de

s or

gani

smes

viv

ants

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• C’

est a

u bo

tani

ste

et m

édec

in s

uédo

is C

arol

us L

inna

eus

(170

7–17

78) q

ue l’

on

doit

en g

rand

e pa

rtie

l’ad

optio

n d’

un s

ystè

me

bino

mia

l de

nom

encl

atur

e.

Linn

aeus

(Lin

né) a

éga

lem

ent d

éfin

i qua

tre

grou

pes

d’êt

res

hum

ains

, et

les

divi

sion

s re

posa

ient

sur

les

cara

ctèr

es p

hysi

ques

et s

ocia

ux. S

elon

les

norm

es d

u XX

Ie siè

cle,

on

pour

rait

pens

er q

ue s

es d

escr

iptio

ns s

ont r

acis

tes.

Co

mm

ent l

e co

ntex

te s

ocia

l du

trav

ail s

cien

tifiq

ue a

ffec

te-t

-il le

s m

étho

des

et

les

déco

uver

tes

de la

rech

erch

e ?

Est-

il né

cess

aire

de

cons

idér

er le

con

text

e so

cial

qua

nd o

n év

alue

les

aspe

cts

éthi

ques

des

ass

ertio

ns ?



5.3

La c

lass

ific

atio

n de

la b

iodi

vers

ité

• A

pplic

atio

n : l

es c

arac

téris

tique

s de

reco

nnai

ssan

ce d

es p

orifè

res,

cni

daire

s,

plat

helm

inth

es, a

nnel

ides

, mol

lusq

ues,

art

hrop

odes

et c

ordé

s.

• A

pplic

atio

n : l

es c

arac

téris

tique

s de

reco

nnai

ssan

ce d

es o

isea

ux, m

amm

ifère

s,

amph

ibie

ns, r

eptil

es e

t poi

sson

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

nstr

uctio

n de

clé

s di

chot

omiq

ues

à ut

ilise

r pou

r ide

ntifi

er

des

spéc

imen

s.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s ar

chée

ns, e

ubac

térie

s et

euc

aryo

tes

doiv

ent ê

tre

utili

sés

pour

les

troi

s do

mai

nes.

• Le

s m

embr

es d

e ce

s do

mai

nes

doiv

ent ê

tre

appe

lés

arch

éens

, bac

térie

s an

d eu

cary

otes

.

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

uels

son

t les

em

bran

chem

ents

de

plan

tes

qui

poss

èden

t du

tissu

vas

cula

ire, m

ais

ils n

’ont

pas

bes

oin

de c

onna

ître

d’au

tres

dé

tails

inte

rnes

.

• Le

s ca

ract

éris

tique

s de

reco

nnai

ssan

ce a

tten

dues

pou

r les

em

bran

chem

ents

de

s an

imau

x sé

lect

ionn

és s

ont c

elle

s qu

i son

t les

plu

s ut

iles

pour

dis

tingu

er

les

grou

pes

les

uns

des

autr

es e

t il n

’est

pas

néc

essa

ire d

e fa

ire u

ne

desc

riptio

n co

mpl

ète

des

cara

ctér

istiq

ues

de c

haqu

e em

bran

chem

ent.

• Le

s vi

rus

ne s

ont p

as c

lass

ifiés

com

me

des

orga

nism

es v

ivan

ts.


Guide de biologie76

Idée

ess

enti

elle

: l’a

scen

danc

e de

gro

upes

d’e

spèc

es p

eut ê

tre

dédu

ite e

n co

mpa

rant

leur

s sé

quen

ces

de b

ases

ou

d’ac

ides

am

inés

.

5.4

La c

ladi

stiq

ue

Nat

ure

de la

sci

ence

La fa

lsifi

catio

n de

s th

éorie

s, u

ne th

éorie

éta

nt re

mpl

acée

par

une

aut

re ;

les

fam

illes

de

plan

tes

ont é

té re

clas

sifié

es s

uite

à l’

obte

ntio

n de

pre

uves

cla

dist

ique

s. (1

.9)

Not

ions

clé

s

• U

n cl

ade

est u

n gr

oupe

d’o

rgan

ism

es q

ui o

nt é

volu

é à

part

ir d’

un a

ncêt

re

com

mun

.

• Le

s pr

euve

s m

ontr

ant q

u’un

e es

pèce

fait

part

ie d

’un

clad

e pe

uven

t êtr

e ob

tenu

es d

es s

éque

nces

de

base

s d’

un g

ène

ou d

e la

séq

uenc

e d’

acid

es

amin

és c

orre

spon

dant

e d’

une

prot

éine

.

• Le

s di

ffér

ence

s da

ns le

s sé

quen

ces

s’acc

umul

ent p

rogr

essi

vem

ent ;

il e

xist

e pa

r con

séqu

ent u

ne c

orré

latio

n po

sitiv

e en

tre

deux

esp

èces

et l

e dé

lai é

coul

é av

ant q

u’el

les

ne d

iver

gent

par

rapp

ort à

un

ancê

tre

com

mun

.

• Le

s ca

ract

éris

tique

s pe

uven

t êtr

e an

alog

ues

ou h

omol

ogue

s.

• Le

s cl

adog

ram

mes

son

t des

dia

gram

mes

ram

ifiés

qui

mon

tren

t la

séqu

ence

de

div

erge

nce

la p

lus

prob

able

dan

s le

s cl

ades

.

• Le

s pr

euve

s cl

adis

tique

s on

t mon

tré

que

les

clas

sific

atio

ns d

e ce

rtai

ns

grou

pes

repo

sant

sur

la s

truc

ture

ne

corr

espo

ndai

ent p

as a

ux o

rigin

es

évol

utiv

es d

’un

grou

pe o

u d’

une

espè

ce.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : d

es c

lado

gram

mes

incl

uant

les

être

s hu

mai

ns e

t d’a

utre

s pr

imat

es.

• A

pplic

atio

n : l

a re

clas

sific

atio

n de

la fa

mill

e de

s sc

rofu

laria

ceae

en

utili

sant

de

s pr

euve

s cl

adis

tique

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

clad

ogra

mm

es p

our e

n dé

duire

des

rela

tions

év

olut

ives

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

ans

l’étu

de d

es b

acté

ries,

un

impo

rtan

t pas

en

avan

t a é

té ré

alis

é en

197

7,

lors

que

Carl

Woe

se a

reco

nnu

que

les

arch

éens

ava

ient

une

lign

e sé

paré

e de

de

scen

danc

e év

olut

ive

à pa

rtir

de b

acté

ries.

Des

sci

entif

ique

s re

nom

més

, te

ls L

uria

et M

ayr,

se s

ont o

ppos

és à

sa

divi

sion

des

pro

cary

otes

. Dan

s qu

elle

m

esur

e le

con

serv

atis

me

est-

il dé

sira

ble

en s

cien

ce ?


Tron

c co

mm

un

Thèm

e 6

– La

phy

siol

ogie

hum

aine

20

heu

res

Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re d

e la

par

oi d

e l’i

ntes

tin g

rêle

lui p

erm

et d

e dé

plac

er, d

e di

gére

r et d

’abs

orbe

r les

alim

ents

.

6.1

La d

iges

tion

et l

’abs

orpt

ion

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

une

tubu

lure

de

dial

yse

peut

êtr

e ut

ilisé

e à

titre

de

mod

èle

de l’

abso

rptio

n da

ns l’

inte

stin

. (1.

10)

Not

ions

clé

s

• La

con

trac

tion

des

mus

cles

circ

ulai

res

et lo

ngitu

dina

ux d

e l’i

ntes

tin g

rêle

m

élan

ge la

nou

rritu

re a

ux e

nzym

es e

t la

fait

avan

cer l

e lo

ng d

e l’i

ntes

tin.

• Le

pan

créa

s sé

crèt

e de

s en

zym

es d

ans

la lu

miè

re d

e l’i

ntes

tin g

rêle

.

• Le

s en

zym

es d

igèr

ent l

a pl

upar

t des

mac

rom

oléc

ules

des

alim

ents

en

mon

omèr

es d

ans

le p

etit

inte

stin

.

• Le

s vi

llosi

tés

augm

ente

nt la

sur

face

d’é

pith

éliu

m s

ur la

quel

le s

e pr

odui

t l’a

bsor

ptio

n.

• Le

s vi

llosi

tés

abso

rben

t les

mon

omèr

es fo

rmés

par

la d

iges

tion

ains

i que

les

ions

min

érau

x et

les

vita

min

es.

• D

iver

ses

mét

hode

s de

tran

spor

t tra

nsm

embr

anai

re s

ont r

equi

ses

pour

ab

sorb

er le

s di

vers

nut

rimen

ts.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es p

roce

ssus

se

déro

ulan

t dan

s l’i

ntes

tin g

rêle

qui

abo

utis

sent

à

la d

iges

tion

de l’

amid

on e

t au

tran

spor

t des

pro

duits

de

la d

iges

tion

jusq

u’au

fo

ie.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

d’un

e tu

bulu

re d

e di

alys

e po

ur s

imul

er l’

abso

rptio

n de

s al

imen

ts d

igér

és d

ans

l’int

estin

.

Uti

lisat

ion

• Ce

rtai

nes

enzy

mes

hyd

roly

tique

s on

t de

l’im

port

ance

dan

s le

dom

aine

éc

onom

ique

; pa

r exe

mpl

e, l’

amyl

ase

est u

tilis

ée d

ans

la p

rodu

ctio

n de

suc

res

à pa

rtir

d’am

idon

et d

ans

le b

rass

age

de la

biè

re.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.1

Des

mol

écul

es a

u m

étab

olis

me

Thèm

e 2.

5 Le

s en

zym

es

Thème 6 – La physiologie humaine

Guide de biologie78

6.1

La d

iges

tion

et l

’abs

orpt

ion

• Co

mpé

tenc

e : l

’éla

bora

tion

d’un

dia

gram

me

anno

té d

u sy

stèm

e di

gest

if.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

s co

uche

s tis

sula

ires

dans

des

sec

tions

tr

ansv

ersa

les

de l’

inte

stin

grê

le v

ues

au m

icro

scop

e ou

sur

une

pho

togr

aphi

e pr

ise

au m

icro

scop

e.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue l’

amyl

ase,

la li

pase

et u

ne e

ndop

eptid

ase

sont

sé

crét

ées

par l

e pa

ncré

as. I

l n’e

st p

as n

éces

saire

qu’

ils n

omm

ent l

a tr

ypsi

ne e

t la

mét

hode

util

isée

pou

r l’a

ctiv

er.

• Le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue l’

amid

on, l

e gl

ycog

ène,

les

lipid

es e

t les

aci

des

nucl

éiqu

es s

ont d

igér

és p

our f

orm

er d

es m

onom

ères

et q

ue la

cel

lulo

se re

ste

non

digé

rée.

• Le

s co

uche

s tis

sula

ires

doiv

ent i

nclu

re le

s m

uscl

es lo

ngitu

dina

ux e

t ci

rcul

aire

s, la

muq

ueus

e et

l’ép

ithél

ium

.



Idée

ess

enti

elle

: le

sys

tèm

e sa

ngui

n ap

port

e en

per

man

ence

des

sub

stan

ces

aux

cellu

les

tout

en

recu

eilla

nt le

s dé

chet

s.

6.2

Le s

ystè

me

sang

uin

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

théo

ries

sont

con

sidé

rées

ince

rtai

nes

: Will

iam

Har

vey

a re

nver

sé le

s th

éorie

s su

r la

circ

ulat

ion

du s

ang

dans

l’or

gani

sme

qui a

vaie

nt é

té d

ével

oppé

es p

ar l’

anci

en

philo

soph

e gr

ec G

alen

. (1.

9)

Not

ions

clé

s

• Le

s ar

tère

s ap

port

ent l

e sa

ng à

hau

te p

ress

ion

des

vent

ricul

es a

ux ti

ssus

de

l’org

anis

me.

• Le

s ar

tère

s po

ssèd

ent d

ans

leur

s pa

rois

des

cel

lule

s m

uscu

laire

s et

des

fibr

es

élas

tique

s.

• Le

s fib

res

mus

cula

ires

et é

last

ique

s ai

dent

à m

aint

enir

la p

ress

ion

sang

uine

en

tre

les

cycl

es d

e po

mpa

ge.

• Le

san

g ci

rcul

e da

ns le

s tis

sus

en p

assa

nt d

ans

les

capi

llaire

s. C

es d

erni

ers

ont d

es p

aroi

s pe

rméa

bles

qui

per

met

tent

l’éc

hang

e de

mat

ière

s en

tre

les

cellu

les

du ti

ssu

et le

san

g ci

rcul

ant d

ans

le c

apill

aire

.

• Le

s ve

ines

recu

eille

nt le

san

g à

faib

le p

ress

ion

dans

les

tissu

s de

l’or

gani

sme

et le

ram

ènen

t aux

ore

illet

tes

dans

le c

œur

.

• Le

s va

lvul

es d

ans

les

vein

es e

t le

cœur

ass

uren

t la

circ

ulat

ion

du s

ang

en

empê

chan

t le

refo

ulem

ent.

• La

circ

ulat

ion

des

poum

ons

se fa

it sé

paré

men

t.

• Le

bat

tem

ent c

ardi

aque

est

initi

é pa

r un

grou

pe d

e ce

llule

s m

uscu

laire

s sp

écia

lisée

s si

tuée

s da

ns l’

orei

llett

e dr

oite

, que

l’on

app

elle

nœ

ud s

ino-

auric

ulai

re.

• Le

nœ

ud s

ino-

auric

ulai

re a

git c

omm

e un

cen

tre

ryth

mog

ène.

• Le

nœ

ud s

ino-

auric

ulai

re e

nvoi

e un

sig

nal é

lect

rique

qui

stim

ule

la

cont

ract

ion

au fu

r et à

mes

ure

qu’il

est

pro

pagé

dan

s le

s pa

rois

des

ore

illet

tes

puis

dan

s ce

lles

des

vent

ricul

es.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

’apr

ès n

os c

onna

issa

nces

act

uelle

s, le

s ém

otio

ns s

ont l

e pr

odui

t de

l’act

ivité

da

ns le

cer

veau

et n

on d

ans

le c

œur

. Les

con

nais

sanc

es re

posa

nt s

ur la

sc

ienc

e so

nt-e

lles

plus

val

ides

que

cel

les

repo

sant

sur

l’in

tuiti

on ?

Uti

lisat

ion

• La

com

préh

ensi

on d

e la

str

uctu

re d

u sy

stèm

e ca

rdio

vasc

ulai

re a

per

mis

de

déve

lopp

er la

chi

rurg

ie c

ardi

aque

.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.2

L’eau

Th

ème

2.3

Les

gluc

ides

et l

es li

pide

s Th

ème

6.4

Les

écha

nges

gaz

eux

Thèm

e 6.

6 Le

s ho

rmon

es, l

’hom

éost

asie

et l

a re

prod

uctio

n

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

il es

t sug

géré

de

diss

éque

r un

cœur

pou

r en

étud

ier l

a st

ruct

ure.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

impl

icat

ions

soc

iale

s de

s m

alad

ies

card

iaqu

es p

euve

nt

faire

l’ob

jet d

’une

dis

cuss

ion.


Guide de biologie80

6.2

Le s

ystè

me

sang

uin

• La

fréq

uenc

e ca

rdia

que

peut

êtr

e au

gmen

tée

ou d

imin

uée

par l

es in

flux

nerv

eux

appo

rtés

au

cœur

par

deu

x ne

rfs

part

ant d

u bu

lbe

rach

idie

n da

ns le

ce

rvea

u.

• L’é

piné

phrin

e au

gmen

te la

fréq

uenc

e ca

rdia

que

en v

ue d

e la

pré

para

tion

à de

s ac

tivité

s ph

ysiq

ues

vigo

ureu

ses.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a dé

couv

erte

par

Will

iam

Har

vey

de la

circ

ulat

ion

du s

ang

avec

le

cœ

ur q

ui a

git c

omm

e un

e po

mpe

.

• A

pplic

atio

n : l

a pr

essi

on c

hang

e da

ns l’

orei

llett

e ga

uche

, le

vent

ricul

e ga

uche

et

l’ao

rte

dura

nt le

cyc

le c

ardi

aque

.

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

de

l’occ

lusi

on d

es a

rtèr

es

coro

naire

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

s va

isse

aux

sang

uins

en

artè

res,

cap

illai

res

ou

vein

es d

’apr

ès la

str

uctu

re d

e le

urs

paro

is.

• Co

mpé

tenc

e : l

a re

conn

aiss

ance

des

cav

ités

et d

es v

alvu

les

du c

œur

et d

es

vais

seau

x sa

ngui

ns q

ui y

son

t rel

iés

dans

des

cœ

urs

diss

équé

s ou

sur

des

di

agra

mm

es d

e la

str

uctu

re c

ardi

aque

.



Idée

ess

enti

elle

: le

cor

ps h

umai

n po

ssèd

e de

s st

ruct

ures

et d

es p

roce

ssus

qui

rési

sten

t à la

men

ace

perm

anen

te d

’une

inva

sion

par

des

age

nts

path

ogèn

es.

6.3

La d

éfen

se c

ontr

e le

s m

alad

ies

infe

ctie

uses

Nat

ure

de la

sci

ence

Les r

isqu

es a

ssoc

iés à

la re

cher

che

scie

ntifi

que

: les

test

s aya

nt tr

ait à

l’in

nocu

ité d

e la

pén

icill

ine

réal

isés

par

Flo

rey

et C

hain

ne

sera

ient

pas

con

form

es a

u pr

otoc

ole

d’es

sais

ac

tuel

. (4.

8)

Not

ions

clé

s

• La

pea

u et

les

mem

bran

es m

uque

uses

form

ent u

ne d

éfen

se p

rimai

re c

ontr

e le

s ag

ents

pat

hogè

nes

qui c

ause

nt la

mal

adie

infe

ctie

use.

• Le

s co

upur

es d

ans

la p

eau

sont

sce

llées

par

la c

oagu

latio

n du

san

g.

• D

es fa

cteu

rs d

e co

agul

atio

n so

nt li

béré

s de

s pl

aque

ttes

san

guin

es.

• La

cas

cade

abo

utit

à la

con

vers

ion

rapi

de d

u fib

rinog

ène

en fi

brin

e pa

r la

thro

mbi

ne.

• L’i

nges

tion

d’ag

ents

pat

hogè

nes

par d

es le

ucoc

ytes

pha

gocy

taire

s co

nfèr

e un

e im

mun

ité n

on s

péci

fique

con

tre

les

mal

adie

s.

• La

pro

duct

ion

d’an

ticor

ps p

ar le

s ly

mph

ocyt

es e

n ré

pons

e à

des

agen

ts

path

ogèn

es p

artic

ulie

rs c

onfè

re u

ne im

mun

ité s

péci

fique

.

• Le

s an

tibio

tique

s bl

oque

nt d

es p

roce

ssus

qui

se

prod

uise

nt d

ans

les

cellu

les

proc

aryo

tes

mai

s no

n da

ns le

s ce

llule

s eu

cary

otes

.

• Le

s m

alad

ies

vira

les

ne p

euve

nt p

as ê

tre

trai

tées

en

utili

sant

des

ant

ibio

tique

s pa

rce

que

les

viru

s n’

ont p

as d

e m

étab

olis

me.

• Ce

rtai

nes

souc

hes

de b

acté

ries

ont é

volu

é av

ec d

es g

ènes

qui

leur

con

fère

nt

une

rési

stan

ce a

ux a

ntib

iotiq

ues

et c

erta

ines

sou

ches

de

bact

érie

s pr

ésen

tent

un

e ré

sist

ance

mul

tiple

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

de

la fo

rmat

ion

de c

aillo

ts

sang

uins

dan

s le

s ar

tère

s co

rona

ires.

• A

pplic

atio

n : l

es e

xpér

ienc

es p

our t

este

r l’e

ffet

de

la p

énic

illin

e su

r les

in

fect

ions

bac

térie

nnes

che

z la

sou

ris q

ui o

nt é

té ré

alis

ées

par F

lore

y et

Cha

in.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• La

pro

paga

tion

et le

con

finem

ent d

e m

alad

ies

telle

s qu

e la

grip

pe a

viai

re

néce

ssite

nt la

coo

rdin

atio

n et

la c

omm

unic

atio

n à

l’éch

elle

inte

rnat

iona

le.

Uti

lisat

ion

• La

com

préh

ensi

on d

e l’i

mm

unité

a c

ondu

it au

dév

elop

pem

ent d

es

vacc

inat

ions

.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

5.2

La s

élec

tion

natu

relle

Ch

imie

Th

ème

D.2

L’as

pirin

e et

la p

énic

illin

e

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

il co

nvie

nt d

’insi

ster

sur

les

béné

fices

soc

iaux

ain

si

qu’é

cono

miq

ues

du c

ontr

ôle

des

mal

adie

s ba

ctér

ienn

es d

ans

le m

onde

en

tier.

• O

bjec

tif g

loba

l 9 :

la s

cien

ce d

ispo

se d

e m

oyen

s lim

ités

pour

lutt

er c

ontr

e le

s ag

ents

pat

hogè

nes,

com

me

l’illu

stre

nt la

pro

paga

tion

de n

ouve

lles

mal

adie

s et

les

bact

érie

s ré

sist

ante

s au

x an

tibio

tique

s.


Guide de biologie82

6.3

La d

éfen

se c

ontr

e le

s m

alad

ies

infe

ctie

uses

• A

pplic

atio

n : l

es e

ffet

s du

VIH

sur

le s

ystè

me

imm

unita

ire e

t les

mét

hode

s de

tr

ansm

issi

on.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

es d

iagr

amm

es d

e la

pea

u ne

son

t pas

requ

is.

• Le

s so

us-g

roup

es d

e ph

agoc

ytes

et d

e ly

mph

ocyt

es n

e so

nt p

as re

quis

mai

s le

s él

èves

doi

vent

sav

oir q

ue c

erta

ins

lym

phoc

ytes

agi

ssen

t com

me

des

cellu

les-

mém

oire

et q

u’ils

peu

vent

rapi

dem

ent s

e re

prod

uire

pou

r for

mer

un

clo

ne d

e pl

asm

ocyt

es s

i un

agen

t pat

hogè

ne p

orte

ur d

’un

antig

ène

spéc

ifiqu

e es

t à n

ouve

au re

ncon

tré.

• Le

s ef

fets

du

VIH

sur

le s

ystè

me

imm

unita

ire d

oive

nt s

e lim

iter à

une

ré

duct

ion

du n

ombr

e de

lym

phoc

ytes

act

ifs e

t à u

ne p

erte

de

l’apt

itude

à

prod

uire

des

ant

icor

ps, c

e qu

i mèn

e au

dév

elop

pem

ent d

u SI

DA

.



Idée

ess

enti

elle

: le

s po

umon

s so

nt a

ctiv

emen

t ven

tilés

pou

r gar

antir

que

les

écha

nges

gaz

eux

puis

sent

se

faire

pas

sive

men

t.

6.4

Les

écha

nges

gaz

eux

Nat

ure

de la

sci

ence

L’obt

entio

n de

pre

uves

pou

r les

théo

ries :

les

étud

es é

pidé

mio

logi

ques

nou

s on

t aid

és à

com

pren

dre

les

caus

es d

u ca

ncer

du

poum

on. (

1.8)

Not

ions

clé

s

• La

ven

tilat

ion

mai

ntie

nt le

s gr

adie

nts

d’ox

ygèn

e et

de

diox

yde

de c

arbo

ne

entr

e l’a

ir co

nten

u da

ns le

s al

véol

es e

t le

sang

circ

ulan

t dan

s le

s ca

pilla

ires

adja

cent

s.

• Le

s pn

eum

ocyt

es d

e ty

pe I

sont

des

cel

lule

s al

véol

aire

s ex

trêm

emen

t min

ces

qui s

ont a

dapt

ées

pour

eff

ectu

er le

s éc

hang

es g

azeu

x.

• Le

s pn

eum

ocyt

es d

e ty

pe II

séc

rète

nt u

ne s

olut

ion

cont

enan

t un

surf

acta

nt

qui c

rée

une

surf

ace

hum

ide

dans

les

alvé

oles

en

vue

d’em

pêch

er q

ue le

s cô

tés

de l’

alvé

ole

adhè

rent

l’un

à l’

autr

e en

rédu

isan

t la

tens

ion

supe

rfic

ielle

.

• L’a

ir es

t tra

nspo

rté

jusq

u’au

x po

umon

s da

ns la

trac

hée

et le

s br

onch

es, p

uis

jusq

u’au

x al

véol

es d

ans

les

bron

chio

les.

• Le

s co

ntra

ctio

ns m

uscu

laire

s pr

ovoq

uent

les

chan

gem

ents

de

pres

sion

dan

s le

thor

ax q

ui fo

rcen

t l’a

ir à

entr

er e

t à s

ortir

des

pou

mon

s po

ur le

s ve

ntile

r.

• D

es m

uscl

es d

iffér

ents

son

t req

uis

pour

l’in

spira

tion

et l’

expi

ratio

n ca

r les

m

uscl

es fo

nctio

nnen

t uni

quem

ent l

orsq

u’ils

se

cont

ract

ent.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

du

canc

er d

u po

umon

.

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

de

l’em

phys

ème.

• A

pplic

atio

n : l

es m

uscl

es in

terc

osta

ux e

xter

nes

et in

tern

es, e

t le

diap

hrag

me

et

les

mus

cles

abd

omin

aux

à tit

re d

’exe

mpl

es d

’act

ion

mus

cula

ire a

ntag

onis

te.

• Co

mpé

tenc

e : l

e co

ntrô

le d

e la

ven

tilat

ion

chez

les

être

s hu

mai

ns a

u re

pos

et a

près

des

exe

rcic

es p

hysi

ques

lége

rs e

t vig

oure

ux. (

Exer

cice

de

trav

aux

prat

ique

s 6)

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.4

Le tr

ansp

ort t

rans

mem

bran

aire

Th

ème

1.6

La d

ivis

ion

cellu

laire

Th

ème

6.2

Le s

ystè

me

sang

uin

Phys

ique

Th

ème

3.2

Mod

élis

atio

n d’

un g

az

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

cons

éque

nces

soc

iale

s du

can

cer d

u po

umon

et d

e l’e

mph

ysèm

e pe

uven

t fai

re l’

obje

t d’u

ne d

iscu

ssio

n.


Guide de biologie84

6.4

Les

écha

nges

gaz

eux

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

ven

tilat

ion

peut

êtr

e co

ntrô

lée

par s

impl

e ob

serv

atio

n et

au

moy

en

d’ap

pare

ils s

impl

es o

u en

enr

egis

tran

t des

don

nées

ave

c un

spi

rom

ètre

ou

une

cou

rroi

e th

orac

ique

et u

n m

anom

ètre

. Le

taux

de

vent

ilatio

n et

le

volu

me

cour

ant d

oive

nt ê

tre

mes

urés

mai

s le

s él

èves

n’o

nt p

as à

util

iser

les

term

es «

cap

acité

vita

le »

et «

vol

ume

rési

duel

».

• Le

s él

èves

doi

vent

pou

voir

dess

iner

un

diag

ram

me

pour

mon

trer

la s

truc

ture

d’

une

alvé

ole

et c

elle

d’u

n ca

pilla

ire a

djac

ent.



Idée

ess

enti

elle

: le

s ne

uron

es tr

ansm

ette

nt le

mes

sage

alo

rs q

ue le

s sy

naps

es le

mod

ulen

t.

6.5

Les

neur

ones

et l

es s

ynap

ses

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

oopé

ratio

n et

la c

olla

bora

tion

entr

e gr

oupe

s de

sci

entif

ique

s : le

s bi

olog

iste

s co

ntrib

uent

à la

rech

erch

e su

r la

mém

oire

et l

’app

rent

issa

ge. (

4.3)

Not

ions

clé

s

• Le

s ne

uron

es tr

ansm

ette

nt d

es im

puls

ions

éle

ctriq

ues.

• La

myé

linis

atio

n de

s fib

res

nerv

euse

s pe

rmet

la c

ondu

ctio

n sa

ltato

ire.

• Le

s ne

uron

es p

ompe

nt le

s io

ns s

odiu

m e

t pot

assi

um a

u tr

aver

s de

leur

m

embr

ane

pour

pro

duire

un

pote

ntie

l de

repo

s.

• U

n po

tent

iel d

’act

ion

com

pren

d la

dép

olar

isatio

n et

la re

pola

risat

ion

du n

euro

ne.

• L’i

nflu

x ne

rveu

x co

nsis

te e

n de

s po

tent

iels

d’a

ctio

n pr

opag

és le

long

des

ax

ones

des

neu

rone

s.

• La

pro

paga

tion

de l’

influ

x ne

rveu

x es

t le

résu

ltat d

e co

uran

ts lo

caux

grâ

ce

auxq

uels

cha

que

part

ie s

ucce

ssiv

e de

l’ax

one

atte

int l

e se

uil d

’exc

itatio

n.

• Le

s sy

naps

es s

ont d

es jo

nctio

ns e

ntre

les

neur

ones

, et e

ntre

les

neur

ones

et

les

cellu

les

réce

ptric

es o

u le

s ce

llule

s ef

fect

rices

.

• Q

uand

les

neur

ones

pré

syna

ptiq

ues

sont

dép

olar

isés

, ils

libè

rent

un

neur

otra

nsm

ette

ur d

ans

la s

ynap

se.

• U

n in

flux

nerv

eux

est é

gale

men

t ini

tié s

i le

seui

l d’e

xcita

tion

est a

ttei

nt.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a sé

crét

ion

et la

réab

sorp

tion

de l’

acét

ylch

olin

e pa

r les

ne

uron

es a

ux s

ynap

ses.

• A

pplic

atio

n : l

e bl

ocag

e de

la tr

ansm

issi

on s

ynap

tique

aux

syn

apse

s ch

olin

ergi

ques

che

z le

s in

sect

es lo

rsqu

e de

s pe

stic

ides

néo

nico

tinoï

des

se

lient

aux

réce

pteu

rs d

e l’a

céty

lcho

line.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

trac

és d

’osc

illos

cope

mon

tran

t les

pot

entie

ls d

e re

pos

et le

s po

tent

iels

d’a

ctio

n.

Uti

lisat

ion

• La

com

préh

ensi

on d

u fo

nctio

nnem

ent d

es n

euro

tran

smet

teur

s et

de

s sy

naps

es a

men

é au

dév

elop

pem

ent d

e no

mbr

eux

prod

uits

ph

arm

aceu

tique

s po

ur le

trai

tem

ent d

es tr

oubl

es m

enta

ux.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.4

Le tr

ansp

ort t

rans

mem

bran

aire

Ch

imie

Th

ème

C.6

L’él

ectr

ochi

mie

, les

pile

s re

char

geab

les

et le

s pi

les

à co

mbu

stib

le

Psyc

holo

gie

Tron

c co

mm

un –

Le

nive

au d

’ana

lyse

bio

logi

que

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

effe

ts s

ocia

ux d

e l’a

bus

de p

sych

otro

pes,

ain

si q

ue d

e la

neu

roto

xine

Bot

ox à

des

fins

cos

mét

ique

s, p

euve

nt ê

tre

pris

en

com

pte.


Guide de biologie86

6.5

Les

neur

ones

et l

es s

ynap

ses

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s dé

tails

de

la s

truc

ture

des

div

ers

type

s de

neu

rone

s ne

son

t pas

requ

is.

• Se

ules

les

syna

pses

chi

miq

ues

sont

requ

ises

, et n

on le

s sy

naps

es é

lect

rique

s ;

elle

s pe

uven

t tou

t sim

plem

ent ê

tre

appe

lées

syn

apse

s.



Idée

ess

enti

elle

: le

s ho

rmon

es s

ont u

tilis

ées

quan

d de

s si

gnau

x do

iven

t êtr

e la

rgem

ent d

istr

ibué

s.

6.6

Les

horm

ones

, l’h

oméo

stas

ie e

t la

repr

oduc

tion

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es a

ppar

eils

. Will

iam

Har

vey

a ét

é en

trav

é da

ns s

a re

cher

che

obse

rvat

ionn

elle

sur

la

repr

oduc

tion

à ca

use

du m

anqu

e d’

équi

pem

ent :

le m

icro

scop

e a

été

inve

nté

17 a

ns a

près

sa

mor

t. (1

.8)

Not

ions

clé

s

• Le

glu

cago

n et

l’in

sulin

e so

nt s

écré

tés

par l

es c

ellu

les

α et

β d

u pa

ncré

as p

our

cont

rôle

r la

glyc

émie

.

• La

thyr

oxin

e es

t séc

rété

e pa

r la

glan

de th

yroï

de p

our r

égul

er le

taux

m

étab

oliq

ue e

t aid

er à

con

trôl

er la

tem

péra

ture

cor

pore

lle.

• La

lept

ine

est s

écré

tée

par d

es c

ellu

les

du ti

ssu

adip

eux

et e

lle a

git s

ur

l’hyp

otha

lam

us p

our i

nhib

er l’

appé

tit.

• La

mél

aton

ine

est s

écré

tée

par l

a gl

ande

pin

éale

pou

r con

trôl

er le

s ry

thm

es

circ

adie

ns.

• U

n gè

ne p

orté

par

le c

hrom

osom

e Y

prov

oque

le d

ével

oppe

men

t des

go

nade

s em

bryo

nnai

res

en te

stic

ules

et l

a sé

crét

ion

de te

stos

téro

ne.

• La

test

osté

rone

cau

se le

dév

elop

pem

ent p

réna

tal d

es o

rgan

es g

énita

ux

mâl

es e

t à la

fois

la p

rodu

ctio

n de

spe

rme

et le

dév

elop

pem

ent d

e ca

ract

éris

tique

s se

xuel

les

seco

ndai

res

dura

nt la

pub

erté

.

• Le

s œ

stro

gène

s et

la p

roge

stér

one

caus

ent l

e dé

velo

ppem

ent p

réna

tal d

es

orga

nes

repr

oduc

teur

s fe

mel

les

et le

s ca

ract

éris

tique

s se

xuel

les

seco

ndai

res

fem

elle

s du

rant

la p

uber

té.

• Le

cyc

le m

enst

ruel

est

con

trôl

é pa

r des

méc

anis

mes

de

rétr

ocon

trôl

e né

gatif

s et

pos

itifs

impl

iqua

nt le

s ho

rmon

es o

varie

nnes

et h

ypop

hysa

ires.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

le tr

aite

men

t du

diab

ète

de ty

pe I

et d

e ty

pe II

.

• A

pplic

atio

n : l

es te

sts

sur l

a le

ptin

e ch

ez le

s pa

tient

s pr

ésen

tant

une

obé

sité

cl

iniq

ue e

t les

cau

ses

d’éc

hec

du c

ontr

ôle

de la

mal

adie

.

Uti

lisat

ion

• Le

s ho

rmon

es s

ont u

tilis

ées

dans

un

larg

e év

enta

il de

thér

apie

s te

lles

les

horm

onot

héra

pies

de

subs

titut

ion.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.2

Les

chro

mos

omes

Th

ème

3.3

La m

éios

e Th

ème

10.1

La

méi

ose

Psyc

holo

gie

Tr

onc

com

mun

– L

e ni

veau

d’a

naly

se b

iolo

giqu

e

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

scie

ntifi

ques

sav

ent q

ue le

s m

édic

amen

ts p

ris p

ar

les

fem

mes

pou

r tra

iter l

a st

érili

té le

s ex

pose

nt à

des

risq

ues

de s

anté

év

entu

els.

Les

con

nais

sanc

es s

cien

tifiq

ues

devr

aien

t-el

les

avoi

r prio

rité

sur l

es

cons

idér

atio

ns d

e co

mpa

ssio

n lo

rs d

u tr

aite

men

t de

coup

les

stér

iles

?


Guide de biologie88

6.6

Les

horm

ones

, l’h

oméo

stas

ie e

t la

repr

oduc

tion

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s du

syn

drom

e du

déc

alag

e ho

raire

et l

’util

isat

ion

de la

m

élat

onin

e po

ur le

sou

lage

r.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de m

édic

amen

ts p

our l

a FI

V en

vue

de

bloq

uer l

a sé

crét

ion

horm

onal

e no

rmal

e, s

uivi

e de

l’ut

ilisa

tion

de d

oses

art

ifici

elle

s d’

horm

ones

pou

r ind

uire

une

sup

erov

ulat

ion

et é

tabl

ir un

e gr

osse

sse.

• A

pplic

atio

n : l

a re

cher

che

sur l

a re

prod

uctio

n se

xuel

le c

hez

le c

erf m

enée

par

W

illia

m H

arve

y.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

de d

iagr

amm

es d

es a

ppar

eils

repr

oduc

teur

s m

âle

et fe

mel

le p

our i

ndiq

uer l

es n

oms

des

stru

ctur

es e

t leu

rs fo

nctio

ns.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s rô

les

de la

FSH

, de

la L

H, d

es œ

stro

gène

s et

de

la p

roge

stér

one

dans

le

cycl

e m

enst

ruel

son

t req

uis.

• W

illia

m H

arve

y n’

a pa

s pu

réso

udre

le m

ystè

re d

e la

repr

oduc

tion

sexu

elle

pa

rce

que

des

mic

rosc

opes

eff

icac

es n

’éta

ient

pas

dis

poni

bles

à l’

époq

ue o

ù il

a m

ené

sa re

cher

che,

et l

a fu

sion

des

gam

ètes

et l

e dé

velo

ppem

ent u

ltérie

ur

de l’

embr

yon

n’on

t pu

être

déc

ouve

rts.


Mod

ule

com

plém

enta

ire d

u ni

veau

sup

érie

ur (M

CNS)

Thèm

e 7

– Le

s ac

ides

nuc

léiq

ues

9 he

ures

Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re d

e l’A

DN

con

vien

t par

faite

men

t bie

n à

sa fo

nctio

n.

7.1

La s

truc

ture

et l

a ré

plic

atio

n de

l’A

DN

Nat

ure

de la

sci

ence

La fo

rmul

atio

n d’

obse

rvat

ions

att

entiv

es :

la d

iffra

ctio

n de

s ra

yons

X d

e Ro

salin

d Fr

ankl

in a

app

orté

des

pre

uves

cru

cial

es q

ue l’

AD

N e

st u

ne d

oubl

e hé

lice.

(1.8

)

Not

ions

clé

s

• Le

s nu

cléo

som

es a

iden

t à s

uper

enro

uler

l’A

DN

.

• La

str

uctu

re d

e l’A

DN

a s

uggé

ré u

n m

écan

ism

e de

répl

icat

ion

de l’

AD

N.

• Le

s A

DN

-pol

ymér

ases

peu

vent

ajo

uter

des

nuc

léot

ides

uni

quem

ent à

l’e

xtré

mité

3’ d

’une

am

orce

.

• La

répl

icat

ion

de l’

AD

N e

st c

ontin

ue s

ur le

brin

dire

cteu

r alo

rs q

u’el

le n

e l’e

st

pas

sur l

e br

in d

isco

ntin

u.

• La

répl

icat

ion

de l’

AD

N e

st ré

alis

ée p

ar u

n sy

stèm

e co

mpl

exe

d’en

zym

es.

• Ce

rtai

nes

régi

ons

de l’

AD

N n

e co

dent

pas

pou

r des

pro

téin

es m

ais

elle

s on

t d’

autr

es fo

nctio

ns im

port

ante

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a re

cher

che

sur l

a st

ruct

ure

de l’

AD

N p

ar d

iffra

ctio

n de

s ra

yons

X ré

alis

ée p

ar R

osal

ind

Fran

klin

et M

auric

e W

ilkin

s.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

des

nucl

éotid

es c

onte

nant

de

l’aci

de

didé

oxyr

ibon

uclé

ique

pou

r int

erro

mpr

e la

répl

icat

ion

de l’

AD

N e

n vu

e de

la

prép

arat

ion

d’éc

hant

illon

s po

ur s

éque

nçag

e de

bas

es.

• A

pplic

atio

n : l

es s

éque

nces

répé

tées

en

tand

em s

ont u

tilis

ées

dans

le

prof

ilage

de

l’AD

N.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s sé

quen

ces

très

répé

titiv

es o

nt é

té, à

une

épo

que,

cla

ssifi

ées

com

me

étan

t de

« l’A

DN

pou

belle

», c

e qu

i exp

rimai

t, av

ec u

n ce

rtai

n de

gré

de

cert

itude

, qu’

il ne

joua

it au

cun

rôle

. Dan

s qu

elle

mes

ure

les

étiq

uett

es e

t les

ca

tégo

ries

utili

sées

dan

s la

pou

rsui

te d

e la

con

nais

sanc

e af

fect

ent-

elle

s le

s co

nnai

ssan

ces

que

nous

obt

enon

s ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.6

La s

truc

ture

de

l’AD

N e

t de

l’ARN

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

les

élèv

es p

ourr

aien

t con

cevo

ir de

s m

aque

ttes

pou

r ill

ustr

er le

s di

vers

sta

des

de la

répl

icat

ion

de l’

AD

N.

Thème 7 – Les acides nucléiques

Guide de biologie90

7.1

La s

truc

ture

et l

a ré

plic

atio

n de

l’A

DN

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

résu

ltats

de

l’exp

érie

nce

réal

isée

par

Her

shey

et

Chas

e ay

ant a

ppor

té d

es p

reuv

es q

ue l’

AD

N c

onst

itue

le m

atér

iel g

énét

ique

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

logi

ciel

de

visu

alis

atio

n m

oléc

ulai

re p

our

anal

yser

l’as

soci

atio

n en

tre

les

prot

éine

s et

l’A

DN

au

sein

d’u

n nu

cléo

som

e.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s dé

tails

de

la ré

plic

atio

n de

l’A

DN

diff

èren

t ent

re le

s pr

ocar

yote

s et

les

euca

ryot

es. S

eul l

e sy

stèm

e pr

ocar

yote

est

requ

is.

• Le

s pr

otéi

nes

et le

s en

zym

es im

pliq

ués

dans

la ré

plic

atio

n de

l’A

DN

doi

vent

in

clur

e l’h

élic

ase,

l’A

DN

-gyr

ase,

les

prot

éine

s fix

atric

es d

’AD

N m

onoc

atén

aire

, l’A

DN

-prim

ase

et le

s A

DN

-pol

ymér

ases

I et

III.

• Le

s ré

gion

s de

l’A

DN

qui

ne

code

nt p

as p

our l

es p

roté

ines

doi

vent

se

limite

r au

x ré

gula

teur

s de

l’ex

pres

sion

gén

ique

, aux

intr

ons,

aux

télo

mèr

es e

t aux

gè

nes

pour

les

ARN

t.



Idée

ess

enti

elle

: l’i

nfor

mat

ion

codé

e da

ns l’

AD

N e

st re

copi

ée e

n A

RNm

.

7.2

La tr

ansc

ript

ion

et l’

expr

essi

on g

éniq

ue

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces

: il y

a d

e pl

us e

n pl

us d

e pr

euve

s qu

e l’e

nviro

nnem

ent p

eut d

écle

nche

r des

cha

ngem

ents

hér

édita

ires

dans

des

fa

cteu

rs é

pigé

nétiq

ues.

(3.1)

Not

ions

clé

s

• La

tran

scrip

tion

se p

rodu

it da

ns le

sen

s 5’

ver

s 3’

.

• Le

s nu

cléo

som

es a

iden

t à ré

gule

r la

tran

scrip

tion

chez

les

euca

ryot

es.

• Le

s ce

llule

s eu

cary

otes

mod

ifien

t l’A

RNm

apr

ès la

tran

scrip

tion.

• L’é

piss

age

de l’

ARN

m a

ugm

ente

le n

ombr

e de

pro

téin

es d

iffér

ente

s qu

’un

orga

nism

e pe

ut p

rodu

ire.

• L’e

xpre

ssio

n gé

niqu

e es

t rég

ulée

par

les

prot

éine

s qu

i se

lient

à d

es

séqu

ence

s de

bas

es s

péci

fique

s da

ns l’

AD

N.

• L’e

nviro

nnem

ent d

’une

cel

lule

et d

’un

orga

nism

e a

un im

pact

sur

l’ex

pres

sion

gé

niqu

e.

App

licat

ion

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e pr

omot

eur e

n ta

nt q

u’ex

empl

e de

l’A

DN

non

cod

ant a

yant

un

e fo

nctio

n.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

cha

ngem

ents

se

prod

uisa

nt d

ans

les

prof

ils d

e m

éthy

latio

n de

l’A

DN

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• L’A

RN-p

olym

éras

e aj

oute

l’ex

trém

ité 5

’ du

nucl

éotid

e lib

re d

’ARN

à

l’ext

rém

ité 3

’ de

la m

oléc

ule

d’A

RNm

qui

s’a

llong

e.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

que

stio

n de

« l’

inné

et d

e l’a

cqui

s »

conc

erna

nt l’

impo

rtan

ce re

lativ

e de

s qu

alité

s in

nées

d’u

n in

divi

du, p

ar c

ompa

rais

on à

cel

les

acqu

ises

par

ex

périe

nce,

fait

enco

re l’

obje

t de

nom

breu

x dé

bats

. Est

-ce

impo

rtan

t pou

r la

scie

nce

de te

nter

de

répo

ndre

à c

ette

que

stio

n ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scrip

tion

et la

trad

uctio

n


Guide de biologie92

Idée

ess

enti

elle

: l’i

nfor

mat

ion

tran

sfér

ée d

e l’A

DN

à l’

ARN

m e

st tr

adui

te e

n un

e sé

quen

ce d

’aci

des

amin

és.

7.3

La tr

aduc

tion

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns in

form

atiq

ues.

L’ut

ilisa

tion

d’or

dina

teur

s a

perm

is a

ux s

cien

tifiq

ues

de fa

ire d

es p

rogr

ès e

n m

atiè

re d

’app

licat

ions

bio

info

rmat

ique

s, p

ar e

xem

ple,

en

leur

per

met

tant

de

loca

liser

les

gène

s au

sei

n de

s gé

nom

es e

t d’id

entif

ier d

es s

éque

nces

con

serv

ées.

(3.7

)

Not

ions

clé

s

• L’i

nitia

tion

de la

trad

uctio

n im

pliq

ue l’

asse

mbl

age

des

com

posa

ntes

qui

ef

fect

uent

le p

roce

ssus

.

• La

syn

thès

e du

pol

ypep

tide

impl

ique

un

cycl

e ré

pétit

if d’

évén

emen

ts.

• Le

dés

asse

mbl

age

des

com

posa

ntes

suc

cède

à la

term

inai

son

de la

tr

aduc

tion.

• Le

s rib

osom

es li

bres

syn

thét

isen

t les

pro

téin

es à

util

iser

prin

cipa

lem

ent a

u se

in d

e la

cel

lule

.

• Le

s rib

osom

es li

és s

ynth

étis

ent l

es p

roté

ines

prin

cipa

lem

ent p

our l

a sé

crét

ion

ou l’

utili

satio

n da

ns le

s ly

soso

mes

.

• La

trad

uctio

n pe

ut s

e pr

odui

re im

méd

iate

men

t apr

ès la

tran

scrip

tion

chez

les

proc

aryo

tes

en ra

ison

de

l’abs

ence

d’u

ne m

embr

ane

nucl

éaire

.

• La

séq

uenc

e et

le n

ombr

e d’

acid

es a

min

és d

ans

le p

olyp

eptid

e es

t la

stru

ctur

e pr

imai

re.

• La

str

uctu

re s

econ

daire

est

la fo

rmat

ion

d’hé

lices

alp

ha e

t de

feui

llets

plis

sés

bêta

sta

bilis

és p

ar d

es li

aiso

ns h

ydro

gène

.

• La

str

uctu

re te

rtia

ire e

st le

plia

ge p

lus

pous

sé d

u po

lype

ptid

e, s

tabi

lisé

par l

es

inte

ract

ions

ent

re le

s gr

oupe

s R.

• La

str

uctu

re q

uate

rnai

re e

xist

e da

ns le

s pr

otéi

nes

avec

plu

s d’

une

chaî

ne

poly

pept

idiq

ue.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scrip

tion

et la

trad

uctio

n O

ptio

n B.

La

biot

echn

olog

ie e

t la

bioi

nfor

mat

ique



7.3

La tr

aduc

tion

App

licat

ion

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es e

nzym

es d

’act

ivat

ion

de l’

ARN

t illu

stre

nt la

spé

cific

ité

enzy

me-

subs

trat

et l

e rô

le d

e la

pho

spho

ryla

tion.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

pol

ysom

es d

ans

des

phot

os d

e pr

ocar

yote

s et

d’e

ucar

yote

s pr

ises

au

mic

rosc

ope

élec

tron

ique

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

logi

ciel

de

visu

alis

atio

n m

oléc

ulai

re p

our

anal

yser

la s

truc

ture

des

ribo

som

es e

ucar

yote

s et

une

mol

écul

e d’

ARN

t.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s no

ms

des

site

s de

liai

son

de l’

ARN

t ain

si q

ue le

urs

rôle

s so

nt re

quis

.

• D

es e

xem

ples

de

codo

ns d

e dé

part

et d

e co

dons

d’a

rrêt

ne

sont

pas

requ

is.

• Le

s ac

ides

am

inés

pol

aire

s et

non

pol

aire

s so

nt p

ertin

ents

aux

liai

sons

fo

rmée

s en

tre

les

grou

pes

R.

• La

str

uctu

re q

uate

rnai

re p

eut i

mpl

ique

r la

liais

on d

’un

grou

pe p

rost

hétiq

ue

pour

form

er u

ne p

roté

ine

conj

ugué

e.


Mod

ule

com

plém

enta

ire d

u ni

veau

sup

érie

ur (M

CNS)

Thèm

e 8

– Le

mét

abol

isme,

la re

spira

tion

cellu

laire

et l

a ph

otos

ynth

èse

14 h

eure

s

Idée

ess

enti

elle

: le

s ré

actio

ns m

étab

oliq

ues

sont

régu

lées

en

fonc

tion

des

beso

ins

de la

cel

lule

.

8.1

Le m

étab

olis

me

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns in

form

atiq

ues.

Les

dév

elop

pem

ents

en

bioi

nfor

mat

ique

, tel

s l’i

nter

roga

tion

de b

ases

de

donn

ées,

ont

faci

lité

la re

cher

che

sur l

es v

oies

mét

abol

ique

s. (3

.8)

Not

ions

clé

s

• Le

s vo

ies

mét

abol

ique

s se

com

pose

nt d

e ch

aîne

s et

de

cycl

es d

e ré

actio

ns

cata

lysé

es p

ar d

es e

nzym

es.

• Le

s en

zym

es ré

duis

ent l

’éne

rgie

d’a

ctiv

atio

n de

s ré

actio

ns c

him

ique

s qu

’elle

s ca

taly

sent

.

• Le

s in

hibi

teur

s en

zym

atiq

ues

peuv

ent ê

tre

com

pétit

ifs o

u no

n co

mpé

titifs

.

• Le

s vo

ies

mét

abol

ique

s pe

uven

t êtr

e co

ntrô

lées

par

rétr

o-in

hibi

tion

par l

es

prod

uits

fina

ls.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• Ap

plic

atio

n : la

rétr

o-in

hibi

tion

de la

voi

e qu

i con

vert

it la

thré

onin

e en

isol

euci

ne.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de b

ases

de

donn

ées

pour

iden

tifie

r de

nouv

eaux

an

tipal

udée

ns é

vent

uels

.

• Co

mpé

tenc

e : l

e ca

lcul

et l

e tr

açag

e de

taux

de

réac

tion

à pa

rtir

de ré

sulta

ts

expé

rimen

taux

bru

ts.

• Co

mpé

tenc

e : l

a di

stin

ctio

n en

tre

les

dive

rs ty

pes

d’in

hibi

tion

à pa

rtir

de

grap

hiqu

es p

our u

ne c

once

ntra

tion

de s

ubst

rat s

péci

fiée.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• L’i

nhib

ition

enz

ymat

ique

doi

t êtr

e ét

udié

e en

util

isan

t un

exem

ple

spéc

ifiqu

e d’

inhi

bitio

n co

mpé

titiv

e et

un

exem

ple

d’in

hibi

tion

non

com

pétit

ive.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

e no

mbr

euse

s voi

es m

étab

oliq

ues o

nt é

té d

écrit

es su

ite à

une

série

d’

expé

rienc

es b

ien

cont

rôlé

es e

t rép

étée

s. D

ans q

uelle

mes

ure

l’étu

de d

es p

artie

s co

mpo

sant

es p

eut-e

lle n

ous a

ppor

ter d

es c

onna

issan

ces s

ur l’e

nsem

ble

?

Uti

lisat

ion

• D

e no

mbr

eux

inhi

bite

urs

enzy

mat

ique

s on

t été

util

isés

en

méd

ecin

e.

Par e

xem

ple,

l’ét

hano

l a é

té u

tilis

é en

tant

qu’

inhi

bite

ur c

ompé

titif

pour

l’i

ntox

icat

ion

par l

’ant

igel

.

• Le

fom

épiz

ole,

un

inhi

bite

ur d

e l’a

lcoo

l-dés

hydr

ogén

ase,

a é

gale

men

t été

ut

ilisé

pou

r l’in

toxi

catio

n pa

r l’a

ntig

el.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.7

La ré

plic

atio

n de

l’A

DN

, la

tran

scrip

tion

et la

trad

uctio

n Ch

imie

Th

ème

6.1

La th

éorie

des

col

lisio

ns e

t les

vite

sses

de

réac

tion

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

expé

rienc

es s

ur l’

inhi

bitio

n en

zym

atiq

ue p

euve

nt

être

réal

isée

s.

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

des

sim

ulat

ions

info

rmat

ique

s de

l’ac

tion

enzy

mat

ique

, in

clua

nt l’

inhi

bitio

n m

étab

oliq

ue, s

ont d

ispo

nibl

es.



Idée

ess

enti

elle

: l’é

nerg

ie e

st c

onve

rtie

en

une

form

e ut

ilisa

ble

dans

la re

spira

tion

cellu

laire

.

8.2

La re

spir

atio

n ce

llula

ire

Nat

ure

de la

sci

ence

Le c

hang

emen

t de

para

digm

e : l

a th

éorie

chi

mio

-osm

otiq

ue a

con

duit

à un

cha

ngem

ent d

e pa

radi

gme

dans

le d

omai

ne d

e la

bio

éner

gétiq

ue. (

2.3)

Not

ions

clé

s

• La

resp

iratio

n ce

llula

ire im

pliq

ue l’

oxyd

atio

n et

la ré

duct

ion

des

tran

spor

teur

s d’

élec

tron

s.

• La

pho

spho

ryla

tion

des

mol

écul

es le

s re

nd m

oins

sta

bles

.

• D

ans

la g

lyco

lyse

, le

gluc

ose

est c

onve

rti e

n py

ruva

te d

ans

le c

ytop

lasm

e.

• La

gly

coly

se a

ppor

te u

n pe

tit g

ain

net d

’ATP

san

s ut

ilise

r de

l’oxy

gène

.

• D

ans

la re

spira

tion

cellu

laire

aér

obie

, le

pyru

vate

est

déc

arbo

xylé

et o

xydé

, pu

is c

onve

rti e

n co

mpo

sé a

céty

le e

t fix

é à

la c

oenz

yme

A p

our f

orm

er

l’acé

tyl-c

oenz

yme

A d

ans

la ré

actio

n de

tran

sitio

n.

• D

ans

le c

ycle

de

Kreb

s, l’

oxyd

atio

n de

s gr

oupe

s ac

étyl

e es

t cou

plée

à la

ré

duct

ion

des

tran

spor

teur

s d’

hydr

ogèn

e, e

n lib

éran

t du

diox

yde

de c

arbo

ne.

• L’é

nerg

ie li

béré

e pa

r les

réac

tions

d’o

xyda

tion

est t

rans

port

ée ju

squ’

aux

crêt

es m

itoch

ondr

iale

s pa

r la

NA

D e

t la

FAD

rédu

ites.

• Le

tran

sfer

t d’é

lect

rons

ent

re le

s tr

ansp

orte

urs

de la

cha

îne

de tr

ansp

ort

d’él

ectr

ons,

dan

s la

mem

bran

e de

s cr

êtes

, est

cou

plé

au p

ompa

ge d

e pr

oton

s.

• L’o

xygè

ne e

st l’

acce

pteu

r fin

al d

es é

lect

rons

.

• D

ans

la c

him

iosm

ose,

les

prot

ons

diff

usen

t par

l’AT

P-sy

ntha

se p

our p

rodu

ire

de l’

ATP.

• Il

faut

que

de

l’oxy

gène

se

lie a

ux p

roto

ns li

bres

, ce

qui f

orm

e de

l’ea

u, p

our

que

le g

radi

ent d

’hyd

rogè

ne s

oit m

aint

enu.

• La

str

uctu

re d

e la

mito

chon

drie

est

ada

ptée

à la

fonc

tion

qu’e

lle e

xerc

e.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

théo

rie c

him

iosm

otiq

ue d

e Pe

ter M

itche

ll s’e

st h

eurt

ée à

de

nom

breu

ses

anné

es d

’opp

ositi

on a

vant

d’ê

tre

final

emen

t acc

epté

e. Q

uelle

s so

nt le

s ra

ison

s po

ur le

sque

lles

la fa

lsifi

catio

n ne

se

trad

uit p

as to

ujou

rs p

ar u

ne

acce

ptat

ion

imm

édia

te d

e no

uvel

les

théo

ries

ou p

ar u

n ch

ange

men

t de

para

digm

e ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.8

La re

spira

tion

cellu

laire

Ch

imie

Th

ème

9.1

L’oxy

datio

n et

la ré

duct

ion


Guide de biologie96

8.2

La re

spir

atio

n ce

llula

ire

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a to

mog

raph

ie é

lect

roni

que

utili

sée

pour

pro

duire

des

imag

es

des

mito

chon

drie

s ac

tives

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

dia

gram

mes

des

voi

es d

e la

resp

iratio

n aé

robi

e po

ur e

n dé

duire

où

se p

rodu

isen

t les

réac

tions

de

déca

rbox

ylat

ion

et

d’ox

ydat

ion.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

d’un

e m

itoch

ondr

ie p

our

indi

quer

les

adap

tatio

ns à

sa

fonc

tion.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s no

ms

des

com

posé

s in

term

édia

ires

de la

gly

coly

se e

t du

cycl

e de

Kre

bs

ne s

ont p

as re

quis

.



Idée

ess

enti

elle

: l’é

nerg

ie lu

min

euse

est

con

vert

ie e

n én

ergi

e ch

imiq

ue.

8.3

La p

hoto

synt

hèse

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es a

ppar

eils

. Des

sou

rces

de

14C

et l’

auto

radi

ogra

phie

ont

per

mis

à C

alvi

n d’

éluc

ider

les

voie

s de

la fi

xatio

n du

car

bone

. (1.

8)

Not

ions

clé

• Le

s ré

actio

ns p

hoto

-dép

enda

ntes

se

déro

ulen

t dan

s le

s th

ylak

oïde

s et

dan

s l’e

spac

e in

trat

hyla

koïd

ien.

• Le

s ré

actio

ns p

hoto

-indé

pend

ante

s se

dér

oule

nt d

ans

le s

trom

a.

• D

u N

AD

P et

de

l’ATP

rédu

its s

ont p

rodu

its d

ans

les

réac

tions

pho

to-

dépe

ndan

tes.

• L’a

bsor

ptio

n de

la lu

miè

re p

ar le

s ph

otos

ystè

mes

pro

duit

des

élec

tron

s ex

cité

s.

• La

pho

toly

se d

e l’e

au p

rodu

it de

s él

ectr

ons

à ut

ilise

r dan

s le

s ré

actio

ns

phot

o-dé

pend

ante

s.

• U

n tr

ansf

ert d

’éle

ctro

ns e

xcité

s se

pro

duit

entr

e le

s tr

ansp

orte

urs

dans

les

mem

bran

es th

ylak

oïde

s.

• Le

s él

ectr

ons

exci

tés

du P

hoto

syst

ème

II so

nt u

tilis

és p

our a

ider

à p

rodu

ire u

n gr

adie

nt d

e pr

oton

s.

• L’A

TP-s

ynth

ase

dans

les

thyl

akoï

des

prod

uit d

e l’A

TP e

n ut

ilisa

nt le

gra

dien

t de

prot

ons.

• Le

s él

ectr

ons

exci

tés

dans

le P

hoto

syst

ème

I son

t util

isés

pou

r réd

uire

le

NA

DP.

• D

ans

les

réac

tions

pho

to-in

dépe

ndan

tes,

une

car

boxy

lase

cat

alys

e la

ca

rbox

ylat

ion

du ri

bulo

se b

isph

osph

ate.

• Le

gly

céra

te 3

-pho

spha

te e

st ré

duit

en tr

iose

pho

spha

te e

n ut

ilisa

nt le

NA

DP

et l’

ATP

rédu

its.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• L’e

xpér

ienc

e ut

ilisé

e po

ur d

éter

min

er le

s dé

tails

bio

chim

ique

s du

cyc

le

de C

alvi

n fa

it pr

euve

d’u

ne c

réat

ivité

con

sidé

rabl

e. D

ans

quel

le m

esur

e la

cr

éatio

n d’

un p

roto

cole

élé

gant

est

-elle

ana

logu

e à

celle

d’u

ne œ

uvre

d’a

rt ?

Uti

lisat

ion

• Le

pro

jet G

loba

l Art

ifici

al P

hoto

synt

hesis

(GA

P), o

u pr

ojet

de

phot

osyn

thès

e ar

tific

ielle

glo

bale

, vis

e à

crée

r une

« fe

uille

art

ifici

elle

» d

’ici u

ne d

izai

ne

d’an

nées

. Une

ver

sion

éle

ctro

niqu

e de

la fe

uille

qui

cré

e de

l’ox

ygèn

e et

de

l’hyd

rogè

ne à

par

tir d

e l’e

au e

t de

la lu

miè

re s

olai

re a

déj

à ét

é in

vent

ée e

t elle

se

ra m

ise

au p

oint

pou

r êtr

e ut

ilisé

e du

rant

la p

roch

aine

déc

enni

e.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.9

La p

hoto

synt

hèse

Th

ème

4.2

Le fl

ux d

’éne

rgie

Th

ème

4.3

Le c

ycle

du

carb

one

Ch

imie

Th

ème

9.1

L’oxy

datio

n et

la ré

duct

ion

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

la m

étho

de d

e H

ill d

émon

tran

t le

tran

sfer

t d’é

lect

rons

da

ns le

s ch

loro

plas

tes

en o

bser

vant

la ré

duct

ion

de D

CPIP

, l’im

mob

ilisa

tion

d’un

e cu

lture

d’a

lgue

com

me

Scen

edes

mus

dan

s de

s bi

lles

d’al

gina

te e

t la

mes

ure

du ta

ux d

e ph

otos

ynth

èse

en v

érifi

ant l

eur e

ffet

sur

l’in

dica

teur

du

carb

onat

e d’

hydr

ogèn

e so

nt to

utes

des

exp

érie

nces

pos

sibl

es.


Guide de biologie98

8.3

La p

hoto

synt

hèse

• Le

trio

se p

hosp

hate

est

util

isé

pour

régé

nére

r le

RuBP

et p

rodu

ire d

es

gluc

ides

.

• Le

ribu

lose

bis

phos

phat

e es

t ref

orm

é en

util

isan

t de

l’ATP

.

• La

str

uctu

re d

u ch

loro

plas

te e

st a

dapt

ée à

sa

fonc

tion

dans

la p

hoto

synt

hèse

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’exp

érie

nce

réal

isée

par

Cal

vin

pour

élu

cide

r la

carb

oxyl

atio

n du

Ru

BP.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

pour

indi

quer

les

adap

tatio

ns

d’un

chl

orop

last

e à

sa fo

nctio

n.


Mod

ule

com

plém

enta

ire d

u ni

veau

sup

érie

ur (M

CNS)

Thèm

e 9

– La

bio

logi

e vé

géta

le

13 h

eure

s

Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re e

t la

fonc

tion

sont

cor

rélé

es d

ans

le x

ylèm

e de

s pl

ante

s.

9.1

Le tr

ansp

ort d

ans

le x

ylèm

e de

s pl

ante

s

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

les

méc

anis

mes

impl

iqué

s da

ns le

tran

spor

t de

l’eau

dan

s le

xyl

ème

peuv

ent ê

tre

exam

inés

en

utili

sant

un

appa

reil

et d

es s

ubst

ance

s do

nt la

str

uctu

re p

rése

nte

des

sim

ilarit

és a

vec

celle

des

tiss

us v

égét

aux.

(1.1

0)

Not

ions

clé

s

• La

tran

spira

tion

est l

a co

nséq

uenc

e in

évita

ble

des

écha

nges

gaz

eux

dans

la

feui

lle.

• Le

s pl

ante

s tr

ansp

orte

nt l’

eau

des

raci

nes

jusq

u’au

x fe

uille

s po

ur re

mpl

acer

le

s pe

rtes

par

tran

spira

tion.

• La

pro

prié

té c

ohés

ive

de l’

eau

et la

str

uctu

re d

es v

aiss

eaux

du

xylè

me

perm

ette

nt le

tran

spor

t dan

s de

s co

nditi

ons

de te

nsio

n.

• La

pro

prié

té a

dhés

ive

de l’

eau

et l’

évap

orat

ion

prod

uise

nt d

es fo

rces

de

tens

ion

dans

les

paro

is d

es c

ellu

les

folia

ires.

• L’a

bsor

ptio

n ac

tive

des

ions

min

érau

x da

ns le

s ra

cine

s ca

use

l’abs

orpt

ion

de

l’eau

par

osm

ose.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es a

dapt

atio

ns d

es p

lant

es d

ans

les

dése

rts

et d

ans

les

sols

sa

lins

pour

con

serv

er l’

eau.

• A

pplic

atio

n : d

es m

odèl

es d

e tr

ansp

ort d

e l’e

au d

ans

le x

ylèm

e en

util

isan

t un

appa

reil

sim

ple,

not

amm

ent d

u pa

pier

buv

ard

ou d

u pa

pier

filtr

e, d

es p

ots

pore

ux e

t de

la tu

bulu

re c

apill

aire

.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.2

L’eau

Th

èmes

2.9

et 8

.3 L

a ph

otos

ynth

èse

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’avè

nem

ent d

e lo

gici

els

de tr

aite

men

t d’im

ages

et d

e m

icro

scop

es n

umér

ique

s au

gmen

te e

ncor

e pl

us l’

aptit

ude

à re

cuei

llir d

es

donn

ées

pour

ass

urer

la fi

abili

té.

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

la m

esur

e d’

ouve

rtur

e de

sto

mat

es e

t la

répa

rtiti

on d

e ce

s de

rnie

rs e

n ut

ilisa

nt d

es m

oula

ges

de fe

uille

s, a

insi

que

des

mes

ures

répé

tées

po

ur a

mél

iore

r la

fiabi

lité,

son

t des

exp

érie

nces

pos

sibl

es.

Thème 9 – La biologie végétale

Guide de biologie100

9.1

Le tr

ansp

ort d

ans

le x

ylèm

e de

s pl

ante

s

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n de

la s

truc

ture

des

vai

ssea

ux p

rinci

paux

du

xyl

ème

dans

des

sec

tions

de

tige,

en

s’aid

ant d

’imag

es o

bten

ues

au

mic

rosc

ope.

• Co

mpé

tenc

e : l

a m

esur

e du

taux

de

tran

spira

tion

en u

tilis

ant d

es p

otom

ètre

s.

(Exe

rcic

es d

e tr

avau

x pr

atiq

ues

7).

• Co

mpé

tenc

e : c

once

voir

une

expé

rienc

e po

ur te

ster

des

hyp

othè

ses

conc

erna

nt l’

effe

t de

la te

mpé

ratu

re o

u de

l’hu

mid

ité s

ur le

taux

de

tran

spira

tion.



Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re e

t la

fonc

tion

sont

cor

rélé

es d

ans

le p

hloè

me

des

plan

tes.

9.2

Le tr

ansp

ort d

ans

le p

hloè

me

des

plan

tes

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es a

ppar

eils

. Les

mét

hode

s ex

périm

enta

les

pour

mes

urer

le ta

ux d

e tr

ansp

ort d

ans

le

phlo

ème

en u

tilis

ant d

es s

tyle

ts d

e pu

cero

ns e

t du

diox

yde

de c

arbo

ne ra

diom

arqu

é n’

ont é

té p

ossi

bles

qu’

aprè

s qu

e le

s ra

dioi

soto

pes

sont

dev

enus

dis

poni

bles

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• Le

s pl

ante

s tr

ansp

orte

nt le

s co

mpo

sés

orga

niqu

es d

es s

ourc

es a

ux c

ible

s.

• L’i

ncom

pres

sibi

lité

de l’

eau

perm

et le

tran

spor

t le

long

de

grad

ient

s de

pr

essi

on h

ydro

stat

ique

.

• Le

tran

spor

t act

if es

t util

isé

pour

cha

rger

les

com

posé

s or

gani

ques

dan

s le

s tu

bes

crib

lés

du p

hloè

me

à la

sou

rce.

• D

e fo

rtes

con

cent

ratio

ns d

e so

luté

s da

ns le

phl

oèm

e à

la s

ourc

e co

ndui

t à

l’abs

orpt

ion

d’ea

u pa

r osm

ose.

• U

ne p

ress

ion

hydr

osta

tique

acc

rue

prov

oque

la c

ircul

atio

n du

con

tenu

du

phlo

ème

vers

les

cibl

es.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es ra

ppor

ts e

ntre

la s

truc

ture

et l

a fo

nctio

n de

s tu

bes

crib

lés

du

phlo

ème.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n du

xyl

ème

et d

u ph

loèm

e su

r des

imag

es d

e la

tig

e et

de

la ra

cine

obt

enue

s au

mic

rosc

ope.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

obte

nues

d’e

xpér

ienc

es m

esur

ant d

es

taux

de

tran

spor

t dan

s le

phl

oèm

e en

util

isan

t des

sty

lets

de

puce

rons

et d

u di

oxyd

e de

car

bone

radi

omar

qué.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.4

Le tr

ansp

ort t

rans

mem

bran

aire



Idée

ess

enti

elle

: le

s pl

ante

s ad

apte

nt le

ur c

rois

sanc

e au

x co

nditi

ons

envi

ronn

emen

tale

s.

9.3

La c

rois

sanc

e de

s pl

ante

s

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns e

n m

atiè

re d

’ana

lyse

et d

e dé

duct

ion.

Les

am

élio

ratio

ns d

es te

chni

ques

ana

lytiq

ues

perm

etta

nt la

dét

ectio

n de

trac

es d

e su

bsta

nces

ont

per

mis

de

mie

ux c

ompr

endr

e le

s ho

rmon

es v

égét

ales

et l

eur e

ffet

sur

l’ex

pres

sion

gén

ique

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• Le

s ce

llule

s in

diff

éren

ciée

s da

ns le

s m

éris

tèm

es d

es p

lant

es p

erm

ette

nt u

ne

croi

ssan

ce in

déte

rmin

ée.

• La

mito

se e

t la

divi

sion

cel

lula

ire d

ans

l’ape

x d’

une

pous

se fo

urni

ssen

t les

ce

llule

s re

quis

es p

our l

’élo

ngat

ion

de la

tige

et l

e dé

velo

ppem

ent d

es fe

uille

s.

• D

es h

orm

ones

vég

étal

es c

ontr

ôlen

t la

croi

ssan

ce d

ans

l’ape

x de

s po

usse

s.

• Le

s po

usse

s vé

géta

les

réag

isse

nt à

l’en

viro

nnem

ent p

ar tr

opis

mes

.

• Le

s po

mpe

s d’

efflu

x d’

auxi

ne p

euve

nt d

éter

min

er d

es g

radi

ents

de

conc

entr

atio

n d’

auxi

ne d

ans

les

tissu

s vé

géta

ux.

• L’a

uxin

e in

fluen

ce le

s ta

ux d

e cr

oiss

ance

cel

lula

ire e

n m

odifi

ant l

e pr

ofil

de

l’exp

ress

ion

géni

que.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a m

icro

prop

agat

ion

des

plan

tes

en u

tilis

ant d

u tis

su d

e l’a

pex

des

pous

ses,

des

gél

oses

nut

ritiv

es e

t des

hor

mon

es d

e cr

oiss

ance

.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

mic

ropr

opag

atio

n po

ur le

fois

onne

men

t ra

pide

de

nouv

elle

s va

riété

s, la

pro

duct

ion

de s

ouch

es s

ans

viru

s de

var

iété

s ex

ista

ntes

et l

a pr

opag

atio

n d’

orch

idée

s et

d’a

utre

s es

pèce

s ra

res.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• L’a

uxin

e es

t la

seul

e ho

rmon

e no

mm

ée re

quis

e.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s pl

ante

s co

mm

uniq

uent

chi

miq

uem

ent t

ant à

l’in

térie

ur q

u’à

l’ext

érie

ur.

Dan

s qu

elle

mes

ure

pouv

ons-

nous

dire

que

les

plan

tes

ont u

n la

ngag

e ?

Uti

lisat

ion

• La

mic

ropr

opag

atio

n es

t util

isée

pou

r le

fois

onne

men

t de

nouv

elle

s va

riété

s de

pla

ntes

.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.5

La m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue e

t la

biot

echn

olog

ie

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

rech

erch

es s

ur le

s tr

opis

mes

pou

rrai

ent ê

tre

réal

isée

s.



Idée

ess

enti

elle

: la

repr

oduc

tion

des

plan

tes

à fle

urs

est i

nflu

encé

e pa

r les

env

ironn

emen

ts b

iotiq

ue e

t abi

otiq

ue.

9.4

La re

prod

ucti

on d

es p

lant

es

Nat

ure

de la

sci

ence

Le c

hang

emen

t de

para

digm

e : p

lus

de 8

5 %

des

250

000

esp

èces

de

plan

tes

à fle

urs

du m

onde

dép

ende

nt d

es p

ollin

isat

eurs

pou

r la

repr

oduc

tion.

La

conn

aiss

ance

de

ce

fait

a co

ndui

t à la

pro

tect

ion

d’éc

osys

tèm

es e

ntie

rs p

lutô

t que

d’e

spèc

es in

divi

duel

les.

(2.3

)

Not

ions

clé

s

• La

flor

aiso

n im

pliq

ue u

ne m

odifi

catio

n de

l’ex

pres

sion

gén

ique

dan

s l’a

pex

des

pous

ses.

• Ch

ez d

e no

mbr

euse

s pl

ante

s, le

pas

sage

à la

flor

aiso

n es

t une

répo

nse

à la

du

rée

des

pério

des

d’éc

laire

men

t et d

’obs

curit

é.

• Le

suc

cès

de la

repr

oduc

tion

des

plan

tes

dépe

nd d

e la

pol

linis

atio

n, d

e la

fé

cond

atio

n et

de

la d

ispe

rsio

n de

s gr

aine

s.

• La

maj

orité

des

pla

ntes

à fl

eurs

util

ise

des

rela

tions

mut

ualis

tes

avec

les

polli

nisa

teur

s po

ur la

repr

oduc

tion

sexu

ée.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es m

étho

des

utili

sées

pou

r ind

uire

la fl

orai

son

hors

sai

son

des

plan

tes

de jo

urs

cour

ts.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n de

la s

truc

ture

inte

rne

des

grai

nes.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n de

dem

i-vue

s de

fleu

rs p

ollin

isée

s pa

r des

an

imau

x.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

ncep

tion

d’ex

périe

nces

pou

r tes

ter d

es h

ypot

hèse

s co

ncer

nant

les

fact

eurs

qui

aff

ecte

nt la

ger

min

atio

n.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s él

èves

doi

vent

com

pren

dre

les

diff

éren

ces

entr

e la

pol

linis

atio

n, la

fé

cond

atio

n et

la d

ispe

rsio

n de

s gr

aine

s m

ais

ils n

’ont

pas

bes

oin

de c

onna

ître

les

déta

ils d

e ch

aque

pro

cess

us.

• La

flor

aiso

n ch

ez le

s pla

ntes

dite

s de

jour

s cou

rts,

telle

s que

les c

hrys

anth

èmes

, es

t stim

ulée

par

des

nui

ts lo

ngue

s plu

tôt q

ue p

ar d

es jo

urs c

ourt

s.

Uti

lisat

ion

• L’u

nive

rsité

de

Göt

tinge

n, e

n A

llem

agne

, a ré

alis

é en

200

5 un

e re

vue

déta

illée

de

s ét

udes

sci

entif

ique

s ef

fect

uées

dan

s 20

0 pa

ys p

our 1

15 d

es p

rinci

pale

s cu

lture

s m

ondi

ales

. Ils

ont

déc

ouve

rt q

ue 8

7 pl

ante

s cu

ltivé

es d

épen

dent

, da

ns u

ne m

esur

e pl

us o

u m

oins

gra

nde,

de

la p

ollin

isat

ion

par d

es a

nim

aux,

y

com

pris

les

abei

lles.

Cel

a re

prés

ente

un

tiers

de

la p

rodu

ctio

n de

s cu

lture

s da

ns le

mon

de e

ntie

r.


Mod

ule

com

plém

enta

ire d

u ni

veau

sup

érie

ur (M

CNS)

Thèm

e 10

– L

a gé

nétiq

ue e

t l’é

volu

tion

8 he

ures

Idée

ess

enti

elle

: la

méi

ose

cond

uit à

un

asso

rtim

ent i

ndép

enda

nt d

e ch

rom

osom

es e

t à u

ne c

ompo

sitio

n un

ique

d’a

llèle

s da

ns le

s ce

llule

s fil

les.

10.1

La

méi

ose

Nat

ure

de la

sci

ence

La fo

rmul

atio

n d’

obse

rvat

ions

att

entiv

es :

l’obs

erva

tion

soig

née

et la

tenu

e de

dos

sier

s on

t fai

t app

araî

tre

des

donn

ées

anor

mal

es q

ue la

loi s

ur la

ség

réga

tion

indé

pend

ante

de

Men

del n

’ava

it pa

s pu

exp

lique

r. Th

omas

Hun

t Mor

gan

a dé

velo

ppé

la n

otio

n de

gèn

es li

és p

our e

xpliq

uer l

es a

nom

alie

s. (1

.8)

Not

ions

clé

s

• La

répl

icat

ion

des c

hrom

osom

es se

pro

duit

dura

nt l’

inte

rpha

se, a

vant

la m

éios

e.

• L’e

njam

bem

ent (

cros

sing-

over

) est

l’éc

hang

e de

mat

érie

l gén

étiq

ue e

ntre

des

ch

rom

atid

es h

omol

ogue

s no

n sœ

urs.

• L’e

njam

bem

ent p

rodu

it de

nou

velle

s as

soci

atio

ns d

’allè

les

sur l

es

chro

mos

omes

des

cel

lule

s ha

ploï

des.

• La

form

atio

n de

chi

asm

as e

ntre

chr

omat

ides

non

sœ

urs

peut

résu

lter e

n un

éc

hang

e d’

allè

les.

• Le

s ch

rom

osom

es h

omol

ogue

s se

sép

aren

t dan

s la

méi

ose

I.

• Le

s ch

rom

atid

es s

œur

s se

sép

aren

t dan

s la

méi

ose

II.

• La

ség

réga

tion

indé

pend

ante

des

gèn

es e

st d

ue à

l’or

ient

atio

n al

éato

ire d

es

paire

s de

chr

omos

omes

hom

olog

ues

dura

nt la

méi

ose

I.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n de

dia

gram

mes

pou

r mon

trer

les

chia

smas

fo

rmés

par

enj

ambe

men

t.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s di

agra

mm

es d

es c

hias

mas

doi

vent

mon

trer

les

chro

mat

ides

sœ

urs

qui

sont

enc

ore

étro

item

ent a

ligné

es, e

xcep

té à

l’en

droi

t où

l’enj

ambe

men

t s’e

st

prod

uit e

t où

un c

hias

ma

a ét

é fo

rmé.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.6

La d

ivis

ion

cellu

laire

Th

ème

3.3

La m

éios

e Th

ème

11.4

La

repr

oduc

tion

sexu

ée

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

la c

olor

atio

n d’

anth

ères

de

lis o

u d’

autr

es ti

ssus

con

tena

nt

des

cellu

les

germ

inal

es e

t l’e

xam

en a

u m

icro

scop

e po

ur o

bser

ver l

es c

ellu

les

dura

nt la

méi

ose

sont

des

act

ivité

s po

ssib

les.

Thème 10 – La génétique et l’évolution


Idée

ess

enti

elle

: le

s gè

nes

peuv

ent ê

tre

liés

ou n

on li

és e

t leu

r hér

édité

en

déco

ule.

10.2

L’h

éréd

ité

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces

: Men

del a

obs

ervé

le m

onde

nat

urel

pou

r déc

ouvr

ir et

exp

lique

r des

pat

tern

s et

des

tend

ance

s. D

epui

s,

les

scie

ntifi

ques

ont

rech

erch

é le

s di

verg

ence

s et

pos

é de

s qu

estio

ns s

ur la

bas

e d’

autr

es o

bser

vatio

ns p

our m

ontr

er le

s ex

cept

ions

aux

règl

es. P

ar e

xem

ple,

Mor

gan

a dé

couv

ert d

es ra

ppor

ts n

on m

endé

liens

dur

ant s

es e

xpér

ienc

es a

vec

Dro

soph

ila. (

3.1)

Not

ions

clé

s

• O

n di

t que

les

loci

de

gène

s so

nt li

és s

’ils

sont

sur

le m

ême

chro

mos

ome.

• Le

s gè

nes

non

liés

se s

épar

ent i

ndép

enda

mm

ent à

la s

uite

d’u

ne m

éios

e.

• La

var

iatio

n pe

ut ê

tre

disc

rète

ou

cont

inue

.

• Le

s ph

énot

ypes

de

cara

ctèr

es p

olyg

éniq

ues

ont t

enda

nce

à pr

ésen

ter u

ne

varia

tion

cont

inue

.

• Le

s te

sts

du c

hi-c

arré

son

t util

isés

pou

r dét

erm

iner

si l

a di

ffér

ence

ent

re

une

dist

ribut

ion

de fr

éque

nces

obs

ervé

e et

une

dis

trib

utio

n de

fréq

uenc

es

atte

ndue

est

sta

tistiq

uem

ent s

igni

ficat

ive.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a dé

couv

erte

par

Mor

gan

des

rapp

orts

non

men

délie

ns c

hez

la

dros

ophi

le.

• A

pplic

atio

n : r

empl

ir et

ana

lyse

r des

car

rés

de P

unne

tt p

our d

es c

arac

tère

s di

hybr

ides

.

• A

pplic

atio

n : l

es c

arac

tère

s po

lygé

niqu

es te

ls q

ue la

taill

e de

l’êt

re h

umai

n pe

uven

t éga

lem

ent ê

tre

influ

encé

s pa

r des

fact

eurs

env

ironn

emen

taux

.

• Co

mpé

tenc

e : l

e ca

lcul

des

rapp

orts

gén

otyp

ique

s et

phé

noty

piqu

es p

rédi

ts

chez

les

desc

enda

nts

de c

rois

emen

ts d

ihyb

rides

impl

iqua

nt d

es g

ènes

au

toso

miq

ues

non

liés.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Il

a ét

é vi

te d

écou

vert

que

la lo

i de

la s

égré

gatio

n in

dépe

ndan

te a

des

ex

cept

ions

lors

qu’o

n ex

amin

e de

s gè

nes

liés.

Que

lle e

st la

diff

éren

ce e

ntre

un

e lo

i et u

ne th

éorie

en

scie

nce

?

Uti

lisat

ion

• U

ne c

ompr

éhen

sion

de

l’hér

édité

a p

erm

is a

ux a

gric

ulte

urs

de re

prod

uire

sé

lect

ivem

ent l

eur b

étai

l pou

r qu’

il pr

ésen

te d

es c

arac

téris

tique

s sp

écifi

ques

.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.4

L’hér

édité

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 4: l

’util

isat

ion

de c

ompé

tenc

es a

naly

tique

s po

ur ré

soud

re

des

croi

sem

ents

gén

étiq

ues.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

la p

réve

ntio

n de

la tr

ansm

issi

on d

e tr

oubl

es g

énét

ique

s hé

rédi

taire

s so

ulèv

e de

s qu

estio

ns d

’ord

re é

thiq

ue.



10.2

L’h

éréd

ité

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

reco

mbi

nant

s da

ns le

s cr

oise

men

ts

impl

iqua

nt d

eux

gène

s lié

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

test

du

chi-c

arré

ave

c de

s do

nnée

s ob

tenu

es

de c

rois

emen

ts d

ihyb

rides

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

ans

les

croi

sem

ents

dih

ybrid

es, l

es a

llèle

s so

nt n

orm

alem

ent m

ontr

és c

ôte

à cô

te, p

ar e

xem

ple,

TtB

b. L

ors

de la

repr

ésen

tatio

n de

cro

isem

ents

impl

iqua

nt

une

liais

on, i

l est

plu

s co

uran

t de

les

mon

trer

com

me

des

paire

s ve

rtic

ales

, co

mm

e l’i

llust

re l’

exem

ple

ci-d

esso

us :

• Ce

form

at s

era

utili

sé d

ans

les

épre

uves

d’e

xam

en, o

u bi

en d

es in

form

atio

ns

suff

isan

tes

sero

nt fo

urni

es a

ux é

lève

s po

ur le

ur p

erm

ettr

e de

déd

uire

les

allè

les

qui s

ont l

iés.



Idée

ess

enti

elle

: le

s po

ols

géni

ques

cha

ngen

t dan

s le

tem

ps.

10.3

Les

poo

ls g

éniq

ues

et la

spé

ciat

ion

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces :

les

patt

erns

du

nom

bre

de c

hrom

osom

es d

ans

cert

ains

gen

res

peuv

ent s

’exp

lique

r par

la s

péci

atio

n du

e à

la

poly

ploï

die.

(3.1)

Not

ions

clé

s

• U

n po

ol g

éniq

ue s

e co

mpo

se d

e to

us le

s gè

nes

et d

e le

urs

dive

rs a

llèle

s, q

ui

sont

pré

sent

s da

ns u

ne p

opul

atio

n in

terf

écon

de.

• L’é

volu

tion

requ

iert

que

les

fréq

uenc

es d

’allè

les

chan

gent

au

fil d

u te

mps

da

ns le

s po

pula

tions

.

• L’i

sole

men

t rep

rodu

ctif

des

popu

latio

ns p

eut ê

tre

tem

pore

l, co

mpo

rtem

enta

l ou

géo

grap

hiqu

e.

• La

spé

ciat

ion

due

à la

div

erge

nce

des

popu

latio

ns is

olée

s pe

ut ê

tre

prog

ress

ive.

• La

spé

ciat

ion

peut

se

prod

uire

sou

dain

emen

t.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’iden

tific

atio

n d’

exem

ples

de

séle

ctio

n di

rect

ionn

elle

, st

abili

satr

ice

et d

iver

gent

e.

• A

pplic

atio

n : l

a sp

écia

tion

dans

le g

enre

Alli

um p

ar p

olyp

loïd

ie.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

mpa

rais

on d

e la

fréq

uenc

e de

s al

lèle

s de

pop

ulat

ions

is

olée

s gé

ogra

phiq

uem

ent.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• L’é

quili

bre

ponc

tué

impl

ique

de

long

ues

pério

des

sans

cha

ngem

ent s

ensi

ble

et d

es p

ério

des

cour

tes

d’év

olut

ion

rapi

de.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Pe

ndan

t lon

gtem

ps, o

n a

cons

idér

é qu

e l’é

quili

bre

ponc

tué

étai

t une

au

tre

théo

rie d

e l’é

volu

tion

et q

u’il

rem

etta

it en

que

stio

n le

par

adig

me

long

uem

ent é

tabl

i du

grad

ualis

me

darw

inie

n. C

omm

ent l

es c

hang

emen

ts d

e pa

radi

gme

évol

uent

-ils

en s

cien

ce e

t que

ls fa

cteu

rs s

ont i

mpl

iqué

s da

ns le

ur

succ

ès ?

Uti

lisat

ion

• D

e no

mbr

euse

s es

pèce

s de

cul

ture

ont

été

dév

elop

pées

par

pol

yplo

ïdie

. La

pol

yplo

ïdie

aug

men

te la

div

ersi

té a

lléliq

ue e

t per

met

la p

rodu

ctio

n de

no

uvea

ux p

héno

type

s. E

lle c

ondu

it ég

alem

ent à

la v

igue

ur d

es h

ybrid

es.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

5.1

Les

preu

ves

de l’

évol

utio

n


Mod

ule

com

plém

enta

ire d

u ni

veau

sup

érie

ur (M

CNS)

Thèm

e 11

– L

a ph

ysio

logi

e an

imal

e 16

heu

res

Idée

ess

enti

elle

: l’i

mm

unité

repo

se s

ur la

reco

nnai

ssan

ce d

u so

i et s

ur la

des

truc

tion

de la

mat

ière

étr

angè

re.

11.1

La

prod

ucti

on d

’ant

icor

ps e

t la

vacc

inat

ion

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

onsi

déra

tion

des

impl

icat

ions

éth

ique

s de

la re

cher

che.

Jenn

er a

test

é so

n va

ccin

ant

ivar

ioliq

ue c

hez

un e

nfan

t. (4

.5)

Not

ions

clé

s

• Ch

aque

org

anis

me

port

e de

s m

oléc

ules

uni

ques

à la

sur

face

de

ses

cellu

les.

• Le

s ag

ents

pat

hogè

nes

peuv

ent ê

tre

spéc

ifiqu

es à

une

esp

èce,

alo

rs q

ue

d’au

tres

peu

vent

trav

erse

r les

bar

rière

s in

ters

péci

fique

s.

• Ch

ez le

s m

amm

ifère

s, le

s ly

mph

ocyt

es B

son

t act

ivés

par

les

lym

phoc

ytes

T.

• Le

s ly

mph

ocyt

es B

act

ivés

se

mul

tiplie

nt p

our f

orm

er d

es c

lone

s de

pl

asm

ocyt

es e

t des

cel

lule

s-m

émoi

re.

• Le

s pl

asm

ocyt

es s

écrè

tent

des

ant

icor

ps.

• Le

s an

ticor

ps a

iden

t à d

étru

ire le

s ag

ents

pat

hogè

nes.

• Le

s gl

obul

es b

lanc

s lib

èren

t de

l’his

tam

ine

en ré

pons

e au

x al

lerg

ènes

.

• Le

s hi

stam

ines

déc

lenc

hent

des

sym

ptôm

es a

llerg

ique

s.

• L’i

mm

unité

dép

end

de la

per

sist

ance

des

cel

lule

s-m

émoi

re.

• Le

s va

ccin

s co

ntie

nnen

t des

ant

igèn

es q

ui d

écle

nche

nt l’

imm

unité

mai

s qu

i ne

cau

sent

pas

la m

alad

ie.

• La

fusi

on e

ntre

une

cel

lule

tum

oral

e et

un

plas

moc

yte

prod

ucte

ur d

’ant

icor

ps

crée

un

hybr

idom

e.

• Le

s an

ticor

ps m

onoc

lona

ux s

ont p

rodu

its p

ar le

s hy

brid

omes

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• L’O

rgan

isat

ion

mon

dial

e de

la s

anté

a la

ncé

en 1

967

une

cam

pagn

e po

ur

l’éra

dica

tion

glob

ale

de la

var

iole

. La

cam

pagn

e a

été

jugé

e fr

uctu

euse

en

197

7, s

eule

men

t 10

ans

plus

tard

.

Uti

lisat

ion

• Le

s va

ccin

s à

usag

e hu

mai

n so

nt s

ouve

nt p

rodu

its e

n ut

ilisa

nt le

s ré

pons

es

imm

unita

ires

d’au

tres

ani

mau

x.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

6.3

La d

éfen

se c

ontr

e le

s m

alad

ies

infe

ctie

uses

Th

ème

11.4

La

repr

oduc

tion

sexu

ée

Géo

grap

hie

2e par

tie –

F. G

éogr

aphi

e de

l’al

imen

tatio

n et

de

la s

anté

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

de b

ases

de

donn

ées

pour

ana

lyse

r des

do

nnée

s ép

idém

iolo

giqu

es.

Thème 11 – La physiologie animale


11.1

La

prod

ucti

on d

’ant

icor

ps e

t la

vacc

inat

ion

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a va

riole

a é

té la

pre

miè

re m

alad

ie in

fect

ieus

e hu

mai

ne à

êtr

e ér

adiq

uée

par l

a va

ccin

atio

n.

• A

pplic

atio

n : l

es a

ntic

orps

mon

oclo

naux

à l’

HCG

son

t util

isés

dan

s le

s te

sts

de

gros

sess

e.

• A

pplic

atio

n : l

es a

ntig

ènes

à la

sur

face

des

glo

bule

s ro

uges

stim

ulen

t la

prod

uctio

n d’

antic

orps

che

z un

e pe

rson

ne d

e gr

oupe

san

guin

diff

éren

t.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

épid

émio

logi

ques

ass

ocié

es a

ux

prog

ram

mes

de

vacc

inat

ion.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Li

mite

r la

répo

nse

imm

unita

ire a

ux m

amm

ifère

s.



Idée

ess

enti

elle

: le

s rô

les

du s

ystè

me

mus

culo

-squ

elet

tique

son

t le

mou

vem

ent,

le s

uppo

rt e

t la

prot

ectio

n.

11.2

Le

mou

vem

ent

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es a

ppar

eils

. Les

ions

cal

cium

fluo

resc

ents

ont

été

util

isés

pou

r étu

dier

les

inte

ract

ions

cy

cliq

ues

dans

la c

ontr

actio

n m

uscu

laire

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• Le

s os

et l

es e

xosq

uele

ttes

ser

vent

d’a

ttac

hes

aux

mus

cles

et i

ls a

giss

ent

com

me

des

levi

ers.

• Le

s art

icul

atio

ns s

ynov

iale

s per

met

tent

cer

tain

s mou

vem

ents

mai

s pas

d’a

utre

s.

• Le

mou

vem

ent d

u co

rps

exig

e qu

e le

s m

uscl

es fo

nctio

nnen

t en

paire

s an

tago

nist

es.

• Le

s fib

res

mus

cula

ires

sque

lett

ique

s so

nt m

ultin

uclé

ées

et e

lles

cont

ienn

ent

du ré

ticul

um e

ndop

lasm

ique

spé

cial

isé.

• Le

s fib

res

mus

cula

ires

cont

ienn

ent d

e no

mbr

euse

s m

yofib

rille

s.

• Ch

aque

myo

fibril

le s

e co

mpo

se d

e sa

rcom

ères

con

trac

tiles

.

• La

con

trac

tion

du m

uscl

e sq

uele

ttiq

ue e

st o

bten

ue g

râce

au

glis

sem

ent d

e fil

amen

ts d

’act

ine

et d

e m

yosi

ne.

• L’h

ydro

lyse

de

l’ATP

et l

a fo

rmat

ion

de p

onts

d’u

nion

son

t néc

essa

ires

pour

qu

e le

s fil

amen

ts g

lisse

nt.

• Le

s io

ns c

alci

um e

t les

pro

téin

es tr

opom

yosi

ne e

t tro

poni

ne c

ontr

ôlen

t les

co

ntra

ctio

ns m

uscu

laire

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es p

aire

s an

tago

nist

es d

e m

uscl

es d

ans

la p

atte

d’u

n in

sect

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

repr

ésen

tant

le c

oude

hum

ain.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n de

dia

gram

mes

ann

otés

repr

ésen

tant

la

stru

ctur

e d’

un s

arco

mèr

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

phot

ogra

phie

s pr

ises

au

mic

rosc

ope

élec

tron

ique

po

ur id

entif

ier l

’éta

t de

cont

ract

ion

des

fibre

s m

uscu

laire

s.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

d’en

regi

stre

urs

de d

onné

es a

yant

trai

t à la

fo

rce

de p

réhe

nsio

n po

ur é

valu

er la

fatig

ue m

uscu

laire

.

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

d’an

imat

ions

pou

r vis

ualis

er la

con

trac

tion.



11.2

Le

mou

vem

ent

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

dia

gram

me

du c

oude

doi

t inc

lure

le c

artil

age,

le li

quid

e sy

novi

al, l

a ca

psul

e ar

ticul

aire

, les

os

nom

més

et l

es m

uscl

es a

ntag

onis

tes

nom

més

.

• Le

s sc

hém

as a

nnot

és d

e la

str

uctu

re d

’un

sarc

omèr

e do

iven

t inc

lure

les

ligne

s Z,

les

filam

ents

d’a

ctin

e, le

s fil

amen

ts d

e m

yosi

ne a

vec

les

tête

s et

les

band

es c

laire

s et

som

bres

qui

en

résu

ltent

.

• La

mes

ure

de la

long

ueur

des

sar

com

ères

exi

gera

l’ét

alon

nage

de

l’éch

elle

de

l’ocu

laire

du

mic

rosc

ope.



Idée

ess

enti

elle

: to

us le

s an

imau

x ex

crèt

ent d

es d

éche

ts a

zoté

s et

cer

tain

s an

imau

x pa

rvie

nnen

t aus

si à

équ

ilibr

er le

s co

ncen

trat

ions

d’e

au e

t de

solu

té.

11.3

Le

rein

et l

’osm

orég

ulat

ion

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

urio

sité

au

suje

t de

phén

omèn

es p

artic

ulie

rs :

des

étud

es o

nt é

té ré

alis

ées

pour

dét

erm

iner

com

men

t les

ani

mau

x du

dés

ert e

mpê

chen

t la

pert

e d’

eau

dans

leur

s dé

chet

s. (1

.5)

Not

ions

clé

s

• Le

s an

imau

x so

nt s

oit d

es o

smor

égul

ateu

rs, s

oit d

es o

smot

olér

ants

.

• Le

sys

tèm

e de

tube

s de

Mal

pigh

i che

z le

s in

sect

es e

t le

rein

eff

ectu

ent

l’osm

orég

ulat

ion

et l’

élim

inat

ion

des

déch

ets

azot

és.

• La

com

posi

tion

du s

ang

dans

l’ar

tère

réna

le d

iffèr

e de

cel

le d

u sa

ng d

ans

la

vein

e ré

nale

.

• L’u

ltras

truc

ture

du

glom

érul

e et

la c

apsu

le d

e Bo

wm

an fa

cilit

ent

l’ultr

afilt

ratio

n.

• Le

tube

con

tour

né p

roxi

mal

réab

sorb

e sé

lect

ivem

ent l

es s

ubst

ance

s ut

iles

par t

rans

port

act

if.

• L’a

nse

de H

enlé

mai

ntie

nt le

s co

nditi

ons

hype

rton

ique

s da

ns la

méd

ulla

ré

nale

.

• L’A

DH

con

trôl

e la

réab

sorp

tion

de l’

eau

dans

le tu

bule

col

lect

eur.

• La

long

ueur

de

l’ans

e de

Hen

lé e

st p

ositi

vem

ent c

orré

lée

au b

esoi

n de

co

nser

ver d

e l’e

au c

hez

les

anim

aux.

• Le

type

de

déch

ets

azot

és c

hez

les

anim

aux

est a

ssoc

ié à

l’hi

stoi

re é

volu

tive

et

à l’h

abita

t.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

onsé

quen

ces

de la

dés

hydr

atat

ion

et d

e l’h

yper

hydr

atat

ion.

• A

pplic

atio

n : l

e tr

aite

men

t de

l’ins

uffis

ance

réna

le p

ar h

émod

ialy

se o

u pa

r gr

effe

de

rein

.

Uti

lisat

ion

• L’é

limin

atio

n de

cal

culs

réna

ux p

ar tr

aite

men

t aux

ultr

ason

s.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.3

La s

truc

ture

des

mem

bran

es

Thèm

e 1.

4 Le

tran

spor

t tra

nsm

embr

anai

re



11.3

Le

rein

et l

’osm

orég

ulat

ion

• A

pplic

atio

n : l

es c

ellu

les

sang

uine

s, le

glu

cose

, les

pro

téin

es e

t les

dro

gues

so

nt d

étec

tés

dans

les

anal

yses

d’u

rine.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n et

l’an

nota

tion

d’un

dia

gram

me

du re

in

hum

ain.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

de d

iagr

amm

es re

prés

enta

nt le

nép

hron

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• «

AD

H »

ser

a ut

ilisé

plu

tôt q

ue «

vas

opre

ssin

e ».

• Le

dia

gram

me

du n

éphr

on d

oit i

nclu

re le

glo

mér

ule,

la c

apsu

le d

e Bo

wm

an,

le tu

be c

onto

urné

pro

xim

al, l

’ans

e de

Hen

lé e

t le

tube

con

tour

né d

ista

l ; le

ra

ppor

t ent

re le

nép

hron

et l

e ca

nal c

olle

cteu

r doi

t êtr

e in

clus

.



Idée

ess

enti

elle

: la

repr

oduc

tion

sexu

ée im

pliq

ue le

dév

elop

pem

ent e

t la

fusi

on d

e ga

mèt

es h

aplo

ïdes

.

11.4

La

repr

oduc

tion

sex

uée

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

des

risqu

es e

t des

bén

éfic

es a

ssoc

iés

à la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

es ri

sque

s po

ur la

féco

ndité

mas

culin

e hu

mai

ne n

’ont

pas

été

adé

quat

emen

t éva

lués

ava

nt

que

des

stér

oïde

s as

soci

és à

la p

roge

stér

one

et a

ux œ

stro

gène

s ne

soi

ent l

ibér

és d

ans

l’env

ironn

emen

t à c

ause

de

l’usa

ge d

e la

pilu

le c

ontr

acep

tive

fém

inin

e. (4

.8)

Not

ions

clé

s

• La

spe

rmat

ogen

èse

et l’

ovog

enès

e im

pliq

uent

tout

es d

eux

la m

itose

, la

croi

ssan

ce c

ellu

laire

, les

deu

x di

visi

ons

de la

méi

ose

et la

diff

éren

ciat

ion.

• Le

s pro

cess

us d

ans l

a sp

erm

atog

enès

e et

l’ovo

genè

se a

bout

isse

nt à

des

no

mbr

es d

iffér

ents

de

gam

ètes

aya

nt d

es q

uant

ités d

iffér

ente

s de

cyto

plas

me.

• Ch

ez le

s an

imau

x, la

féco

ndat

ion

peut

êtr

e in

tern

e ou

ext

erne

.

• La

féco

ndat

ion

impl

ique

des

méc

anis

mes

qui

em

pêch

ent l

a po

lysp

erm

ie.

• L’i

mpl

anta

tion

du b

last

ocys

te d

ans

l’end

omèt

re e

st e

ssen

tielle

pou

r que

la

gros

sess

e se

pou

rsui

ve.

• L’H

CG s

timul

e l’o

vaire

pou

r qu’

il sé

crèt

e de

la p

roge

stér

one

au s

tade

pré

coce

de

la g

ross

esse

.

• Le

pla

cent

a fa

cilit

e l’é

chan

ge d

e su

bsta

nces

ent

re la

mèr

e et

le fœ

tus.

• Le

s œ

stro

gène

s et

la p

roge

stér

one

sont

séc

rété

s pa

r le

plac

enta

lors

qu’il

est

fo

rmé.

• La

nai

ssan

ce e

st o

rche

stré

e pa

r rét

roac

tion

posi

tive

impl

iqua

nt le

s œ

stro

gène

s et

l’oc

ytoc

ine.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es 3

8 se

mai

nes

de la

gro

sses

se h

umai

ne m

oyen

ne p

euve

nt

être

pos

ition

nées

sur

un

grap

hiqu

e m

ontr

ant l

a co

rrél

atio

n en

tre

la ta

ille

des

anim

aux

et le

dév

elop

pem

ent d

es je

unes

à la

nai

ssan

ce c

hez

les

autr

es

mam

mifè

res.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.3

La m

éios

e Th

ème

6.6

Les

horm

ones

, l’h

oméo

stas

ie e

t la

repr

oduc

tion

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

disp

utes

au

suje

t de

la re

spon

sabi

lité

en c

e qu

i co

ncer

ne le

s em

bryo

ns h

umai

ns c

onge

lés.



11.4

La

repr

oduc

tion

sex

uée

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

de d

iagr

amm

es d

es tu

bes

sém

inifè

res

et d

e l’o

vaire

pou

r mon

trer

les

stad

es d

e la

gam

étog

enès

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

de d

iagr

amm

es d

e sp

erm

atoz

oïde

s m

atur

es e

t de

l’œuf

pou

r en

indi

quer

les

fonc

tions

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

féco

ndat

ion

impl

ique

la ré

actio

n ac

roso

mia

le, l

a fu

sion

de

la m

embr

ane

plas

miq

ue d

e l’œ

uf e

t du

sper

mat

ozoï

de e

t la

réac

tion

cort

ical

e.


Opt

ion

A. L

a ne

urob

iolo

gie

et le

com

port

emen

t 15

/25

heur

es

Thèm

es d

u tr

onc

com

mun

Idée

ess

enti

elle

: la

mod

ifica

tion

des

neur

ones

com

men

ce d

uran

t les

sta

des

préc

oces

de

l’em

bryo

genè

se e

t elle

se

pour

suit

jusq

u’au

x de

rniè

res

anné

es d

e la

vie

.

A.1

Le

déve

lopp

emen

t neu

ral

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

la n

euro

scie

nce

du d

ével

oppe

men

t util

ise

une

varié

té d

e m

odèl

es a

nim

aux.

(1.1

0)

Not

ions

clé

s

• Le

tube

neu

ral d

es c

ordé

s em

bryo

nnai

res

est f

orm

é pa

r l’in

curv

atio

n de

l’e

ctod

erm

e ve

rs l’

inté

rieur

, sui

vi d

e l’a

llong

emen

t du

tube

.

• Le

s ne

uron

es s

ont i

nitia

lem

ent p

rodu

its p

ar d

iffér

enci

atio

n da

ns le

tube

ne

ural

.

• Le

s ne

uron

es im

mat

ures

mig

rent

ver

s un

e lo

calis

atio

n fin

ale.

• U

n ax

one

pous

se à

par

tir d

e ch

aque

neu

rone

imm

atur

e en

répo

nse

à de

s st

imul

i chi

miq

ues.

• Ce

rtai

ns a

xone

s s’é

tend

ent a

u-de

là d

u tu

be n

eura

l afin

d’a

ttei

ndre

d’a

utre

s pa

rtie

s du

cor

ps.

• U

n ne

uron

e en

cou

rs d

e dé

velo

ppem

ent f

orm

e de

mul

tiple

s sy

naps

es.

• Le

s sy

naps

es q

ui n

e so

nt p

as u

tilis

ées

ne p

ersi

sten

t pas

.

• L’é

mon

dage

neu

ral i

mpl

ique

la p

erte

des

neu

rone

s in

utili

sés.

• La

pla

stic

ité d

u sy

stèm

e ne

rveu

x lu

i per

met

de

chan

ger a

vec

l’exp

érie

nce.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• D

e l’é

mon

dage

neu

ral r

ésul

te d

es e

xpér

ienc

es c

ultu

relle

s, in

clua

nt

l’acq

uisi

tion

d’un

lang

age.

Uti

lisat

ion

• La

rech

erch

e su

r la

croi

ssan

ce d

e tis

sus

nerv

eux

en v

ue d

e ré

géné

rer d

es

tissu

s po

ur d

es p

atie

nts

ayan

t sub

i une

lési

on d

e la

moe

lle é

pini

ère

cont

inue

à

prog

ress

er.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

6.5

Les

neur

ones

et l

es s

ynap

ses



A.1

Le

déve

lopp

emen

t neu

ral

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a fe

rmet

ure

inco

mpl

ète

du tu

be n

eura

l em

bryo

nnai

re p

eut

prov

oque

r le

spin

a-bi

fida.

• A

pplic

atio

n : d

es é

véne

men

ts te

ls q

ue d

es a

ccid

ents

vas

cula

ires

céré

brau

x pe

uven

t fav

oris

er la

réor

gani

satio

n de

la fo

nctio

n cé

rébr

ale.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

des

tissu

s em

bryo

nnai

res

chez

Xe

nopu

s, ut

ilisé

en

tant

que

mod

èle

anim

al, d

uran

t la

neur

ulat

ion.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s te

rmes

rela

tifs

aux

zone

s cé

rébr

ales

ou

aux

divi

sion

s du

sys

tèm

e ne

rveu

x em

bryo

nnai

res

ne s

ont p

as re

quis

.



Idée

ess

enti

elle

: le

s pa

rtie

s du

cer

veau

se

spéc

ialis

ent d

ans

des

fonc

tions

diff

éren

tes.

A.2

Le

cerv

eau

hum

ain

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

l’hom

oncu

le s

enso

riel e

t l’h

omon

cule

mot

eur s

ont d

es m

odèl

es d

e l’e

spac

e re

latif

qu’

occu

pent

les

part

ies

de

l’org

anis

me

hum

ain

sur l

e co

rtex

som

esth

ésiq

ue e

t le

cort

ex m

oteu

r. (1

.10)

Not

ions

clé

s

• La

par

tie a

ntér

ieur

e du

tube

neu

ral s

e dé

velo

ppe

pour

form

er le

cer

veau

.

• D

iffér

ente

s pa

rtie

s du

cer

veau

ont

des

rôle

s sp

écifi

ques

.

• Le

sys

tèm

e ne

rveu

x au

tono

me

cont

rôle

des

pro

cess

us in

volo

ntai

res

dans

l’o

rgan

ism

e en

util

isan

t les

cen

tres

situ

és d

ans

le b

ulbe

rach

idie

n.

• Le

cor

tex

céré

bral

form

e un

e pl

us g

rand

e pr

opor

tion

du c

erve

au e

t il e

st p

lus

déve

lopp

é ch

ez l’

être

hum

ain

que

chez

d’a

utre

s an

imau

x.

• Le

cor

tex

céré

bral

hum

ain

est d

even

u pl

us v

olum

ineu

x pr

inci

pale

men

t à

caus

e d’

une

augm

enta

tion

de s

urfa

ce to

tale

, ave

c re

plie

men

t ext

ensi

f pou

r po

uvoi

r le

loge

r dan

s le

crâ

ne.

• Le

s hé

mis

phèr

es c

éréb

raux

son

t res

pons

able

s de

s fo

nctio

ns d

’ord

re

supé

rieur

.

• L’h

émis

phèr

e cé

rébr

al g

auch

e re

çoit

les

influ

x se

nsor

iels

des

réce

pteu

rs

sens

orie

ls d

u cô

té d

roit

du c

orps

et d

u cô

té d

roit

du c

ham

p de

vis

ion

des

deux

yeu

x, e

t vic

e-ve

rsa

pour

l’hé

mis

phèr

e dr

oit.

• L’h

émis

phèr

e cé

rébr

al g

auch

e co

ntrô

le la

con

trac

tion

mus

cula

ire d

u cô

té

droi

t du

corp

s et

vic

e-ve

rsa

pour

l’hé

mis

phèr

e dr

oit.

• Le

mét

abol

ism

e cé

rébr

al n

éces

site

de

gran

ds a

ppor

ts d

’éne

rgie

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• La

déf

initi

on d

e la

vie

var

ie e

n fo

nctio

n de

s lo

is e

t de

la c

ultu

re lo

cale

s et

na

tiona

les.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• En

méd

ecin

e, le

con

cept

de

la m

ort e

st d

éfin

i en

term

es d

e fo

nctio

n cé

rébr

ale,

mai

s il

peut

par

fois

y a

voir

des

conf

lits

quan

d le

s cr

itère

s m

édic

aux

de la

mor

t diff

èren

t de

ceux

qu’

en a

la fa

mill

e. D

ans

quel

le m

esur

e le

s po

ints

de

vue

des

mem

bres

de

la fa

mill

e do

iven

t-ils

avo

ir pr

iorit

é lo

rs d

e la

pris

e de

déc

isio

ns e

n m

atiè

re d

’éth

ique

méd

ical

e ?

Que

ls c

ritèr

es d

evrio

ns-n

ous

utili

ser p

our p

rend

re d

es d

écis

ions

éth

ique

s ?

Uti

lisat

ion

• Le

syn

drom

e d’

Ang

elm

an e

st u

ne a

ffec

tion

héré

dita

ire q

ui e

st d

iagn

ostiq

uée

lors

que

l’éle

ctro

encé

phal

ogra

mm

e pr

ésen

te d

es p

rofil

s an

orm

aux

cara

ctér

istiq

ues.



A.2

Le

cerv

eau

hum

ain

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e co

rtex

vis

uel,

la z

one

de B

roca

, le

noya

u ac

cum

bens

en

tant

qu

e zo

nes

du c

erve

au a

yant

des

fonc

tions

spé

cifiq

ues.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

glut

ition

, la

resp

iratio

n et

la fr

éque

nce

card

iaqu

e en

tant

qu

’exe

mpl

es d

’act

ivité

s co

ordo

nnée

s pa

r le

bulb

e.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

du ré

flexe

pup

illai

re p

our é

valu

er le

s do

mm

ages

cé

rébr

aux.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

d’ex

périe

nces

ave

c de

s an

imau

x, d

’aut

opsi

es d

es

lési

ons

et d

e l’I

RMf p

our i

dent

ifier

le rô

le d

e di

ffér

ente

s pa

rtie

s du

cer

veau

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

par

ties

du c

erve

au s

ur u

ne p

hoto

grap

hie,

un

diag

ram

me

ou u

ne s

cint

igra

phie

cér

ébra

le.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

corr

élat

ions

ent

re la

taill

e du

cor

ps e

t la

taill

e du

ce

rvea

u ch

ez d

es a

nim

aux

diff

éren

ts.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• L’i

mag

e du

cer

veau

doi

t inc

lure

le b

ulbe

rach

idie

n, le

cer

vele

t, l’h

ypot

hala

mus

, l’h

ypop

hyse

et l

es h

émis

phèr

es c

éréb

raux

.

• Bi

en q

ue d

es fo

nctio

ns s

péci

fique

s pu

isse

nt ê

tre

attr

ibué

es à

cer

tain

es z

ones

, l’i

mag

erie

cér

ébra

le m

ontr

e qu

e ce

rtai

nes

activ

ités

sont

cou

vert

es p

ar d

e no

mbr

euse

s zo

nes

et q

ue le

cer

veau

peu

t mêm

e se

réor

gani

ser à

la s

uite

d’

une

pert

urba

tion

telle

qu’

un a

ccid

ent v

ascu

laire

cér

ébra

l.



Idée

ess

enti

elle

: le

s or

gani

smes

viv

ants

son

t en

mes

ure

de d

étec

ter l

es c

hang

emen

ts d

ans

l’env

ironn

emen

t.

A.3

La

perc

epti

on d

es s

tim

uli

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

ompr

éhen

sion

de

la s

cien

ce s

ous-

jace

nte

est à

la b

ase

des

déve

lopp

emen

ts te

chno

logi

ques

. La

déco

uver

te q

u’un

e st

imul

atio

n él

ectr

ique

du

syst

ème

audi

tif p

eut

crée

r une

per

cept

ion

du s

on a

rabo

uti a

u dé

velo

ppem

ent d

e pr

othè

ses

audi

tives

éle

ctriq

ues

puis

d’im

plan

ts c

ochl

éaire

s. (1

.2)

Not

ions

clé

s

• Le

s ré

cept

eurs

dét

ecte

nt d

es c

hang

emen

ts d

ans

l’env

ironn

emen

t.

• Le

s bâ

tonn

ets

et le

s cô

nes

sont

des

pho

toré

cept

eurs

situ

és d

ans

la ré

tine.

• Le

s bâ

tonn

ets

et le

s cô

nes

diff

èren

t par

leur

s se

nsib

ilité

s au

x in

tens

ités

et a

ux

long

ueur

s d’

onde

de

la lu

miè

re.

• Le

s ce

llule

s bi

pola

ires

envo

ient

les

influ

x de

s bâ

tonn

ets

et d

es c

ônes

aux

ce

llule

s ga

nglio

nnai

res.

• Le

s ce

llule

s ga

nglio

nnai

res

envo

ient

les

mes

sage

s au

cer

veau

par

l’i

nter

méd

iaire

du

nerf

opt

ique

.

• Le

s in

form

atio

ns p

rove

nant

du

cham

p de

vis

ion

droi

t des

deu

x ye

ux s

ont

envo

yées

à la

par

tie g

auch

e du

cor

tex

visu

el e

t vic

e-ve

rsa.

• Le

s st

ruct

ures

de

l’ore

ille

moy

enne

tran

smet

tent

et a

mpl

ifien

t le

son.

• Le

s ci

ls s

enso

riels

de

la c

ochl

ée d

étec

tent

des

son

s d’

une

fréq

uenc

e sp

écifi

que.

• Le

s in

flux

caus

és p

ar la

per

cept

ion

des

sons

son

t tra

nsm

is a

u ce

rvea

u pa

r l’i

nter

méd

iaire

du

nerf

aud

itif.

• Le

s ce

llule

s se

nsor

ielle

s ci

liées

des

can

aux

sem

icirc

ulai

res

déte

cten

t le

mou

vem

ent d

e la

tête

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a cé

cité

au

roug

e-ve

rt e

n ta

nt q

ue v

aria

nte

de la

vis

ion

tric

hrom

atiq

ue n

orm

ale.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

tect

ion

de p

rodu

its c

him

ique

s da

ns l’

air g

râce

aux

no

mbr

eux

et d

iffér

ents

réce

pteu

rs o

lfact

ifs.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

’aut

res

orga

nism

es p

euve

nt d

étec

ter d

es s

timul

i qui

ne

peuv

ent p

as ê

tre

déte

ctés

par

les

être

s hu

mai

ns. P

ar e

xem

ple,

cer

tain

s po

llini

sate

urs

peuv

ent

déte

cter

la ra

diat

ion

élec

trom

agné

tique

dan

s la

gam

me

non

visi

ble.

Par

co

nséq

uent

, il e

st p

ossi

ble

qu’il

s pu

isse

nt p

erce

voir

qu’u

ne fl

eur p

orte

des

m

otifs

alo

rs q

ue n

ous

la p

erce

vons

com

me

une

fleur

uni

e. D

ans

quel

le

mes

ure,

de

ce fa

it, c

e qu

e no

us p

erce

vons

est

-il s

impl

emen

t une

con

stru

ctio

n in

divi

duel

le d

e la

réal

ité ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.4

L’hér

édité

Ph

ysiq

ue

Thèm

e 4.

2 O

ndes

pro

gres

sive

s



A.3

La

perc

epti

on d

es s

tim

uli

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

d’im

plan

ts c

ochl

éaire

s ch

ez d

es p

atie

nts

sour

ds.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

de la

str

uctu

re d

e l’œ

il hu

mai

n.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

de la

rétin

e po

ur m

ontr

er le

s ty

pes

de c

ellu

les

et le

sen

s da

ns le

quel

la lu

miè

re s

e dé

plac

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ann

otat

ion

d’un

dia

gram

me

de la

str

uctu

re d

e l’o

reill

e hu

mai

ne.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s ré

cept

eurs

sen

sorie

ls d

e l’ê

tre

hum

ain

doiv

ent i

nclu

re le

s m

écan

oréc

epte

urs,

les

chim

ioré

cept

eurs

, les

ther

mor

écep

teur

s et

les

phot

oréc

epte

urs.

• Le

dia

gram

me

de l’

œil

hum

ain

doit

incl

ure

la s

clér

otiq

ue, l

a co

rnée

, la

conj

onct

ive,

la p

aupi

ère,

la c

horo

ïde,

l’hu

meu

r aqu

euse

, la

pupi

lle, l

e cr

ista

llin,

l’i

ris, l

’hum

eur v

itrée

, la

fové

a, le

ner

f opt

ique

et l

a ta

che

aveu

gle.

• Le

dia

gram

me

de la

rétin

e do

it in

clur

e le

s bâ

tonn

ets

et le

s cô

nes,

les

neur

ones

bip

olai

res

et le

s ce

llule

s ga

nglio

nnai

res.

• Le

dia

gram

me

de l’

orei

lle d

oit i

nclu

re le

pav

illon

de

l’ore

ille,

le ty

mpa

n,

les

os d

e l’o

reill

e m

oyen

ne, l

a fe

nêtr

e ov

ale,

la fe

nêtr

e ro

nde,

les

cana

ux

sem

icirc

ulai

res,

le n

erf a

uditi

f et l

a co

chlé

e.


Opt

ion

A. L

a ne

urob

iolo

gie

et le

com

port

emen

t 15

/25

heur

es

Thèm

es d

u m

odul

e co

mpl

émen

taire

du

nive

au su

périe

ur

Idée

ess

enti

elle

: le

s pa

tter

ns c

ompo

rtem

enta

ux p

euve

nt ê

tre

héré

dita

ires

ou a

cqui

s.

A.4

Le

com

port

emen

t inn

é et

le c

ompo

rtem

ent a

cqui

s

Nat

ure

de la

sci

ence

La re

cher

che

de p

atte

rns,

de

tend

ance

s et

de

dive

rgen

ces :

les

expé

rienc

es e

n la

bora

toire

et l

es é

tude

s su

r le

terr

ain

ont a

idé

à co

mpr

endr

e le

s di

vers

type

s de

co

mpo

rtem

ents

et d

’app

rent

issa

ge. (

3.1)

Not

ions

clé

s

• Le

com

port

emen

t inn

é es

t hér

ité d

es p

aren

ts e

t il s

e dé

velo

ppe

donc

in

dépe

ndam

men

t de

l’env

ironn

emen

t.

• Le

s ré

pons

es a

uton

omes

et i

nvol

onta

ires

sont

app

elée

s ré

flexe

s.

• Le

s ar

cs ré

flexe

s co

mpr

enne

nt le

s ne

uron

es q

ui n

égoc

ient

les

réfle

xes.

• Le

con

ditio

nnem

ent r

éfle

xe im

pliq

ue la

form

atio

n de

nou

velle

s as

soci

atio

ns.

• Le

com

port

emen

t acq

uis

se d

ével

oppe

par

l’ex

périe

nce.

• L’e

mpr

eint

e es

t l’a

ppre

ntis

sage

qui

se

prod

uit à

un

stad

e pa

rtic

ulie

r de

la v

ie

et q

ui e

st in

dépe

ndan

t des

con

séqu

ence

s du

com

port

emen

t.

• Le

con

ditio

nnem

ent o

péra

nt e

st u

ne fo

rme

d’ap

pren

tissa

ge q

ui c

onsi

ste

en

des

expé

rienc

es p

ar tâ

tonn

emen

t.

• L’a

ppre

ntis

sage

est

l’ac

quis

ition

de

com

péte

nces

ou

de c

onna

issa

nces

.

• La

mém

oire

est

le p

roce

ssus

qui

con

sist

e à

code

r et à

sto

cker

les

info

rmat

ions

et

à y

acc

éder

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e ré

flexe

de

retr

ait d

e la

mai

n lo

rs d

’un

stim

ulus

dou

lour

eux.

• A

pplic

atio

n : l

es e

xpér

ienc

es d

e Pa

vlov

sur

le c

ondi

tionn

emen

t des

réfle

xes

chez

le c

hien

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Il

nous

est

faci

le d

e de

vine

r com

men

t le

com

port

emen

t d’u

n an

imal

risq

ue

d’in

fluen

cer s

a ch

ance

de

surv

ie e

t de

repr

oduc

tion.

L’in

tuiti

on e

st-e

lle u

n po

int d

e dé

part

val

ide

pour

les

scie

ntifi

ques

?

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’enr

egis

trem

ent d

e do

nnée

s en

util

isan

t un

capt

eur E

CG

pour

ana

lyse

r les

réfle

xes

neur

omus

cula

ires.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

expé

rienc

es a

vec

les

anim

aux

: les

impl

icat

ions

des

po

litiq

ues

actu

elle

s co

ncer

nant

l’ut

ilisa

tion

des

anim

aux

pour

les

scie

nces

ex

périm

enta

les

dans

les

expé

rienc

es d

e Pa

vlov

.



A.4

Le

com

port

emen

t inn

é et

le c

ompo

rtem

ent a

cqui

s

• A

pplic

atio

n : l

e rô

le d

e l’h

éréd

ité e

t de

l’app

rent

issa

ge d

ans

le

déve

lopp

emen

t du

chan

t des

ois

eaux

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

d’ex

périe

nces

sur

le c

ompo

rtem

ent d

es

inve

rtéb

rés

ayan

t tra

it à

l’eff

et s

ur le

s ch

ance

s de

sur

vie

et d

e re

prod

uctio

n.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n et

l’an

nota

tion

d’un

dia

gram

me

d’un

arc

ré

flexe

de

retr

ait à

la d

oule

ur.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

sch

éma

de l’

arc

réfle

xe d

oit i

nclu

re la

cel

lule

réce

ptric

e, le

neu

rone

sen

sitif

, l’i

nter

neur

one,

le n

euro

ne m

oteu

r et l

’eff

ecte

ur.



Idée

ess

enti

elle

: la

com

mun

icat

ion

entr

e le

s ne

uron

es p

eut ê

tre

alté

rée

par l

a m

anip

ulat

ion

de la

libé

ratio

n et

de

la ré

cept

ion

de m

essa

gers

chi

miq

ues.

A.5

La

neur

opha

rmac

olog

ie

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

des

risqu

es a

ssoc

iés

à la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

es d

éfen

seur

s de

s pa

tient

s fe

ront

sou

vent

pre

ssio

n po

ur a

ccél

érer

les

proc

essu

s d’

hom

olog

atio

n de

s m

édic

amen

ts, e

ncou

rage

ant a

insi

une

plu

s gr

ande

tolé

ranc

e du

risq

ue. (

4.5)

Not

ions

clé

s

• Ce

rtai

ns n

euro

tran

smet

teur

s ex

cite

nt l’

influ

x ne

rveu

x da

ns le

s ne

uron

es

post

syna

ptiq

ues

et d

’aut

res

les

inhi

bent

.

• La

som

mat

ion

de to

us le

s ne

urot

rans

met

teur

s ex

cita

teur

s et

inhi

bite

urs

reçu

s de

s ne

uron

es p

résy

napt

ique

s ca

use

l’ini

tiatio

n ou

l’in

hibi

tion

des

influ

x ne

rveu

x da

ns le

s ne

uron

es p

osts

ynap

tique

s.

• D

e no

mbr

eux

neur

otra

nsm

ette

urs

à ac

tion

lent

e di

ffér

ents

mod

ulen

t la

tran

smis

sion

syn

aptiq

ue ra

pide

dan

s le

cer

veau

.

• La

mém

oire

et l

’app

rent

issa

ge im

pliq

uent

des

cha

ngem

ents

cau

sés

par l

es

neur

otra

nsm

ette

urs

à ac

tion

lent

e da

ns le

s ne

uron

es.

• Le

s dr

ogue

s ps

ycho

trop

es a

ffec

tent

le c

erve

au s

oit e

n au

gmen

tant

, soi

t en

rédu

isan

t la

tran

smis

sion

pos

tsyn

aptiq

ue.

• Le

s an

esth

ésiq

ues

agis

sent

en

inte

rfér

ant a

vec

la tr

ansm

issi

on n

eura

le e

ntre

le

s zo

nes

de p

erce

ptio

n se

nsor

ielle

et l

e SN

C.

• Le

s st

imul

ants

imite

nt la

stim

ulat

ion

four

nie

par l

e sy

stèm

e ne

rveu

x sy

mpa

thiq

ue.

• L’a

ddic

tion

peut

êtr

e af

fect

ée p

ar la

pré

disp

ositi

on g

énét

ique

, l’e

nviro

nnem

ent s

ocia

l et l

a sé

crét

ion

de d

opam

ine.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es e

ffet

s de

deu

x st

imul

ants

et d

e de

ux s

édat

ifs s

ur le

sys

tèm

e ne

rveu

x.

• A

pplic

atio

n : l

’eff

et d

es a

nest

hési

ques

sur

l’ét

at d

e co

nsci

ence

.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

s at

titud

es e

nver

s le

s dr

ogue

s et

leur

usa

ge d

iffèr

ent d

’une

régi

on à

l’au

tre

du g

lobe

. De

nom

breu

ses

cultu

res

utili

sent

des

dro

gues

pou

r reh

auss

er le

s rit

es o

u le

s ex

périe

nces

relig

ieus

es.

Uti

lisat

ion

• O

n a

utili

sé d

e no

mbr

eux

psyc

hotr

opes

à d

es fi

ns th

érap

eutiq

ues

pour

trai

ter

tout

e un

e ga

mm

e de

mal

adie

s m

enta

les

et d

e tr

oubl

es p

sych

olog

ique

s.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Chim

ie

Opt

ion

D. L

a ch

imie

méd

icin

ale

Thèm

e D

.1 L’

actio

n de

s pr

odui

ts p

harm

aceu

tique

s et

des

dro

gues

Th

ème

D.3

Les

opi

acés

Ps

ycho

logi

e Tr

onc

com

mun

– L

e ni

veau

d’a

naly

se b

iolo

giqu

e

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

cons

éque

nces

soc

iale

s de

s dr

ogue

s ps

ycho

trop

es,

pour

l’ut

ilisa

teur

, sa

fam

ille

et la

soc

iété

en

géné

ral,

peuv

ent ê

tre

abor

dées

.



A.5

La

neur

opha

rmac

olog

ie

• A

pplic

atio

n : l

es e

ndor

phin

es p

euve

nt a

gir c

omm

e de

s an

algé

siqu

es.

• Co

mpé

tenc

e : l

’éva

luat

ion

de d

onné

es m

ontr

ant l

’impa

ct d

e la

MD

MA

(e

csta

sy) s

ur le

mét

abol

ism

e de

la s

érot

onin

e et

de

la d

opam

ine

dans

le

cerv

eau.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

nic

otin

e, la

coc

aïne

ou

les

amph

étam

ines

son

t des

exe

mpl

es d

e st

imul

ants

.

• Le

s be

nzod

iazé

pine

s, l’

alco

ol o

u le

tétr

ahyd

roca

nnab

inol

(TH

C) s

ont d

es

exem

ples

de

séda

tifs.



Idée

ess

enti

elle

: la

sél

ectio

n na

ture

lle fa

voris

e de

s ty

pes

de c

ompo

rtem

ent s

péci

fique

s.

A.6

L’é

thol

ogie

Nat

ure

de la

sci

ence

La m

ise

à l’é

preu

ve d

’une

hyp

othè

se :

des

expé

rienc

es p

our t

este

r des

hyp

othè

ses

ayan

t tra

it au

com

port

emen

t mig

rate

ur d

es fa

uvet

tes

à tê

te n

oire

ont

été

réal

isée

s. (1

.9)

Not

ions

clé

s

• L’é

thol

ogie

est

l’ét

ude

du c

ompo

rtem

ent d

es a

nim

aux

dans

des

con

ditio

ns

natu

relle

s.

• La

sél

ectio

n na

ture

lle p

eut m

odifi

er la

fréq

uenc

e du

com

port

emen

t obs

ervé

de

s an

imau

x.

• U

n co

mpo

rtem

ent q

ui a

ugm

ente

les

chan

ces

de s

urvi

e et

de

repr

oduc

tion

devi

endr

a pl

us p

réva

lent

dan

s un

e po

pula

tion.

• Le

com

port

emen

t acq

uis

peut

se

répa

ndre

dan

s un

e po

pula

tion

ou ê

tre

perd

u pl

us ra

pide

men

t que

le c

ompo

rtem

ent i

nné.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e co

mpo

rtem

ent m

igra

teur

des

fauv

ette

s à

tête

noi

re à

titr

e d’

exem

ple

de la

bas

e gé

nétiq

ue d

u co

mpo

rtem

ent e

t de

son

chan

gem

ent

par s

élec

tion

natu

relle

.

• A

pplic

atio

n : l

e pa

rtag

e de

san

g ch

ez le

s ch

auve

s-so

uris

vam

pire

s en

tant

qu

’exe

mpl

e du

dév

elop

pem

ent d

’un

com

port

emen

t altr

uist

e pa

r sél

ectio

n na

ture

lle.

• A

pplic

atio

n : l

e co

mpo

rtem

ent d

e re

cher

che

de n

ourr

iture

des

cra

bes

des

rivag

es e

n ta

nt q

u’ex

empl

e de

s ch

ance

s de

sur

vie

accr

ues

par c

hoix

de

proi

e op

timal

.

• A

pplic

atio

n : l

es s

trat

égie

s de

repr

oduc

tion

des

popu

latio

ns d

e sa

umon

coh

o en

tant

qu’

exem

ple

de c

ompo

rtem

ent a

ffec

tant

les

chan

ces

de s

urvi

e et

de

repr

oduc

tion.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s ré

cits

« Ju

st S

o »

par R

udya

rd K

iplin

g so

nt d

es e

xplic

atio

ns li

ttér

aire

s du

com

port

emen

t des

ani

mau

x. Q

uelle

s so

nt le

s ca

ract

éris

tique

s d’

une

expl

icat

ion

scie

ntifi

que,

par

com

para

ison

à u

ne e

xplic

atio

n hi

stor

ique

ou

litté

raire

?

Uti

lisat

ions

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

5.2

La s

élec

tion

natu

relle



A.6

L’é

thol

ogie

• A

pplic

atio

n : l

a pa

rade

nup

tiale

che

z le

s pa

radi

sier

s en

tant

qu’

exem

ple

de la

sé

lect

ion

d’un

par

tena

ire.

• A

pplic

atio

n : l

e ru

t syn

chro

nisé

che

z le

s lio

nnes

dan

s un

e tr

oupe

en

tant

qu

’exe

mpl

e de

com

port

emen

t inn

é qu

i aug

men

te le

s ch

ance

s de

sur

vie

et d

e re

prod

uctio

n.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

gust

atio

n pa

r les

més

ange

s bl

eues

de

la c

rèm

e su

r les

bo

utei

lles

de la

it en

tant

qu’

exem

ple

du d

ével

oppe

men

t et d

e la

per

te d

’un

com

port

emen

t acq

uis.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s se

pt a

pplic

atio

ns d

ans

ce s

ous-

thèm

e on

t pou

r but

d’a

ppro

fond

ir l’a

ssim

ilatio

n de

s pr

inci

pes

géné

raux

. Les

app

licat

ions

com

pren

nent

une

ga

mm

e de

type

s de

com

port

emen

ts e

t de

type

s d’

anim

aux.

Si p

ossi

ble,

il

sera

it bo

n d’

étud

ier é

gale

men

t des

exe

mpl

es lo

caux

que

l’on

peu

t obs

erve

r.


Opt

ion

B. L

a bi

otec

hnol

ogie

et l

a bi

oinf

orm

atiq

ue

15/2

5 he

ures

Thèm

es d

u tr

onc

com

mun

Idée

ess

enti

elle

: le

s m

icro

orga

nism

es p

euve

nt ê

tre

utili

sés

et m

odifi

és p

our e

ffec

tuer

des

pro

cess

us in

dust

riels

.

B.1

La m

icro

biol

ogie

: le

s or

gani

smes

dan

s l’i

ndus

trie

Nat

ure

de la

sci

ence

La s

éren

dipi

té a

con

duit

à de

s dé

couv

erte

s sc

ient

ifiqu

es :

la d

écou

vert

e de

la p

énic

illin

e pa

r Ale

xand

er F

lem

ing

pour

rait

être

vue

com

me

un é

véne

men

t for

tuit.

(1.4

)

Not

ions

clé

s

• Le

s m

icro

orga

nism

es s

ont d

iver

s su

r le

plan

du

mét

abol

ism

e.

• Le

s m

icro

orga

nism

es s

ont u

tilis

és d

ans

l’ind

ustr

ie p

arce

qu’

ils s

ont p

etits

et

que

leur

taux

de

croi

ssan

ce e

st ra

pide

.

• L’i

ngén

ierie

mét

abol

ique

opt

imis

e le

s pr

oces

sus

géné

tique

s et

régu

late

urs

au

sein

des

mic

roor

gani

smes

.

• L’i

ngén

ierie

mét

abol

ique

est

util

isée

dan

s l’i

ndus

trie

pou

r pro

duire

des

m

étab

olite

s pr

ésen

tant

un

inté

rêt.

• Le

s cu

ves

de fe

rmen

tatio

n pe

rmet

tent

la p

rodu

ctio

n à

gran

de é

chel

le d

e m

étab

olite

s pa

r des

mic

roor

gani

smes

.

• La

ferm

enta

tion

est e

ffec

tuée

par

cul

ture

dis

cont

inue

(bat

ch) o

u co

ntin

ue.

• D

ans

les

cuve

s de

ferm

enta

tion,

les

mic

roor

gani

smes

dev

ienn

ent l

imité

s pa

r le

urs

prop

res

déch

ets.

• D

es s

onde

s se

rven

t à c

ontr

ôler

les

cond

ition

s da

ns le

s cu

ves

de fe

rmen

tatio

n.

• Le

s co

nditi

ons

sont

mai

nten

ues

à de

s ni

veau

x op

timau

x po

ur a

ssur

er la

cr

oiss

ance

des

mic

roor

gani

smes

cul

tivés

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• A

lexa

nder

Fle

min

g a

déco

uver

t la

péni

cilli

ne e

n A

ngle

terr

e en

192

8, s

ur

une

boîte

de

Petr

i jet

ée a

u re

but.

Dan

s qu

elle

mes

ure

la d

écou

vert

e fa

ite

par A

lexa

ndre

Fle

min

g ét

ait-

elle

une

obs

erva

tion

faite

par

pur

e ch

ance

ou

perc

evon

s-no

us u

niqu

emen

t ce

à qu

oi n

ous

som

mes

ouv

erts

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

2.1

Des

mol

écul

es a

u m

étab

olis

me

Thèm

e 4.

3 Le

cyc

le d

u ca

rbon

e Th

ème

6.3

La d

éfen

se c

ontr

e le

s m

alad

ies

infe

ctie

uses



B.1

La m

icro

biol

ogie

: le

s or

gani

smes

dan

s l’i

ndus

trie

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a fe

rmen

tatio

n di

scon

tinue

(bat

ch) d

ans

des

cuve

s pr

ofon

des

pour

la p

rodu

ctio

n en

mas

se d

e pé

nici

lline

.

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

d’ac

ide

citr

ique

dan

s un

e cu

ve d

e fe

rmen

tatio

n en

con

tinu

par A

sper

gillu

s nig

er e

t son

util

isat

ion

en ta

nt q

u’ag

ent d

e co

nser

vatio

n et

d’a

rom

atis

atio

n.

• A

pplic

atio

n : l

e bi

ogaz

est

pro

duit

par d

es b

acté

ries

et d

es a

rché

ens

à pa

rtir

de m

atiè

re o

rgan

ique

dan

s le

s cu

ves

de fe

rmen

tatio

n.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

lora

tion

de G

ram

des

bac

térie

s G

ram

nég

atif

et G

ram

po

sitif

.

• Co

mpé

tenc

e : l

es e

xpér

ienc

es m

ontr

ant l

a zo

ne d

’inhi

bitio

n de

la c

rois

sanc

e ba

ctér

ienn

e pa

r des

bac

téric

ides

dan

s de

s cu

lture

s ba

ctér

ienn

es s

téril

es.

• Co

mpé

tenc

e : l

a pr

oduc

tion

de b

ioga

z da

ns u

ne c

uve

de fe

rmen

tatio

n à

petit

e éc

helle

.



Idée

ess

enti

elle

: le

s cu

lture

s pe

uven

t êtr

e m

odifi

ées

pour

aug

men

ter l

es re

ndem

ents

et o

bten

ir de

nou

veau

x pr

odui

ts.

B.2

La b

iote

chno

logi

e en

agr

icul

ture

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

des

risqu

es e

t des

bén

éfic

es a

ssoc

iés

à la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

es s

cien

tifiq

ues

doiv

ent é

valu

er le

pot

entie

l des

gèn

es d

e ré

sist

ance

aux

her

bici

des

s’in

filtr

ant d

ans

la p

opul

atio

n sa

uvag

e. (4

.8)

Not

ions

clé

s

• Le

s or

gani

smes

tran

sgén

ique

s pr

odui

sent

des

pro

téin

es q

ui n

e fa

isai

ent p

as

aupa

rava

nt p

artie

du

prot

éom

e pr

opre

à le

ur e

spèc

e.

• La

mod

ifica

tion

géné

tique

peu

t ser

vir à

sur

mon

ter l

a ré

sist

ance

en

viro

nnem

enta

le p

our a

ugm

ente

r la

prod

uctio

n ag

ricol

e.

• Le

s cu

lture

s gé

nétiq

uem

ent m

odifi

ées

peuv

ent s

ervi

r à p

rodu

ire d

e no

uvea

ux p

rodu

its.

• La

bio

info

rmat

ique

joue

un

rôle

dan

s l’i

dent

ifica

tion

des

gène

s ci

bles

.

• Le

gèn

e ci

ble

est l

ié à

d’a

utre

s sé

quen

ces

qui c

ontr

ôlen

t son

exp

ress

ion.

• U

n ca

dre

de le

ctur

e ou

vert

est

une

long

ueur

impo

rtan

te d

’AD

N e

ntre

un

codo

n de

dép

art e

t un

codo

n d’

arrê

t.

• Le

s gè

nes

mar

queu

rs s

ont u

tilis

és p

our i

ndiq

uer u

ne a

bsor

ptio

n ré

ussi

e.

• L’A

DN

reco

mbi

nant

doi

t êtr

e in

trod

uit d

ans

la c

ellu

le v

égét

ale

et in

tégr

é à

son

AD

N c

hrom

osom

ique

ou

chlo

ropl

astiq

ue.

• L’A

DN

reco

mbi

nant

peu

t êtr

e in

trod

uit d

ans

des

plan

tes

entiè

res,

des

dis

ques

de

feui

lles

ou d

es p

roto

plas

tes.

• L’A

DN

reco

mbi

nant

peu

t êtr

e in

trod

uit p

ar d

es m

étho

des

phys

ique

s et

ch

imiq

ues

dire

ctem

ent o

u in

dire

ctem

ent p

ar le

bia

is d

e ve

cteu

rs.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.5

L’orig

ine

des

cellu

les

Th

ème

3.5

La m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue e

t la

biot

echn

olog

ie

Syst

èmes

de

l’env

ironn

emen

t et s

ocié

tés

Thèm

e 5.

2 Le

s sy

stèm

es d

e pr

oduc

tion

de n

ourr

iture

terr

estr

e

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 7 :

l’util

isat

ion

de la

bio

info

rmat

ique

pou

r dét

erm

iner

les

séqu

ence

s à

mod

ifier

.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

l’int

rodu

ctio

n de

la p

omm

e de

terr

e A

mflo

ra e

n Eu

rope

a

des

impl

icat

ions

éth

ique

s et

pol

itiqu

es.



B.2

La b

iote

chno

logi

e en

agr

icul

ture

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

d’un

pla

smid

e in

duct

eur d

e tu

meu

r (iT

) d’

Agro

bact

eriu

m tu

mef

acie

ns p

our i

ntro

duire

une

rési

stan

ce a

u gl

ypho

sate

da

ns le

s cu

lture

s de

soj

a.

• A

pplic

atio

n : l

a m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue d

u vi

rus

de la

mos

aïqu

e du

taba

c po

ur p

erm

ettr

e la

pro

duct

ion

en m

asse

du

vacc

in a

nti-h

épat

ite B

dan

s le

s pl

ants

de

taba

c.

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

de la

pom

me

de te

rre

Am

flora

(Sol

anum

tu

bero

sum

) pou

r les

indu

strie

s du

pap

ier e

t des

adh

ésifs

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’éva

luat

ion

de d

onné

es a

yant

trai

t à l’

impa

ct d

u so

ja ré

sist

ant

au g

lyph

osat

e su

r l’e

nviro

nnem

ent.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n d’

un c

adre

de

lect

ure

ouve

rt (C

LO).

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• U

ne lo

ngue

ur s

igni

ficat

ive

d’A

DN

pou

r un

cadr

e de

lect

ure

ouve

rt c

ontie

nt

un n

ombr

e su

ffis

ant d

e nu

cléo

tides

pou

r cod

er u

ne c

haîn

e po

lype

ptid

ique

.

• Li

mite

r les

mét

hode

s ch

imiq

ues

d’in

trod

uctio

n de

gèn

es d

ans

les

plan

tes

au

chlo

rure

de

calc

ium

et a

ux li

poso

mes

.

• Li

mite

r les

mét

hode

s ph

ysiq

ues

d’in

trod

uctio

n de

gèn

es d

ans

les

plan

tes

à l’é

lect

ropo

ratio

n, à

la m

icro

inje

ctio

n et

à la

bio

listiq

ue (m

icro

-pro

ject

iles)

.

• Li

mite

r les

vec

teur

s à

Agro

bact

eriu

m tu

mef

acie

ns e

t au

viru

s de

la m

osaï

que

du ta

bac.



Idée

ess

enti

elle

: la

bio

tech

nolo

gie

peut

êtr

e ut

ilisé

e da

ns la

pré

vent

ion

et la

min

imis

atio

n de

la c

onta

min

atio

n pa

r les

déc

hets

indu

strie

ls, a

gric

oles

et m

unic

ipau

x.

B.3

La p

rote

ctio

n de

l’en

viro

nnem

ent

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns d

es a

ppar

eils

: l’u

tilis

atio

n d’

outil

s co

mm

e le

mic

rosc

ope

lase

r à b

alay

age

a pe

rmis

aux

sc

ient

ifiqu

es d

e m

ieux

com

pren

dre

la s

truc

ture

des

film

s bi

olog

ique

s. (1

.8)

Not

ions

clé

s

• Le

s ré

pons

es à

des

acc

iden

ts d

e po

llutio

n pe

uven

t im

pliq

uer u

ne

bior

esta

urat

ion

asso

ciée

à d

es p

rocé

dure

s ph

ysiq

ues

et c

him

ique

s.

• D

es m

icro

orga

nism

es s

ont u

tilis

és d

ans

la b

iore

stau

ratio

n.

• Ce

rtai

ns p

ollu

ants

son

t mét

abol

isés

par

des

mic

roor

gani

smes

.

• D

es a

grég

ats

coop

érat

eurs

de

mic

roor

gani

smes

peu

vent

form

er d

es b

iofil

ms.

• Le

s bi

ofilm

s po

ssèd

ent d

es p

ropr

iété

s ém

erge

ntes

.

• Le

s m

icro

orga

nism

es q

ui s

e dé

velo

ppen

t dan

s un

bio

film

son

t trè

s ré

sist

ants

au

x ag

ents

ant

imic

robi

ens.

• D

ans

les

biof

ilms,

les

mic

roor

gani

smes

coo

père

nt p

ar d

étec

tion

du q

uoru

m.

• Le

s ba

ctér

ioph

ages

son

t util

isés

dan

s la

dés

infe

ctio

n de

s sy

stèm

es h

ydriq

ues.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a dé

grad

atio

n du

ben

zène

par

des

bac

térie

s ha

loph

iles

com

me

Mar

inob

acte

r.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

grad

atio

n du

pét

role

par

Pse

udom

onas

.

• A

pplic

atio

n : l

a co

nver

sion

par

Pse

udom

onas

du

mer

cure

mét

hyliq

ue e

n m

ercu

re é

lém

enta

ire.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de b

iofil

ms

dans

des

lits

bac

térie

ns p

our l

e tr

aite

men

t des

eau

x us

ées.

• Co

mpé

tenc

e : l

’éva

luat

ion

de d

onné

es o

u de

rapp

orts

dan

s le

s m

édia

s ay

ant

trai

t aux

pro

blèm

es e

nviro

nnem

enta

ux c

ausé

s pa

r des

bio

film

s.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Lo

rs d

e dé

vers

emen

ts a

ccid

ente

ls d

e pé

trol

e, le

s sc

ient

ifiqu

es d

e di

vers

es

régi

ons

du g

lobe

trav

aille

nt e

nsem

ble

pour

pro

tége

r l’e

nviro

nnem

ent.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s pr

oprié

tés

émer

gent

es s

ont l

e ré

sulta

t de

l’int

erac

tion

des

élém

ents

d’

un s

ystè

me.

Dan

s qu

el c

onte

xte

une

appr

oche

rédu

ctio

nnis

te à

la s

cien

ce

est-

elle

pro

duct

ive

et d

ans

quel

con

text

e un

e te

lle a

ppro

che

est-

elle

pr

oblé

mat

ique

?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1 –

La b

iolo

gie

cellu

laire

Ch

imie

Th

ème

C.2

Les

com

bust

ible

s fo

ssile

s Sy

stèm

es d

e l’e

nviro

nnem

ent e

t soc

iété

s

Thèm

e 4.

4 La

pol

lutio

n de

l’ea

u Th

ème

6.3

Le b

roui

llard

pho

toch

imiq

ue

Thèm

e 6.

4 Le

s dé

pôts

aci

des



B.3

La p

rote

ctio

n de

l’en

viro

nnem

ent

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• D

es e

xem

ples

de

prob

lèm

es e

nviro

nnem

enta

ux c

ausé

s pa

r les

bio

film

s po

urra

ient

incl

ure

le c

olm

atag

e et

la c

orro

sion

de

tuya

ux, l

e tr

ansf

ert d

e m

icro

orga

nism

es d

ans

l’eau

de

balla

st o

u la

con

tam

inat

ion

de s

urfa

ces

dans

la

pro

duct

ion

alim

enta

ire.


Opt

ion

B. L

a bi

otec

hnol

ogie

et l

a bi

oinf

orm

atiq

ue

15/2

5 he

ures

Thèm

es d

u m

odul

e co

mpl

émen

taire

du

nive

au su

périe

ur

Idée

ess

enti

elle

: la

bio

tech

nolo

gie

peut

êtr

e ut

ilisé

e da

ns le

dia

gnos

tic e

t le

trai

tem

ent d

es m

alad

ies.

B.4

La m

édec

ine

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

succ

èden

t aux

am

élio

ratio

ns e

n te

chno

logi

e. L’

inno

vatio

n en

tech

nolo

gie

a pe

rmis

aux

sci

entif

ique

s de

dia

gnos

tique

r et

de tr

aite

r des

mal

adie

s. (1

.8)

• N

otio

ns c

lés

• L’i

nfec

tion

par u

n ag

ent p

atho

gène

peu

t êtr

e dé

tect

ée p

ar la

pré

senc

e de

son

m

atér

iel g

énét

ique

ou

par s

es a

ntig

ènes

.

• La

pré

disp

ositi

on à

une

mal

adie

gén

étiq

ue p

eut ê

tre

déte

ctée

par

la p

rése

nce

de m

arqu

eurs

.

• D

es m

icro

rése

aux

à A

DN

peu

vent

êtr

e ut

ilisé

s po

ur d

étec

ter u

ne

préd

ispo

sitio

n gé

nétiq

ue à

une

mal

adie

ou

pour

la d

iagn

ostiq

uer.

• Le

s m

étab

olite

s qu

i ind

ique

nt la

pré

senc

e d’

une

mal

adie

peu

vent

êtr

e dé

tect

és d

ans

le s

ang

et l’

urin

e.

• Le

s ex

périe

nces

à l’

aide

de

mar

queu

rs s

erve

nt à

obt

enir

des

info

rmat

ions

sur

la

loca

lisat

ion

ou l’

inte

ract

ion

d’un

e pr

otéi

ne d

ésiré

e.

• La

pha

rmac

ultu

re (b

ioph

arm

ing)

util

ise

des

anim

aux

et d

es p

lant

es

géné

tique

men

t mod

ifiés

pou

r pro

duire

des

pro

téin

es à

des

fins

th

érap

eutiq

ues.

• Le

s ve

cteu

rs v

iraux

peu

vent

êtr

e ut

ilisé

s en

thér

apie

gén

ique

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

es c

as o

ù de

s su

jets

ont

suc

com

bé à

la s

uite

de

leur

par

ticip

atio

n à

un

prot

ocol

e de

rech

erch

e en

thér

apie

gén

ique

ont

été

rapp

orté

s da

ns le

mon

de

entie

r. Co

mm

ent l

a dé

cisi

on d

e po

ursu

ivre

des

pro

cédu

res

dang

ereu

ses

est-

elle

pris

e ?

• Q

u’es

t-ce

qui

con

stitu

e un

niv

eau

de ri

sque

acc

epta

ble

pour

que

la

part

icip

atio

n d’

être

s hu

mai

ns à

une

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e so

it au

toris

ée ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

3.5

La m

odifi

catio

n gé

nétiq

ue e

t la

biot

echn

olog

ie

Thèm

e 6.

3 La

déf

ense

con

tre

les

mal

adie

s in

fect

ieus

es

Thèm

e 11

.1 L

a pr

oduc

tion

d’an

ticor

ps e

t la

vacc

inat

ion



B.4

La m

édec

ine

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de l’

ACP

pour

dét

ecte

r div

erse

s so

uche

s du

viru

s de

la

grip

pe.

• A

pplic

atio

n : l

e su

ivi d

e ce

llule

s tu

mor

ales

au

moy

en d

e la

tran

sfér

ine

liée

à de

s so

ndes

lum

ines

cent

es.

• A

pplic

atio

n : l

a ph

arm

acul

ture

de

l’ant

ithro

mbi

ne.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de v

ecte

urs

vira

ux d

ans

le tr

aite

men

t du

défic

it im

mun

itaire

com

biné

sév

ère

(DIC

S).

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

d’u

n m

icro

rése

au s

impl

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’inte

rpré

tatio

n de

s ré

sulta

ts d

’un

test

dia

gnos

tique

ELI

SA.



Idée

ess

enti

elle

: la

bio

info

rmat

ique

est

l’ut

ilisa

tion

d’or

dina

teur

s po

ur a

naly

ser d

es d

onné

es s

éque

ntie

lles

en re

cher

che

biol

ogiq

ue.

B.5

La b

ioin

form

atiq

ue

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

oopé

ratio

n et

la c

olla

bora

tion

entr

e gr

oupe

s de

scie

ntifi

ques

: le

s bas

es d

e do

nnée

s sur

Inte

rnet

per

met

tent

aux

scie

ntifi

ques

d’a

ccéd

er li

brem

ent a

ux in

form

atio

ns. (

4.3)

Not

ions

clé

s

• Le

s ba

ses

de d

onné

es p

erm

ette

nt a

ux s

cien

tifiq

ues

d’av

oir f

acile

men

t acc

ès à

l’i

nfor

mat

ion.

• La

mas

se d

e do

nnée

s st

ocké

es d

ans

les

base

s de

don

nées

aug

men

te

expo

nent

ielle

men

t.

• Le

s re

cher

ches

à l’

aide

de

la m

étho

de d

’alig

nem

ent l

ocal

BLA

ST p

euve

nt

iden

tifie

r des

séq

uenc

es s

imila

ires

dans

des

org

anis

mes

diff

éren

ts.

• La

fonc

tion

géni

que

peut

êtr

e ét

udié

e en

util

isan

t des

mod

èles

d’o

rgan

ism

es

ayan

t des

séq

uenc

es s

imila

ires.

• Le

s lo

gici

els

d’al

igne

men

t de

séqu

ence

s pe

rmet

tent

de

com

pare

r les

sé

quen

ces

prov

enan

t d’o

rgan

ism

es d

iffér

ents

.

• BL

AST

n pe

rmet

l’al

igne

men

t de

séqu

ence

s nu

cléo

tidiq

ues

alor

s qu

e BL

AST

p pe

rmet

l’al

igne

men

t de

séqu

ence

s pr

otéi

niqu

es.

• D

es re

cher

ches

peu

vent

êtr

e ef

fect

uées

dan

s de

s ba

ses

de d

onné

es p

our

com

pare

r des

séq

uenc

es n

ouve

llem

ent i

dent

ifiée

s av

ec d

es s

éque

nces

à

fonc

tion

conn

ue d

ans

d’au

tres

org

anis

mes

.

• L’a

ligne

men

t de

mul

tiple

s sé

quen

ces

est u

tilis

é da

ns l’

étud

e de

la

phyl

ogén

étiq

ue.

• U

n ES

T es

t un

mar

queu

r de

séqu

ence

s ex

prim

ées

qui p

eut ê

tre

utili

sé p

our

iden

tifie

r des

gèn

es p

oten

tiels

.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s as

sert

ions

just

ifiée

s pa

r réf

éren

ce a

ux b

ases

de

donn

ées

soul

èven

t de

s qu

estio

ns d

e co

nnai

ssan

ce u

niqu

es. D

ans

quel

le m

esur

e le

s as

sert

ions

ju

stifi

ées

par r

éfér

ence

aux

sou

rces

de

donn

ées

déve

lopp

ées

à di

vers

es fi

ns

par d

es c

herc

heur

s di

ffér

ents

en

utili

sant

des

mét

hode

s di

ffér

ente

s so

nt-e

lles

fiabl

es ?

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

l’alig

nem

ent d

e sé

quen

ces

de p

roté

ines

con

nexe

s te

lles

que

l’hém

oglo

bine

et l

a m

yogl

obin

e po

urra

it êt

re e

xam

iné.



B.5

La b

ioin

form

atiq

ue

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

tech

niqu

e d’

inva

lidat

ion

géni

que

(kno

ckou

t) ch

ez la

sou

ris p

our d

éter

min

er la

fonc

tion

géni

que.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

couv

erte

de

gène

s pa

r exp

lora

tion

de d

onné

es (d

ata

min

ing)

EST

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’exp

lora

tion

du c

hrom

osom

e 21

dan

s le

s ba

ses

de d

onné

es

(par

exe

mpl

e, d

ans

Ense

mbl

).

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

logi

ciel

pou

r alig

ner d

eux

prot

éine

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

logi

ciel

pou

r con

stru

ire d

e si

mpl

es

clad

ogra

mm

es e

t phy

logr

amm

es d

’org

anis

mes

app

aren

tés

en u

tilis

ant d

es

séqu

ence

s d’

AD

N.


Opt

ion

C. L’

écol

ogie

et l

a pr

otec

tion

de l’

envi

ronn

emen

t 15

/25

heur

es

Thèm

es d

u tr

onc

com

mun

Idée

ess

enti

elle

: la

str

uctu

re d

’une

com

mun

auté

est

une

pro

prié

té é

mer

gent

e d’

un é

cosy

stèm

e.

C.1

Les

espè

ces

et le

s co

mm

unau

tés

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

les

grap

hiqu

es d

es z

ones

de

stre

ss e

t les

lim

ites

de to

léra

nce

cons

titue

nt d

es m

odèl

es d

u m

onde

réel

qui

ont

un

e ef

ficac

ité p

rédi

ctiv

e et

qui

exp

lique

nt la

str

uctu

re d

es c

omm

unau

tés.

(1.1

0)

Not

ions

clé

s

• La

répa

rtiti

on d

es e

spèc

es e

st a

ffec

tée

par d

es fa

cteu

rs li

mita

nts.

• La

str

uctu

re d

’une

com

mun

auté

peu

t êtr

e fo

rtem

ent a

ffec

tée

par d

es

espè

ces

clés

.

• Au

sei

n d’

une

com

mun

auté

, cha

que

espè

ce jo

ue u

n rô

le u

niqu

e en

rais

on d

e l’a

ssoc

iatio

n un

ique

de

son

habi

tat s

patia

l et d

es in

tera

ctio

ns a

vec

les

autr

es

espè

ces.

• D

ans

une

com

mun

auté

, les

inte

ract

ions

ent

re le

s es

pèce

s pe

uven

t êtr

e cl

assi

fiées

en

fonc

tion

de le

ur e

ffet

.

• D

eux

espè

ces

ne p

euve

nt p

as s

urvi

vre

indé

finim

ent d

ans

le m

ême

habi

tat s

i le

urs

nich

es s

ont i

dent

ique

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a ré

part

ition

d’u

ne e

spèc

e an

imal

e et

d’u

ne e

spèc

e vé

géta

le

pour

illu

stre

r les

lim

ites

de to

léra

nce

et le

s zo

nes

de s

tres

s.

• A

pplic

atio

n : d

es e

xem

ples

loca

ux p

our i

llust

rer l

’éve

ntai

l des

man

ière

s pa

r le

sque

lles

les

espè

ces

peuv

ent i

nter

agir

au s

ein

d’un

e co

mm

unau

té.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• D

es é

chan

tillo

ns a

léat

oire

s so

nt p

réle

vés

dans

le c

adre

d’é

tude

s im

pliq

uant

de

gra

ndes

zon

es g

éogr

aphi

ques

ou

si le

tem

ps e

st li

mité

. L’é

chan

tillo

nnag

e al

éato

ire e

st-il

un

outil

util

e po

ur le

s sc

ient

ifiqu

es e

n dé

pit d

’un

risqu

e d’

écha

ntill

onna

ge b

iais

é ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Géo

grap

hie

2e par

tie –

C. M

ilieu

x ex

trêm

es

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

les

fact

eurs

influ

ença

nt le

s he

rbiv

ores

pou

rrai

ent ê

tre

exam

inés

.



C.1

Les

espè

ces

et le

s co

mm

unau

tés

• A

pplic

atio

n : l

a re

latio

n sy

mbi

otiq

ue e

ntre

Zoo

xant

hella

e et

les

espè

ces

de

cora

ux h

erm

atyp

ique

s.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

d’u

n en

sem

ble

de d

onné

es q

ui il

lust

re la

dis

tinct

ion

entr

e un

e ni

che

fond

amen

tale

et u

ne n

iche

réal

isée

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

d’un

tran

sect

pou

r cor

réle

r la

répa

rtiti

on d

’une

es

pèce

vég

étal

e ou

ani

mal

e à

un fa

cteu

r abi

otiq

ue.



Idée

ess

enti

elle

: le

s ch

ange

men

ts d

ans

la s

truc

ture

d’u

ne c

omm

unau

té a

ffec

tent

et s

ont a

ffec

tés

par l

es o

rgan

ism

es.

C.2

Les

com

mun

auté

s et

les

écos

ystè

mes

Nat

ure

de la

sci

ence

L’util

isat

ion

de m

odèl

es p

our r

epré

sent

er le

mon

de ré

el :

les

pyra

mid

es é

nerg

étiq

ues

repr

ésen

tent

le fl

ux d

’éne

rgie

dan

s le

s éc

osys

tèm

es. (

1.10

)

Not

ions

clé

s

• La

plu

part

des

esp

èces

occ

upen

t des

niv

eaux

trop

hiqu

es d

iffér

ents

dan

s de

s ch

aîne

s al

imen

taire

s m

ultip

les.

• U

n ré

seau

trop

hiqu

e m

ontr

e to

utes

les

chaî

nes

alim

enta

ires

poss

ible

s da

ns

une

com

mun

auté

.

• Le

pou

rcen

tage

d’é

nerg

ie in

géré

e co

nver

tie e

n bi

omas

se d

épen

d du

taux

de

resp

iratio

n.

• Le

type

d’é

cosy

stèm

e st

able

qui

ém

erge

ra d

ans

une

zone

est

pré

visi

ble

d’ap

rès

le c

limat

.

• D

ans

les

écos

ystè

mes

ferm

és, i

l y a

éch

ange

d’é

nerg

ie m

ais

non

de m

atiè

re

avec

les

alen

tour

s.

• Le

s pe

rtur

batio

ns in

fluen

cent

la s

truc

ture

et l

e ta

ux d

e ch

ange

men

t au

sein

de

s éc

osys

tèm

es.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

e ta

ux d

e co

nver

sion

dan

s le

s pr

atiq

ues

de p

rodu

ctio

n al

imen

taire

reno

uvel

able

s.

• A

pplic

atio

n : l

a co

nsid

érat

ion

d’un

exe

mpl

e de

la m

aniè

re d

ont l

es ê

tres

hu

mai

ns in

terf

èren

t ave

c le

cyc

le d

es n

utrim

ents

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

mpa

rais

on d

es p

yram

ides

éne

rgét

ique

s pr

oven

ant

d’éc

osys

tèm

es d

iffér

ents

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

d’u

n cl

imat

ogra

mm

e m

ontr

ant l

e ra

ppor

t ent

re la

te

mpé

ratu

re, l

es p

réci

pita

tions

ave

c l’é

cosy

stèm

e.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s en

tités

dan

s le

s m

odèl

es d

es s

cien

tifiq

ues,

par

exe

mpl

e, le

s ni

veau

x tr

ophi

ques

ou

les

diag

ram

mes

de

Ger

smeh

l, ex

iste

nt-e

lles

vrai

men

t, ou

son

t-el

les

des

inve

ntio

ns p

rinci

pale

men

t util

es p

our p

rédi

re e

t exp

lique

r le

mon

de

natu

rel ?

Uti

lisat

ion

• Le

s po

ïkilo

ther

mes

(ani

mau

x à

tem

péra

ture

cor

pore

lle v

aria

ble)

son

t des

pr

oduc

teur

s de

pro

téin

es p

lus

effic

aces

que

les

hom

éoth

erm

es (a

nim

aux

mai

nten

ant u

ne te

mpé

ratu

re c

orpo

relle

régu

lée)

car

leur

taux

de

conv

ersi

on

des

alim

ents

en

biom

asse

est

plu

s él

evé.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

4.2

Le fl

ux d

’éne

rgie



C.2

Les

com

mun

auté

s et

les

écos

ystè

mes

• Co

mpé

tenc

e : l

a co

nstr

uctio

n de

dia

gram

mes

de

Ger

smeh

l pou

r mon

trer

les

inte

rrel

atio

ns e

ntre

les

stoc

ks e

t les

flux

de

nutr

imen

ts e

ntre

la fo

rêt b

oréa

le,

le d

éser

t et l

es fo

rêts

trop

ical

es h

umid

es.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

mon

tran

t la

succ

essi

on p

rimai

re.

• Co

mpé

tenc

e : l

’étu

de d

e l’e

ffet

d’u

ne p

ertu

rbat

ion

envi

ronn

emen

tale

sur

un

écos

ystè

me.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

div

ersi

té d

es e

spèc

es, l

e cy

cle

des

nutr

imen

ts, l

e m

ouve

men

t de

l’eau

, l’é

rosi

on e

t l’in

dice

folia

ire fo

nt p

artie

d’e

xem

ples

d’a

spec

ts à

exa

min

er d

ans

l’éco

syst

ème.



Idée

ess

enti

elle

: le

s ac

tivité

s de

s êt

res

hum

ains

ont

un

impa

ct s

ur la

fonc

tion

des

écos

ystè

mes

.

C.3

L’im

pact

de

l’êtr

e hu

mai

n su

r les

éco

syst

èmes

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

des

risqu

es e

t des

bén

éfic

es a

ssoc

iés

à la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

’util

isat

ion

du c

ontr

ôle

biol

ogiq

ue e

st a

ssoc

iée

à un

risq

ue e

t elle

doi

t êtr

e vé

rifié

e pa

r des

ex

périe

nces

str

icte

men

t con

trôl

ées

avan

t qu’

elle

ne

soit

appr

ouvé

e. (4

.8)

Not

ions

clé

s

• D

es e

spèc

es é

tran

gère

s pe

uven

t s’in

filtr

er d

ans

les

écos

ystè

mes

loca

ux e

t de

veni

r inv

asiv

es.

• L’e

xclu

sion

com

pétit

ive

et l’

abse

nce

de p

réda

teur

s pe

ut m

ener

à u

ne

rédu

ctio

n de

s no

mbr

es d

’esp

èces

end

émiq

ues

quan

d le

s es

pèce

s ét

rang

ères

de

vien

nent

inva

sive

s.

• Le

s po

lluan

ts d

evie

nnen

t con

cent

rés

dans

les

tissu

s de

s or

gani

smes

occ

upan

t le

s ni

veau

x tr

ophi

ques

plu

s él

evés

par

bio

mag

nific

atio

n.

• D

es d

ébris

de

mat

ière

s m

acro

plas

tique

s et

mic

ropl

astiq

ues

se s

ont a

ccum

ulés

da

ns le

s m

ilieu

x m

arin

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’étu

de d

e l’i

ntro

duct

ion

du c

rapa

ud b

uffle

en

Aust

ralie

et u

n au

tre

exem

ple

loca

l d’in

trod

uctio

n d’

une

espè

ce é

tran

gère

.

• A

pplic

atio

n : d

iscu

ssio

n du

com

prom

is e

ntre

le c

ontr

ôle

du p

aras

ite d

u pa

ludi

sme

et la

pol

lutio

n pa

r le

DD

T.

• A

pplic

atio

n : é

tude

de

cas

de l’

impa

ct d

es d

ébris

de

mat

ière

s pl

astiq

ues

dans

le

s m

ilieu

x m

arin

s su

r les

alb

atro

s de

Lay

san

et s

ur u

ne a

utre

esp

èce

nom

mée

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

illus

tran

t les

cau

ses

et le

s co

nséq

uenc

es

de la

bio

mag

nific

atio

n.

• Co

mpé

tenc

e : l

’éva

luat

ion

des

prog

ram

mes

d’é

radi

catio

n et

de

cont

rôle

bi

olog

ique

com

me

mes

ures

de

rédu

ctio

n de

l’im

pact

des

esp

èces

étr

angè

res.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Pl

us d

e 10

0 pa

ys d

u m

onde

ent

ier o

nt a

ccep

té d

’inte

rdire

la p

rodu

ctio

n de

CF

C af

in d

e lim

iter l

a de

stru

ctio

n de

la c

ouch

e d’

ozon

e.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

de n

ombr

eux

pays

dév

elop

pés

expo

rten

t des

déc

hets

to

xiqu

es v

ers

des

pays

moi

ns d

ével

oppé

s. L

a co

mpe

nsat

ion

finan

cièr

e en

éc

hang

e de

déc

hets

dan

gere

ux e

st-e

lle ju

ste

?



Idée

ess

enti

elle

: de

s co

mm

unau

tés

entiè

res

doiv

ent ê

tre

cons

ervé

es p

our p

roté

ger l

a bi

odiv

ersi

té.

C.4

La p

rote

ctio

n de

la b

iodi

vers

ité

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

scie

ntifi

ques

col

labo

rent

ave

c d’

autr

es a

genc

es. L

a pr

otec

tion

des

espè

ces

impl

ique

une

col

labo

ratio

n in

tern

atio

nale

par

l’in

term

édia

ire d

’org

anis

mes

in

terg

ouve

rnem

enta

ux e

t non

gou

vern

emen

taux

. (4.

3)

Not

ions

clé

s

• U

ne e

spèc

e in

dica

tric

e es

t un

orga

nism

e ut

ilisé

pou

r éva

luer

une

con

ditio

n en

viro

nnem

enta

le s

péci

fique

.

• D

es n

ombr

es re

latif

s d’

espè

ces

indi

catr

ices

peu

vent

êtr

e ut

ilisé

s po

ur c

alcu

ler

la v

aleu

r de

l’ind

ice

biot

ique

.

• La

con

serv

atio

n in

situ

peu

t exi

ger l

a ge

stio

n ac

tive

des

rése

rves

nat

urel

les

ou d

es p

arcs

nat

iona

ux.

• La

con

serv

atio

n ex

situ

est

la p

rote

ctio

n de

s es

pèce

s ho

rs d

e le

urs

habi

tats

na

ture

ls.

• Le

s fa

cteu

rs b

iogé

ogra

phiq

ues

affe

cten

t la

dive

rsité

des

esp

èces

.

• La

rich

esse

et l

’uni

form

ité s

ont d

es c

ompo

sant

s de

la b

iodi

vers

ité.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’étu

de d

e ca

s de

la re

prod

uctio

n en

cap

tivité

et d

e la

ré

intr

oduc

tion

d’un

e es

pèce

d’a

nim

al e

n vo

ie d

e di

spar

ition

.

• A

pplic

atio

n : l

’ana

lyse

de

l’im

pact

des

fact

eurs

bio

géog

raph

ique

s su

r la

dive

rsité

en

se li

mita

nt à

la ta

ille

d’un

e île

et a

ux e

ffet

s de

bor

dure

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

la b

iodi

vers

ité d

e de

ux c

omm

unau

tés

loca

les

en

utili

sant

l’in

dice

de

dive

rsité

réci

proq

ue d

e Si

mps

on.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

les

scie

ntifi

ques

bén

éfic

iant

de

l’aid

e de

s go

uver

nem

ents

dé

ploi

ent d

es e

ffor

ts re

lativ

emen

t im

port

ants

pou

r sau

ver d

es e

spèc

es

d’an

imau

x pa

rtic

uliè

res.

Des

crit

ères

peu

vent

-ils

être

éta

blis

pou

r jus

tifie

r une

hi

érar

chie

de

vale

ur d

’une

esp

èce

par r

appo

rt à

une

aut

re ?



C.4

La p

rote

ctio

n de

la b

iodi

vers

ité

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• La

form

ule

pour

l’in

dice

de

dive

rsité

réci

proq

ue d

e Si

mps

on e

st la

sui

vant

e :

• D

= in

dice

de

dive

rsité

, N =

nom

bre

tota

l d’o

rgan

ism

es d

e to

utes

les

espè

ces

trou

vées

et n

= n

ombr

e d’

indi

vidu

s d’

une

espè

ce p

artic

uliè

re.


Opt

ion

C. L’

écol

ogie

et l

a pr

otec

tion

de l’

envi

ronn

emen

t 15

/25

heur

es

Thèm

es d

u m

odul

e co

mpl

émen

taire

du

nive

au su

périe

ur

Idée

ess

enti

elle

: le

s pr

oces

sus

biol

ogiq

ues

dyna

miq

ues

ont u

n im

pact

sur

la d

ensi

té d

’une

pop

ulat

ion

et s

ur s

a cr

oiss

ance

.

C.5

L’éc

olog

ie d

es p

opul

atio

ns

Nat

ure

de la

sci

ence

L’évi

tem

ent d

u bi

ais

: un

géné

rate

ur d

e no

mbr

es a

léat

oire

s ai

de à

ass

urer

que

l’éc

hant

illon

nage

pré

levé

dan

s un

e po

pula

tion

ne s

oit p

as b

iais

é. (5

.4)

Not

ions

clé

s

• Le

s te

chni

ques

d’é

chan

tillo

nnag

e se

rven

t à e

stim

er la

taill

e d’

une

popu

latio

n.

• Le

pro

fil d

e cr

oiss

ance

exp

onen

tielle

est

obs

ervé

dan

s un

env

ironn

emen

t ill

imité

idéa

l.

• La

cro

issa

nce

d’un

e po

pula

tion

rale

ntit

au fu

r et à

mes

ure

qu’e

lle s

e ra

ppro

che

de la

cap

acité

de

char

ge d

e l’e

nviro

nnem

ent.

• Le

s ph

ases

illu

stré

es p

ar la

cou

rbe

sigm

oïde

peu

vent

s’e

xpliq

uer p

ar le

s ta

ux

rela

tifs

de n

atal

ité, d

e m

orta

lité,

d’im

mig

ratio

n et

d’é

mig

ratio

n.

• Le

s fa

cteu

rs li

mita

nts

peuv

ent ê

tre

desc

enda

nts

ou a

scen

dant

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’éva

luat

ion

des

mét

hode

s ut

ilisé

es p

our e

stim

er la

taill

e de

s st

ocks

com

mer

ciau

x de

ress

ourc

es m

arin

es.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

mét

hode

de

capt

ure-

mar

quag

e-lib

érat

ion-

reca

ptur

e po

ur e

stim

er la

taill

e de

la p

opul

atio

n d’

une

espè

ce a

nim

ale.

• A

pplic

atio

n : d

iscu

ssio

n su

r l’e

ffet

de

la n

atal

ité, d

e la

mor

talit

é, d

e l’i

mm

igra

tion

et d

e l’é

mig

ratio

n su

r la

taill

e d’

une

popu

latio

n.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

s pr

oblè

mes

ent

oura

nt la

cro

issa

nce

perm

anen

te d

e la

pop

ulat

ion

hum

aine

mon

dial

e so

nt u

ne p

réoc

cupa

tion

inte

rnat

iona

le b

ien

que

le ta

ux

de c

rois

sanc

e di

ffèr

e d’

un p

ays

à l’a

utre

.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Géo

grap

hie

1re p

artie

– 1

. Pop

ulat

ion

en tr

ansi

tion

Syst

èmes

de

l’env

ironn

emen

t et s

ocié

tés

Thèm

e 8.

4 La

cap

acité

de

char

ge d

e la

pop

ulat

ion

hum

aine



C.5

L’éc

olog

ie d

es p

opul

atio

ns

• A

pplic

atio

n : l

’ana

lyse

de

l’eff

et d

e la

taill

e d’

une

popu

latio

n, d

e l’â

ge e

t du

stat

ut re

prod

ucte

ur s

ur le

s pr

atiq

ues

de p

êche

reno

uvel

able

.

• A

pplic

atio

n : l

e co

ntrô

le a

scen

dant

des

eff

lore

scen

ces

alga

les

par c

aren

ce e

n nu

trim

ents

et l

e co

ntrô

le d

esce

ndan

t par

les

herb

ivor

es.

• Co

mpé

tenc

es :

mod

élis

atio

n de

la c

ourb

e de

cro

issa

nce

en u

tilis

ant u

n or

gani

sme

sim

ple

com

me

la le

vure

ou

une

espè

ce d

e Le

mna

.



Idée

ess

enti

elle

: le

s cy

cles

des

sol

s so

nt s

ujet

s à

des

pert

urba

tions

.

C.6

Les

cycl

es d

e l’a

zote

et d

u ph

osph

ore

Nat

ure

de la

sci

ence

L’éva

luat

ion

des

risqu

es e

t des

bén

éfic

es d

e la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e : l

es p

ratiq

ues

agric

oles

peu

vent

per

turb

er le

cyc

le d

u ph

osph

ore.

(4.8

)

Not

ions

clé

s

• Le

s ba

ctér

ies

fixat

rices

d’a

zote

con

vert

isse

nt l’

azot

e at

mos

phér

ique

en

amm

onia

que.

• Rh

izob

ium

s’a

ssoc

ie a

ux ra

cine

s en

un

rapp

ort m

utua

liste

.

• En

l’ab

senc

e d’

oxyg

ène,

les

bact

érie

s dé

nitr

ifian

tes

rédu

isen

t les

nitr

ates

dan

s le

s so

ls.

• D

u ph

osph

ore

peut

êtr

e aj

outé

au

cycl

e du

pho

spho

re e

n ép

anda

nt d

es

engr

ais

ou é

limin

é en

réco

ltant

les

cultu

res

agric

oles

.

• Le

taux

de

rota

tion

dans

le c

ycle

du

phos

phor

e es

t bie

n m

oins

impo

rtan

t que

da

ns le

cyc

le d

e l’a

zote

.

• La

dis

poni

bilit

é de

pho

spha

te p

ourr

ait d

even

ir un

futu

r fac

teur

lim

itant

en

agric

ultu

re.

• La

lixi

viat

ion

de n

utrim

ents

min

érau

x de

s te

rres

agr

icol

es d

ans

les

riviè

res

caus

e l’e

utro

phic

atio

n et

aug

men

te la

dem

ande

en

oxyg

ène

bioc

him

ique

.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

’impa

ct d

e l’e

ngor

gem

ent d

es s

ols

sur l

e cy

cle

de l’

azot

e.

• A

pplic

atio

n : l

es p

lant

es in

sect

ivor

es e

n ta

nt q

u’ad

apta

tion

à la

faib

le

disp

onib

ilité

d’a

zote

dan

s le

s so

ls e

ngor

gés

d’ea

u.

• Co

mpé

tenc

e : l

a sc

hém

atis

atio

n et

l’an

nota

tion

d’un

dia

gram

me

du c

ycle

de

l’azo

te.

• Co

mpé

tenc

e : l

’éva

luat

ion

de la

tene

ur e

n nu

trim

ents

d’u

n éc

hant

illon

de

sol.

Uti

lisat

ion

• Le

s ro

tatio

ns d

es c

ultu

res

perm

ette

nt d

e re

nouv

eler

les

nutr

imen

ts d

u so

l en

perm

etta

nt à

une

zon

e de

rest

er «

en

fric

he ».


Opt

ion

D. L

a ph

ysio

logi

e hu

mai

ne

15/2

5 he

ures

Thèm

es d

u tr

onc

com

mun

Idée

ess

enti

elle

: un

régi

me

alim

enta

ire é

quili

bré

est e

ssen

tiel p

our l

a sa

nté

hum

aine

.

D.1

La

nutr

itio

n hu

mai

ne

Nat

ure

de la

sci

ence

La fa

lsifi

catio

n de

s th

éorie

s, u

ne th

éorie

éta

nt re

mpl

acée

par

une

aut

re :

on p

ensa

it qu

e le

sco

rbut

éta

it sp

écifi

que

à l’ê

tre

hum

ain

parc

e qu

e le

s te

ntat

ives

d’in

duct

ion

des

sym

ptôm

es c

hez

le ra

t et l

a so

uris

de

labo

rato

ire n

’ava

ient

eu

aucu

n su

ccès

. (1.

9)

Not

ions

clé

s

• Le

s nu

trim

ents

ess

entie

ls n

e pe

uven

t pas

êtr

e sy

nthé

tisés

par

l’or

gani

sme

et il

es

t don

c né

cess

aire

de

les

incl

ure

dans

le ré

gim

e al

imen

taire

.

• Le

s m

inér

aux

alim

enta

ires

sont

des

élé

men

ts c

him

ique

s es

sent

iels

.

• Le

s vi

tam

ines

son

t des

com

posé

s ca

rbon

és c

him

ique

men

t var

iés

qui n

e pe

uven

t pas

êtr

e sy

nthé

tisés

par

l’or

gani

sme.

• Ce

rtai

ns a

cide

s gr

as e

t cer

tain

s ac

ides

am

inés

son

t ess

entie

ls.

• Le

man

que

d’ac

ides

am

inés

ess

entie

ls a

ffec

te la

pro

duct

ion

de p

roté

ines

.

• La

mal

nutr

ition

peu

t êtr

e ca

usée

par

une

car

ence

, un

désé

quili

bre

ou u

n ex

cès

de n

utrim

ents

dan

s le

régi

me

alim

enta

ire.

• L’a

ppét

it es

t con

trôl

é pa

r un

cent

re s

itué

dans

l’hy

poth

alam

us.

• Le

s in

divi

dus

en s

urch

arge

pon

déra

le s

ont p

lus

susc

eptib

les

de s

ouff

rir

d’hy

pert

ensi

on e

t de

diab

ète

de ty

pe II

.

• L’i

nani

tion

peut

con

duire

à u

ne d

égra

datio

n de

s tis

sus

corp

orel

s.

Sens

ibili

té in

tern

atio

nale

• Le

Vita

min

and

Min

eral

Nut

ritio

n In

form

atio

n Sy

stem

(VM

NIS

), ap

pelé

au

para

vant

le M

icro

nutr

ient

Def

icie

ncy

Info

rmat

ion

Syst

em (M

DIS

), a

été

étab

li en

199

1 à

la s

uite

d’u

ne d

eman

de d

e l’A

ssem

blée

pou

r la

sant

é m

ondi

ale,

en

vue

de re

nfor

cer l

a su

rvei

llanc

e de

s ca

renc

es e

n m

icro

nutr

imen

ts à

l’éc

helle

m

ondi

ale.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• L’e

xpos

ition

au

sole

il a

des

effe

ts p

ositi

fs, e

ntre

aut

res

la p

rodu

ctio

n de

vi

tam

ine

D, m

ais

elle

impl

ique

éga

lem

ent d

es ri

sque

s po

ur la

san

té e

n ra

ison

de

l’ex

posi

tion

aux

rayo

ns U

V. C

omm

ent d

es a

sser

tions

con

trad

icto

ires

peuv

ent-

elle

s êt

re é

quili

brée

s ?

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

6.1

La d

iges

tion

et l’

abso

rptio

n G

éogr

aphi

e 2e p

artie

– F

. Géo

grap

hie

de l’

alim

enta

tion

et d

e la

san

té

Chim

ie

Thèm

e B.

5 Le

s vi

tam

ines



D.1

La

nutr

itio

n hu

mai

ne

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a pr

oduc

tion

d’ac

ide

asco

rbiq

ue p

ar c

erta

ins

mam

mifè

res

et

non

par d

’aut

res,

qui

néc

essi

tent

un

appo

rt a

limen

taire

.

• A

pplic

atio

n : l

a ca

use

et le

trai

tem

ent d

e la

phé

nylc

éton

urie

(PCU

).

• A

pplic

atio

n : l

a ca

renc

e en

vita

min

e D

ou

en c

alci

um p

eut a

ffec

ter l

a m

inér

alis

atio

n de

s os

et c

ause

r le

rach

itism

e ou

l’os

téom

alac

ie.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

grad

atio

n du

mus

cle

card

iaqu

e du

e à

l’ano

rexi

e.

• A

pplic

atio

n : l

e ch

oles

téro

l dan

s le

san

g en

tant

qu’

indi

cate

ur d

u ris

que

de

coro

naro

path

ie.

• Co

mpé

tenc

e : l

a dé

term

inat

ion

par c

ombu

stio

n de

la te

neur

en

éner

gie

des

alim

ents

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’util

isat

ion

de b

ases

de

donn

ées

ayan

t tra

it à

la te

neur

nu

triti

onne

lle d

es a

limen

ts e

t l’u

tilis

atio

n d’

un lo

gici

el p

our c

alcu

ler

l’abs

orpt

ion

des

nutr

imen

ts e

ssen

tiels

app

orté

s pa

r le

régi

me

alim

enta

ire

quot

idie

n.



Idée

ess

enti

elle

: la

dig

estio

n es

t con

trôl

ée p

ar d

es m

écan

ism

es n

erve

ux e

t hor

mon

aux.

D.2

La

dige

stio

n

Nat

ure

de la

sci

ence

La s

éren

dipi

té e

t les

déc

ouve

rtes

sci

entif

ique

s : l

e rô

le d

e l’a

cide

gas

triq

ue d

ans

la d

iges

tion

a ét

é ét

abli

par W

illia

m B

eaum

ont p

enda

nt q

u’il

obse

rvai

t le

proc

essu

s de

la

dige

stio

n da

ns u

ne p

laie

ouv

erte

cau

sée

par u

ne a

rme

à fe

u. (1

.4)

Not

ions

clé

s

• D

es m

écan

ism

es n

erve

ux e

t hor

mon

aux

cont

rôle

nt la

séc

rétio

n de

s su

cs

gast

rique

s.

• Le

s gl

ande

s ex

ocrin

es s

écrè

tent

à la

sur

face

du

corp

s ou

dan

s la

lum

ière

de

l’int

estin

.

• Le

vol

ume

et le

con

tenu

des

séc

rétio

ns g

astr

ique

s so

nt c

ontr

ôlés

par

des

m

écan

ism

es n

erve

ux e

t hor

mon

aux.

• Le

s co

nditi

ons

acid

es d

ans

l’est

omac

favo

risen

t cer

tain

es ré

actio

ns

d’hy

drol

yse

et a

iden

t à c

ontr

ôler

les

agen

ts p

atho

gène

s da

ns le

s al

imen

ts

ingé

rés.

• La

str

uctu

re d

es c

ellu

les

de l’

épith

éliu

m d

es v

illos

ités

est a

dapt

ée à

l’a

bsor

ptio

n de

s al

imen

ts.

• Le

taux

de

tran

sit d

es s

ubst

ance

s le

long

du

gros

inte

stin

est

pos

itive

men

t co

rrél

é à

leur

tene

ur e

n fib

res

alim

enta

ires.

• Le

s su

bsta

nces

non

abs

orbé

es s

ont é

vacu

ées.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

a ré

duct

ion

de la

séc

rétio

n d’

acid

e ga

striq

ue p

ar le

s m

édic

amen

ts in

hibi

teur

s de

la p

ompe

à p

roto

ns.

• A

pplic

atio

n : l

a dé

shyd

rata

tion

caus

ée p

ar la

toxi

ne d

u ch

olér

a.

Uti

lisat

ion

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

1.2

L’ultr

astr

uctu

re d

es c

ellu

les

Thèm

e 6.

5 Le

s ne

uron

es e

t les

syn

apse

s Ch

imie

O

ptio

n D

.4 L

a ré

gula

tion

du p

H g

astr

ique



D.2

La

dige

stio

n

• A

pplic

atio

n : l

’infe

ctio

n à

Hel

icob

acte

r pyl

ori e

n ta

nt q

ue c

ause

des

ulc

ères

ga

striq

ues.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n su

r des

pho

togr

aphi

es p

rises

au

mic

rosc

ope

élec

tron

ique

de

cellu

les

des

glan

des

exoc

rines

qui

séc

rète

nt d

es s

ucs

dige

stifs

et d

es c

ellu

les

de l’

épith

éliu

m d

es v

illos

ités

qui a

bsor

bent

les

alim

ents

dig

érés

.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• Le

s ad

apta

tions

des

cel

lule

s de

l’ép

ithél

ium

des

vill

osité

s in

clue

nt le

s m

icro

villo

sité

s et

les

mito

chon

drie

s.



Idée

ess

enti

elle

: la

com

posi

tion

chim

ique

du

sang

est

régu

lée

par l

e fo

ie.

D.3

Les

fonc

tion

s du

foie

Nat

ure

de la

sci

ence

L’édu

catio

n du

pub

lic e

n m

atiè

re d

’ass

ertio

ns s

cien

tifiq

ues

: les

étu

des

scie

ntifi

ques

ont

mon

tré

que

les

lipop

roté

ines

de

haut

e de

nsité

peu

vent

êtr

e co

nsid

érée

s co

mm

e du

« b

on »

cho

lest

érol

. (5.

2)

Not

ions

clé

s

• Le

foie

élim

ine

les

toxi

nes

dans

le s

ang

et le

s dé

toxi

fie.

• Le

s co

mpo

sant

s de

s gl

obul

es ro

uges

son

t rec

yclé

s pa

r le

foie

.

• La

dég

rada

tion

des

éryt

hroc

ytes

com

men

ce p

ar la

pha

gocy

tose

des

glo

bule

s ro

uges

par

les

cellu

les

de K

upff

er.

• Le

fer e

st a

ppor

té à

la m

oelle

oss

euse

pou

r pro

duire

de

l’hém

oglo

bine

dan

s le

s no

uvea

ux g

lobu

les

roug

es.

• Le

sur

plus

de

chol

esté

rol e

st c

onve

rti e

n se

ls b

iliai

res.

• Le

rétic

ulum

end

opla

smiq

ue e

t l’a

ppar

eil d

e G

olgi

dan

s le

s hé

pato

cyte

s pr

odui

sent

des

pro

téin

es p

lasm

atiq

ues.

• Le

foie

inte

rcep

te le

san

g pr

oven

ant d

u tu

be d

iges

tif e

n vu

e de

régu

ler l

es

taux

de

nutr

imen

ts.

• Ce

rtai

ns e

xcès

de

nutr

imen

ts p

euve

nt ê

tre

stoc

kés

dans

le fo

ie.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

de

la ja

unis

se.

• A

pplic

atio

n : l

e do

uble

app

ort s

angu

in a

u fo

ie e

t les

diff

éren

ces

entr

e le

s si

nuso

ïdes

et l

es c

apill

aire

s.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• La

con

som

mat

ion

exce

ssiv

e d’

alco

ol p

eut p

rovo

quer

une

cirr

hose

du

foie

. Le

s at

titud

es e

nver

s le

s dr

ogue

s et

l’al

cool

son

t-el

les

un e

xem

ple

de q

uelq

ue

chos

e qu

i est

spé

cifiq

ue d

e la

cul

ture

? T

oute

s le

s co

nnai

ssan

ces

dépe

nden

t-el

les

de la

cul

ture

?

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 6 :

des

lam

es fr

aîch

es d

’hép

atoc

ytes

peu

vent

êtr

e pr

épar

ées

à pa

rtir

de fo

ie fr

ais.

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

étan

t don

né la

pre

ssio

n ex

ercé

e po

ur c

e qu

i est

des

re

ssou

rces

de

sant

é, e

n pa

rtic

ulie

r en

ce q

ui c

once

rne

la d

ispo

nibi

lité

d’or

gane

s à

gref

fer,

devr

ions

-nou

s ac

cept

er q

u’un

alc

ooliq

ue re

çoiv

e un

e gr

effe

de

foie

?



Idée

ess

enti

elle

: de

s fa

cteu

rs in

tern

es e

t ext

erne

s in

fluen

t sur

la fo

nctio

n ca

rdia

que.

D.4

Le

cœur

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

déve

lopp

emen

ts e

n re

cher

che

scie

ntifi

que

ont s

uccé

dé a

ux a

mél

iora

tions

des

app

arei

ls o

u de

s in

stru

men

ts. L

’inve

ntio

n du

sté

thos

cope

a a

mél

ioré

les

conn

aiss

ance

s su

r le

fonc

tionn

emen

t du

cœur

. (1.

8)

Not

ions

clé

s

• La

str

uctu

re d

es c

ellu

les

du m

uscl

e ca

rdia

que

perm

et la

pro

paga

tion

des

stim

uli d

ans

la p

aroi

car

diaq

ue.

• Le

s si

gnau

x re

çus

du n

œud

sin

o-au

ricul

aire

qui

cau

sent

la c

ontr

actio

n ne

pe

uven

t pas

dire

ctem

ent p

asse

r des

ore

illet

tes

aux

vent

ricul

es.

• Il

se p

rodu

it un

dél

ai e

ntre

l’ar

rivée

et l

a tr

ansm

issi

on d

’un

stim

ulus

au

nœud

au

ricul

o-ve

ntric

ulai

re.

• Ce

dél

ai p

erm

et à

la s

ysto

le a

uric

ulai

re d

e se

pro

duire

ava

nt q

ue le

s va

lvul

es

auric

ulo-

vent

ricul

aire

s ne

se

ferm

ent.

• Le

s fib

res

cond

uctr

ices

ass

uren

t la

cont

ract

ion

coor

donn

ée d

e to

ute

la p

aroi

ve

ntric

ulai

re.

• Le

s br

uits

nor

mau

x du

cœ

ur s

ont c

ausé

s pa

r la

ferm

etur

e de

s va

lvul

es

auric

ulo-

vent

ricul

aire

s et

des

val

vule

s se

mi-l

unai

res,

mod

ifian

t ain

si le

flux

sa

ngui

n.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

ns :

l’util

isat

ion

de s

timul

ateu

rs c

ardi

aque

s ar

tific

iels

pou

r rég

uler

la

fréq

uenc

e ca

rdia

que.

• A

pplic

atio

n : l

’util

isat

ion

de la

déf

ibril

latio

n po

ur tr

aite

r les

pro

blèm

es

card

iaqu

es q

ui m

ette

nt la

vie

en

dang

er.

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

cons

éque

nces

de

l’hyp

erte

nsio

n et

de

la

thro

mbo

se.

Théo

rie

de la

con

nais

sanc

e

• Le

s sy

mbo

les

serv

ent d

e fo

rme

de c

omm

unic

atio

n no

n ve

rbal

e. P

ourq

uoi

le c

œur

ser

t-il

de s

ymbo

le re

prés

enta

nt l’

amou

r ? Q

uelle

impo

rtan

ce o

nt le

s sy

mbo

les

dans

les

dive

rs d

omai

nes

de la

con

nais

sanc

e ?



D.4

Le

cœur

• Co

mpé

tenc

e : l

a m

esur

e et

l’in

terp

réta

tion

de la

fréq

uenc

e ca

rdia

que

dans

de

s co

nditi

ons

dive

rses

.

• Co

mpé

tenc

e : l

’inte

rpré

tatio

n de

s m

esur

es d

e la

pre

ssio

n sa

ngui

ne s

ysto

lique

et

dia

stol

ique

.

• Co

mpé

tenc

e : l

a ca

rtog

raph

ie d

u cy

cle

card

iaqu

e so

us la

form

e d’

un tr

acé

norm

al d

’un

élec

troc

ardi

ogra

mm

e (E

CG).

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

de

donn

ées

épid

émio

logi

ques

aya

nt tr

ait à

l’in

cide

nce

de la

cor

onar

opat

hie.

Dir

ecti

ves

et in

form

atio

ns s

uppl

émen

tair

es

• In

clur

e le

s ra

mifi

catio

ns e

t les

dis

ques

inte

rcal

aire

s da

ns la

str

uctu

re d

u m

uscl

e ca

rdia

que.


Opt

ion

D. L

a ph

ysio

logi

e hu

mai

ne

15/2

5 he

ures

Thèm

es d

u m

odul

e co

mpl

émen

taire

du

nive

au su

périe

ur

Idée

ess

enti

elle

: le

s ho

rmon

es n

e so

nt p

as s

écré

tées

à u

ne c

aden

ce u

nifo

rme

et e

lles

exer

cent

leur

eff

et à

faib

les

conc

entr

atio

ns.

D.5

Les

hor

mon

es e

t le

mét

abol

ism

e

Nat

ure

de la

sci

ence

La c

oopé

ratio

n et

la c

olla

bora

tion

entr

e gr

oupe

s de

sci

entif

ique

s : l

e Co

nsei

l int

erna

tiona

l pou

r le

cont

rôle

des

trou

bles

de

la c

aren

ce e

n io

de in

clut

un

cert

ain

nom

bre

de

scie

ntifi

ques

qui

trav

aille

nt p

our é

limin

er le

mal

cau

sé p

ar la

car

ence

en

iode

. (4.

3)

Not

ions

clé

s

• Le

s gl

ande

s en

docr

ines

séc

rète

nt d

es h

orm

ones

dire

ctem

ent d

ans

la

circ

ulat

ion

sang

uine

.

• Le

s ho

rmon

es s

téro

ïdes

se

lient

aux

pro

téin

es ré

cept

rices

dan

s le

cyt

opla

sme

de la

cel

lule

cib

le p

our f

orm

er u

n co

mpl

exe

réce

pteu

r-ho

rmon

e.

• Le

com

plex

e ré

cept

eur-

horm

one

perm

et la

tran

scrip

tion

de g

ènes

spéc

ifiqu

es.

• Le

s ho

rmon

es p

eptid

ique

s se

lien

t aux

réce

pteu

rs d

ans

la m

embr

ane

plas

miq

ue d

e la

cel

lule

cib

le.

• La

liai

son

des

horm

ones

aux

réce

pteu

rs m

embr

anai

res

activ

e un

e ca

scad

e pa

r l’in

term

édia

ire d

’un

seco

nd m

essa

ger à

l’in

térie

ur d

e la

cel

lule

.

• L’h

ypot

hala

mus

con

trôl

e la

séc

rétio

n d’

horm

ones

par

les

lobe

s an

térie

ur e

t po

stér

ieur

de

l’hyp

ophy

se.

• Le

s ho

rmon

es s

écré

tées

par

l’hy

poph

yse

cont

rôle

nt la

cro

issa

nce,

les

chan

gem

ents

dan

s le

dév

elop

pem

ent,

la re

prod

uctio

n et

l’ho

méo

stas

ie.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

ns :

cert

ains

ath

lète

s pr

enne

nt d

es h

orm

ones

de

croi

ssan

ce p

our

déve

lopp

er le

s m

uscl

es.

• A

pplic

atio

ns :

le c

ontr

ôle

de la

sécr

étio

n de

lait

par l

’ocy

toci

ne e

t la

prol

actin

e.

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

il ex

iste

de

nom

breu

ses

drog

ues

qui p

euve

nt a

mél

iore

r la

per

form

ance

. L’u

tilis

atio

n de

ces

dro

gues

est

-elle

acc

epta

ble

en c

e qu

i co

ncer

ne la

réal

isat

ion

d’un

test

équ

itabl

e, à

con

ditio

n qu

e to

us le

s at

hlèt

es

puis

sent

y a

ccéd

er d

e m

aniè

re é

gale

?



Idée

ess

enti

elle

: le

s gl

obul

es ro

uges

joue

nt u

n rô

le c

ruci

al d

ans

le tr

ansp

ort d

es g

az re

spira

toire

s.

D.6

Le

tran

spor

t des

gaz

resp

irat

oire

s

Nat

ure

de la

sci

ence

Les

scie

ntifi

ques

ont

un

rôle

dan

s l’i

nfor

mat

ion

du p

ublic

: la

rech

erch

e sc

ient

ifiqu

e a

appo

rté

un c

hang

emen

t dan

s la

per

cept

ion

du ta

bagi

sme

par l

e pu

blic

. (5.

1)

Not

ions

clé

s

• Le

s co

urbe

s de

dis

soci

atio

n de

l’ox

ygèn

e m

ontr

ent l

’aff

inité

de

l’hém

oglo

bine

po

ur l’

oxyg

ène.

• Le

dio

xyde

de

carb

one

est d

isso

us e

t lié

à l’

hém

oglo

bine

lors

de

son

tran

spor

t dan

s le

san

g.

• Le

dio

xyde

de

carb

one

est t

rans

form

é en

ions

hyd

rogé

noca

rbon

ate

dans

les

glob

ules

roug

es.

• L’e

ffet

de

Bohr

exp

lique

la li

béra

tion

accr

ue d

’oxy

gène

par

l’hé

mog

lobi

ne

dans

les

tissu

s qu

i res

pire

nt.

• Le

s ch

imio

réce

pteu

rs s

ont s

ensi

bles

aux

var

iatio

ns d

u pH

du

sang

.

• La

fréq

uenc

e ve

ntila

toire

est

con

trôl

ée p

ar le

cen

tre

de c

ontr

ôle

de la

re

spira

tion

situ

é da

ns le

bul

be ra

chid

ien.

• D

uran

t l’e

xerc

ice

phys

ique

, la

fréq

uenc

e ve

ntila

toire

var

ie e

n ré

pons

e à

la

quan

tité

de C

O2 d

ans

le s

ang.

• L’h

émog

lobi

ne fœ

tale

diff

ère

de l’

hém

oglo

bine

de

l’adu

lte, c

e qu

i per

met

à

l’oxy

gène

du

plac

enta

de

pass

er d

ans

l’hém

oglo

bine

du

fœtu

s.

App

licat

ions

et c

ompé

tenc

es

• A

pplic

atio

n : l

es c

onsé

quen

ces

des

haut

es a

ltitu

des

pour

les

écha

nges

ga

zeux

.

• A

pplic

atio

n : l

e pH

du

sang

est

régu

lé a

fin q

u’il

dem

eure

dan

s la

gam

me

étro

ite c

ompr

ise

entr

e 7,

35 e

t 7,4

5.

• A

pplic

atio

n : l

es c

ause

s et

les

trai

tem

ents

de

l’em

phys

ème.

Uti

lisat

ion

• Le

s ca

mps

d’e

ntra

înem

ent p

our a

thlè

tes

sont

sou

vent

situ

és à

hau

te a

ltitu

de

afin

d’a

ugm

ente

r la

tene

ur d

u sa

ng e

n hé

mog

lobi

ne. C

ela

prés

ente

alo

rs u

n av

anta

ge p

our l

’ath

lète

lors

qu’il

par

ticip

e à

des

com

pétit

ions

qui

se

déro

ulen

t à

plus

bas

se a

ltitu

de.

Lien

s av

ec d

’aut

res

part

ies

du p

rogr

amm

e et

lien

s tr

ansd

isci

plin

aire

s :

Biol

ogie

Th

ème

6.4

Les

écha

nges

gaz

eux

Phys

ique

Th

ème

3.2

Mod

élis

atio

n d’

un g

az

Obj

ecti

fs g

loba

ux

• O

bjec

tif g

loba

l 8 :

cert

ains

spo

rts,

com

me

l’esc

alad

e en

hau

te m

onta

gne

et la

plo

ngée

sou

s-m

arin

e, p

euve

nt p

ouss

er le

cor

ps h

umai

n au

-del

à de

s lim

ites

d’en

dura

nce

et p

rovo

quer

des

lési

ons.

Dev

raie

nt-il

s êt

re c

ontr

ôlés

ou

inte

rdits

?



D.6

Le

tran

spor

t des

gaz

resp

irat

oire

s

• Co

mpé

tenc

e : l

’ana

lyse

des

cou

rbes

de

diss

ocia

tion

de l’

hém

oglo

bine

et l

a m

yogl

obin

e.

• Co

mpé

tenc

e : l

’iden

tific

atio

n de

s pn

eum

ocyt

es, d

es c

ellu

les

de l’

endo

thél

ium

ca

pilla

ire e

t des

glo

bule

s sa

ngui

ns s

ur d

es p

hoto

grap

hies

pris

es a

u m

icro

scop

e op

tique

et a

u m

icro

scop

e él

ectr

oniq

ue d

e tis

sus

pulm

onai

res.


Évaluation

L’évaluation dans le Programme du diplôme

GénéralitésL’évaluation fait partie intégrante de l’enseignement et de l’apprentissage. Dans le Programme du diplôme, elle a avant tout pour but de soutenir les objectifs pédagogiques fixés et de favoriser chez les élèves un bon apprentissage. L’évaluation externe et l’évaluation interne sont toutes deux utilisées dans le Programme du diplôme. Les examinateurs de l’IB notent ainsi les travaux dans le cadre de l’évaluation externe, tandis que les travaux destinés à l’évaluation interne sont notés par les enseignants, avant de faire l’objet d’une révision de notation externe par l’IB.

Deux types d’évaluation sont réalisés par l’IB.

• L’évaluation formative oriente l’enseignement et l’apprentissage. Elle fournit aux élèves et aux enseignants des commentaires utiles et précis, d’une part, sur le type d’apprentissage mis en œuvre et, d’autre part, sur la nature des points forts et des points faibles des élèves, afin de développer la compréhension et les compétences de ces derniers. L’évaluation formative peut également contribuer à améliorer la qualité de l’enseignement car elle peut fournir des informations permettant de mesurer les progrès réalisés pour atteindre les objectifs du cours.

• L’évaluation sommative donne une vue d’ensemble des connaissances acquises avant le cours et permet d’évaluer les progrès des élèves.

Dans le Programme du diplôme, l’évaluation est essentiellement de nature sommative et est utilisée, afin de mesurer les progrès des élèves à la fin ou vers la fin du cours. Toutefois, de nombreux outils d’évaluation du cours peuvent également être utilisés de manière formative pendant la période d’enseignement et d’apprentissage ; cette pratique est même vivement recommandée. Un plan d’évaluation complet doit faire partie intégrante de l’apprentissage, de l’enseignement et de l’organisation du cours. De plus amples renseignements sont fournis dans le document de l’IB intitulé Normes de mise en œuvre des programmes et applications concrètes (2010).

Le mode d’évaluation utilisé par l’IB est critérié et non pas normatif. Ce mode d’évaluation juge donc le travail des élèves par rapport à des critères d’évaluation définis et non par rapport au travail des autres élèves. L’ouvrage Principes et pratiques d’évaluation au Programme du diplôme (2009) contient de plus amples renseignements sur l’évaluation dans le cadre du Programme du diplôme.

Afin d’aider les enseignants dans la planification, l’enseignement et l’évaluation des matières du Programme du diplôme, des ressources variées sont mises à leur disposition sur le CPEL ou en vente sur le site du magasin de l’IB (http://store.ibo.org). Des ressources supplémentaires telles que du matériel de soutien pédagogique, des rapports pédagogiques, des instructions concernant l’évaluation interne, des descripteurs de notes finales ainsi que des ressources partagées par d’autres enseignants se trouvent sur le CPEL. Par ailleurs, des épreuves de sessions précédentes ainsi que des barèmes de notation sont en vente sur le site du magasin de l’IB.



Méthodes d’évaluationL’IB utilise différentes méthodes pour évaluer les travaux des élèves.

Critères d’évaluationLes critères d’évaluation sont utilisés lorsque la tâche d’évaluation est dite « ouverte ». Chaque critère se concentre sur une compétence particulière que les élèves sont censés démontrer. Ainsi, si un objectif d’évaluation décrit ce que les élèves doivent être capables de faire, les critères d’évaluation décrivent de quelle manière et à quel niveau ils doivent le faire. L’utilisation des critères permet d’évaluer des réponses différentes et encourage leur variété. Chaque critère d’évaluation est composé d’un ensemble de descripteurs de niveaux classés par ordre hiérarchique. Chaque descripteur de niveaux équivaut à un ou plusieurs points. Chaque critère est utilisé indépendamment en suivant un modèle qui consiste à trouver le descripteur qui résume le mieux le niveau atteint (approche dite de meilleur ajustement). Le total des points attribuables peut varier d’un critère à l’autre selon leur importance. Les points ainsi attribués pour chaque critère sont ensuite additionnés pour arriver à la note totale du travail évalué.

Bandes de notationLes bandes de notation expliquent en détail les niveaux d’accomplissements attendus par rapport auxquels les travaux sont évalués. Ce sont des descripteurs de niveaux qui, ensemble, forment un critère global. À chaque descripteur de niveaux correspond une gamme de notes, ce qui permet de différencier les accomplissements des élèves. L’approche dite de meilleur ajustement est utilisée afin de déterminer quelle note en particulier doit être choisie parmi la gamme de notes proposées pour chaque descripteur de niveaux.

Barèmes de notation analytiquesLes barèmes de notation analytiques sont conçus pour les questions d’examen pour lesquelles un certain type de réponse ou une réponse spécifique sont attendus des élèves. Ces barèmes donnent aux examinateurs des instructions détaillées sur la manière de décomposer le total des points correspondant à chaque question pour noter différentes parties de la réponse.

Remarques à propos de la notationDes remarques concernant la notation sont fournies pour certaines composantes d’évaluation notées selon des critères d’évaluation. Elles donnent des orientations sur la manière dont les critères d’évaluation s’appliquent aux exigences particulières d’une question.

Aménagements de la procédure d’évaluation à des fins d’inclusionDes aménagements de la procédure d’évaluation peuvent être faits à des fins d’inclusion pour les candidats qui en ont besoin. Ces aménagements permettent à ces candidats d’avoir accès aux examens et de démontrer leur connaissance et leur compréhension des concepts évalués.

Le document de l’IB intitulé Candidats ayant des besoins en matière d’aménagement de la procédure d’évaluation fournit des informations détaillées sur les aménagements de la procédure d’évaluation qui peuvent être faits à des fins d’inclusion pour les candidats ayant des besoins en matière de soutien à l’apprentissage. Le document de l’IB intitulé La diversité d’apprentissage et les besoins éducationnels spéciaux dans les programmes du Baccalauréat International présente la position de l’IB en ce qui concerne les



candidats ayant des besoins d’apprentissage divers au sein des programmes de l’IB. Le Manuel de procédures pour le Programme du diplôme et le document de l’IB intitulé Règlement général du Programme du diplôme (2011) contiennent des informations détaillées sur les aménagements pour les candidats affectés par des circonstances défavorables.

Responsabilités de l’établissementLes établissements doivent s’assurer que les candidats ayant des besoins en matière de soutien à l’apprentissage bénéficient d’aménagements raisonnables leur garantissant l’égalité de l’accès aux programmes de l’IB, conformément aux documents de l’IB intitulés Candidats ayant des besoins en matière d’aménagement de la procédure d’évaluation et La diversité d’apprentissage et les besoins éducationnels spéciaux dans les programmes du Baccalauréat International.

161Guide de biologie

Évaluation

Résumé de l’évaluation – NM


Composante Pondération totale (%)

Pondération approximative des objectifs d’évaluation (%)

Durée

1 + 2 3

Épreuve 1 20 10 10 45 minutes

Épreuve 2 40 20 20 1h15

Épreuve 3 20 10 10 1h

Évaluation interne

20Tient compte des objectifs d’évaluation

1, 2, 3 et 410h


Évaluation

Résumé de l’évaluation – NS


Composante Pondération totale (%)

Pondération approximative des objectifs d’évaluation (%)

Durée

1 + 2 3

Épreuve 1 20 10 10 1h

Épreuve 2 36 18 18 2h15

Épreuve 3 24 12 12 1h15

Évaluation interne

20Tient compte des objectifs d’évaluation

1, 2, 3 et 410h


Évaluation

Évaluation externe

L’évaluation des tâches réalisées par les élèves est effectuée à l’aide de barèmes de notation détaillés spécifiques à chaque épreuve d’examen.

Description détaillée de l’évaluation externe – NM

Épreuve 1Durée : 45 minutesPondération : 20 %Nombre de points : 30• L’épreuve 1 comporte 30 questions à choix multiple portant sur le tronc commun, parmi lesquelles

15 questions environ sont également utilisées au NS.

• Les questions de l’épreuve 1 servent à évaluer l’atteinte des objectifs d’évaluation 1, 2 et 3.

• Les calculatrices sont interdites.

• Un tableau de la classification périodique des éléments est fourni aux élèves.

• Aucun point n’est soustrait pour les réponses incorrectes.

Épreuve 2Durée : 1 heure 15Pondération : 40 %Nombre de points : 50• L’épreuve 2 est composée d’une question basée sur des données.

• L’épreuve 2 comporte des questions à réponse brève et des questions à réponse développée portant sur le tronc commun.

• Les candidats doivent tenter de répondre à l’une des deux questions à réponse développée.


• Les calculatrices sont autorisées (voir la page consacrée aux calculatrices sur le CPEL).

Épreuve 3Durée : 1 heurePondération : 20 %Nombre de points : 35• L’épreuve 3 comporte des questions sur le tronc commun et l’option du NM.

• Section A : les candidats doivent répondre à toutes les questions : deux à trois questions à réponse brève reposant sur les compétences et les techniques expérimentales, l’analyse et l’évaluation, en utilisant des données jamais vues auparavant ayant trait au tronc commun de la matière.

• Section B : questions à réponse brève et questions à réponse développée sur l’option.



Évaluation externe


Description détaillée de l’évaluation externe – NS

Épreuve 1Durée : 1 heurePondération : 20 %Nombre de points : 40• L’épreuve 1 comporte 40 questions à choix multiple portant sur le tronc commun et le MCNS, parmi

lesquelles 15 questions environ sont également utilisées au NM.


• Les calculatrices sont interdites.

• Un tableau de la classification périodique des éléments est fourni aux élèves.

• Aucun point n’est soustrait pour les réponses incorrectes.

Épreuve 2Durée : 2 heures 15Pondération : 36 %Nombre de points : 72• L’épreuve 2 est composée d’une question basée sur des données.

• L’épreuve 2 comporte des questions à réponse brève et des questions à réponse développée portant sur le tronc commun et le MCNS.

• Les candidats doivent tenter de répondre à deux des trois questions à réponse développée.



Épreuve 3Durée : 1 heure 15Pondération : 24 %Nombre de points : 45• Section A : les candidats doivent répondre à toutes les questions : deux à trois questions à réponse

brève reposant sur les compétences et les techniques expérimentales, l’analyse et l’évaluation, en utilisant des données jamais vues auparavant ayant trait au tronc commun et au MCNS de la matière.

• Section B : questions à réponse brève et questions à réponse développée sur l’option.




Évaluation

Évaluation interne

But de l’évaluation interneL’évaluation interne fait partie intégrante du cours et elle est obligatoire pour les élèves du NM et du NS. Elle leur permet de montrer leurs compétences et leurs connaissances, et d’approfondir des sujets qui les intéressent, sans les contraintes de temps et les restrictions associées aux épreuves écrites. L’évaluation interne doit, dans la mesure du possible, faire partie de l’enseignement en classe et ne doit pas être une activité séparée menée à la fin du programme d’études.

Les exigences de l’évaluation interne au NM et au NS sont identiques. Cette section du guide doit être lue en parallèle avec la section consacrée à l’évaluation interne dans le matériel de soutien pédagogique.

Direction des travaux et authenticitéTout travail soumis à l’évaluation interne doit être le fruit du travail personnel de l’élève. Cela ne signifie pas pour autant que les élèves doivent décider d’un titre ou d’un sujet, puis être livrés à eux-mêmes, sans soutien de la part de l’enseignant pour effectuer leur travail. L’enseignant doit jouer un rôle important, tant durant l’étape de planification du travail que durant l’exécution du travail soumis à l’évaluation interne. Il lui incombe de s’assurer que les élèves connaissent :

• les exigences concernant le type de travail qui sera soumis à l’évaluation interne ;

• la politique de l’IB en matière d’expérimentation animale et les directives de sécurité spécifiques au cours de biologie ;

• les critères d’évaluation. Les élèves doivent comprendre que le travail qu’ils remettront doit bien tenir compte de ces critères.

Les enseignants et les élèves doivent discuter ensemble des travaux évalués en interne. Les élèves doivent être incités à entamer des discussions avec l’enseignant pour obtenir des conseils et des informations, et ils ne doivent pas être pénalisés pour cela. Dans le cadre du processus d’apprentissage, les enseignants doivent donner des conseils aux élèves sur un brouillon du travail qu’ils auront lu au préalable. Ces conseils prodigués oralement ou par écrit doivent guider les élèves sur la façon dont ils peuvent améliorer leur travail. Toutefois, les enseignants ne doivent pas modifier le brouillon. La version rendue par la suite aux enseignants devra être la version finale soumise à l’évaluation.

Les enseignants sont chargés de s’assurer que tous leurs élèves comprennent la signification et l’importance fondamentales des concepts liés à l’intégrité en milieu scolaire, et plus particulièrement des concepts d’authenticité et de propriété intellectuelle. Ils doivent vérifier que tous les travaux que les élèves remettent pour l’évaluation ont été effectués conformément aux exigences et doivent expliquer clairement aux élèves que ces travaux doivent être entièrement les leurs. Dans les cas où la collaboration entre élèves est autorisée, il est impératif que tous les élèves comprennent bien la différence entre collaboration et collusion.

Les enseignants doivent authentifier tout travail à l’IB pour révision de notation ou évaluation. Ils ne doivent pas envoyer de travaux qui, à leur connaissance, constituent des cas de mauvaise conduite présumée ou confirmée. Chaque élève doit confirmer que son travail est authentique et qu’il s’agit de la version finale. Une fois qu’un élève a remis la version finale de son travail de manière officielle, il ne peut plus faire marche

Évaluation interne


arrière. L’exigence selon laquelle l’authenticité des travaux doit être confirmée s’applique aux travaux de tous les élèves, et non pas uniquement aux échantillons de travaux soumis à l’IB pour la révision de notation. Pour obtenir de plus amples informations, veuillez consulter les publications de l’IB intitulées Intégrité en milieu scolaire (2011), Le Programme du diplôme : des principes à la pratique (2009), ainsi que les articles pertinents du document Règlement général du Programme du diplôme (2011).

L’authenticité du travail peut être vérifiée en discutant avec l’élève du contenu de son travail et en examinant en détail un ou plusieurs des éléments suivants :

• le projet initial de l’élève ;

• le premier brouillon du travail écrit ;

• les références bibliographiques ;

• le style d’écriture, en comparaison avec d’autres travaux de l’élève ;

• une analyse du travail réalisée par le biais d’un service en ligne spécialisé dans la détection du plagiat, tel que http://turnitin.com/fr/home.

Un même travail ne peut être remis pour satisfaire aux exigences de l’évaluation interne et du mémoire.

Travail en groupeChaque recherche doit être un travail individuel fondé sur différentes données ou mesures. Idéalement, les élèves doivent travailler seuls lorsqu’ils recueillent les données. Dans certains cas, les données recueillies ou les mesures prises peuvent provenir d’une expérience réalisée en groupe, à condition que chaque élève ait recueilli ses propres données ou pris ses propres mesures. En biologie, il arrive parfois que les données ou mesures provenant d’un travail en groupe soient combinées afin que les élèves puissent disposer de données en quantité suffisante pour effectuer leur analyse individuelle. Même dans ce cas, chaque élève doit avoir recueilli et consigné ses propres données, et il doit clairement indiquer les données qui sont les siennes.

Il doit être clairement indiqué aux élèves que tout travail en rapport avec leur recherche doit être le fruit de leur travail personnel. Il est donc utile que les enseignants encouragent les élèves à se comporter en apprenants responsables, afin qu’ils s’approprient leur travail et puissent en être fiers.

Volume horaireL’évaluation interne fait partie intégrale du cours de biologie ; elle correspond à 20 % de l’évaluation finale au NM et au NS. Cette pondération doit se refléter dans le temps alloué à l’enseignement des connaissances, des compétences et de la compréhension requises pour cette composante, de même que dans le temps total alloué pour effectuer le travail requis.

Il est recommandé d’attribuer à cette composante un total d’environ 10 heures au NM et au NS. Ce volume horaire doit comprendre :

• le temps nécessaire à l’enseignant pour expliquer aux élèves les exigences en matière d’évaluation interne ;

• les heures de cours nécessaires pour permettre aux élèves de travailler sur la composante de l’évaluation interne et poser des questions ;

• le temps nécessaire à chaque élève pour consulter son enseignant ;

• le temps nécessaire pour mesurer les progrès effectués et vérifier l’authenticité du travail.

Évaluation interne


Exigences et recommandations en matière de sécuritéSi les enseignants sont tenus de respecter des directives locales ou nationales pouvant varier d’un pays à l’autre, ils doivent également prêter attention aux recommandations qui ont été élaborées pour la Fédération internationale des associations de professeurs de sciences par le Laboratory Safety Institute (LSI). Une traduction libre de ces recommandations est fournie ci-après.

Toutes les parties prenantes ont la responsabilité fondamentale de faire de la sécurité et de la santé un souci permanent. Les conseils prodigués devront tenir compte du besoin de respecter le contexte local, les diverses traditions éducationnelles et culturelles, les contraintes financières et les systèmes juridiques des différents pays.

The Laboratory Safety Institute

Directives de sécurité au laboratoire40 recommandations pour un laboratoire plus sûr

Mesures demandant des dépenses minimales1. Avoir un document écrit présentant la politique en matière de santé, de sécurité et d’environnement.

2. Former un comité départemental composé d’employés, de membres de la direction, de membres du corps enseignant, de membres du personnel et d’élèves, qui se réunira régulièrement pour discuter de questions liées à la santé, à la sécurité et à l’environnement.

3. Élaborer un programme de formation axé sur la santé, la sécurité et l’environnement pour tous les nouveaux employés et élèves.

4. Encourager les employés et les élèves à se préoccuper de leur santé et de leur sécurité et de celles des autres.

5. Impliquer chaque employé et élève dans certains aspects du programme de sécurité et donner à chacun des responsabilités spécifiques.

6. Récompenser les employés et les élèves pour leur performance dans le domaine de la sécurité.

7. Exiger de tous les employés qu’ils lisent le manuel de sécurité approprié. Exiger des élèves qu’ils lisent les règles de sécurité du laboratoire de l’établissement. Faire signer aux deux groupes une déclaration attestant qu’ils en ont bien pris connaissance, qu’ils les ont comprises, et qu’ils acceptent de suivre les procédures et de respecter ces pratiques. Conserver ces déclarations dans un dossier dans le bureau du département.

8. Faire des inspections périodiques et inopinées du laboratoire pour déceler les conditions et les pratiques dangereuses et y remédier. Faire participer les élèves et les employés à des inspections semblables à celles de l’Occupational Safety and Health Administration (OSHA, un organisme gouvernemental américain chargé de la sécurité et de la santé au travail).

9. Faire de l’apprentissage de la sécurité une partie intégrante du cours de science, du travail et de la vie.

10. Organiser régulièrement des réunions départementales de sécurité pour tous les élèves et les employés afin qu’ils puissent discuter des résultats des inspections et de certains aspects de la sécurité au laboratoire.

11. Lorsque des expériences dangereuses ou potentiellement dangereuses sont réalisées, se poser les questions suivantes :

– Quels sont les risques ?

– Quelle est la pire chose qui pourrait arriver ?

Évaluation interne


– Comment réagir face à ces dangers ?

– Quelles sont les mesures de prudence à adopter et quel est l’équipement de protection nécessaire pour minimiser l’exposition aux risques ?

12. Exiger que tous les accidents (incidents) soient signalés, évalués par le comité départemental de sécurité et abordés lors des réunions départementales de sécurité.

13. Exiger que chaque discussion précédant un travail en laboratoire ou une expérience prenne en considération les aspects liés à la santé et à la sécurité.

14. Ne jamais laisser une expérience en cours sans surveillance, à moins qu’elle ne présente aucun danger.

15. Interdire de travailler seul dans un laboratoire ou d’y travailler sans avoir au préalable informé un membre du personnel.

16. Étendre le programme de sécurité du laboratoire à l’automobile et à la maison.

17. Ne permettre le stockage que de petites quantités de liquides inflammables dans chaque laboratoire.

18. Interdire de fumer, de manger et de boire dans le laboratoire.

19. Interdire de conserver de la nourriture dans les réfrigérateurs où sont stockés des produits chimiques.

20. Élaborer des plans et des exercices d’entraînement pour faire face aux urgences telles que les incendies, les explosions, les empoisonnements, les déversements de produits chimiques ou les émissions de vapeurs, les électrocutions, les hémorragies et les contaminations individuelles.

21. Exiger de bonnes pratiques de nettoyage et d’entretien dans tous les espaces de travail.

22. Afficher les numéros de téléphone du service de lutte contre les incendies, des services de police et des services d’ambulances locaux sur ou à proximité de chaque téléphone.

23. Stocker les acides et les bases séparément. Stocker les combustibles et les oxydants séparément.

24. Faire un inventaire des produits chimiques, afin d’éviter les achats de quantités superflues.

25. Utiliser des panneaux d’avertissement pour signaler les risques.

26. Élaborer des pratiques de travail spécifiques pour toutes les expériences, telles que celles qui doivent être faites uniquement sous hotte aspirante ou qui nécessitent d’utiliser des produits particulièrement dangereux. Dans la mesure du possible, les expériences les plus dangereuses doivent être faites sous hotte.

Mesures demandant des dépenses modérées27. Allouer une partie du budget du département à la sécurité.

28. Exiger l’utilisation de lunettes de protection appropriées en tout temps, et ce, dans les laboratoires et les zones où sont transportés des produits chimiques.

29. Fournir un équipement de protection individuel adéquat (lunettes à branches, lunettes-masques, écrans faciaux, gants, blouses blanches et écrans de protection pour paillasses).

30. Pourvoir chaque laboratoire d’extincteurs, de douches de sécurité, de douches oculaires, de trousses de premiers secours, de couvertures anti-feu et de hottes aspirantes, et tester ou vérifier cet équipement chaque mois.

31. Installer des protections sur toutes les pompes à vide et attacher solidement toutes les bouteilles de gaz.

32. Fournir du matériel de premier secours en quantité suffisante et des instructions pour son utilisation correcte.

33. Fournir des armoires ignifuges pour le stockage des produits chimiques inflammables.

Évaluation interne


34. Au centre du département, constituer une bibliothèque contenant les manuels de sécurité suivants.

– Safety in School Science Labs, Clair Wood, 1994, Kaufman & Associates, 101 Oak Street, Wellesley, MA 02482

– The Laboratory Safety Pocket Guide,1996, Genium Publisher, One Genium Plaza, Schnectady, NY

– Safety in Academic Chemistry Laboratories, ACS, 1155 Sixteenth Street NW, Washington, DC 20036

– Manual of Safety and Health Hazards in The School Science Laboratory, Safety in the School Science Laboratory, School Science Laboratories: A guide to Some Hazardous Substances, Council of State Science Supervisors (maintenant disponibles en anglais auprès du LSI)

– Handbook of Laboratory Safety, 4e édition, CRC Press, 2000 Corporate Boulevard NW, Boca Raton, FL 33431

– Fire Protection Guide on Hazardous Materials, National Fire Protection Association, Batterymarch Park, Quincy, MA 02269

– Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Hazardous Chemicals, 2e édition, 1995

– Biosafety in the Laboratory, National Academy Press, 2101 Constitution Avenue, NW, Washington, DC 20418

– Learning By Accident, Volumes 1 – 3, 1997–2000, The Laboratory Safety Institute, Natick, MA 01760

(Tous ces manuels sont disponibles en anglais auprès du LSI.)

35. Retirer toutes les connexions électriques à l’intérieur des réfrigérateurs réservés aux produits chimiques et exiger des fermetures magnétiques.

36. Exiger des prises de terre sur tous les appareils électriques et installer des disjoncteurs différentiels si nécessaire.

37. Étiqueter tous les produits chimiques en indiquant le nom du produit, la nature et le degré du risque, les précautions à prendre et le nom de la personne responsable du contenant.

38. Élaborer un programme pour la datation des produits chimiques stockés et leur nouvelle certification ou leur destruction après la période de stockage maximale déterminée.

39. Élaborer un système d’élimination des déchets chimiques qui soit légal, sûr et écologique.

40. Stocker les produits chimiques dans des endroits sûrs, suffisamment espacés et bien ventilés.

Utilisation des critères d’évaluation interneL’évaluation interne se base sur un certain nombre de critères. Chaque critère d’évaluation comprend des descripteurs définissant des niveaux d’accomplissements spécifiques auxquels correspond une gamme de notes. Bien que les descripteurs de niveaux portent sur les aspects positifs du travail, la notion d’échec peut être incluse dans la description.

Évaluation interne


Les enseignants doivent évaluer les travaux remis pour l’évaluation interne au NS et au NM à l’aide des critères d’évaluation, en utilisant les descripteurs de niveaux.

• Les critères d’évaluation sont identiques pour le NM et le NS.

• Le but consiste à trouver, pour chaque critère, le descripteur qui correspond le mieux au niveau du travail à l’aide du modèle de meilleur ajustement. Ce modèle consiste à effectuer un ajustement, lorsqu’un travail présente des aspects du critère à des niveaux différents. La note attribuée doit refléter le plus possible l’accomplissement dans son ensemble par rapport au critère. Il n’est pas nécessaire que tous les aspects du descripteur de niveaux soient présents pour que la ou les notes correspondantes soient attribuées.

• Lorsqu’ils évaluent le travail d’un élève, les enseignants doivent, pour chaque critère, lire les descripteurs de niveaux jusqu’à ce qu’ils atteignent celui qui décrit le mieux le travail évalué. Si un travail semble se situer entre deux descripteurs, l’enseignant doit les relire et choisir celui qui est le plus approprié au travail de l’élève.

• Lorsqu’un niveau contient une gamme de notes, l’enseignant doit donner les notes les plus élevées si le travail de l’élève démontre les qualités décrites dans une large mesure ; la qualité du travail est alors très proche du niveau supérieur. L’enseignant doit donner les notes les plus basses si le travail de l’élève démontre les qualités décrites dans une moindre mesure ; la qualité du travail est alors très proche du niveau inférieur.

• Seuls les nombres entiers seront retenus. Les notes partielles, c’est-à-dire les fractions et les décimales, ne sont pas acceptées.

• Les enseignants ne doivent pas penser en termes de réussite ou d’échec, mais plutôt chercher à déterminer le descripteur adéquat pour chaque critère d’évaluation.

• Les descripteurs les plus élevés ne correspondent pas nécessairement à un travail parfait et doivent être à la portée des élèves. Les enseignants ne doivent pas hésiter à choisir les extrêmes s’ils décrivent adéquatement le niveau du travail évalué.

• Un élève qui a atteint un niveau élevé pour un critère donné n’atteindra pas nécessairement un niveau élevé pour les autres critères. De même, l’atteinte d’un niveau bas pour un critère donné n’implique pas nécessairement que le travail atteindra un niveau bas pour les autres critères. Les enseignants ne doivent pas s’attendre à voir l’évaluation de l’ensemble des élèves suivre une distribution particulière des notes.

• Il est recommandé de mettre les critères d’évaluation à la disposition des élèves.


Introduction généraleLes exigences de l’évaluation interne sont les mêmes pour la biologie, la chimie et la physique. L’évaluation interne compte pour 20 % de l’évaluation finale et consiste en une recherche individuelle. Cette recherche scientifique doit porter sur un thème adapté au niveau du programme.

Les recherches des élèves sont évaluées en interne par leur enseignant puis soumises à une révision de notation externe effectuée par l’IB. Au NM et au NS, les recherches sont notées à l’aide de critères d’évaluation communs et chaque élève obtient une note totale sur 24 points.

Évaluation interne


Remarque : toute recherche utilisée pour l’évaluation des élèves doit être spécifiquement conçue pour correspondre aux critères d’évaluation.

La tâche d’évaluation interne est une recherche individuelle prenant environ 10 heures et le rapport de recherche doit comprendre entre 6 et 12 pages. Les élèves qui dépassent ce nombre limite de pages seront pénalisés dans le critère communication en raison de leur manque de concision.

De par sa nature pratique et l’utilisation de critères d’évaluation généraux, la recherche individuelle permet aux élèves de faire leur choix parmi un large éventail d’activités pratiques satisfaisant aux diverses exigences des cours de biologie, de chimie et de physique. Elle permet également aux élèves de faire preuve de plusieurs des qualités du profil de l’apprenant de l’IB (voir les autres liens dans la section « Manières d’aborder l’enseignement et l’apprentissage de la biologie »).

La recherche individuelle doit être une tâche complexe dont le niveau correspond à celui du cours. Les élèves doivent formuler une question de recherche réfléchie et fournir une justification scientifique. Le matériel de soutien pédagogique comprend des exemples de travaux d’élèves évalués qui montrent la rigueur de l’évaluation, dont le niveau n’a pas changé par rapport à l’ancien cours.

Quelques exemples de tâches possibles sont fournis ci-dessous.

• Recherche pratique en laboratoire

• Utilisation d’un tableur pour l’analyse et la modélisation

• Extraction de données d’une base de données et analyse graphique de ces données

• Utilisation d’un tableur ou d’une base de données associée à une recherche pratique traditionnelle

• Utilisation d’une simulation, à condition qu’elle soit interactive et ouverte

Certaines tâches peuvent comprendre des travaux qualitatifs pertinents et adéquats associés à des travaux quantitatifs.

Comme dans le cours précédent, la tâche d’évaluation interne peut prendre la forme d’une recherche pratique traditionnelle. La profondeur de traitement requise pour les recherches pratiques traditionnelles reste identique à celle qui était requise pour la composante d’évaluation interne de l’ancien cours et elle est expliquée en détail dans le matériel de soutien pédagogique. En outre, certains aspects spécifiques des travaux pratiques feront l’objet d’une évaluation dans le cadre des épreuves écrites, tel qu’indiqué dans les thèmes pertinents (voir la section « Contenu du programme »).

Les mêmes critères d’évaluation seront appliqués à la tâche au NM et au NS. Ces cinq critères sont : investissement personnel, exploration, analyse, évaluation et communication.

Description détaillée de l’évaluation interne

Composante d’évaluation interneDurée : 10 heuresPondération : 20 %• Recherche individuelle

• Cette recherche tient compte des objectifs d’évaluation 1, 2, 3 et 4.

Évaluation interne


Critères d’évaluation interneLe nouveau modèle d’évaluation comprend cinq critères pour l’évaluation du rapport de recherche produit dans le cadre de la recherche individuelle. Le nombre de points et la pondération pour chaque critère sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Investissement personnel

Exploration Analyse Évaluation Communication Total

2 (8 %) 6 (25 %) 6 (25 %) 6 (25 %) 4 (17 %) 24 (100 %)

Les niveaux d’accomplissement sont décrits à l’aide de plusieurs indicateurs dans chaque niveau. Dans bon nombre de cas, les indicateurs d’un niveau donné se présentent simultanément, mais cela n’est pas toujours le cas. De même, tous les indicateurs ne sont pas toujours présents. Cela signifie que la performance d’un candidat peut correspondre à différents niveaux. Afin de tenir compte de cette possibilité, les modèles d’évaluation de l’IB utilisent des descripteurs de niveaux et conseillent aux examinateurs et enseignants d’employer le modèle de meilleur ajustement lorsqu’ils décident de la note qu’il convient d’attribuer dans un critère.

Il est recommandé aux enseignants de lire les directives sur l’utilisation des critères d’évaluation fournis dans la section « Utilisation des critères d’évaluation interne » avant de commencer leur notation. Il est également essentiel qu’ils prennent bien connaissance des exemples de travaux évalués, présentés dans le matériel de soutien pédagogique, afin de se familiariser avec la notation. Des définitions précises des mots-consignes utilisés dans les critères d’évaluation sont fournies dans la section « Glossaire des mots-consignes » figurant à la fin du présent guide.

Investissement personnelCe critère sert à évaluer la mesure dans laquelle l’élève s’investit dans la recherche et se l’approprie. L’investissement personnel peut prendre la forme de différentes caractéristiques et compétences. Il peut s’agir d’une prise en considération des intérêts personnels ou de signes d’une réflexion indépendante, d’une créativité ou d’une initiative dans la conception, la mise en œuvre ou la présentation de la recherche.

Niveaux Descripteurs

0 Le rapport de l’élève n’atteint pas l’un des niveaux décrits ci-dessous.

1 Le rapport témoigne peu d’un investissement personnel dans la recherche et l’élève fait preuve d’une réflexion indépendante, d’une initiative ou d’une créativité limitée.

La justification du choix de la question de recherche et/ou du thème de la recherche ne révèle pas leur importance pour l’élève, un intérêt personnel ou une curiosité.

Le rapport témoigne peu d’une contribution et d’une initiative personnelles lors de la conception, la mise en œuvre ou la présentation de la recherche.

2 Le rapport témoigne clairement d’un investissement personnel dans la recherche et l’élève fait preuve d’une réflexion indépendante, d’une initiative ou d’une créativité considérable.

La justification du choix de la question de recherche et/ou du thème de la recherche révèle leur importance pour l’élève, un intérêt personnel ou une curiosité.

Le rapport témoigne d’une contribution et d’une initiative personnelles lors de la conception, la mise en œuvre ou la présentation de la recherche.

Évaluation interne


Exploration Ce critère sert à évaluer la mesure dans laquelle l’élève indique le contexte scientifique de sa recherche, formule une question de recherche claire et précise, et utilise des techniques et des concepts adaptés au niveau requis dans le Programme du diplôme. Le cas échéant, il sert également à évaluer la conscience des aspects liés à la sécurité, à l’environnement et à l’éthique.



1 – 2 Le thème de la recherche est mentionné et une question de recherche assez pertinente est indiquée, mais elle n’est pas précise.

Les informations sur le contexte de la recherche sont superficielles ou peu pertinentes, et elles ne facilitent pas la compréhension du contexte de la recherche.

La méthode de recherche convient dans une très faible mesure au traitement de la question de recherche car elle tient peu compte des facteurs importants pouvant influer sur la pertinence, la fiabilité et la suffisance des données recueillies.

Le rapport témoigne d’une conscience limitée des aspects importants liés à la sécurité, à l’environnement ou à l’éthique qui sont pertinents pour la méthode d’investigation*.

3 – 4 Le thème de la recherche est mentionné, et une question de recherche pertinente, mais pas tout à fait précise, est décrite.

La plupart des informations sur le contexte de la recherche sont appropriées et pertinentes, et elles facilitent la compréhension du contexte de la recherche.

La méthode de recherche convient généralement au traitement de la question de recherche, mais elle présente certaines insuffisances car elle ne tient compte que de quelques facteurs importants pouvant influer sur la pertinence, la fiabilité et la suffisance des données recueillies.

Le rapport témoigne d’une certaine conscience des aspects importants liés à la sécurité, à l’environnement ou à l’éthique qui sont pertinents pour la méthode d’investigation*.

5 – 6 Le thème de la recherche est mentionné, et une question de recherche pertinente et tout à fait précise est clairement décrite.

Toutes les informations sur le contexte de la recherche sont appropriées et pertinentes, et elles améliorent la compréhension du contexte de la recherche.

La méthode de recherche convient parfaitement au traitement de la question de recherche car elle tient compte de tous, ou presque tous, les facteurs importants pouvant influer sur la pertinence, la fiabilité et la suffisance des données recueillies.

Le rapport témoigne d’une parfaite conscience des aspects importants liés à la sécurité, à l’environnement ou à l’éthique qui sont pertinents pour la méthode d’investigation*.

* Cet indicateur s’applique uniquement lorsqu’il convient à la recherche. Veuillez vous référer aux exemples de travaux évalués fournis dans le matériel de soutien pédagogique.

Évaluation interne


AnalyseCe critère sert à évaluer la mesure dans laquelle le rapport de l’élève apporte la preuve que ce dernier a sélectionné, consigné, traité et interprété les données d’une façon adaptée à la question de recherche et de façon à pouvoir étayer une conclusion.



1 – 2 Le rapport comprend un nombre insuffisant de données brutes pertinentes pour étayer une conclusion valable sur la question de recherche.

Un certain traitement élémentaire des données est réalisé, mais celui-ci est trop erroné ou trop insuffisant pour conduire à une conclusion valable.

Le rapport témoigne d’une prise en considération limitée de l’impact de l’incertitude des mesures sur l’analyse.

Les données traitées sont incorrectement ou insuffisamment interprétées, si bien que la conclusion n’est pas valable ou est très incomplète.

3 – 4 Le rapport comprend des données brutes quantitatives et qualitatives pertinentes, mais incomplètes, qui pourraient étayer une conclusion simple ou partiellement valable sur la question de recherche.

Un traitement approprié et suffisant des données est réalisé, qui pourrait conduire à une conclusion globalement valable, mais celui-ci présente des inexactitudes et des incohérences importantes.

Le rapport témoigne d’une certaine prise en considération de l’impact de l’incertitude des mesures sur l’analyse.

Les données traitées sont interprétées, si bien que l’élève peut tirer une conclusion globalement valable mais incomplète ou une conclusion limitée sur la question de recherche.

5 – 6 Le rapport comprend suffisamment de données brutes quantitatives et qualitatives pertinentes, qui pourraient étayer une conclusion valable et détaillée sur la question de recherche.

Un traitement approprié et suffisant des données est réalisé avec la précision nécessaire pour tirer une conclusion sur la question de recherche qui est totalement en accord avec les données expérimentales.

Le rapport témoigne d’une prise en considération totale et appropriée de l’impact de l’incertitude des mesures sur l’analyse.

Les données traitées sont correctement interprétées, si bien que l’élève peut tirer une conclusion totalement valable et détaillée sur la question de recherche.

Évaluation interne


ÉvaluationCe critère sert à évaluer la mesure dans laquelle le rapport de l’élève apporte la preuve que ce dernier a évalué sa recherche et ses résultats en tenant compte de la question de recherche et du contexte scientifique reconnu.



1 – 2 L’élève décrit brièvement une conclusion qui n’est pas en rapport avec la question de recherche ou qui n’est pas étayée par les données présentées dans le rapport.

La conclusion établit une comparaison superficielle avec le contexte scientifique reconnu.

Les points forts et les points faibles de la recherche, tels que les insuffisances des données et les sources d’erreurs, sont décrits brièvement, mais ils se limitent à un compte rendu des problèmes pratiques ou de procédure rencontrés.

L’élève présente brièvement un très petit nombre de suggestions d’améliorations et d’autres pistes de recherche réalistes et pertinentes pour sa recherche.

3 – 4 L’élève décrit une conclusion qui est en rapport avec la question de recherche et qui est étayée par les données présentées dans le rapport.

Une conclusion est décrite, qui établit une comparaison pertinente avec le contexte scientifique reconnu.

Les points forts et les points faibles de la recherche, tels que les insuffisances des données et les sources d’erreurs, sont décrits et témoignent d’une certaine conscience des problèmes méthodologiques* rencontrés lors de l’établissement de la conclusion.

L’élève décrit quelques suggestions d’améliorations et d’autres pistes de recherche réalistes et pertinentes pour sa recherche.

5 – 6 L’élève décrit et justifie une conclusion détaillée qui est entièrement en rapport avec la question de recherche et qui est parfaitement étayée par les données présentées dans le rapport.

Une conclusion est correctement décrite et justifiée, en établissant une comparaison pertinente avec le contexte scientifique reconnu.

Les points forts et les points faibles de la recherche, tels que les insuffisances des données et les sources d’erreurs, sont examinés et témoignent d’une bonne compréhension des problèmes méthodologiques* rencontrés lors de l’établissement de la conclusion.

L’élève examine des suggestions d’améliorations et d’autres pistes de recherche réalistes et pertinentes pour sa recherche.

* Pour obtenir des précisions, veuillez vous référer aux exemples de travaux évalués fournis dans le matériel de soutien pédagogique.

Évaluation interne


CommunicationCe critère sert à évaluer si la présentation de la recherche et le rapport de recherche permettent de communiquer efficacement l’objectif, le processus et les résultats.



1 – 2 La présentation de la recherche manque de clarté, ce qui rend difficile la compréhension de l’objectif, du processus et des résultats.

Le rapport est mal structuré et manque de clarté : les informations nécessaires sur l’objectif, le processus et les résultats font défaut ou sont présentées de façon incohérente ou désordonnée.

La présence d’informations inappropriées ou non pertinentes gêne la compréhension de l’objectif, du processus et des résultats de la recherche.

De nombreuses erreurs sont commises dans l’utilisation de la terminologie et des conventions propres à la matière*.

3 – 4 La présentation de la recherche est claire. Les erreurs éventuelles ne gênent pas la compréhension de l’objectif, du processus et des résultats.

Le rapport est bien structuré et clair : les informations nécessaires sur l’objectif, le processus et les résultats sont incluses et sont présentées de façon cohérente.

Le rapport est pertinent et concis, ce qui facilite la compréhension de l’objectif, du processus et des résultats de la recherche.

L’utilisation de la terminologie et des conventions propres à la matière est appropriée et correcte. Les erreurs éventuelles ne gênent pas la compréhension.

* Par exemple, les légendes des graphiques, tableaux et images peuvent être incorrectes ou manquantes et il peut y avoir des erreurs dans l’utilisation des unités ou du nombre de décimales. Pour les questions liées aux références et à la mention des sources, veuillez vous référer à la section « Intégrité en milieu scolaire ».

Fondement des travaux pratiquesSi les exigences de l’évaluation interne sont axées sur la recherche individuelle, les divers types de travaux pratiques entrepris par les élèves ont d’autres fins, y compris :

• illustrer, enseigner et renforcer la compréhension des concepts théoriques ;

• développer une meilleure compréhension de la nature essentiellement pratique de la majeure partie des travaux scientifiques ;

• développer une meilleure compréhension de la manière dont les scientifiques utilisent les données secondaires issues de bases de données ;

• développer une meilleure compréhension de l’utilisation de la modélisation par les scientifiques ;

• développer une meilleure compréhension des avantages et des limites des méthodes scientifiques.

Évaluation interne


Programme de travaux pratiques Le programme de travaux pratiques (PTP) est la partie pratique du cours prévue par l’enseignant et il consiste en un résumé de toutes les activités de recherche effectuées par un élève. Les élèves du NM et du NS étudiant une même matière peuvent parfois effectuer les mêmes recherches.

Traitement du programmeLa gamme de travaux pratiques doit refléter l’étendue et la profondeur du programme d’études de la matière et de chaque niveau, mais il n’est pas nécessaire d’effectuer un travail de recherche pour chaque thème du programme. Tous les élèves doivent cependant prendre part au projet du groupe 4 et réaliser une recherche individuelle pour l’évaluation interne.

Planification du programme de travaux pratiquesLes enseignants sont libres d’élaborer leur propre programme de travaux pratiques en choisissant les travaux pratiques selon les exigences présentées dans le présent guide. Leurs choix doivent être basés sur :

• les matières, niveaux et options enseignés ;

• les besoins de leurs élèves ;

• les ressources disponibles ;

• leur style d’enseignement.

Chaque programme de travaux pratiques doit comprendre quelques expériences complexes qui exigent une plus grande compréhension conceptuelle de la part des élèves. Un programme composé uniquement d’expériences simples, au cours desquelles les élèves doivent, par exemple, cocher des cases ou remplir des tableaux, ne propose pas une gamme adéquate de travaux pratiques aux élèves.

Les enseignants sont invités à se rendre sur la page du CPEL consacrée à leur matière où ils pourront échanger leurs idées de travaux pratiques en prenant part aux discussions sur les forums et en ajoutant des ressources pédagogiques.

FlexibilitéLe programme de travaux pratiques est suffisamment flexible pour permettre la réalisation d’une grande variété d’activités pratiques, telles que :

• des travaux pratiques de courte durée ou des projets s’étendant sur plusieurs semaines ;

• des simulations informatiques ;

• l’utilisation de bases de données pour les données secondaires ;

• l’élaboration et l’utilisation de modèles ;

• des exercices de recueil de données (par exemple, questionnaires, essais auprès des utilisateurs et sondages) ;

• des exercices d’analyse des données ;

• un travail sur le terrain.

Évaluation interne


Documentation relative aux travaux pratiquesLe contenu du programme de travaux pratiques doit être consigné sur le Formulaire 4/PSOW disponible dans le Manuel de procédures pour le Programme du diplôme. Une photocopie du Formulaire 4/PSOW rempli pour la classe doit être jointe à tout échantillon envoyé pour la révision de notation. Un seul formulaire 4/PSOW est requis pour une classe du NM ou du NS, mais pour une classe combinant le NM et le NS, des formulaires 4/PSOW distincts sont requis pour le NM d’un côté et le NS de l’autre.

Temps alloué aux travaux pratiquesLe nombre d’heures d’enseignement recommandé pour tous les cours du Programme du diplôme est de 150 au NM et de 240 au NS. Les élèves du NM doivent consacrer 40 heures aux travaux pratiques tandis que les élèves du NS doivent y consacrer 60 heures (non compris le temps passé à la rédaction). Ces durées comprennent les 10 heures allouées au projet du groupe 4 et les 10 heures allouées à la recherche individuelle, réalisée dans le cadre de l’évaluation interne. Seules 2 à 3 heures de travail de recherche peuvent être effectuées après la date limite pour l’envoi des travaux au réviseur de notation et encore être prises en compte dans le nombre total d’heures consacrées au programme de travaux pratiques.


Évaluation


Le projet du groupe 4 est une activité interdisciplinaire à laquelle doivent prendre part tous les élèves suivant un cours de sciences du Programme du diplôme. Il a pour objectif de permettre aux élèves des différentes matières du groupe 4 d’analyser un thème ou un problème commun. Cet exercice doit être réalisé en collaboration et l’accent doit être mis sur les processus intervenant dans une telle activité plutôt que sur les produits de cette activité.

Dans la plupart des cas, tous les élèves de l’établissement effectuent leur recherche sur un même thème. Toutefois, lorsque les élèves sont très nombreux, il est possible de former plusieurs groupes plus réduits comprenant des élèves de chacune des matières scientifiques. Les groupes peuvent alors effectuer leur recherche sur un même thème ou sur des thèmes différents. En d’autres termes, il peut y avoir plusieurs projets du groupe 4 dans un même établissement.

Les élèves suivant le cours de systèmes de l’environnement et sociétés ne sont pas tenus de réaliser le projet du groupe 4.

Résumé du projet du groupe 4Le projet du groupe 4 est une activité réalisée en collaboration, au cours de laquelle des élèves étudiant différentes matières de ce groupe travaillent ensemble sur un thème scientifique ou technologique. Il permet le partage de concepts et de perspectives issus de différentes disciplines, conformément à l’objectif global 10 qui est « de favoriser une compréhension des rapports existant entre les disciplines scientifiques et de leur influence sur d’autres domaines de la connaissance ». Le projet peut être fondé sur la pratique ou la théorie. La collaboration entre des établissements scolaires de différentes régions est encouragée.

Le projet du groupe 4 permet aux élèves de comprendre les implications environnementales, sociales et éthiques de la science et de la technologie. Il leur permet également de comprendre les limites de la recherche scientifique, telles que l’insuffisance de données pertinentes et le manque de ressources. L’accent est mis sur la coopération interdisciplinaire et sur les procédures suivies dans la recherche scientifique, plutôt que sur les résultats de la recherche.

Le choix du thème scientifique ou technologique est libre, mais le projet doit clairement tenir compte des objectifs globaux 7, 8 et 10 présentés dans les guides des matières du groupe 4.

Dans l’idéal, toutes les étapes du projet doivent impliquer une collaboration entre les élèves étudiant les matières du groupe 4. À cette fin, il n’est pas nécessaire que le thème choisi comporte des composantes bien distinctes par matière. Cependant, certains établissements peuvent préférer une étape « action » distincte par matière (voir la section « Étapes du projet » ci-après), et ce, pour des raisons logistiques.

Étapes du projetLes dix heures consacrées au projet du groupe 4 font partie du temps d’enseignement réservé au programme de travaux pratiques. Elles doivent être réparties entre les trois étapes du projet : organisation, action et évaluation.



OrganisationCette étape revêt une grande importance pour l’ensemble du projet et environ deux heures doivent lui être consacrées.

• L’étape « organisation » peut consister en une seule séance ou en deux ou trois séances plus courtes.

• Tous les élèves du groupe 4 doivent participer à cette étape. Au cours d’une séance de remue-méninges, ils discutent du thème principal et échangent des idées et des informations.

• Le thème peut être choisi par les élèves ou par les enseignants.

• Lorsque les élèves sont nombreux, il peut être souhaitable de les répartir en plusieurs groupes composés d’élèves étudiant différentes matières.

Après avoir choisi un thème ou un problème, les activités à effectuer doivent être clairement définies avant de passer de l’étape « organisation » aux étapes « action » et « évaluation ».

Il est possible de laisser les élèves décider eux-mêmes des activités qu’ils entreprendront, soit individuellement ou en tant que membres d’un groupe, et de les laisser effectuer des recherches sur divers aspects du thème. À ce stade, si le projet est de nature expérimentale, il convient de spécifier l’équipement nécessaire pour éviter tout retard dans la réalisation de l’étape « action ». Si l’établissement a opté pour un projet commun avec un autre établissement, il est important de se mettre en rapport avec ce dernier à ce stade.

ActionEnviron six heures doivent être consacrées à cette étape. Elles peuvent être réparties sur une ou deux semaines et l’étape peut être réalisée pendant les heures de cours habituelles. Une autre solution consiste à lui consacrer une journée entière lorsque, par exemple, le projet requiert un travail sur le terrain.

• Les élèves doivent effectuer leurs recherches sur le thème choisi dans des groupes composés d’élèves étudiant une même matière ou d’élèves étudiant différentes matières du groupe 4.

• Les élèves doivent collaborer pendant cette étape. Les résultats de leurs recherches doivent être communiqués aux autres élèves au sein du groupe constitué pour le projet. Il est important de prêter attention aux questions de sécurité, d’éthique et de protection de l’environnement pendant les travaux pratiques effectués durant cette étape.

Remarque : les élèves qui étudient deux matières du groupe 4 ne sont pas tenus de réaliser deux étapes « action » distinctes.

ÉvaluationDurant cette étape, qui nécessitera sans doute deux heures, l’accent doit être mis sur le partage avec d’autres élèves des résultats obtenus, qu’ils soient positifs ou négatifs. La façon de procéder peut être choisie par les enseignants, les élèves ou conjointement.

• Il est possible de consacrer une matinée, une après-midi ou une soirée à un symposium durant lequel tous les élèves font, individuellement ou en groupes, de courts exposés.

• La présentation des résultats peut aussi être plus informelle et prendre la forme d’une exposition scientifique durant laquelle les élèves circulent d’un stand à l’autre, chaque stand résumant les activités de chaque groupe d’élèves.

Les parents d’élèves, les membres du conseil d’administration et la presse peuvent également être conviés à assister au symposium ou à l’exposition scientifique ». Leur présence est particulièrement fondée lorsque le thème de la recherche a des résonances locales. Certains résultats pourraient influencer les relations entre l’établissement et son environnement ou sa communauté locale.



Prise en considération des objectifs globaux 7 et 8Objectif global 7 : « acquérir et mettre en pratique les compétences en communication nécessaires au XXIe siècle lors de l’étude des sciences »

Durant l’étape « organisation », une utilisation de la communication électronique au sein de l’établissement ou entre les établissements permet de prendre partiellement en considération l’objectif global 7. La technologie (par exemple, enregistreurs de données, tableurs, bases de données, etc.) sera probablement utilisée au cours de l’étape « action » et elle le sera certainement à l’étape « évaluation » ou lors de la présentation des résultats (par exemple, utilisation d’images numériques, de logiciels de présentation, de sites Web, de vidéos numériques, etc.).

Objectif global 8 : « développer un sens critique, en tant que citoyens du monde, des implications éthiques de l’utilisation des sciences et de la technologie »

Prise en considération de la dimension internationaleLe choix du thème offre également des possibilités d’illustrer la nature internationale de la recherche scientifique et la nécessité toujours croissante d’une coopération pour s’attaquer aux problèmes mondiaux concernant la science et la technologie. La collaboration avec un établissement d’une autre région constitue une autre façon d’apporter une dimension internationale au projet.

Types de projetTout en tenant compte des objectifs globaux 7, 8 et 10, le projet doit être fondé sur la science ou ses applications. À l’étape « action », il peut prendre un caractère pratique ou ne mettre en jeu que des aspects théoriques. Le projet peut être entrepris de diverses manières.

• Conception et réalisation d’une recherche en laboratoire ou d’un travail sur le terrain.

• Étude comparative (expérimentale ou autre) en collaboration avec un autre établissement.

• Recueil, manipulation et analyse de données provenant d’autres sources, telles que des revues scientifiques, des organismes voués à la protection de l’environnement, les secteurs de la science et de la technologie et des rapports gouvernementaux.

• Conception et utilisation d’un modèle ou d’une simulation.

• Contribution à un projet à long terme, organisé par l’établissement.

Stratégies logistiquesL’organisation logistique du projet du groupe 4 représente souvent un défi pour les établissements. Les modèles ci-après illustrent des façons possibles de réaliser le projet.

Les modèles A, B et C s’appliquent à un seul établissement alors que le modèle D concerne un projet faisant appel à une collaboration entre établissements.

Modèle A : groupes composés d’élèves étudiant différentes matières et travaillant sur un seul thème



Les établissements peuvent choisir de former des groupes composés d’élèves étudiant différentes matières du groupe 4 et choisir un thème commun. Le nombre de groupes dépendra du nombre d’élèves.

Modèle B : groupes composés d’élèves étudiant différentes matières et travaillant sur plusieurs thèmes

Les établissements ayant un grand nombre d’élèves peuvent choisir plus d’un thème.

Modèle C : groupes composés d’élèves étudiant une même matière

Certains établissements peuvent choisir de former des groupes composés d’élèves étudiant une même matière avec un ou plusieurs thèmes dans l’étape « action », et ce, pour des raisons logistiques. Ce modèle est moins recommandé car il ne se prête pas à la collaboration interdisciplinaire à laquelle prennent part de nombreux scientifiques.

Modèle D : collaboration avec un autre établissement

Ce modèle peut être utilisé par tous les établissements. Afin de faciliter la collaboration, l’IB a mis un forum électronique à la disposition des établissements sur le CPEL. Ils pourront y publier leurs idées de projets et rechercher la collaboration d’autres établissements. Cette collaboration pourra aussi bien prendre la forme d’un simple échange des résultats lors de la phase « évaluation » pour un thème commun que d’une collaboration totale à toutes les étapes du projet.

Dans les établissements ayant peu d’élèves du Programme du diplôme ou ceux ayant des élèves de cours du Programme du diplôme, les élèves ont la possibilité de travailler avec d’autres élèves qui ne sont pas inscrits au Programme du diplôme ou qui n’étudient pas une matière du groupe 4. Il est également possible d’entreprendre le projet tous les deux ans. Ces établissements sont toutefois encouragés à collaborer avec un autre établissement. Cette stratégie est également recommandée pour les élèves n’ayant pas pu participer au projet (par exemple, en raison d’une maladie ou parce qu’ils ont été transférés dans un nouvel établissement où le projet est déjà terminé).

CalendrierLes dix heures que l’IB recommande de consacrer au projet peuvent être réparties sur plusieurs semaines. Il convient de tenir compte de la répartition de ces heures lors du choix du moment le plus opportun pour réaliser le projet. Il est toutefois possible qu’un groupe se consacre exclusivement au projet durant une certaine période, si toutes ou presque toutes les autres activités scolaires sont suspendues durant cette période.

1re annéeEn 1re année, l’expérience et les compétences des élèves sont limitées et il n’est pas conseillé de commencer le projet trop tôt dans le programme. Toutefois, la réalisation du projet au cours de la dernière partie de la 1re année présente l’avantage de réduire la charge de travail des élèves plus tard. Cette stratégie laisse du temps pour la résolution de problèmes inattendus.

1re année et 2e annéeÀ la fin de la 1re année, l’étape « organisation » peut commencer, le thème peut être choisi et des discussions préliminaires peuvent avoir lieu dans chaque matière. Les élèves peuvent ensuite mettre à profit leurs vacances pour réfléchir à la façon dont ils aborderont le projet. Ils seront ainsi prêts à commencer à travailler sur le projet au début de la 2e année.



2e annéeReporter le début du projet à plus tard au cours de la 2e année augmente le stress des élèves à bien des égards, surtout s’il commence très tard dans l’année. En effet, cette stratégie présente l’inconvénient d’avoir un échéancier plus serré que dans les autres stratégies ; des difficultés supplémentaires peuvent survenir si un élève tombe malade ou que des problèmes inattendus se produisent. Elle présente néanmoins plusieurs avantages : les élèves connaissent leurs pairs et leurs enseignants à ce stade, ils sont sans doute accoutumés au travail en équipe et ils ont plus d’expérience dans les domaines concernés qu’en 1re année.

NM et NS combinésLorsque les circonstances exigent que le projet ne soit entrepris que tous les deux ans, il est possible de faire travailler conjointement les élèves du NM les plus expérimentés et les débutants du NS.

Choix du thèmeLes élèves peuvent choisir le thème de la recherche ou proposer des thèmes possibles et leurs enseignants décident ensuite du projet le plus réalisable sur la base de la disponibilité des ressources, du personnel, etc. Les enseignants peuvent aussi choisir le thème de la recherche ou proposer plusieurs thèmes aux élèves, qui choisissent celui qu’ils préfèrent.

Choix du thème par les élèvesS’ils ont choisi eux-mêmes le thème de la recherche, les élèves feront sans doute preuve de plus d’enthousiasme et se l’approprieront mieux. Une stratégie permettant aux élèves de choisir le thème du projet et incluant une partie de l’étape « organisation » est suggérée ci-dessous. À ce stade, les enseignants peuvent conseiller les élèves quant aux chances de succès des thèmes proposés.

• Trouver des thèmes possibles à l’aide d’un questionnaire ou d’un sondage auprès des élèves.

• Organiser une séance initiale de remue-méninges sur les thèmes ou problèmes possibles.

• Discuter brièvement de deux ou trois thèmes qui semblent intéressants.

• Choisir un thème par consensus.

• Demander aux élèves de dresser une liste des recherches qui peuvent être effectuées. Tous les élèves discutent ensuite de certains points, tels que les chevauchements possibles et les recherches effectuées en collaboration.

Dans le cadre de l’évaluation interne, chaque élève doit rédiger un bilan de sa participation au projet du groupe 4 sur la page de couverture de la recherche individuelle. Le Manuel de procédures pour le Programme du diplôme contient de plus amples renseignements à ce sujet.


Annexes

Mots-consignes pour le cours de biologieLes mots-consignes, autrefois appelés « termes utilisés dans le cadre de l’évaluation » et présentés ci-après, sont des termes et formules clés utilisés dans les questions d’examen. Les élèves doivent les connaître et les comprendre dans le sens des définitions données. Bien que ces mots-consignes soient ceux qui reviennent le plus souvent dans les questions d’examen, il est possible que d’autres termes soient parfois utilisés pour amener les élèves à présenter leur argumentation d’une autre façon.

Ces mots-consignes indiquent la profondeur de traitement requise.

Objectif d’évaluation 1

Mot-consigne Définition

Classer Organiser ou ranger par classes ou catégories.

Définir Donner la signification précise d’un mot, d’une expression, d’un concept ou d’une grandeur physique.

Dessiner Représenter à l’aide d’un schéma ou d’une représentation graphique précise et légendée, en utilisant un crayon. Une règle (ou une latte graduée) doit être utilisée pour dessiner les droites. Les schémas doivent être dessinés à l’échelle. Les points des graphiques doivent être placés correctement (si nécessaire) et reliés par des droites ou des courbes.

Énumérer Fournir une liste de réponses brèves sans explication.

Exprimer Donner un nom spécifique, une valeur ou toute autre réponse brève sans explication ni calcul.

Légender Ajouter des légendes à un schéma.

Mesurer Obtenir une valeur pour une quantité.


Annoter Ajouter des notes brèves à un schéma ou à un graphique.

Calculer Obtenir une réponse numérique en montrant les étapes adéquates pour l’obtenir (sauf indication contraire).

Décrire Exposer de façon détaillée.

Distinguer Clarifier les différences qui existent entre deux ou plusieurs concepts ou éléments.

Estimer Donner une valeur approximative.

Identifier Fournir la bonne réponse à partir de plusieurs possibilités.

Résumer Présenter brièvement ou donner une idée générale.

Glossaire des mots-consignes

Glossaire des mots-consignes



Mot-consigne Définition

Analyser Décomposer de manière à exposer les éléments essentiels ou la structure.

Commenter Formuler un jugement basé sur un énoncé ou un résultat d’un calcul donné.

Comparer Exposer les similitudes qui existent entre deux ou plusieurs éléments ou situations et se référer constamment à ces deux ou à tous ces éléments.

Compareret opposer

Exposer les similitudes et les différences qui existent entre deux ou plusieurs éléments ou situations, et se référer constamment à ces deux ou à tous ces éléments.

Construire Présenter les informations de manière schématique ou logique.

Déduire Parvenir à une conclusion à partir des informations fournies.

Démontrer Établir de manière évidente, par un raisonnement ou des éléments de preuve, en illustrant à l’aide d’exemples ou d’applications.

Dériver Manipuler une relation mathématique pour donner une nouvelle équation ou relation.

Déterminer Trouver la seule réponse possible.

Discuter Présenter une critique équilibrée et réfléchie s’appuyant sur différents arguments, facteurs ou hypothèses. Les opinions et conclusions doivent être présentées clairement et étayées de preuves adéquates.

Élaborer Produire un plan, une simulation ou un modèle.

Évaluer Émettre un jugement en pesant les points forts et les points faibles.

Examiner Aborder un argument ou un concept de façon à faire la lumière sur ses postulats et ses corrélations.

Expliquer Donner un compte rendu détaillé incluant les raisons ou les causes.

Explorer Adopter une démarche systématique de découverte.

Interpréter Utiliser ses connaissances et sa compréhension pour reconnaître les tendances et tirer des conclusions à partir des informations données.

Justifier Donner des raisons ou des preuves valables pour étayer une réponse ou une conclusion.

Montrer Donner les étapes d’un calcul, d’une démarche ou d’un raisonnement.

Prédire Donner un résultat attendu.

Représenter Représenter au moyen d’un schéma ou d’un graphique (légendé de manière appropriée). La représentation doit donner une idée générale de la forme ou de la relation demandée et doit inclure des éléments appropriés.

Résoudre Obtenir des réponses à l’aide de méthodes algébrique, numérique et/ou graphique.

Suggérer Proposer une solution, une hypothèse ou une autre réponse possible.


Annexes

Bibliographie

Cette bibliographie recense les principaux ouvrages qui ont documenté la révision du programme. Elle ne constitue pas une liste exhaustive de tous les ouvrages existants dans ce domaine : une sélection judicieuse a été effectuée afin de fournir les meilleurs conseils aux enseignants. Cette bibliographie ne doit pas être perçue comme une liste de manuels recommandés.

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