Groupe de biologie du collège Voltaire

Le site est actuellement en développement

Notions à connaître pour l’Oral et l’Ecrit de Maturité

  1. Les systèmes du corps humain :défenses de l'organisme(immunité), système nerveux et hormonal (régulation), fonctionnement du corps humain et systèmes principaux
  2. Ecologie :Cycles de la matière et transfert d’énergie. Mécanismes adaptatifs. Dynamique des écosystèmes. L’homme et son environnement.
  3. Génétique :Génétique mendélienne. Génétique moléculaire :réplication de l'ADN, synthèse des protéines, mutations, génie génétique et autres applications, epigénétique
  4. Evolution : Les preuves de l’évolution. Eres géologiques et signification. L’origine de la vie. Les théories de l’évolution. Origine de l’espèce humaine
  5. Intégré à l'écologie et à l'évolution : Histoire des sciences. Sciences et société. Bioéthique.

Pour vous entrainer, il est possible de résoudre les exercices du cours.

    Théorie de l'évolution:

  • Distinguer les similitudes et différences entre l'énoncé de Lamarck et Darwin.
  • Les preuves de l'évolution:

  • Connaître les arguments qui permettent d’établir des liens de parenté entre les espèces (actuelles et/ou disparues) . Arguments basés sur l’anatomie, l’embryologie (y compris gènes HOX) et des données moléculaires.
  • Connaître la place des espèces fossiles sur un arbre phylogénétique. Savoir commenter un arbre phylogénétique
  • Place des humains dans le règne animal :

  • Connaître les caractères qui établissent que les humains sont des primates
  • Connaître quelques caractères dérivés des humains.
  • Evolution humaine :

  • Connaître les grandes lignes de l’évolution humaine.
  • Décrire son caractère buissonnant
  • Savoir différencier les autralopithèques, et les différents représentants du genre Homo.
  • Connaître quelques unes de leurs caractéristiques
  • Savoir situer l’origine de l’homme moderne
  • Connaîtres les bornes chronologiques (ordre de grandeur)
  • Diversité, innovations génétiques et sélection naturelle :

  • Se souvenir de ce qui produit de la diversité et les innovations génétiques (remaniements chromosomiques , duplication de gènes et transposition, mutation, crossing over et séparation des chromosomes homologues lors de la méiose).
  • Savoir décrire les différentes conséquences des mutations
  • Savoir expliquer comment naissent de nouveaux gènes.
  • Savoir ce qu’est une famille de gène et comment elles naissent.
  • Savoir commenter des illustrations qui montrent que le génome s’est complexifié au cours de l’évolution.
  • Savoir ce que sont sélection naturelle ou sexuelle, et comment elles agissent pour sélectionner les innovations génétiques.
  • Savoir globalement à quoi correspond le concept de dérive génétique.
  • Connaître quelques raisons qui expliquent que malgré 1% de différence au niveau des gènes, chimpanzés et humains sont si différents (p 142 et suivantes)
  • Spéciation

  • Savoir, enfin, comment on passe de la sélection naturelle ou sexuelle à la création de nouvelles espèces (2 modèles de spéciation).
  • Savoir la définition d’une espèce biologique.
Rendre, au plus tard le 20 mai, mun document couleur, ou un google doc partagé
  • Le rapport sera noté.
  • Voici le protocole suivi durant le tp.
  • Ne répondez pas aux questions du protocoles, mais à celles-ci:
  • Montrez, en dessinant les séquences d'ADN, pourquoi le fragment avec le T (position 785) et A (position 886) "disparaît" lors de la PCR...
  • Montrez, en dessinant les séquences d'ADN, pourquoi la séquence de l'enzyme de restrictioni est amplifiée au cours d la PCR, alors qu'elle n'existe pas sur la séquence d'origine.
  • Comment expliquez-vous vos résultats (homozygote ou hétérozygote, sensible ou pas au PTC.)

Ecologie:

  • Connaître les équations de la photosynthèse et de la respiration cellulaire
  • Se souvenir de quels atomes et de quelles molécules sont constitués les différents types de molécules organiques (glucides, lipides, protéines et acides nucléiques)
  • Se souvenir des fonctions de base de ces molécules
  • Savoir commenter un schéma présentant les cycles du carbones, de l'azote et du phosphate.
  • Savoir décrire ce qu'est le cycle de la matière
  • Savoir ce que sont productivité primaire nette et brute.Savoir résoudre les exercices du cours sur le sujet
  • Savoir comment se transmet la matière au sein d'un réseau trophpique, et quels sont les mécanismes en cause.
  • Savoir expliquer un schéma qui décrit la circulation de l'énergie au sein d'un écosystème
  • Savoir expliquer ce qu'est l'eutrophisation d'un lac et comment elle se produit.
  • Savoir décrire un mode d'action d'un pesticide.
  • Savoir ce que sont: biocénose, biotope écosystème.
  • Connaître le concept de niche écologique
  • Etre capable de résoudre les exercices du cours

Voici deux textes qui vont être soumis au peuple prochainement:

Le travail de rédaction et d'argumentation se déroulera en trois parties:

  1. Présentation du contexte dans lequel s'inscrvivent ces deux initiatives (pourquoi ces deux textes sont-ils proposés maintenant?)
  2. Présentation des enjeux, sur la base la plus objective possible (références, diversité des points de vue, ...
  3. Votre prise de position sur ces deux objets, et son argumentation, avec des références solides.

Voici quelques ressources, parmi d'autres, qui vous permettront d'évaluer le risque lié aux pesticides, et qui présentent la position de quelques acteurs clé.

Le document écrit est à rendre le 27 février. Il sera évalué et comprendra:

  • Une introduction qui présentera les raisons pour lesqelles les comités d'inititative ont réussi à réunir autant de signatures. Elle présente rapidement les objectifs de ces deux initiatives.
  • Un développement qui tente de montrer objectivement les enjeux liés à ces deux textes: environnement, santé humaine, mais aussi utilité des pesticides, survie de l'agriculture, ... On y retrouvera obligatoirement une partie qui décrit le mode d'action d'une classe de pesticides de votre choix, ainsi que les risques pour la santé humaine qui pourraient en découler.
  • Une prise de position dans laquelle vous donnez votre consigne de vote sur les deux textes. Prise de position que vous justifirez avec des arguments.Vous pouvez aussi suggérer des alternatives...
  • Le texte sera enrichi de graphiques et d'illustrations. Les sources seront indiquées en note de bas de page
  • Expliquez, grâce à un texte et à des schemas, ce qu'est l'eutrophisation d'un lac
  • Décrivez quels problèmes ce phénomène a posé au Léman
  • Expliquez comment le problème a été résolu
  • Dans l'épreuve, un document portant sur un sujet inconnu vous sera présenté (compte rendu d'expérience par exemple). Tout comme vous l'avez fait régulièrement durant le cours, il faudra analyser ce document et répondre à des questions.
  • Se souvenir des liens entre gène, ADN, ARN, et protéines.
  • Savoir expliquer un schéma sur le contrôle de l'expression des gènes (TP rétro-inhibition, opéron lactose).
  • Du sexe génétique au sexe phénotypique:
  • Savoir comment se fait la différenciation sexuelle au cours du développement embryonnaire (commentaire de schéma et expérience du cours uniquement).
  • Savoir comment a été identifié le gène de la masculinité (SRY), connaître sa fonction hypothétique.
  • Comprendre les expériences qui ont permis de connaître l'effet de deux hormones masculinisantes
  • Méiose :
  • Savoir ce qu’est la méiose.
  • Savoir montrer à l’aide d’un schéma que la méiose produit de la diversité génétique (ségrégation au hasard des chromosomes homologues, crossing over).
  • Savoir ce que signifie diploïde, haploïde, gamète,crossing over (enjambement) …
  • Exercices de génétiques :
  • Savoir résoudre des exercices de génétiques sur les groupes sanguins, le pelage des souris,des arbres généalogiques …
  • Savoir expliquer à quoi correspondent les différents phénotypes des groupes sanguins sur le plan cellulaire et moléculaire.
  • Savoir justifier qu'un allèle est dominant ou récessif, lié au sexe ou non.
  • Lexique: allèle, gène, homozyote, hétérozygote,dominant, récessif, phénotype, génotype.
  • Système hormonal :
  • Savoir commenter, avec le bon lexique, un shcéma représentant le cycle menstruel féminin.
  • Comprendre et savoir expliquer, à partir d'un shcéma du cycle menstruel, le mode d'action des pilules contraceptives.
Voici deux séries d'exercices à effectuer en classe.

Activités pratiques 2

  • Question 1: activité réalisée en classe
  • Question 2: Les cellules souches diploïdes ne cessent pas la mitose. Les cellules filles subissent la méiose, qui produit 4 cellules sexuelles à partir d’une cellule mère diploïde. Conséquence, la lumière du tube séminifère est constamment ré-alimentée en spermatozoides.

Activités pratiques 3:

  • Question 1: La testostérone est produite par les cellules de Leydig. L’hormone est difusée par les vaisseaux sanguin.
  • Question 2 : déclenchement de la puberté, développement et maintient des caractères sexuels secondaires. Maintient et développement du comportement sexuel, stérilié.
  • Question 3 : Des dosages très fins montrent une variation de la concentration de testostérone sanguine. En revanche, les variations étant très faible (de l’ordre du nanogramme par ml), on considère que son effet est proche d’un taux constant.

Activités pratiques 4 :

  • Question 1 : Les cas de développement testiculaires insuffisants sont le plus souvent dus à un déficit de substances produites par l’hypophyse. Or, l’injection de ces substances se fait dans le sang et a un effet sur divers organes, ce qui traduit une action endocrine.
  • Question 2 : La secrétion de LH et FSH est pulsatile. Un cycle fait quelques heures, puis reprend.
  • Question 3 : on peut imaginer que la durée de vie de ces hormones dans l’organisme est environ la même. Ou alors que leur sécrétion répond à un stimulus identique.

Activités pratiques 5 :

  • Question 1 : Les deux dernières manipulations du document 1 suggèrent que c’est bien une sécrétion de l’hypothalamus qui est responsable de la libération de LH et FSH par l’hypophyse.
  • Question 2 : LH doit réguler négativement la sécrétion de GnRH, car on constate que les pics de GnRH sont déclenchés lorsque la concentration sanguine de LH est faible.
  • Question 3 : elle montre qu’une sécrétion continue de GnRH a pour conséquence une inhibition de la sécrétion de LH et FSH.
  • Question 4 : GnRH est transmis, via un réseau de vaisseaux sanguins particulier, d’une glande du cerveau à une autre. Or, la structure de ces vaisseaux sanguins a pour conséquence que GnRH ne quitte pas le cerveau, même si elle est relâchée dans le sang.

Activités pratiques 6 :

  • Question 1 : Le taux de testostérone inhibe le rythme de la sécrétion de LH. L’absence de testostérone a donc pour conséquence une accélération de la sécrétion pulsatile de LH. On constate également que le taux de testostérone influence la rythmicité de la sécrétion de LH.
  • Question 2 : une forte de dose de testostérone inhibe la secrétion de GnRH. Les trois dernières expériences montrent que la testostérone régule la fréquence et l'amplitude des pulses de GnRH. Elle montre qu'il y a des récepteurs à la testostérone sur des neurones hypothalamiques.
  • question 3: les variations de la durée du jour et de la nuit influencent le volume testiculaire des béliers, lui-même sous le contrôle de FSH et LH, contrôlé par la GnRH. Par ailleurs, les neurones à GnRH peuvent être activés directement par de nombreux autres neurotransmetteurs, eux-même secrétés par des neurones sous influence de l'environnement ou de facteurs internes.
  1. A l'aide de l'article de Wikipedia, rappellez par écrit à quoi sert l'opéron lactose chez les procaryotes.
  2. A l'aide d'un schéma que vous aurez fait vous même, proposez un modèle de la régulation de cet opéron.
  3. Soignez le lexique et sa précision lors de l'explication écrite.

Transformation bactérienne:

  • En vous basant sur le protocole, répondez aux questions suivantes:
  • Les bactéries ont-elles poussé dans les bonnes boìtes? Justifiez
  • Les colonnies luminescentes sont-elles celles que vous attendiez? Justifiez!
  • Par quel mécanisme les bactéries produisent-elles de la lumière?

Rétro-inhibition:

  • Rapellez le but de l'expérience.
  • Decrivez précisement, avec le bon lexique, ce que vous voyez sur la boite de Pétri 1
  • Expliquez les relations de cause à effet qui rendent possibles de tels résultats.
  • Comparez la boîte de Pétri 1 à la boite de Pétri 2.
  • Comment expliquer ces différences?
  • Boite 1:
  • Boite 2:
Voici une partie du cours qui explore les relations complexes entre gènes et environnement. Voici la réponse aux questions posées:
Activité 1 :
  • 1) le brin codant, complémentaire au brin transcrit, montre que la mutation ponctuelle a transformé un codon en codon STOP.
  • 2)Elle montre que les gènes existent toujours en deux exemplaires (un sur chaque membre d'une paire de chromosomes homologues.
  • 3)Comme il est hétérozygote, il a donc un gène de la tyrosine kinase fonctionnel ce qui suffit. Oui, car les parents sont sains, et donc hétérozygote pour le gène de la tyrosine kinase.
Activité 2 :
  • 1) la mélanine n'est pas transportée dans le cytoplasme vers les cellules superficielles de la peau, une des protéines nécessaires à ce transport n'étant pas fonctionnelle. Conséquence : albinisme car les cellules de la peau ne reçoivent pas la mélanine.
  • 2) le gène de la myosine Va est situé sur le chromosome 15, et lorsqu'il est muté il provoque également l'albinisme sous sa forme homozygote. Celui de la tyrosine kinase, qui produit le même phénotype, est situé sur le chromosome 11.
  • 3)Le génotype qui conduit au phénotype obèse doit être homozygote soit pour le gène ob, soit pour le gène obr, soit les deux….
Activité 3 :
  • 1) la formation des fibres d’hémoglobine S est favorisée par un taux d'oxygène bas, des températures élevées et dépend aussi du ph…
  • 2)Certains conseils donnés aux malades sont la conséquence directe de ce qui est dit en (1).
  • 3) Les siamois sont obtenus par croisement à partir de parents possédant les mêmes caractéristiques.
  • 3) comme l'activité de la tyrosinase des chats siamois chute brutalement entre 35 et 38 degrés, la température va donc avoir une influence importante sur la quantité de mélanine produite, et donc sur la couleur de poils.
Activité 4 :
  • 1)le risque tumoral (0-74 ans) est multiplié par 12 avec la présence du gène BRCA1. La prédisposition est un concept qui lie une ou plusieurs gènes à une probabilité de développer une maladie. MAIS il n'y a pas de relation de cause à effet directe et mécanique. La relation est purement probabiliste.
  • 2) trivial, voir le tableau du document 3
  • 3)Un test de dépistage négatif pour BRCA 1 permet d'éliminer l'augmentation du risque de cancer du sein liée à ce gène. Mais la possibilité de développer un cancer du sein n'est pas uniquement liée à ce gène. Les contrôles sont donc nécessaires. La généralisation des tests génétiques pose de nombreux problèmes. Le premier est lié au fait qu'il n'y a pas de traitement contre des gènes de prédisposition. Le second est lié à la discrimination que pourrait subir ceux qui auraient subis des tests génétiques négatifs.
  • 4)Plusieurs gènes sont impliqués dans la prédisposition à des maladies cardio-vasculaires. Mais l'alimentation ainsi que le mode de vie vont également avoir une grand influence sur ce risque.
  • On part d'une cellule souche de spermatozoide ou d'ovule à trois paires de chromosomes. Prenez-la en photo.
  • Montrez et photographiez chaque étape de la méiose
  • Ne montrez et photographiez qu'un seul enjambement (crossing-over)
  • Montrez et photographiez les gamètes (cellules sexuelles) obtenus
  • Photographiez le résultat de la fécondation d'un ovule par un spermatozoide.
  • Photographiez toutes les étapes de la première division mitotique.
  • A faire:
  • Associé à chaque photo, écrire un texte descriptif avec le bon vocabulaire.
  • Indiquez le nom des phases de la méiose.
  • Utilisez à bon escient le vocabulaire suivant: chromosome homologue - chromatide soeur - chromomosme à une chromatide - chromosome à deux chromatides - première division méiotique - deuxième division méiotique - réplication de l'ADN - crossing over - gamète - cellule somatique..
  • Expilquez brièvement pourquoi la méiose ne produit que des cellules différentes les unes des autres sur le plan génétique
Choisir une maladie virale humaine (ebola, grippe, herpes, variole, sida, ....) et decrire le cycle reproductif du virus. Sur un document open office, inserer une image de son cycle, et la décrire par un texte précis et complet.