Thème I. Energie et cellule vivante

(cellules eucaryotes)

Introduction : Nous avons parlé en 2nde du métabolisme des cellules : l'ensemble des mécanismes qui permettent de transformer les molécules de l'environnement pour produire de l'énergie et de la matière et ainsi survivre.Le métabolisme dépend de la génétique et des conditions de l'environnement. Injecter un poison comme le curare peut complètement bloquer ce métabolisme et immobiliser une cellule musculaire ...

Problèmes : Comment les cellules eucaryotes utilisent-elles les éléments de leur environnement pour produire l'énergie nécessaire à leur fonctionnement ? Comment cette énergie permet-elle la contraction musculaire ?

Rappels :

Thème 1. Énergie et cellule vivante(cellules eucaryotes)

Tout système vivant échange de la matière et de l’énergie avec ce qui l’entoure. Il est le siège de couplages énergétiques.Un couplage énergétique correspond à l’association de 2 réactions grâce à laquelle l'énergie libérée par la première peut être directement transmise à la seconde au lieu d'être perdue sous forme de chaleur.

I. Energie lumineuse et cellule chlorophylienne

1. Localisation de la photosynthèse

Pb1. Quelle partie de la cellule chlorophyllienne est responsable de la photosynthèse ?

TP1. Le chloroplaste

CORRECTION : Partie I.

On met en évidence la présence d’amidon à l’aide de l’eau iodée uniquement dans les chloroplastes des feuilles mises à la lumière.

En effet, les feuilles qui ont été à l’obscurité ont cessé la photosynthèseet ont consommé leurs réserves d’amidon pendant la respiration.

Partie 2. Le chloroplaste, un organite compartimenté

1. Estimez la taille (longueur et largeur) du chloroplaste :

Sur la photo, 1,1cm représentent des objets 20 000 fois plus petits, soit 0,000055 cm ou 0,55µm.

La longueur du chloroplaste est de 9,8cm : pour connaître sa taille réelle, on réalise un calcul de proportionnalité : 9,8 x 0,000055 / 1,1 = 0,00049 cm, soit 4,9µm.

La largeur est de 6,5cm : pour connaître sa taille réelle, on réalise un calcul de proportionnalité : 6,5 x 0,000055 / 1,1 = 0,000325 cm, soit 3,25µm.

2. Légendez la photographie du chloroplaste

Partie 3. La feuille, une structure particulière

BILAN du TP : Le chloroplaste est bien le siège de la photosynthèse. C’est un organite des cellules végétales qui a une structure complexe. Ses thylakoïdes portent de nombreuses chlorophylles, qui utilisent l’énergie lumineuse.Pour optimiser leur contact avec la lumière, ces cellules sont nombreuses et disposées régulièrement sur la face des feuilles exposée au Soleil.

Schéma de cette coupe

BILAN 1 : Phrase 1, Case 1

1. La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l'énergie lumineuse.Le chloroplaste est l'organite-clé de cette fonction.

2. Les pigments chlorophylliens

Pb2. Quelles sont les molécules impliquées dans la réalisation de la photosynthèse ?

TP2. Les chlorophylles

CORRECTION : I. On constate que les feuilles d’épinards contiennent de nombreux types de pigments chlorophylliens : chlorophylle a, b, xanthophylles, carotènes.

II. On constate que les pigments absorbent globalement le rouge et le bleu, et cela correspond à l’activité photosynthétique, ce qui montre que les chlorophylles sont bien impliquées dans l’activité photosynthétique. Elles absorbent certaines longueurs d’ondes et transforment cette énergie en énergie utilisable par la cellule, pour son activité.

III. On constate que la solution de chlorophylle émet de la fluorescence. Cela nous montre que la chlorophylle utilise l’énergie lumineuse et la transforme en énergie lumineuse (fluorescence). D’autres réponses sont possibles si il y a les molécules nécessaires autour de la chlorophylle : la résonance et l’émission d’électrons. Mais dans la solution étudiée il n’y a que la fluorescence comme réponse possible.

BILAN : Il existe plusieurs chlorophylles, qui sont des pigments : molécules qui absorbent certaines longueurs d’ondes.Ces molécules se servent de la lumière absorbée pour produire de l’énergie : elles libèrent un électron qui servira à une chaîne de réactions chimiques : la partie photochimique de la photosynthèse.

3. Les étapes de la photosynthèse

Pb3. Quels sont les processus chimiques qui ont lieu pendant la photosynthèse ?

TP3. Les produits de la photosynthèse

1. Description : L'expérience de Calvin, Benson et Bassham a pour but de comprendre quels sont les produits de la photosynthèse.Elle consiste à mettre des chlorelles (algues unicellulaires) dans un milieu très éclairé et enrichi en CO2, auquel on ajoute du carbone radioactif (14CO2) pour marquer les molécules qui seront issues de l'utilisation de ce carbone.Afin de les révéler, on fait une chromatographie d'échantillons de la culture pour les séparer, puis une autoradiographie (impression sur papier photographique des éléments radioactifs).Le résultat est que l'on obtient des glucides, des acides aminés et des acides organiques, des constituants cellulaires.

Explication : Puisque ces molécules organiques sont marquées radioactivement, c'est qu'elles sont issues de transformations par les cellules du CO2 introduit dans le milieu de culture. Les cellules chlorophylliennes utilisées étaient fortement exposées à la lumière pour s'assurer qu'ait bien lieu la photosynthèse, donc le CO2 a été transformé lors de ce processus.

Conclusion : Cette expérience nous montre donc que les cellules chlorophylliennes utilisent le CO2 pour produire des molécules plus complexes : les glucides, les acides aminés et les acides organiques, par l'intermédiaire de la photosynthèse.

2. Au fur et à mesure de la photosynthèse, les molécules produites sont de plus en plus complexes (sens de migration sur l’image : de bas en haut).On peut donc reconstituer les réactions suivantes :CO2 → acides aminés (alanine, sérine, glycine …) + sucres simples (sucrose) → protéines (RuBP, PA, PGA …) et sucres complexes (triose phosphate, UDPG …)

3. Description : L'expérience du document C a pour but de démontrer le caractère cyclique de la production d'APG et de Ru-BP.Elle consiste en un suivi en continu des concentrations de ces deux molécules dans un milieu de culture contenant des cellules chlorophylliennes, exposées à la lumière, avec ou sans CO2.

On constate qu'en présence de CO2, les concentrations de ces deux molécules sont constantes, alors qu'en absence de CO2 la concentration en Ru-BP augmente considérablement (elle passe de 1,75 à 4 unités) pendant que celle d'APG diminue fortement (de 2,5 à 0,75 unités).

Explication : La photosynthèse ne peut avoir lieu qu'en présence de CO2. Lorsqu'elle est en cours, les concentrations constantes démontrent une production et une utilisation continues de Ru-BP et d'APG. Dès que la photosynthèse stoppe, un déséquilibre apparaît car le cycle est rompu : comme la concentration en APG diminue et celle de Ru-BP augmente, c'est que le premier est utilisé pour fabriquer le second, jusqu'à épuisement des stocks.

Conclusion : On constate bien avec cette expérience que lors de la photosynthèse, les deux molécules étudiées sont produites cycliquement, ce qui explique que leurs concentrations restent constantes.

5. Description : L'expérience de Ruben et Kamen a pour but de déterminer l'origine du dioxygène émis lors de la photosynthèse.Elle consiste à mettre des chlorelles (algues unicellulaires) en présence d'eau et d'ions hydrogénocarbonate, qui sont leurs sources de matière, avec des atomes de 18O ou non dans leur composition. On analyse enfin la teneur en 18O du dioxygène produit.

On constate que la teneur en dioxygène produit est toujours identique à celle de l'eau de culture (0,85 % dans la 1e expérience, 0,20 % dans la 2e expérience), et toujours différente de celle des ions hydrogénocarbonates (0,40 % dans la 1e expérience et 0,20 dans la 2e).

Explication : Ces résultats nous montrent clairement que le dioxygène produit est issu de l'eau du milieu et non pas de la source de carbone (ici hydrogénocarbonates, mais CO2 pour les autres végétaux), puisque la quantité de 18O de l'eau est exactement identique à celle du dioxygène produit.

Conclusion : Lors de la photosynthèse, l'eau du milieu est utilisée produire du dioxygène.

6. Description : L'expérience de Hill sert à montrer comment l'oxygène est utilisé par les cellules végétales. Pour cela, on isole des chloroplastes et des mitochondries que l'on place dans différentes conditions : obscurité, lumière. On ajoute régulièrement du DCPIP, un accepteur d'électrons qui change de couleur quand il accepte un électron (état oxydé). Il permettra de montrer le type de réactions qui ont lieu dans chaque condition.

On constate qu'à l'obscurité, la quantité d'O2 diminue. A la lumière, comme il n'y a pas de CO2, il n'y a pas de production d'O2 jusqu'à l'ajout de DCPIP. L'accepteur d'électrons est alors incolore (= état réduit). Même cas de figure lors de la seconde injection de DCPIP.En revanche, à l'obscurité, la production de dioxygène stoppe et la quantité diminue à nouveau, et le DCPIP est bleu (état oxydé).

Explication : En absence de lumière, seules les mitochondries sont actives : elles sont responsables de la respiration cellulaire, donc utilisent O2, c'est pourquoi la quantité diminue.En revanche, en présence de lumière, les chloroplastes doivent s'activer, mais il n'y a pas de CO2, ce qui empêche la photosynthèse. En mettant du DCPIP, on constate que les réactions photosynthétiques reprennent car il y a production d'O2. Le DCPIP étant à l'état réduit, c'est qu'il a reçu des électrons. Les chloroplastes ont donc utilisé des molécules du milieu pour réaliser une réduction du DCPIP et produire de l'O2.Lors de la 3e phase, à nouveau à l'obscurité, les chloroplastes ne sont plus fonctionnels : ce sont les mitochondries qui prennent le relais et utilisent l'O2. Le DCPIP reste alors bleu.

Conclusion : L'oxygène est produit par les cellules végétales par des réactions de réduction réalisées par les chloroplastes.

BILAN 2 : Phrases 2 et 3 Case 1 + équation de la photosynthèse

2. La phase photochimique produit des composés réduits RH2 et de l'ATP.3. La phase chimique produit du glucose à partir de CO2 en utilisant les produits de la phase photochimique.

II. Respiration et fermentation : deux modes de production d'énergie

1. La respiration

Pb 4. Quel est l'organite responsable de la respiration et quelles sont les étapes de ce processus ?

TP 4. La respiration cellulaire

Question 1. Description : On cherche à comprendre les échanges gazeux qui ont lieu lors de la respiration. Pour cela, on place dans un bioréacteur différents êtres vivants et on étudie la teneur en O2 et en CO2 du milieu à l'aide de sondes.Dans les trois cas (levures en présence d'O2 et de sucre ; cellules animales ; cellules végétales placées à l'obscurité), on constate une diminution de la concentration en O2 et une augmentation de la concentration en CO2, dans des proportions différentes.

Explication : Ceci nous indique que les êtres vivants étudiés absorbent les molécules de dioxygène, c'est pourquoi elles sont de moins en moins présentes dans le bioréacteur, et qu'ils rejettent du CO2, c'est pourquoi il y en a de plus en plus.

Conclusion : Les échanges gazeux qui ont lieu lors de la respiration cellulaire sont une absorption de dioxygène et une production de CO2.

Question 2. Exploitez les données suivantes pour déterminer où a lieu la respiration dans les cellules.

Informations utiles des documents : Doc 1. En milieu anaérobie, les levures n'ont aucune mitochondrie, alors qu'en milieu aérobie, elles en ont de nombreuses (on en compte 7).

But : Etudier le métabolisme des levures pour comprendre le déroulement des 1e étapes de la respiration.

Description : Dans le document 5, on étudie le métabolisme des levures en séparant les noyaux, le cytosol (ou cytoplasme), les mitochondries entières et leur réticulum seul, en les plaçant dans un milieu en aérobiose (présence d’O2), avec ou sans glucose ou acide pyruvique, qui sont des composés organiques. On constate que sans composé organique, il n’y a aucune variation des concentrations.

En présence de glucose, seul le cytosol dégage du CO2, et en présence d’acide pyruvique, seules les mitochondries libèrent CO2 et consomment O2.

Au bout de 12h dans un milieu glucosé sans acide pyruvique, on constate que seul le cytosol utilise du glucose (il passe de ++ à +) et produit de l’acide pyruvique (on passe de 0 à +).

Dans le document 6, on nous indique que la glycolyse est l’oxydation du glucose, réalisée par une enzyme et permet de produire de l’énergie chimique (ATP) et de l’acide pyruvique.

Explication : Les expériences du document 5 nous montrent bien la glycolyse : le glucose est d’abord consommé dans le cytosol et sert à produire de l’acide pyruvique et du CO2. La suite se passe dans les mitochondries, pas dans leur réticulum : de l’oxygène est utilisé pour produire davantage d’énergie à partir de l’acide pyruvique, ce qui rejette encore du CO2.

Conclusion : La respiration cellulaire a lieu en 2 étapes : la 1e dans le cytoplasme utilise le glucose et produit de l’acide pyruvique qui est ensuite utilisé dans les mitochondries, ce qui permet de produire de l’énergie chimique sous forme d’ATP.

Doc 2. Lorsque les mitochondries sont fonctionnelles, on observe une consommation de dioxygène par les cellules, alors que lorsqu'elles ne le sont pas complètement, cette consommation est très faible.

Conclusion : Ces documents montrent que les mitochondries sont nécessaires pour utiliser l'oxygène du milieu : sans elles, la consommation de cette molécule n'est pas possible. Les levures sont capables de s'adapter aux conditions en en produisant davantage quand il y a du dioxygène.

Question 3. Schéma d’une mitochondrie

BILAN 3 : Case 2Case 2 :1. La plupart des cellules eucaryotes (y compris les cellules chlorophylliennes) respirent : à l'aide de dioxygène, elles oxydent la matière organique en matière minérale.2. La mitochondrie jour un rôle majeur dans la respiration cellulaire.3. L'oxydation du glucose comprend la glycolyse (dans le hyaloplasme) puis le cycle de Krebs (dans la mitochondrie) : dans leur ensemble, ces réactions produisent du CO2 et des composés réduits R'H2.4. La chaîne respiratoire mitochondriale permet la réoxydation des composés réduits ainsi que la réduction de l'oxygène en eau. Ces réactions s'accompagnent de la production d'ATP qui permet les activités cellulaires.

2. La fermentation

Pb 5. La fermentation est-elle un processus aussi rentable que la respiration ?

TP 5. La fermentation

BILAN 4 : Case 3 Certaines cellules eucaryotes réalisent une fermentation. L'utilisation fermentaire d'une molécule de glucose produit beaucoup moins d'ATP que lors de la respiration.

Résumé des trois métabolismes étudiés :

III. L'utilisation de l'ATP dans les cellules

BILAN 5. Case 5 :1. L'ATP joue un rôle majeur dans les couplages énergétiques nécessaires au fonctionnement des cellules.

Pb6. Comment l'ATP est-il produit et utilisé dans les cellules musculaires ?

TP6. L'ATP et la contraction musculairePartie I.

II. Exploitation de données

Décrire : On cherche à comprendre quels sont les métabolismes des cellules musculaires. Pour cela, on place des cellules musculaires dans des enceintes closes contenant du glucose, en présence ou non d'O2.

Quand il y a du dioxygène dans le milieu, on constate une diminution des concentrations en O2 (qui passent de 100 à 0µmol/L) et en glucose, et une augmentation de la concentration en CO2 (de 0 à 325µmol/L). Il n'y a pas d'acide lactique.

Quand il n'y a pas de dioxygène, la concentration en glucose baisse plus lentement, et celle d'acide lactique augmente avec celle de CO2 (elle passe de 10 à 205µmol/L).

Expliquer : En présence d'O2, les cellules musculaires utilisent O2 et le glucose, et produisent du CO2 uniquement, ce qui correspond aux échanges caractéristiques de la respiration cellulaire. En revanche en l'absence d'O2, elles utilisent le glucose seul et produisent du CO2 et de l'acide lactique, ce qui est caractéristique de la fermentation lactique.

Conclure : Ces expériences nous montrent que les cellules musculaires peuvent produire de l'ATP de deux manières : par la respiration et la fermentation lactique.

Partie III. L'utilisation de l'ATP par les cellules musculaires

1. A l'aide de la vidéo ''Muscle contraction experiment'', donnez deux hypothèses possibles pour les molécules à l'origine d'une contraction musculaire.

→ L'ATP et le sel provoquent des contractions musculaires.

Partie III. L'utilisation de l'ATP par les cellules musculaires

2. Analysez l'expérience suivante pour montrer l'utilisation nécessaire d'ATP par les cellules musculaires pour se contracter.

Description : On réalise des dosages d'ATP et de glycogène avant et après contraction de cellules musculaires d'Amphibien grâce à une stimulation, avec ou sans inhibiteur de la synthèse d'ATP, afin de montrer l'utilisation nécessaire d'ATP par ces cellules pour se contracter.

On constate que sans inhibiteur de la production d'ATP la concentration en glycogène diminue (elle passe de 10,8 à 8 g/kg) alors que celle en ATP est constante (elle reste entre 4 et 6 mmol/kg). La contraction dure toute la durée de la stimulation.

Avec l'inhibiteur, les concentrations de glycogène sont constantes (10,8g/kg) mais celle d'ATP chute (elle passe de 4-6 à 0mmol/kg). On constate un arrêt presque immédiat de la contraction musculaire malgré la stimulation.

Explication : Lors d'une contraction normale, la cellule va utiliser ses réserves de sucres (on indique que le glycogène est une réserve de glucose) pour produire, par fermentation ou respiration, de l'ATP, c'est pourquoi la concentration baisse. Cet ATP est utilisé pour la contraction, mais sa concentration est constante car il est en permanence renouvelé par ces deux métabolismes.

Avec l'inhibiteur, la cellule ne peut plus utiliser le glycogène et donc ne produit plus d'ATP, c'est pourquoi la concentration en sucres est constante. En quelques secondes, tout l'ATP est utilisé, c'est pourquoi la contraction musculaire stoppe.

Conclusion : Ces expériences nous montrent bien que l'utilisation d'ATP est indispensable à la contraction musculaire, car sans lui, elle ne peut avoir lieu : il n'y a pas d'autre molécule énergétique utilisable par les muscles.

BILAN 6. Case 4 :La fibre musculaire utilise l'ATP fourni, selon les circonstances, par la fermentation lactique ou la respiration.L'hydrolyse de l'ATP fournit l'énergie nécessaire au glissement de protéines les unes sur les autres qui constituent le mécanisme moléculaire à la base de la contraction musculaire.

Thème II. Corps humain et santé – Glycémie et diabète

Introduction : Le diabète est une maladie très présente dans l'actualité. Des cas comme le diabète de Mody et le diabète gestationnel nous montrent qu'il en existe différents types mais qu'ils sont tous liés à des problèmes de gestion du taux du sucre dans le sang (glycémie).

Problématiques : Comment l'organisme régule-t-il la glycémie en temps normal ?

Qu'est-ce que le diabète et quels sont ses différents types ?

I. La glycémie, un paramètre du milieu intérieur

1. Mise en évidence de la régulation de la glycémie

Problème 1. Pourquoi peut-on dire que la glycémie est un paramètre régulé et important pour la santé ?

TP1. Réaliser un schéma-bilan de la régulation de la glycémie à l'aide des vidéos dans ÉLÈVE.

Glycémie : concentration / taux / de glucose sanguin(e) / plasmatique

Homéostasie : l’ensemble des mécanismes permettant de réguler la constance du milieu intérieur.

BILAN 1 : Case 11 1. La glycémie est un paramètre du milieu intérieur.Son maintien par l'organisme dans une gamme de valeurs étroite est un indicateur et une condition de bonne santé.

2. Les organes régulateurs de la glycémie

Problème 2. Quels sont les organes qui participent à la régulation de la glycémie en stockant ou libérant du glucose ?

TP2. Stockage et libération du sucre

II. Les enzymes, des biocatalyseurs

Problème 3. Quelles molécules permettent de transformer les sucres alimentaires en glucose ?

TP3. Les enzymes digestives

BILAN 2 : Case 12 Les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l'action d'enzymes digestives.Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques (ici celles de la digestion).

III. La régulation hormonale de la glycémie

Problème 4. Comment savoir quand libérer ou stocker du glucose ?

TP4. Le rôle du pancréas

Exercice 1. Mise en évidence du rôle du pancréas

La 1e expérience met en évidence le rôle du pancréas dans la digestion puisque son ablation entraîne des troubles de cette fonction. On observe aussi une hyperglycémie donc le pancréas a un rôle dans la régulation de la glycémie.

La greffe de pancréas ne rétablit pas les fonctions digestives sont le suc pancréatique ne passe pas par le sang. Par contre l'hyperglycémie disparaît, ce qui nous montre que le pancréas libère une substance dans le sang qui régule la glycémie.A retenir :Les substances dont on met en évidence qu'elles agissent par le sang sont des hormones : molécules fabriquées par des glandes endocrines, sécrétées dans le sang pour être transportées jusqu'aux cellules-cibles pour y entraîner un ou plusieurs effets. Elles agissent à de très faibles concentrations (quelques µmol).

Exercice 2. Histologie du pancréas

Partie X = endocrineB = ilôts de Langherans1 = cellules alpha2 = cellules bêta3 = capillaire sanguin

Partie Y = exocrineA = Acinus / cellules sécrétrices d'enzymes digestives4 = Canal pancréatique

Exercice 3. Le mode d'action de l'insuline

La donnée 1 nous montre que l'insuline est une hormone hypoglycémiante puisqu'elle diminue l'hyperglycémie des diabétiques.

La donnée 2 nous confirme ce rôle hypoglycémiant puisqu'en l'injectant, on constate que la quantité de glycogène augmente (elle passe de 0,2 à 3 g/100g) : le glycogène est une forme de stockage du sucre qui sert à diminuer la quantité de glucose circulant dans le sang. On apprend donc que l'insuline a une action sur les hépatocytes en les obligeant à stocker le sucre.

La donnée 3 nous montre que l'insuline agit également sur les cellules musculaires pour les obliger à stocker du sucre car la quantité de sucre prélevé augmente (elle passe de 0,8 à 1,1 µmol/g/min) et celle de glycogène augmente (elle passe de 2,5 à 3,9 mg/g) : cela montre une relation chronologique : le sucre est prélevé et permet de former de plus en plus de glycogène.

La donnée 4 nous montre que l'insuline a enfin un effet sur les adipocytes : si on détruit les cellules bêta, donc que l'on empêche l'animal de produire de l'insuline, les réserves de triglycérides sont progressivement réduites (il ne reste presque plus de réserves en noir à la fin).L'insuline a dont un rôle dans la constitution de ces réserves, qui se font à partir du glucose sanguin.

Conclusion : L'insuline est une hormone hypoglycémiante : elle agit sur les hépatocytes, les cellules musculaires et les adipocytes pour les obliger à stocker le glucose sanguin sous la forme de glycogène et de lipides.

Exercice 4. Le mode d'action du glucagon

1. Le glucagon cause une augmentation du taux de glucose sanguin : il passe de 5 à 7,5 mmol/L rapidement après l'injection. Le glucagon est donc hyperglycémiant.

2. L'injection de glucagon provoque également une diminution du taux de glycogène hépatique (il passe de 5 à 2) : sachant que la glycogénolyse permet de produire du glucose, cela nous apprend que le glucagon agit sur les cellules du foie pour qu'il détruise ses réserves et libère du sucre dans le sang.La courbe c nous montre que le glucagon n'a pas d'autre effet, car si on épuise les réserves, on ne peut pas augmenter la glycémie. Le glucagon est donc incapable de stimuler une néoglucogenèse.

3. La courbe 1 montre qu'après un repas, nous produisons de l'insuline (le taux passe de 92 à plus de 120 µU/mL de sang) et que nous cessons de produire du glucagon (le taux passe de plus de 120 à 90 pg/mL).

4. Si il produit de l'insuline, qui est une hormone hypoglycémiante, et pas de glucagon, qui est hyperglycémiant, alors la glycémie de l'animal va diminuer.

Bilan 3. Case 13La régulation de la glycémie repose notamment sur les hormones pancréatiques : insuline et glucagon.

IV. Les diabètes

BILAN 4 : Cases 14 et 15Case 14 :1. Le diabète de type I résulte de la perturbation de la régulation de la glycémie provoquée par l'arrêt ou l'insuffisance d'une production pancréatique d'insuline. Ceci est dû à une destruction auto-immune des cellules bêta des îlots de Langherans.2. Le diabète de type 2 s'explique par la perturbation de l'action de l'insuline.

Case 15 :Le déclenchement des diabètes est lié à des facteurs variés, génétiques et environnementaux.

Les facteurs favorisant le développement du diabète de type II ont été mis en évidence par des études génétiques (balayage des SNP du génome des populations atteintes et saines et calcul de facteurs de risques) et environnementales (calcul de facteurs de risques). Cette maladie se développe plutôt chez les individus présentant des prédispositions génétiques (une vingtaine de gènes a été identifiée) et/ou étant obèses (le mode de vie est alors incriminé car ceci est lié à l'alimentation et l'activité physique).

Les facteurs favorisant le diabète

TP5. Les facteurs favorisant le diabète

Introduction  : Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d'une dynamique liée notamment à l'énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la biosphère et la géosphère. Le climat, à l'échelle globale ou locale, est à la fois le résultat de ces interactions et la condition de leur déroulement.La compréhension, au moins partielle, de cette complexité permet d'envisager une gestion raisonnée de l'influence de l'Homme. L'avenir de notre climat et de notre environnement divisent les spécialistes actuellement. Les interprétations, les données sur lesquelles se baser sont nombreuses, et amènent à des conclusions différentes, même si elles sont basées sur des investigations pertinentes.

Problématique  : Quels indicateurs permettent de reconstituer les climats passés et d'envisager les climats futurs ? Comment les utiliser ?

Thème III :Enjeux planétaires contemporains :

Atmosphère, hydrosphère, climats : Du passé à l'avenir

Thème 3. Enjeux planétaires contemporainsAtmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir

BILAN 1. Case 6 :Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d'une dynamique liée notamment à l'énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la biosphère et la géosphère. Le climat, à l'échelle globale ou locale, est à la fois le résultat de ces interactions et la condition de leur déroulement.La compréhension, au moins partielle, de cette complexité permet d'envisager une gestion raisonnée de l'influence de l'Homme.

I. Histoire de l'évolution de l'atmosphère primitive

Problème 1. Comment s'est mise en place l'atmosphère actuelle ?

TP1. L'atmosphère primitive et son évolution

BILAN 2 : Case 7 :L'atmosphère initiale de la Terre était différente de l'atmosphère actuelle. Sa transformation est la conséquence, notamment, du développement de la vie. L'histoire de cette transformation se trouve inscrite dans les roches, en particulier celles qui sont sédimentaires.Case 10 : Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d'années), les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires. Des conditions climatiques très éloignées de celles de l'époque actuelle ont existé.

II. L'évolution de l'atmosphère et du climat depuis 800 000 ans

1. Les indices contenus dans la glace

Problème 2. Comment utiliser les glaces pour retracer les climats passés ?

TP2. Les glaces polairesA partir des logiciels Vostok et Oxygen, expliquer comment les glaces polaires ont permis de connaître l’évolution de la composition atmosphérique et de la température en faisant un schéma.

Problème 3. Comment utiliser le pollen et les autres indices pour retracer les climats passés ?

TP3. Des pingouins à Marseille ?

Les points importants de ce sujet :_ bien jouer le jeu sur le style de document (sans trop en faire non plus)

_ bien faire appel aux documents comme s’ils étaient insérés dans votre article

_ bien ajouter des connaissances (explication du principe du Delta 18O, du diagramme pollinique qui vient de l’étude de carottes extraites des roches sédimentaires, et qu’on a compté le pollen qu’elles contiennent …)

_ aller jusqu’au bout : comment a-t-on pu peindre des pingouins ici ? Si glaciation, l’entrée de la grotte était libre pour les hommes préhistoriques car le niveau de la mer était plus bas ...

BILAN 3. Case 8 :Les bulles d'air contenues dans les glaces permettent d'étudier la composition de l'air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d'origine humaine.La composition isotopique des glaces et d'autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

2. Les indices contenus dans les bioindicateurs comme le pollen

TP4. Étude du climat grâce aux foraminifères

III. L'évolution récente du climat : l'effet de serre et sa modélisation pour le futur

TP5. Climats actuels et futurs→ Utilisation du logiciel Simclimat

BILAN 4 : Case 9L'effet de serre, déterminé par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global.La modélisation de la relation effet de serre / climat est complexe. Elle permet de proposer des hypothèses d'évolution possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l'activité humaine.

Thème IV.Bonus et révisions

Conseils pour les ECE :ATTENTION à bien comprendre le problème, s’aider au maximum des données qui sont dans le document et des TP que nous avons déjà fait.

ATTENTION à bien construire un protocole qui soit :_ adapté au problème_ rigoureux (témoin, tests, avec un seul paramètre qui varie à chaque fois)_ réalisable en labo de SVT.

ATTENTION à bien lire toutes les instructions et respecter toutes les étapes, notamment appeler l’examinateur quand c’est demandé.

ATTENTION aux consignes d’hygiène et de sécurité

ATTENTION à faire une représentation des résultats qui permette d’anticiper sur la conclusion : il faut qu’elle mette bien en valeur les points qui seront utiles pour l’interprétation et la conclusion.

On choisi un mode de représentation adapté à ce que l’on veut montrer.

On n’analyse pas en ETAPE 3 : on présente seulement les résultats.

ETAPE 4 : on reprend bien le problème pour s’assurer d’y répondre de façon claire. On rédige de façon logique et compréhensible.

1e partie : Test immunologiques d’Oucherlony et de Mancini

Problème : Un laborantin a omis d’étiqueter un tube issu d’une expérience de fractionnement des protéines d’un plasma (albumines, globulines). Quelle est la nature et la concentration des protéines récupérées dans ce tube ?

Le test d’Ouchterlony est dit à diffusion double, car Ag et Ac migrent tous les 2, l’un vers l’autre.

Le test de Mancini est dit à diffusion simple, car on met l’anticorps dans la solution qui sert à couler de gel, et la protéine dans les puits.

Ainsi la taille de la zone de diffusion de la protéine indique sa concentration, par comparaison avec l’anneau de précipitation de solutions de protéines de concentrations connues.

Méthodologie

_ Pour réussir une observation avec un microscope :Matériel fragile à toujours déplacer par la potence, sans le cogner.

1) Poser le microscope en sécurité sur la paillasse, brancher et allumer : vérifier que la lumière fonctionne2) Observer la lame à l'oeil nu pour repérer l'échantillon, sa couleur,3) Mettre au plus petit grossissement en tournant la tourelle et mettre l'échantillon dans la lumière, coincé par le valet. Approcher au maximum l'objectif de l'objet avec la vis macrométrique (= la grosse).4) Regarder dans l'oculaire et régler la netteté en éloignant petit à petit l'objectif avec la grosse vis.Explorer la lame, choisir la partie la plus intéressante.5) Passer au grossissement suivant sans changer le réglagepuis régler délicatement avec la vis macrométrique6) Pour le grossissement suivant, regarder la platine pour vérifier que l'objectif ne touche pas la lameRégler la netteté avec la vis micrométrique (= la petite), voire modifier la luminosité. Calculer le grossissement atteint en lisant les chiffres notés sur l'oculaire et l'objectif : Grossissement = Oculaire x ObjectifEx : Si grossissement de l'oculaire = 10 et grossissement de l'objectif = 40, le grossissement de l'objet est de 400x.7) Ne pas aller plus loin. Repasser au plus petit grossissement et abaisser la platine avant de sortir la lame.

_ Pour ranger correctement le microscope : 1) Repasser au plus petit objectif, abaisser la platine et sortir la lame → la nettoyer.2) Éteindre la lampe, débrancher le câble électrique et l'enrouler. S'il y a un transformateur, le débrancher et l'enrouler à part.3) Remettre la housse sur le microscope et le rapporter en le portant par la potence.

Feuille méthode

Pour réussir l'analyse d'une expérience :_ la décrire (donner le but, les expérimentations faites et les résultats obtenus le plus précisément possible), _ expliquer chaque résultat (s'aider des connaissances si nécessaire),_ conclure en résumant les informations principales pour répondre à la question (reprendre la formulation de la consigne pour la dernière phrase)..

Pour réussir l’extraction d’information de documents :_ bien comprendre la consigne : identifier ce qu’on attend, le noter au brouillon_ lire attentivement chaque document pour noter en face de chaque partie de la consigne les informations qui la concernent_ montrer dans sa réponse toutes les informations trouvées, précisément.

Le raisonnement d’une réponse sur documents : vous devez valider ou invalider l’idée de la consigne, en donnant des arguments qui s’appuient sur des faits précis donnés par les documents.

Pour rédiger un article de journal, il faut :

→ Un titre accrocheur voire une petite introduction qui résume, donne envie de lire l’article,

→ Un discours direct (des exclamations, des questions, je pense …), un ton percutant (les informations que vous donnez sont sensationnelles!).On peut faire une interview (attention aux marques du discours comme les guillemets, les tirets …).

→ Une signature à la fin ou au début (mais pas la vraie !)Une date

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