1 ère Enseignement Scientifique
Mme LARDE : Diaporama des chapitres et Éléments de correction des activités
Septembre 2023
Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Chapitre 1 : La cellule, unité du vivant
Problématique : Comment les scientifiques ont-ils identifié les cellules et compris leur fonctionnement général ?
I. De l’unité cellulaire à la théorie cellulaire
Activité 1 – La théorie cellulaire
Bilan n ° 1 : La théorie cellulaire correspond aux éléments fondamentaux du fonctionnement des êtres vivants :
- Tous les êtres vivants sont composés d’au moins une cellule (1830)
- La cellule est l’unité du vivant (1860) : les cellules possèdent les mêmes types de constituants (noyau, membrane …) et peuvent survivre, même à l’état d’une cellule (unicellulaire).
- Chaque cellule dérive d’une autre cellule par division (1880). C’est Pasteur qui valide cette partie de la théorie. Les ressemblances entre les cellules permettent d’envisager que les cellules ont des relations de parenté et pourraient provenir d’un même ancêtre commun.
Problématique : Comment les progrès technologiques dans le domaine de la microscopie ont permis de comprendre le vivant ? Quels sont les apports de chaque technique ?
Activité 2 L’observation microscopique et la compréhension du vivant ( activité évaluée et ramassée par groupe de 2)
fin de l'activité n ° 2 à déposer dans l'espace documentaire associé à la classe dans L'ENT
EXERCICE n ° 1 Déterminer la taille d’objets observés au microscope
Bilan n ° 2 : L’observation des cellules au moyen de différents microscopes permet de collecter des informations sur la structure (taille, structure, couleur, organites …) mais aussi sur le fonctionnement des cellules (mouvements d’organites, identification de liens entre certains constituants …). Ceci permet d’améliorer nos connaissances et d’envisager des méthodes pour soigner les maladies.
VIDEO analyse de documents en SVT ( à regarder à la maison)
Activité 3 : L'observation microscopique et la compréhension de l'origine du paludisme
La cellule est un espace séparé de l’extérieur par une membrane plasmique, c’est un milieu aqueux réactionnel séparé de l’extérieur par la membrane plasmique .
Problématique : Comment est structurée la membrane plasmique et comment permet elle les échanges entre l’extérieur et le cytoplasme afin d’assurer son fonctionnement ?
II. Le rôle de la membrane plasmique
Activité 4 – Le rôle de la membrane plasmique
Fin de l'activité n ° 4 par binôme ( activité évaluée par binôme )
Bilan n ° 3 : La cellule est un espace aqueux séparé de l’extérieur par une membrane plasmique. Cette membrane est constituée d’une bicouche lipidique et de protéines.
La membrane plasmique permet les échanges entre l’extérieur (milieu extracellulaire) et le cytoplasme (milieu intracellulaire).
Les gaz (O2, CO2), les molécules hydrophobes (lipides) et les petits éléments (ions) peuvent passer librement. Les autres molécules (eau, glucides par ex) traversent la membrane au moyen de protéines de transport.
La cellule est donc en interaction permanente avec son environnement avec lequel elle réalise de nombreux échanges par l’intermédiaire de la membrane plasmique.
schéma de la membrane plasmique bilan
Contrôle n ° 1 ES prochaine séance
Septembre 2023
Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Chapitre 1 : La cellule, unité du vivant
Problématique : Comment les scientifiques ont-ils identifié les cellules et compris leur fonctionnement général ?
I. De l’unité cellulaire à la théorie cellulaire
Activité 1 – La théorie cellulaire
Bilan n ° 1 : La théorie cellulaire correspond aux éléments fondamentaux du fonctionnement des êtres vivants :
- Tous les êtres vivants sont composés d’au moins une cellule (1830)
- La cellule est l’unité du vivant (1860) : les cellules possèdent les mêmes types de constituants (noyau, membrane …) et peuvent survivre, même à l’état d’une cellule (unicellulaire).
- Chaque cellule dérive d’une autre cellule par division (1880). C’est Pasteur qui valide cette partie de la théorie. Les ressemblances entre les cellules permettent d’envisager que les cellules ont des relations de parenté et pourraient provenir d’un même ancêtre commun.
Problématique : Comment les progrès technologiques dans le domaine de la microscopie ont permis de comprendre le vivant ? Quels sont les apports de chaque technique ?
Activité 2 L’observation microscopique et la compréhension du vivant ( activité évaluée et ramassée par groupe de 2)
fin de l'activité n ° 2 à déposer dans l'espace documentaire associé à la classe dans L'ENT
EXERCICE n ° 1 Déterminer la taille d’objets observés au microscope
Bilan n ° 2 : L’observation des cellules au moyen de différents microscopes permet de collecter des informations sur la structure (taille, structure, couleur, organites …) mais aussi sur le fonctionnement des cellules (mouvements d’organites, identification de liens entre certains constituants …). Ceci permet d’améliorer nos connaissances et d’envisager des méthodes pour soigner les maladies.
VIDEO analyse de documents en SVT ( à regarder à la maison)
Activité 3 : L'observation microscopique et la compréhension de l'origine du paludisme
La cellule est un espace séparé de l’extérieur par une membrane plasmique, c’est un milieu aqueux réactionnel séparé de l’extérieur par la membrane plasmique .
Problématique : Comment est structurée la membrane plasmique et comment permet elle les échanges entre l’extérieur et le cytoplasme afin d’assurer son fonctionnement ?
II. Le rôle de la membrane plasmique
Activité 4 – Le rôle de la membrane plasmique
Fin de l'activité n ° 4 par binôme ( activité évaluée par binôme )
Bilan n ° 3 : La cellule est un espace aqueux séparé de l’extérieur par une membrane plasmique. Cette membrane est constituée d’une bicouche lipidique et de protéines.
La membrane plasmique permet les échanges entre l’extérieur (milieu extracellulaire) et le cytoplasme (milieu intracellulaire).
Les gaz (O2, CO2), les molécules hydrophobes (lipides) et les petits éléments (ions) peuvent passer librement. Les autres molécules (eau, glucides par ex) traversent la membrane au moyen de protéines de transport.
La cellule est donc en interaction permanente avec son environnement avec lequel elle réalise de nombreux échanges par l’intermédiaire de la membrane plasmique.
schéma de la membrane plasmique bilan
Contrôle n ° 1 ES prochaine séance
Fin Novembre 2023
Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Chapitre 2 : Les cristaux qui nous entourent
Problématique : Comment les cristaux se forment-ils et interagissent-ils avec les êtres vivants ?
I. Les cristaux au sein des êtres vivants
Activité 1 – Les cristaux des êtres vivants
Bilan n ° 1 : Les cristaux sont caractérisés par la répétition régulière dans l’espace d’identité chimique (atomes, ions, molécules). Cette cristallisation donne des propriétés macroscopiques différentes.
Les cristaux existent dans les organismes biologiques : on parle de Biocristaux (coquille, squelette, calcul rénal, etc.). Les êtres vivants sont constitués de cellules qui sont associées à des structures cristallines. C’est le cas des animaux marins qui forment très souvent des coquilles (rôle protecteur) mais aussi des os du squelette de la plupart des animaux (rôle de soutien et de locomotion). D’autres êtres vivants possèdent des cristaux permettant la défense. ( Cristaux urticants de certaines plantes qui les protègent contre les prédateurs ? Enfin, certains cristaux peuvent être liés à des dysfonctionnements (calculs rénaux).
Et dans les roches ?
Les différentes échelles de structure au sein des roches
On peut distinguer différentes échelles au sein de la structure des roches. La roche, comme le granite, est constituée de différents minéraux (quartz) qui peuvent former des cristaux (coésite, quartz α) qui possèdent des mailles spécifiques : ce sont des arrangements d’atomes.
II . Les cristaux au sein des roches
Activité 2 – Les cristaux au sein des roches
Bilan n ° 2 : Une roche est formée de l’association d’un ou plusieurs minéraux. Chaque minéral est défini par sa nature chimique et peut exister sous différentes structures :
Ce sont les conditions de pression et température qui déterminent la structure des minéraux, au moment de la formation de la roche par refroidissement.
Les roches magmatiques sont issues du refroidissement d’un magma. Ainsi selon les conditions de refroidissement de ce magma on pourra obtenir des roches de même nature chimique mais avec des structures différentes. Plus le refroidissement est rapide, plus les cristaux seront petits. A l’inverse, plus le refroidissement est lent, plus les cristaux auront le temps de se développer et seront donc grands.
En profondeur (roche plutonique : cristallisation lente), en surface (roche volcanique : cristallisation rapide)
Mi-décembre
Thème 2 : Le soleil, notre source d’énergie
Problématique : Comment l’énergie solaire est-elle reçue puis modulée sur Terre ?
Problème : Comment expliquer que dans des projets de « terraforming », les plantes sont-elles les premiers organismes vivants que l’on tente d’acclimater ?
Hypothèse : Premier maillon de la chaîne alimentaire, les végétaux sont source d’alimentation et produisent également du dioxygène
Chapitre 1 : L’importance du soleil pour notre biosphère
La Terre reçoit l’essentiel de son énergie du Soleil. Cette énergie conditionne la température de surface de la Terre et détermine climats et saisons. Elle permet la photosynthèse des végétaux. Et donc la production de dioxygène, essentiel au développement de la vie
A. Importance de la couleur d’une planète
Activité 1 : Participation de la couleur d’une planète à sa température : le mécanisme d’albédo
Bilan n ° 1 : Le rayonnement solaire qui arrive sur Terre ou Mars n’est pas reçu de la même façon par toutes les surfaces. En effet, plus une surface est claire, plus elle réfléchit efficacement l’énergie : on appelle ce phénomène « albédo ».
L’albédo est un paramètre qui se définit comme le pourcentage d’énergie renvoyée par rapport à l’énergie reçue. L’albédo moyen sur Terre est de l’ordre de 30%, 25% sur Mars.
Il est très fort pour les surfaces blanches (glace : 95%) et très faible pour les surfaces sombres (forêt, océan : 5%).
Ainsi, la chaleur apportée par le Soleil est modulée par la surface terrestre. Dans le cas des Pôles qui sont déjà froids à cause des climats, l’albédo accentue le refroidissement. Leur fonte, remplacée par de l’eau de mer, diminue l’albédo amplifiant le réchauffement (cercle vicieux)
B. L’influence de la présence d’une atmosphère sur la température d’une planète.
Activité 2 : Participation de l’atmosphère à la température d’une planète.
Bilan n ° 2 : La température d’une planète dépend
-de l’énergie solaire reçue
- de la présence d’une atmosphère combiné à l’effet de serre.
L’effet de serre est un phénomène naturel
-dû à la présence de certains gaz de l’atmosphère tels que (C02, CH4 , H2O vapeur …)
-qui contribue à piéger le rayonnement infra-rouge (IR) au sein de l’atmosphère, les rayons IR vont alors faire des sortes d’aller-retour entre le sol et l’atmosphère, réchauffant ainsi le sol.
Ainsi, la Terre présente une température d’équilibre de 18°C (contre -18°C estimée sans effet de serre).
Actuellement, les activités humaines produisent du CO2 et du CH4 qui augmentent donc leur concentration dans l’atmosphère. Ceci tend à accentuer l’effet de serre et à augmenter la température moyenne du globe. Les humains déplacent donc l’équilibre dynamique qui était présent.
+ schéma de l'effet de serre à simplifier et à apprendre .
Vidéo bilan sur l'effet de serre
DS ES N ° 2
Thème 2 : Le soleil, notre source d’énergie ( suite )
Chapitre 2 : Les Conversions biologiques de l’énergie.
Problématique : Comment la photosynthèse permet-elle la transformation de l’énergie solaire en matière organique, composant principal des êtres vivants ?
I. Une conversion biologique de l’énergie solaire : la photosynthèse
A. Fonctionnement général de la photosynthèse
Bilan n ° 3 : La lumière du Soleil permet la photosynthèse au niveau des parties vertes des végétaux chlorophylliens.
La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes
Elle est résumée par l’équation suivante :
Lumière + CO2 + H2O (matière minérale) ---------------) O2 + Amidon (Matière Organique)
Les molécules organiques produites sont transformées ou stockée, sous forme d’amidon ou d’autres glucides. Ainsi, la photosynthèse produit de la matière organique qui permet de nourrir les humains qui utilisent 24% de la photosynthèse mondiale.
Activité 4 : La production de matière organique
Bilan N ° 4 : Les pigments sont des molécules colorées capables d’absorber certaines radiations visibles et de renvoyer d’autres longueurs d’ondes, ce qui leur donne leur couleur.
Les pigments photosynthétiques absorbent environ 1% de l’énergie solaire arrivant sur une feuille permettant la synthèse de matière organique. Ce sont des producteurs primaires, ils utilisent cette énergie pour fabriquer de la biomasse.
La photosynthèse permet donc
-l’entrée dans la biosphère de matière minérale (CO2)
-le stockage de l’énergie sous forme organique ( Amidon)
Problème : Quel type de climat, de positionnement géographique donnent une photosynthèse la plus importante ?
Où la photosynthèse est-elle la plus importante ?
B. L’Importance planétaire de la photosynthèse
Activité 5 : La photosynthèse à l’échelle de la planète SITE DE LA NASA
Bilan n ° 5 : La productivité nette d’un écosystème dépend des quantités d’énergie solaire qu’il reçoit et d’autres facteurs comme la quantité de sels minéraux ou la présence d’eau. Les zones de forte productivité primaire sont celles qui permettent le développement des végétaux (terrestres mais aussi aquatiques) : ce sont des zones assez chaudes (pas trop) et assez humides.
Problème : Comment expliquer la diversité des biomolécules constitutives d'un être vivant ?
Hypothèse : les êtres vivants utilisent le glucose comme carburant de base pour produire « leurs » molécules.
C. La photosynthèse et les chaînes alimentaires
Activité 6 : Le devenir de la matière produite par la photosynthèse.
Bilan n ° 6 : L’utilisation par la photosynthèse d’une infime partie de l’énergie solaire reçue par la planète fournit l’énergie nécessaire à l’ensemble des êtres vivants
Ces molécules peuvent être transformées par respiration ou fermentation pour libérer l’énergie nécessaire au fonctionnement des êtres vivants. La photosynthèse est donc à l’origine de toute la matière organique de la chaîne alimentaire. Sans photosynthèse, la vie (et l’alimentation humaine) ne serait pas possible.
II. Les conversions d’ Énergie dans le corps humain
Activité 7 : Conversion d’énergie dans le corps humain Brochures OMS
Bilan n° 7 : Chaque type de nutriment a une valeur énergétique spécifique Le métabolisme de base correspond aux dépenses énergétiques incompressibles (vitales). Il est de l’ordre de 6800 kJ/jour pour un adulte. Selon l’activité de l’organisme, les dépenses totales vont être variables mais la moyenne des dépenses énergétiques est de l’ordre de 10 700 kJ/jour. Il est important d’équilibré les apports et les dépenses énergétiques en fonction de nos besoins (âge, activités sportives). Un déséquilibre entraîne de nombreux risques pour la santé : surpoids, maladies cardio-vasculaires, diabète, anorexie, hypertension….
On entend dire qu’au rythme actuel d’utilisation des combustibles fossiles, l’humanité aura épuisé en moins de 200 ans ses réserves, alors qu’il a fallu à la nature des millions d’années pour les constituer.
Problème : Quelles sont les conditions particulières de formations des combustibles fossiles? Et Pourquoi doit-on envisager une autre solution ?
III. Les combustibles fossiles : des témoins d’une photosynthèse passée.
Activité 8 : Formation des combustibles fossiles
Bilan n ° 8: Les combustibles fossiles, riche en matière organique sont les témoins d’une photosynthèse passée. À l’échelle des temps géologiques, une partie de la matière organique s’accumule dans les sédiments puis se transforme en donnant des combustibles fossiles : gaz, charbon, pétrole. Ces réserves s’épuisent car notre consommation est très importante et non corrélée aux conditions de la fabrication du pétrole (environ 10 de millions d’années.)
Cela distingue les énergies renouvelables et non renouvelables
DS ES N ° 3
Thème 4 : Son, musique et auditions: Entendre et protéger son audition
Chapitre 5 : Entendre et protéger son audition
fin avril 2024
I. La réception des ondes sonores et la transmission de l’information au cerveau
Activité 1 – L’oreille et l’audition
Ressources anatomie & physiologie de l'oreille
Modèle c3D anatomie de l'oreille
Vidéo n ° 1 Système auditif - YouTube
Vidéo n °2 Fonctionnement de l’oreille
ressources sur Les différents types de surdité.