Thème 1 - La Terre dans l Univers, la vie et l e volution du vivant

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1 Thème 1 - La Terre dans l Univers, la vie et l e volution du vivant Chapitre 1 - Les conditions de la vie sur Terre 1. La Terre fait partie du système solaire Le système solaire s'est constitué il y a environ 4,6 milliards d'années. Il est formé d'une étoile, le Soleil autour duquel gravitent des corps de taille et de nature variées : - 8 planètes et leurs satellites - des astéroïdes rocheux et des comètes formées de glaces et de poussières Il existe deux types de planètes : - les planètes rocheuses (internes) : Mercure, Vénus, Terre, Mars - les planètes gazeuses (externes) : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune Par rapport aux planètes gazeuses, les planètes rocheuses sont caractérisées par leur plus petit diamètre, leur forte densité et leur composition chimique. 2. Les caracte ristiques de la Terre sont compatibles avec la vie L'atmosphère terrestre est principalement constituée de N 2 (80%) et O 2 (20%), c'est la seule à contenir une grande proportion d'o 2. La température moyenne en surface est d'environ +15 C. La pression atmosphérique et la température de surface permettent l'existence d'eau liquide en surface formant l'hydrosphère (océans). 3. La tempe rature de surface de pend de l'e nergie solaire et de l'atmosphère L'énergie solaire reçue varie en fonction de l'activité solaire et de la distance au Soleil, elle agit directement sur la température de surface. L'atmosphère intervient aussi sur la température de surface en fonction de son épaisseur et de sa composition en gaz : plus elle contiendra de gaz à effet de serre (CO 2 par exemple) et plus la température sera élevée. Sche ma 1 : Caractéristiques de la Terre Chapitre 2 : La production de matière par les êtres vivants La biosphère est l'ensemble des êtres vivants : bactéries, champignons, végétaux, animaux. 1. Les êtres vivants sont constitue s de matière organique et mine rale Les êtres vivants sont tous composés chimiquement : - de matière minérale : eau (>60%) et ions minéraux - de matière organique : protides, glucides (sucres) et lipides (graisses) Les molécules organiques, caractéristiques du vivant, sont constituées des éléments chimiques C (carbone), H (hydrogène), O (oxygène). Les protides contiennent CHO et N (azote). 2. Les chaînes alimentaires permettent le transfert de matière organique Dans les écosystèmes de surface, toutes les chaînes alimentaires commencent par les végétaux chlorophylliens qui constituent les producteurs primaires. Ils produisent de la matière organique sans en consommer, uniquement à partir de matière minérale. Les autres maillons des chaînes alimentaires sont des producteurs secondaires. Ils produisent leur matière organique à partir de celle qu'ils consomment. Sche ma 2 : Chaîne alimentaire et transfert de matière 3. La photosynthèse permet la production de matière organique par les ve ge taux La photosynthèse permet, grâce à l'énergie lumineuse, la production de molécules organiques par transformation de molécules minérales (CO 2 et eau) et d'ions minéraux. La photosynthèse se caractérise par des échanges gazeux : à la lumière, du CO 2 est absorbé et de l'o 2 est rejeté. La photosynthèse se déroule dans les feuilles : la chlorophylle est indispensable à l'absorption de l'énergie

2 lumineuse. La photosynthèse est un phénomène cellulaire : elle se déroule dans des organites spécialisés, les chloroplastes, situés dans les cellules chlorophylliennes. Sche ma 3 : La photosynthèse 4. Toutes les cellules vivantes re alisent des transformations chimiques De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l intérieur des cellules : elles constituent le métabolisme. Certaines transformations chimiques permettent de produire de nouvelles molécules (photosynthèse par exemple), d'autres permettent de dégrader des molécules. La respiration permet de produire de l'énergie, en dégradant des molécules organiques en présence d'o 2. La respiration se caractérise par des échanges gazeux : de l'o 2 est absorbé et du CO 2 est rejeté. La respiration est un phénomène cellulaire : elle se déroule dans des organites spécialisés, les mitochondries. Sche ma 4 : La respiration Chapitre 3 : L'ADN, support de l'information ge ne tique 1. L'information ge ne tique est de finie par la se quence de l'adn L'ADN est une macromolécule constituée de deux brins enroulés formant une double hélice. Chaque brin est constitué d'une séquence de nucléotides. Un nucléotide est caractérisé par une des 4 bases azotées : Adénine (A), Thymine (T), Cytosine (C) et Guanine (G).

3 L'ordre de succession des nucléotides d'un brin constitue la séquence nucléotidique : c'est l'information génétique. Les 2 brins formant un ADN sont complémentaires : les bases azotées d'un brin s'associent avec celles de l'autre brin par des liaisons fragiles (liaisons hydrogène). A et T sont complémentaires ; C et G sont complémentaires. Sche ma 5 : Structure de l'adn 2. Les gènes sont re partis sur les chromosomes Dans une cellule, il existe autant de molécules d'adn que de chromosomes. Chaque chromosome contient plusieurs gènes. Un gène correspond à une partie de la séquence d'une molécule d'adn. Il intervient dans la réalisation d'un caractère. L'ensemble des gènes constitue le génome (environ gènes chez l'homme). 3. Les mutations modifient l'information ge ne tique Un gène peut exister sous plusieurs formes appelées allèles qui n'ont pas la même séquence nucléotidique. Les différences entre les séquences nucléotidiques des allèles sont la conséquence des mutations. Une mutation peut être le changement (substitution), la perte (délétion) ou l'ajout (addition) d'une ou plusieurs bases. Sche ma 6 : Mutations et allèles 4. L'information ge ne tique intervient dans le me tabolisme Selon l'information génétique d'un gène, une réaction de transformation du métabolisme peut être modifiée ou ne pas avoir lieu et conduire ainsi à un caractère modifié. Bilan : La cellule, unite du vivant Tous les êtres vivants unicellulaires (formés d'une seule cellule) ou pluricellulaires (formés de plusieurs cellules) sont constitués de cellules délimitées par une membrane et contenant une information génétique, l'adn. Les eucaryotes sont caractérisés par l'existence d'un noyau individualisé contenant l'information génétique et des organites compartimentés, c'est-à- dire délimités par une membrane. Ils sont situés dans le cytoplasme : - animaux et champignons : noyau, mitochondries - végétaux : noyau, mitochondries, chloroplastes Les bactéries sont des procaryotes sans noyau (l'adn est libre dans le cytoplasme) ni d'organites. A l'intérieur des cellules se déroulent des transformations chimiques constituant le métabolisme. Le métabolisme nécessite des échanges de matière et d'énergie avec l'environnement et fait intervenir l'information génétique de l'adn.

4 Sche ma 7 : Organisation cellulaire des êtres vivants Chapitre 4 : Biodiversite, e volution et parente du vivant 1. Les êtres vivants se re partissent en e cosystèmes Un écosystème correspond à l'ensemble des espèces peuplant un même milieu pour lequel elles sont adaptées. Il existe une grande diversité des écosystèmes aquatiques et terrestres en fonction des conditions de vie et des paramètres climatiques : température, humidité, luminosité Ex. forêt, rivière, océan 2. Diversite des espèces La biodiversité représente la diversité du vivant qui se caractérise par un nombre très important d'espèces. Les différentes espèces peuvent être classées en groupes en se basant sur des caractères communs liés à leur organisation anatomique. Il existe un très grand nombre d'espèces mais un nombre restreint de groupes. 3. Plan d'organisation des verte bre s Tous les vertébrés possèdent des caractères communs qui définissent le plan d'organisation des vertébrés. Les vertébrés possèdent tous un squelette interne avec un crâne contenant l'encéphale et une colonne vertébrale en position dorsale contenant la moelle épinière. Deux axes de polarité peuvent être définis : - axe antéro-postérieur (avant-arrière) : tête, tronc, queue - axe dorso-ventral : colonne vertébrale (dos), viscères (ventre) Il existe une symétrie bilatérale qui se traduit par des organes pairs (membres, yeux, poumons ). Sche ma 8 : Plan d'organisation des vertébrés 3. Parente s entre les espèces Le plan d'organisation similaire des espèces d'un groupe traduit une parenté. Les caractères communs sont hérités d'un ancêtre commun, les caractères nouveaux sont le résultat d'une évolution des espèces. Il existe différents degrés de parenté entre les espèces actuelles et fossiles, plus l'ancêtre commun est récent dans le temps, plus les espèces sont apparentées et partagent des caractères. Deux espèces sont d'autant plus apparentées qu'elles sont proches génétiquement, c'est-à-dire que leurs séquences d'adn se ressemblent. Sche ma 9 : Parentés entre espèces 4. La biodiversite est le re sultat de l'e volution Les mutations peuvent modifier les gènes et ainsi transformer ou créer des caractères. Au sein d'une population, la diversité des allèles peut évoluer de façon aléatoire (hasard) : c'est la dérive génétique. Le milieu peut également modifier la diversité des allèles, c'est la sélection naturelle : un allèle défavorable peut disparaître, un allèle favorable peut devenir majoritaire Les modifications de l'information génétique expliquent : - la grande diversité génétique des individus à l'intérieur d'une espèce - l'apparition, l'évolution ou la disparition d'espèces.

5 Exercices et comple ments Retrouvez le cours, les TP et les corrigés sur le site : Chap.1 1- Conditions de vie extrêmes sur Terre, Livre p.17, youtube : mots-clés "fumeur noir fosse des mariannes" 2- Zone habitable : Livre p.19 Chap.2 3- Livre, ex. 8 p Respiration et mitochondries Les levures sont des champignons unicellulaires. On étudie deux souches de levures : la souche G et la souche P. On mesure l'évolution de la quantité de dioxygène (O 2) d'un milieu contenant des levures, avant et après injection de glucose. On obtient les résultats suivants. La souche G consomme de l'o 2 en permanence. La souche G ne consomme de l'o 2 qu'en présence de glucose. La souche G consomme de l'o 2 uniquement en absence de glucose. La souche P ne consomme pas d'o 2. La souche P consomme de l'o 2 en présence de glucose. La souche P consomme moins d'o 2 que la souche G. L'observation au microscope électronique (MET x40.000) permet d'identifier, dans les cellules de levure, des organites appelés mitochondries. Levures G : mitochondries abondantes Levures P : mitochondries rares Mettre en relation les informations tirées des documents de façon à montrer que les mitochondries sont indispensables à la respiration. Chap.3 5- Structure de l'adn, Livre p Livre doc.2 p.56, question 2 des pistes d'exploitation. Livre doc.1 et 2 p.58, question 1 des pistes d'exploitation. N = Noyau / M = Mitochondrie Bilan 7- Organisation cellulaire : Livre p QCM sur internet : Chap.4 9- Biodiversité à l'échelle de la planète : Livre p.72-73, questions 1 à Livre, ex.6 p Action de l'homme sur la biodiversité : Livre doc.2 p Livre, ex.6 p.101