Module 1. Les fondements de la biologie. 1.1 A. Définitions et concepts de base de la biologie

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1 Module 1 Les fondements de la biologie 1.1 A. Définitions et concepts de base de la biologie La plupart des mots en science (et ailleurs) peuvent être divisés en suffixe et préfixe. Si on sait la signification des ces suffixes et préfixes, on peut alors déterminer le sens du mot sans savoir à regarder dans le dictionnaire. Exemple : Étymologie : étymo- vrai ou signification logie- étude Étude de la signification des mots. Technologie : techno ou technique - faire ou comment faire logie- étude Étude des moyens utilisés pour effectuer quelques choses d utile à la société. La technologie est donc l application des connaissances de la science. Par exemple, la science démontre comment certains virus causent des maladies et ces découvertes permettent la fabrication de médicaments pour combattrent ces virus. La télévision, l ordinateur et le téléphone cellulaire ne sont que quelques autres exemples de technologie. Cependant, il y a des limites à ce que la science peut faire parce que certaines choses que les scientifiques ont besoin pour faire leur travail ne sont pas encore inventées. Exemples : - dans les années 1400, Léonard de Vinci avait dessiné des plans détaillés d hélicoptère et d avions mais malheureusement personne ne savait comment fabriquer les pièces qu il avait besoin pour les construire. - au début des années 1900, Hergé, L'auteur des bandes dessinés de Tintin et Milou, à écrit une histoire intitulée «On a marché sur la Lune». Pourtant à cette époque on était bien loin de croire qu un jour cela pourrait arriver. Ce n est que vers la fin des années 1960 que Neil Armstrong a réellement mis le pied sur la Lune pour la première fois. **Biologie: Bio--- signifie vie logos pensée ou étude Étude des êtres vivants et de ceux qui l'ont déjà été. (Fossiles)

2 Travail: Que signifie le mot biotechnologie? Bio : Techno : Logie : Donc, la biotechnologie est Voici quelques suffixes et quelques préfixes. Donne la signification de ceux-ci et fabrique des mots et donne leurs définitions. Logie : Graphie : Cyto : Plasme : Culture : Derme : Zoo : Épi : Éco : Système : Mots et définitions : B. Quelques branches de la biologie Anatomie: Botanique: Cytologie: Génétique: étude des gènes Microbiologie: étude des petits êtres vivants (bactérie, etc) Écologie: étude des organismes et leur milieu : étude des maladies : étude des fonctions des parties d'un organisme : étude de la classification des organismes : étude des animaux

3 Peux-tu en nommer trois autres? C. La biologie en tant que science. Qu'est-ce que la science? C'est un système d'idées et de connaissances construit par l'humain. Ce sont des connaissances viables, issues d'un consensus de la communauté scientifique pour répondre à des questions à propos de phénomènes qui les intéressent. Ces connaissances sont influencées par des facteurs humains comme les croyances des chercheurs. La biologie fait aussi partie de ce phénomène. D. Interdépendance des sciences Les Les principes physiques d énergie, de force et de mouvement s appliquent à tous les objets y compris les êtres vivants. Également, lorsqu on étudie la composition d un être vivant, on constate que des connaissances sur la matière, les liaisons d atomes et de molécules sont aussi nécessaires pour bien comprendre la composition d une cellule et d un être vivant. E. Les niveaux d organisation Le mot organisme désigne un être vivant entier et indépendant. Cet être vivant peut être fait d une seule cellule (unicellulaire) ou de milliards de cellules (pluri ou multicellulaire). La cellule est donc l unité de base de tout être vivant. Toutes les directives concernant les activités de la cellule proviennent du code génétique (ADN). Ce code génétique comprend tous les plans nécessaires au bon fonctionnement de la cellule. Lecture «Les Enjeux de la Vie» 1.8 p.17,18,19 Répondre et /ou compléter : 1. Comme tous les objets, les êtres vivants sont faits de. 2. La, la et les ne sont pas considérés comme de la matière. 3. La principale caractéristique qui distingue la matière vivante de la matière inerte est. 4. Qu est-ce qu un organite?

4 5. Est-ce qu un organite est de la matière vivante? Justifie ta réponse. 6. Comment se nomme un ensemble d organite? (Réfléchis) 7. Comment se nomme un groupe de cellule semblable organisé pour accomplir une fonction précise? 8. Les yeux, les muscles, les racines et les feuilles sont des groupes de qui forment une. 9. Les organes qui travaillent ensemble pour accomplir des fonctions vitales sont regroupés dans des. 10. Maintenant que tu as fait ta lecture, essaie de faire un schéma ou un diagramme qui part de la matière jusqu à la construction d un être vivant. Non-vivant Matière Vivant Tissus = organisme - Tous les organismes ont besoin d énergie et de matière. - L énergie est nécessaire pour l accomplissement d un travail.. - C est la nourriture qui est le carburant des organismes. - Il y aura donc toujours une construction de nouveaux matériaux ainsi qu une destruction d anciens par réactions chimiques. - C est ce qui se nomme métabolisme. - Une construction rapide amène une croissance. - Lorsque la forme et l apparence d un organisme se modifie donc tout le temps; c est le développement. - Pour assurer la survie de l espèce il doit y avoir reproduction. - Lorsque les êtres vivants font face à des changements dans leur milieu (interne ou externe) ils ont la capacité de s adapter. Qu arriverait-il à un coureur qui ne pourrait pas transpirer?

5 F. Les caractéristiques communes des êtres vivants 1. Organisation cellulaire: tous les êtres vivants possèdent au moins une cellule qui effectue des fonctions organisées. 2. Irritabilité: 3. Métabolisme: réactions chimiques internes pour fabriquer des protéines et fournir de l énergie. 4. Besoin d'énergie: résultat des réactions chimiques internes. Tous les êtres vivants ont besoin d énergie pour survivre. 5. Nutrition: Tous les êtres vivants doivent se nourrir. Il y a deux catégories; a. AUTOTROPHES: producteurs de nourriture (ex: plantes) b. HÉTÉROTROPHES: consomme les autotrophes (ex: Humains, animaux) 6. Croissance et développement: 7. Entretien et réparation: tous les êtres vivants doivent remplacer les cellules mortes ou réparer celles qui sont endommagées. 8. Durée de vie: 9. Reproduction: afin d assurer la continuité de l'espèce, tous les êtres vivants doivent assurer leur reproduction. 10. Hérédité: les cellules contiennent le bagage génétique (ADN) qui sera le code de construction du descendant des parents. 11. Variation et adaptation: si un changement se produit dans le milieu, il faut immigrer vers un nouveau milieu, s'adapter ou disparaître. 12. Mouvement: locomotion, mobilité.

6 G. La démardche scientifique Pour arriver à solutionner certains problèmes ou répondre aux questions des scientifiques, il se doit d y avoir une façon de faire identique et utilisable par tous les scientifiques. Cette méthode est la démarche scientifique. Tu en as déjà entendu parler dans d autres cours de sciences mais aussi dans ton cours de mathématique (résolution de problème), en histoire (méthode historique), etc. Étape 1 : Identification du problème Étape 2 : Formulation d hypothèse Étape 3 : Conception d une expérience Étape 4 : Analyse des résultats Étape 5 : Interprétation des résultats Étape 6 : Conclusion H. Étapes les plus marquantes de la biologie Qui sont-ils et qu ont-ils fait? WILLIAM HARVEY ANTONY VAN LEEWENHOEK ROBERT HOOKE - 18ième siècle...edward JENNER - 19ième siècle...louis PASTEUR...ROBERT KOCH...GREGOR MENDEL - 20 ième siècle...deux canadiens BANTING et BEST ALEXANDER FLEMING

7 ...WATSON et CRICK 23 février 1997 Ian Wilmut..février 2000, identification du génome humain Travail dans le livre «Les enjeux de la vie» Écrire les questions et la bonne réponse. p , 1 à 20, 21, 22, 26, 28, 31 Correction 1.2 Diversité de la vie sur la Terre A. L origine de la vie sur Terre - La biosphère est la partie de la Terre et ses environs où on retrouve de la vie. Donc, elle s étend du fond des océans jusqu'à plusieurs kilomètres au-dessus de sa surface. - Maintenant les organismes sont organisés à l intérieur d écosystèmes qui sont des systèmes résultants de l interaction entre tous les organismes d une région avec leur environnement. - Dans ces écosystèmes, on retrouve des plantes qui sont des producteurs. Elles font leur propre nourriture en utilisant le C02, la lumière et l eau pour en faire des sucres (C 6 H ). C est le phénomène de la photosynthèse. - Ces plantes servent de nourriture pour les consommateurs (ceux qui mangent les plantes tels les animaux et les humains). - Depuis le début de la vie sur Terre, les organismes ont évolués. C est-à-dire que graduellement il y a eu des changements génétiques à l intérieur de la population (organismes de la même espèce). B. Les fossiles p. 31 «Enjeux de la Vie» Qu est-ce qu un fossile? 1. Quelles sont des exemples de fossiles?

8 2. Quelles sont les deux façons d identifier l âge d un fossile et comment se nomme chacune de ces méthodes? 3. Quel est l atome radioactif qui nous permet de déterminer l âge d un fossile jusqu à ans? 4. Que signifie extinction? 5. Quelle est l âge des plus anciens fossiles bactériens? 6. Depuis combien de temps l humain moderne est-il sur le Terre? C. L évolution - L évolution est l ensemble des changements génétiques ou variations génétiques dans une population. - Les variations avantageuses pour la survie sont transmises à la prochaine génération. - Ce phénomène fait partie de la sélection naturelle. (Biologie 11, p ) Exemples de variation : tous les humains ne sont pas la même grandeur et ne courent pas tous à la même vitesse. Ceux qui vont en profiter, vont transmettre ces gènes à la prochaine génération. 1.3 Système de classification A. Pourquoi a-t-on besoin d un système de classification? Depuis le début des temps, l humain a toujours cherché à classifier tout ce qui l entoure. Nous classifions nos vêtements, nos livres, nos ustensiles, etc. La classification est l action de grouper des objets à des fins utiles, ou tout simplement pour nous faciliter la vie. La taxinomie (taxis : disposition et nomos : loi) est la science de classification et dans notre cas, la classification des organismes.

9 Le but d une telle classification est de démontrer que certains êtres vivants sont apparentés et d autres moins. Par exemple, une tasse en porcelaine et un verre servent à prendre du liquide mais la tasse est beaucoup près des caractéristiques de l assiette de porcelaine que le verre. De plus, une abeille et un oiseau possèdent des ailes mais ne possèdent que très peu de caractéristiques communes. Donc, pour arriver à faire de la classification et à identifier un organisme, il nous faut beaucoup de détails. B. La nomenclature binomiale (à deux taxons) - CARL VON LINNÉ ( ) créa un système de classification 300 ans passés et qui est encore utilisé de nos jours. - Dans sa classification, tous les organismes portent un nom composé de deux mots d origine grec ou latin. - Ainsi, le chat domestique devient Felis domesticus - Le chien domestique devient le Canis familiaris. - Permet aux scientifiques de se comprendre peut importe où ils habitent dans le monde et peut importe quelle langue ils parlent. Exemple : Couguar, puma, lion de montagne sont tous des noms différents désignant le même animal. Le premier des deux termes dans la nomenclature binomiale est le genre (groupe d espèce semblable) et peut comprendre plusieurs espèces. Exemple : Dans le genre Canis on retrouve Canis lupus (loup), Canis latrans (coyote) ou encore Canis familiaris (chien domestique). Le deuxième mot est l espèce. L espèce est un ensemble d êtres vivants qui partagent plusieurs caractéristiques et qui peuvent se reproduirent afin d assurer une continuité. Lorsqu on écrit la nomenclature binomiale, le genre s écrit avec une majuscule au début et le second avec une minuscule et les deux s écrivent en italique ou sont soulignés. Exemples : Juglans nigras.noyer noir d Amérique Aix sponsa...canard branchu Aix galericulata canard mandarin Felis domesticus chat domestique

10 C. Les autres taxons Si on considère que dans le règne animal il y a en autre l abeille, le requin, le cheval, le chien et l huître et qu ils ne se ressemblent pas tellement, on doit avoir une façon de les catégoriser quand même. Le cheval ressemble plus au chien qu au requin mais il ressemble plus au requin qu à l huître. Il nous faut d autres sous catégories nommés taxons. Nous avons vu que les organismes d espèces semblables se regroupent dans un genre et bien le genre semblable se regroupe aussi en famille. Les familles semblables en ordre, les ordres en classe, les classes en embranchement et finalement l embranchement en règne. Le règne est le taxon le plus vaste et le plus général tandis l espèce constitue le taxon le plus précis parce qu il est composé d une seule sorte d organisme. Aujourd hui, on parle aussi de phylogénie, c est-à-dire qu on place l histoire de l évolution des espèces dans un organigramme. («Enjeux de la Vie» p ) Références : Biologie 11 p Enjeux de la Vie p Exemple de la classification complète Chien : Canis familiaris Règne Embranchement Classe Ordre Famille Genre Espèce animaux chordés mammifères carnivores canidés canis familiaris Expérience de classifications pratiques

11 D. Les règnes Le règne des monères : Tous les monères sont et n ont pas de noyau. Les cellules qui n ont pas de noyau sont nommées cellules. Ces cellules sont les formes de vie les plus anciennes retrouvées sur la Terre. On a retrouvé des fossiles de bactéries datant de 3,5 milliards années. Il y en a plus de espèces. Plusieurs monères ont un qui sert au déplacement. Certaines bactéries produisent leur nourriture par et d autres pas. Le règne des protistes : Il y a aussi des êtres vivants qui possèdent des caractéristiques végétales, animales et des champignons. On a donc fait un nouveau règne pour eux. Se sont des cellules (ayant un noyau) qui n ont pas de système complexe et qui généralement vivent dans l eau ou près de l eau. Ils sont producteurs ou consommateurs. Certains ont un flagelle. Il y a entre e+ Depuis peu, les champignons ont leur propre règne. Avec l expérience, on s est aperçu que les moisissures et les champignons que l on classait dans les plantes, ne se nourrissaient pas par photosynthèse, mais bien par. Donc, un nouveau règne fut créé. Ils sont eucaryotes unicellulaire ou pluricellulaire, qui ne peuvent se déplacer. Ils ne possèdent pas de flagelle mais on une paroi cellulaire. Il y en a plus de espèces. Le règne des végétaux; Aristote les avait divisé en herbes, plantes et arbres. Aujourd hui on les divise sous mousses, fougères, conifères et plantes à fleurs. Les végétaux sont des organismes eucaryotes pluricellulaires. La plupart sont des producteurs et possèdent une paroi cellulaire plus solide pour se protéger. Le règne des animaux, Aristote les divisa selon où ils vivaient, c est-à-dire ceux qui vivaient sur la terre, dans l eau et dans l air. Aujourd hui on les regroupe sous mammifères, oiseaux et reptiles, et poissons, étoile de mer, arthropodes, mollusques et vers, et finalement méduses et éponges. Tous les animaux sont eucaryotes, pluricellulaires et. Il en existe plus de un million d espèces. Travail «Les Enjeux de la Vie» p à 10, 13,14,15,16,17,18,20,22,30

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