Programme de l'enseignement scientifique en 1L

Programme de l'enseignement scientifique en 1L

 

La représentation visuelle du monde

 

La représentation visuelle que nous avons du monde extérieur est le fruit d'une construction cérébrale à partir des signaux lumineux que capte notre œil. Ces signaux lumineux nous parviennent, soit par l'intermédiaire d'appareils optiques qui produisent des images intermédiaires, soit directement, l'œil - appareil optique produisant une image sur la rétine - écran. On analyse dans un premier temps les images formées par des lentilles simples, puis on caractérise quelques défauts de l'œil, enfin, on aborde quelques notions relatives à la vision colorée. Dans sa composante SVT, ce thème vise à donner quelques éléments de connaissance sur la formation et la propagation du message nerveux. Il conduit à souligner l'importance des phénomènes d'intégration qui participent à cette construction cérébrale. Il souligne enfin que chaque cerveau est unique. En effet, bien que construit sur les mêmes bases morpho-anatomiques et fonctionnelles; dans une espèce donnée, le cerveau diffère dans le détail d'un individu à l'autre, notamment en raison de la plasticité neuronale qui se manifeste au cours de l'apprentissage et modifie l'organisation des réseaux de neurones responsables de son activité. Ce thème peut constituer une base concréte intéressante pour une approche ultérieure de la différence individuelle de perception du monde en cours de philosophie en classe de terminale L.

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN SVT

NOTIONS ET CONTENUS

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN PC

 

- Enregistrement de la propagation de signaux électriques dans le nerf

 

 

 

Le message nerveux provenant de la rétine est propagé par les fibres du nerf optique sous forme de signaux électriques.

Limites : L'ultrastructure des cônes et des bâtonnets ; l'analyse détaillée de l'activité électrique des cônes il des bâtonnets ; la décomposition et la synthèse des pigments photosensibles ; le rôle des cellules pigmentaires, des neurones bipolaires : horizontaux et gangIionnaires, ne sont pas au programme.

Les voies visuelles

Les messages nerveux véhiculés par les fibres du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortex visuel occipital.

Les fibres du nerf optique communiquent avec le relais cérébral au niveau des synapses par un message chimique. Toute perturbation du fonctionnement des synapses sous l'action de substances chimiques a des conséquences sur le fonctionnement des neurones.

Physique - chimie. Œil réduit, défauts et corrections

Eléments optiques constituant l'œil ; formation de l'image sur la rétine et nécessité de l'accommodation.

Punctum proximum et punctum remotum.

Défauts de l'œil. Principe de correction de ces défauts par association de lentilles minces ou par modification de la courbure de la cornée.

Limites : myopie, hypermétropie et presbytie sont les seuls défauts envisagés.

 

Physique - chimie. Lumières colorées, couleurs des objets

Déviation des rayons optiques par un prisme. Domaine spectral de la lumière blanche, IR et UV. Radiations monochromatiques. Synthèse soustractive. Couleur des objets.

Couleurs complémentaires.

 

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN SVT

NOTIONS ET CONTENUS

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN PC

 

 

SVT Le cerveau : un exemple d'intégration des signaux.

Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel (couleur, direction du mouvement, reconnaissance des formes). D'autres aires corticales participent à l'élaboration de la perception visuelle (cortex temporal, pariétal ... ). Les différentes aires du cortex visuel échangent en permanence des informations qui permettent une perception visuelle globale des objets. L'organisation générale du cortex visuel est la même pour tous (déterminisme génétique). Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation différente des réseaux de neurones corticaux qui fait qu'aucun cerveau ne voit le monde exactement comme un autre.

Limites : le corps genouillé latéral et les strutures des aires corticales ne sont pas au programme.

 

Physique - chimie. Apparences de la perception visuelle

Le cerveau joue un rôle dans l'interprétation de l'information lumineuse reçue. Il est soumis à des illusions géométriques ou liées au temps. Le dioptre et la réflexion sont choisis pour illustrer les illusions géométriques ; les expériences de stroboscopie, les illusions liées à la succession temporelle des images. Dioptre, surface de séparation de deux milieux réfringents. Réflexion. Conditions de transmission de la lumière dans un autre milieu réfringent. Réflexion totale. Principe d'observation d'un mouvement apparent ou d'immobilité apparente : ralenti, projection cinématographique.

Limites : la relation de Descartes pour la réfraction est hors programme ; toute approche quantitative est à exclure en stroboscopie.

 

 

- Déviation d'un pinceau lumineux à la surface de séparation air-eau, par une lame à faces planes et parallèles.

- Etude qualitative de la réfraction (milieux plus ou moins réfringents).

- Observation d'objets immergés dans l'eau, expérience du bâton brisé.

- Mesure approchée d'un indice réfraction.

- Propagation de la lumière dans milieu à indice variable.

- Détermination approchée de la durée de persistance des impression rétiniennes.

- Observation en éclairage stroboscopique.

- Vision stéréoscopique et illusions d'optique.

- Dessin animé, construction d'un zootrope.

- Disque de Newton.

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN SVT

NOTIONS ET CONTENUS

ACTIVITES ENVISAGEABLES EN PC

 

SVT. Comportements alimentaires et satisfactions des besoins

Choisir ses aliments

Les aliments comportent des substances minérales et organiques en proportions diverses. L'eau est un aliment essentiel. L'appétence alimentaire nécessite la mise enjeu de plusieurs fonctions sensorielles.

Evaluer ses besoins

La ration alimentaire dépend de plusieurs paramètres (âge, sexe, intensité de l'activité, caractéristiques morphologiques et physiologiques). L'équilibre nutritionnel est à la fois qualitatif et quantitatif

Analyser les conséquences d'une ration déséquilibrée

La prise alimentaire ne coïncide pas toujours avec les besoins nutritionnels. Les déséquilibres alimentaires, fréquemment liés au contexte socio-économique, ont des effets néfastes sur la santé.

 

Physique - chimie. Points de vue de la chimie sur quelques aliments

Les eaux naturelles

Les eaux de source.

Composition chimique d'une eau minérale; diversité.

Dureté d'une eau et conséquences.

Limites : l'écriture des réactions chimiques mises en jeu dans les dosages n 'est pas une compétence exigible.

 

 

Des eaux naturelles à l'eau potable

Le cycle de l'eau dans la nature; enjeux planétaires.

Critères physicochimiques de potabilité.

Opérations de traitement d'une eau naturelle: purification,

 

 

 

Les oligoéléments

Les oligoéléments : présentation, ordre de grandeur des teneurs en minéraux, sources, rôle, apports nécessaires; différence entre \"oIigoélément\" et \"macroélément\".

Limites : l'étude des macroélément (Na,K,Ca, Mg et P) n'est pas envisagée.

 

 

 

 

Les glucides

Hydrolyse, réaction de polycondensation de l'amidon, macromolécules, tests de l'amidon et du glucose. Les principales étapes de la panification.

On se limitera à la présentation de l'amidon, du glucose, du saccharose et du fructose.

 

 

 

 

SVT. Production alimentaire et environnement

Quantifier les productions alimentaires

La production végétale est à la base de la production animale et d'une partie de la production humaine. La production de la matière animale nécessite une production végétale quantitativement importante.

Analyser le fonctionnement d'un agrosystème et ses conséquences environnementales

Un agrosystème est un système déséquilibré dont l'exploitation intensive nécessite un entretien. Cet entretien permet de lutter par différents moyens contre les parasites, les ravageurs et les plantes adventices. L'apport d'engrais une productivité accrue. Les conséquences des apports exogènes (engrais, pesticides) sur un agrosystèrne induisent des \"déséquilibres biologiques\" et des pollutions qui peuvent nuire à la santé humaine et animale.

- Construction d'une pyramide des biomasses.

 

 

 

 

SVT. Production alimentaire et environnement

Quantifier les productions alimentaires

La production végétale est à la base de la production animale et d'une partie de la production humaine. La production de la matière animale nécessite une production végétale quantitativement importante.

Analyser le fonctionnement d'un agrosystème et ses conséquences environnementales

Un agrosystème est un système déséquilibré dont l'exploitation intensive nécessite un entretien. Cet entretien permet de lutter par différents moyens contre les parasites, les ravageurs et les plantes adventices. L'apport d'engrais une productivité accrue. Les conséquences des apports exogènes (engrais, pesticides) sur un agrosystèrne induisent des \"déséquilibres biologiques\" et des pollutions qui peuvent nuire à la santé humaine et animale.

Des processus biologiques contrôlés par des hormones

Cycle menstruel, cycle ovarien

Chez la femme, à partir de la puberté et jusqu'à la ménopause, la physiologie sexuelle s'inscrit dans un cycle menstruel.

L'activité ovarienne est sous le contrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire dont le fonctionnement est contrôlé par l'ovaire lui-même (rétro-contrôle négatif exercé par les hormones ovariennes) et par des stimuli d'origine interne ou externe.

L'ovaire contrôle le cycle utérin, ce qui synchronise l'ovulation et la réceptivité utérine à l'implantation de l'embryon.

L'augmentation pré-ovulatoire de la sécrétion des œstrogènes exerce un rétro-contrôle positif sur l'axe hypothalamo-hypophysaire et penne d'assurer le synchronisme entre la maturation folliculaire et la commande hypophysaire de l'ovulation.

Limites : sécrétions pulsatiles des hormones ne sont pas au programme.

La production de gamètes mâles

Chez l'homme, la production des gamètes mâles est continue de la puberté jusqu'à la fin de la vie. L'activité testiculaire est sous le contrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire.

Limites : l'étude di des différentes étapes de la spertaogénèse est hors programme.

Rencontre des gamètes

La rencontre des gamètes est conditionnée, au moins en partie, par la qualité de la glaire cervicale.

La fécondation a lieu dans le tiers supérieur des trompes et n'est possible que pendant une brève période après l'ovulation.

Limites : la description détaillée des phénomènes cytologiques de la fécondation n'est pas au programme.

Début de la grossesse

Après fécondation et nidation, la sécrétion de l'hormone HCG par le tout jeune embryon permet la poursuite de l'activité du corps jaune et, par conséquent la sécrétion de progestérone indispensable au maintien de la muqueuse utérine au début de la grossesse.

Les tests de grossesse consistent à détecter cette hormone dans les urines.

Maîtrise de la reproduction

Régulation des naissances

La contraception hormonale féminine s'appuie sur l'ensemble des connaissances sur le déterminisme hormonal de la physiologie sexuelle. La contraception hormonale masculine est encore à l'état de recherche. On ne peut donc parler d'application médicale.

Outre la prise d'une contraception hormonale par la femme, le couple petit utiliser d'autres moyens contraceptifs visant à empêcher la rencontre des gamètes ou l'implantation de l'embryon. En cas d'échec de la contraception, l'interruption volontaire de grossesse (IVG) reste un ultime recours.

Aide médicalisée à la procréation

Le suivi de la grossesse :

Pendant toute la période de la grossesse, la femme et le fœtus sont médicalement surveillés grâce à différents moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies et, si nécessaires, amniocentèse ou choriocentèse ... ). En cas de dépistage d'une anomalie grave du fœtus, diverses mesures peuvent être mises en œuvre, qui peuvent aller jusqu'à proposer une IVG thérapeutique.

Infertilité et procréation médicalement assistée :

Les causes d'infertilité d'un couple sont diverses et touchent aussi bien l'homme que la femme. Les dosages hormonaux fournissent des renseignements sur l'activité des gonades et du complexe hypothalamo-hypophysaire.

Différentes techniques médicales peuvent apporter une solution (l'insémination artificielle, la FIVETE, l'ICSI).

Le développement de ces techniques nouvelles posent des questions éthiques.

De l'information génétique au phénotype - Applications

Des phénotypes à différents niveaux d'organisation du vivant

Le phénotype peut se définir à différentes échelles : macroscopique, cellulaire et moléculaire.

La relation entre ADN et protéines

Les gènes sont des segments de la molécule d'ADN codant pour des protéines. La séquence des nucléotides dans l'ADN gouverne la séquence des acides aminés dans la protéine selon un système de correspondance, le code génétique. Les propriétés des protéines dépendent de leur séquence respective en acides aminés. Ces protéines, en régissant la structure et les activités cellulaires, contribuent à l'établissement du phénotype.

La modification du génotype d'un organisme par transgènèse qui permet de produire de nouvelles protéines repose sur l'universalité du code génétique.

Limites : seuls sont traités les exemples permenant l'acquisition des notions d'échelle d'observation des phénotypes. On ne parlera ici que des parties codantes ds génes. Les mécanismes de la transcription de la traduction sont hors programme.

 

Complexité des relations entre génotype et phénotype - Applications

- Un phénotype macroscopique donné résulte de processus biologiques gouvernés par l'expression de plusieurs gènes. La mutation de l'un seulement de ces gènes peut altérer ce phénotype. Un même phénotype macroscopique peut donc correspondre à plusieurs génotypes.

- La réalisation d'un phénotype macroscopique dépend de l'interaction de plusieurs gènes entre eux et avec les facteurs de l'environnement.

- Médecine prédictive et diagnostic prénatal ont pour but de détecter la présence de certains allèles chez un individu.