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Chapitre 2

Des biodiversités connectées à l’espèce humaine

Lien vers le Livre Bordas


Cours 1

Cours 2

Cours 3

Cours 4

Cours 5

Cours 6

Cours 7

Cours 8

I Une biodiversité au sein du corps humain :

Microorganismes et santé

I.1 Les micro-organismes pathogènes


500 000 morts par an en 2013 / 627 000 en 2020.

198 000 000 de personnes ont été infectées en 2013 / 241 000 000 en 2020

I Une biodiversité au sein du corps humain : Microorganismes et santé

Cours 1 : I.1 Les micro-organismes pathogènes

Vidéo d'introduction

Problème I.1 Comment expliquer l’infection d’autant de personnes en 1 an ?

A partir des vidéos, des p 272/273 et des observations au microscope (dont vous ferez des captures d'écran), TRACER un schéma du cycle évolutif de l’agent pathogène du paludisme.

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Video 2

Bilan I.1 Les micro-organismes pathogènes (transmission, propagation, protection)


Certaines maladies causées par des agents pathogènes sont transmises directement entre

êtres humains ou par le biais d’animaux tels que les insectes (maladies vectorielles).
Les agents pathogènes (virus, certaines bactéries ou certains eucaryotes) vivent aux dépens d’un autre organisme, appelé hôte (devenu leur milieu biologique), tout en lui portant
préjudice (les symptômes).

La propagation du pathogène se fait par changement d’hôte. Il exige soit un contact entre hôtes, soit par le milieu ambiant (air, eau), soit un vecteur biologique qui est alors l’agent transmetteur indispensable du pathogène (il assure la maturation et/ou la multiplication du pathogène et rend possible son cycle évolutif).

Le réservoir de pathogènes peut être humain ou animal (malade ou non : il peut être porteur sain). La propagation peut être plus ou moins rapide et provoquer une épidémie (principalement avec des virus).

La connaissance de la propagation du pathogène (voire, s’il y en a un, du vecteur) permet d’envisager les luttes individuelles et collectives.

Pour la prophylaxie ( protection, prévention…), les comportements individuels et collectifs permettent de limiter la propagation (gestes de protection, mesures d’hygiène, vaccination, etc.).
Le changement climatique peut étendre la transmission de certains pathogènes en dehors de leurs zones historiques.

Cours 2 I.2 Les moustiques et la diversité du vivant


L'insecticide va s'attaquer au système nerveux du moustique

Remarque : il est possible de tuer ces moustiques

Pulvérisation d'insecticide sur un zone marécageuse

Organisation du système nerveux d'un moustique chez qui tout va bien. Il peut bouger grâce à des synapses neuromusculaire

Ces 5 étapes sont nécessaires pour qu'il puisse bouger et survivre

Consigne : rédiger 8 phrases pour les 8 étapes schématisées

Le rond NOIR correspond à l'insecticide : le moustique meurt car il ne peut plus bouger

Le fonctionnement d'une synapse en vidéo

Pb I.2 Comment expliquer cette résistance ?


  • Hypothèse et Stratégie. (vues en classe)
  • Lien vers la banque de séquences d'ADN. Comparer AcheS et AcheR (les adn entre eux et les protéines entre elles)

  • Consigne 1 Faire une capture d'écran de la comparaison, rédiger vos confrontations entre vos attentes et les résultats. Inscrire vos nom, prénom et imprimer

On remarque que certains moustiques ne sont pas sensibles aux carbamates

  • Vidéo pour mieux comprendre ce qu'il s'est passé à l'échelle de la population de moustiques.
  • Consigne 2 expliquer ce qu'il se passe à l'échelle d'une population (Utiliser le mot biodiversité)

Bilan I.2 Les moustiques et la diversité du vivant

Le terme de biodiversité est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles, depuis les variations entre membres d'une même espèce (diversité génétique) jusqu'aux différentes espèces et aux écosystèmes composant la biosphère).
La notion d’espèce, qui joue un grand rôle dans la description de la biodiversité observée, est un concept créé par l’être humain.
Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique. Différents allèles d'un même gène coexistent dans une même population, ils sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations.

Remarque. Toutes les populations d'êtres vivants évoluent en ce moment ( chacune à leur rythme).

I.3 l’évolution passée de la biodiversité.

Dans cette vidéo, des bactéries se développent sur un support. On change les conditions de vie à chaque rectangle. Seules certaines survivent et sont à l'origine d'un nouveau groupe. l'apparition de plusieurs dizaines d'espèces se fait en 10 jours

Pb I.3 Comment l’étudier pour le passé lointain ?

Il nous faut des indices : voir page suivante pour des rappels de collège

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Mais est-ce que cette évolution est récente ou alors a-t-elle commencé il y a longtemps ?

suite

Rappel de collège sur la fossilisation

Les fossiles ne sont que des
_ _ _ _ _ _ _ _ _

Certains modèles d'exposition du museum d'histoire naturelle de Paris sont même des moulages fabriqués par les humains à partir de vrai fossiles découverts dans d'autres pays.

C'est grâce à la profondeur et à leur radioactivité que l'on peut connaître l'âge de leur enfouissement

Info

Consigne 1 : rédiger un paragraphe expliquant la formation d'un fossile

Suite

Return

Des extraits du sol sont à observer à la loupe binocculaire A : 66 millions d'annés.

B : 61 millions d'années.

Il faut comparer cette observation avec des photos donnant les noms des êtres-vivants qui risquent d'être observables dans ce sous-sol.

Les deux lames données ont des âges différents. On peut alors décrire les biodiversités de ces deux époques.

On doit enfin conclure sur l'évolution de la biodiversité à cet endroit

Observation

Comparaison

Identification et datation

Conclusion

Stratégie pour mettre en évidence cette évolution passée

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Consigne 2 : détailler l'évolution entre l'époque A et l'époque B

Bilan

Return


Loupe Binoculaire



Bien observer les formes des empreintes de coquillages pour faire la différence entre les 3

Voir la p 100 du livre

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Les couches se sont superposées depuis des millions d'années; on peut dire quel être vivant était présent avant les autres.

Bilan 1.3 L’évolution de la biodiversité

La biodiversité évolue en permanence. Cette évolution est observable sur de courtes échelles de temps, tant au niveau génétique que spécifique.
L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant. Ainsi, les organismes vivants actuels ne représentent-ils qu’une infime partie des organismes ayant existé depuis le début de la vie.
Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité (extinctions massives suivies de diversification).
Notions fondamentales : espèces, variabilité, crise biologique, extinction massive et
diversification.

Return

plus fréquent

chez les enfants nés par césarienne

moins fréquent

chez les enfants nés par les voies naturellles

Remarque : des parents consultent leur médecin car leur nourrisson d'un mois souffre régulièrement de diarrhées .

Il a des maux de ventre associés à un gonflement par accumulation de gaz dans le tube digestif. Les coliques sont liées à des problèmes de digestion mais les parents assurent ne donner que du lait maternel à leur nourrisson.

Besoin de bactéries dans le tube digestif

I.4 Le microbiote Humain

Pb I.4 Comment expliquer cette diarrhée ?

Next

Téléchager cette présentation :

S'aider du livre

Rappel : ce que permet la digestion

La digestion consiste à couper les gros aliments en petites molécules : les nutriments, pouvant passer dans la circulation sanguine.

P 274 à 277

La digestion du lactose par un nourrisson

Proposer une hypothèse à partir de ces documents et imaginer l'expérience à faire pour la valider pour le nourrisson

Téléchager ces séquences d'ADN

Le gène de la lactase de quelqu'un qui digère bien et du nourrisson

Comparer ces séquences sur ce site

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/

La digestion chez les bébés

La digestion débute dans la bouche puis dans l'estomac mais pour les nourrissons l'essentiel de la digestion du lait a lieu dans l'intestin grêle grâce aux cellules intestinales qui produisent des enzymes digestives .

Un tri entre les deux intestins

Tous les aliments sont digérés et absorbés vers le sang dans l'intestin grêle puis les déchets non absorbés rejoignent le gros intestin.

Ce que permet l'intestin

Cette partie du tube digestif est très riche en micro-organismes. Notamment en bactéries qui se nourrissent des restes d'aliments et produisent des molécules utiles pour l'organisme comme des vitamines .

A partir de tous ces documents et des pages 274 à 277, imaginer les tests expérimentaux à faire pour connaître les origines de ses diarrhées

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Expérience pour connaître la ou les causes de la diarrhée

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  • Les interactions entre hôte et microbiote jouent un rôle essentiel pour le maintien de la santé et du bien-être de l’hôte. La composition en microorganismes et la diversité du microbiote sont des indicateurs de santé.
  • Le microbiote se met en place dès la naissance et évolue en fonction de différents facteurs comme l’alimentation (présence de fibres) ou les traitements antibiotiques.
  • Notions fondamentales : symbiose ; hôte et microbiote ; unicité et diversité du microbiote ;habitudes alimentaires et évolution du microbiote ; microbiote maternel et construction de la symbiose hôte-microbiote ; compétition entre microbes.

Bilan I.4 Le microbiote humain représente l’ensemble des microorganismes qui vit sur et dans le corps humain.

  • Remarque . Il existe des diarrhées parfois mortelle. Elles sont causées par la bactérie Clostridium difficile. Bactérie déjà présente 2 % chez un humain qui va bien. Après une prise d’antibiotique, on trouve alors jusqu’à 50 % de cette bactérie avec l’apparition d’une nouvelle espèce toxique

I.5 La sélection naturelle entre microorganismes

  • Problème I.5 Comment expliquer cette apparition?

  • Hypothèse vue en classe

Stratégie : on modélise numériquement les hypothèses.

Suivre ce lien vers l'activité

  • Vous pouvez vous aider du livre p 278

Par pression de sélection naturelle, quand certains microorganismes du microbiote ont été éliminés, certains microorganismes normalement bénins du microbiote peuvent devenir pathogènes pour l’organisme notamment en cas d’affaiblissement du système immunitaire. Chez un être humain en bonne santé, la compétition entre les microorganismes permet d’éviter que l’un d’eux ne devienne pathogène.


Certaines bactéries ont des propriétés anti-inflammatoires. Les travaux sur le microbiote établissent des corrélations entre des compositions du microbiote et des pathologies. La modulation du microbiote ouvre des pistes de traitement dans certains cas de maladies.
Le microbiote des humains est universel. Il est commun à tous les hôtes qui ont les mêmes conditions de vie.

Bilan I.5 Le microbiote intestinal a un rôle indispensable dans l’immunité et dans la digestion.

Pb II.1 Comment expliquer la présence de ces êtres vivants dans un environnement qui leur convient ?

II 1 Sélection naturelle et influence de l’être humain

II Généralisations aux 3 échelles de biodiversité

Hypothèse déjà vue au collège...

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Beaucoup d'êtres vivants possèdent un cœur mais entre les espèces, ils n'ont pas la même organisation. Il y a donc une biodiversité entre les espèces


Même si les cerveaux humains se ressemblent tous. Au sein d'une espèce il y a une biodiversité car tous les individus sont uniques


Au sein d'un groupe, il y a plusieurs populations d'êtres vivants. Chaque groupe est unique. Même si nous avons tous les mêmes espèces dans nos intestins il y a une BIODIVERSITE des populations.

Stratégie

Vue en classe

Voir le livre p 174 pour vous aider

• On part avec 50 % de chaque couleur

• choisissez sans mutation
• Prendre la couleur d’écorce que vous voulez
• Quand les papillons volent, vous êtes un oiseau et vous mangez des papillons sans réfléchir (vous allez vite pour ne pas être trop exposés à d’éventuels prédateurs)
• Cliquer sur année suivante 3 fois de suite
• A la quatrième année, changer d’écorce
• A la fin de la huitième année, cliquer sur l’affichage des graphiques

Travail : faire une capture d'écran de votre graphique, le contronter à vos attentes et conclure

Rappel pour faire une capture d'écran. Appuyer en même temps sur Fn (en bas à gauche et Impecr (en haut à droite). Puis ouvrir LibreOffice et coller. Vous pourrez ensuite rogner.

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Bilan II 1 Sélection naturelle et influence de l’être humain

La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.


Notions fondamentales : maintien des formes aptes à se reproduire, hasard/aléatoire, sélection naturelle, effectifs, fréquence allélique, variation, population, ressources limitées.

De nombreux facteurs, dont l’activité humaine, provoquent des modifications de la biodiversité. (lire p 102 et 103)

Notions fondamentales : espèces, variabilité, crise biologique, extinction massive et diversification.

Un appauvrissement génétique dans certaines régions du monde

Problème II.2 Comment expliquer la répartition de l'allèle B ou A ?


II 2 Une autre force évolutive, la dérive génétique

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Vues en classe

Voir le livre p 116-117 pour vous aider

Rentrer les paramètres suivants :


20 individus,
3 allèles, nommés A, B et O,
probabilité de mutation de 0 %.

• Lancer le calcul sur 50 générations. Noter si un ou deux allèles sont fixés ou si les trois allèles persistent.
Un allèle est fixé quand sa fréquence dans la population atteint la valeur de 100 %
• Réinitialiser la simulation et relancer le modèle 9 fois.
Faire un bilan.
• Recommencer les 10 simulations avec un effectif de 100.
•Comparer les résultats

Travail : faire un tableau sur votre cahier avec vos résultats, le contronter à vos attentes et conclure

Hypothèse et Stratégie

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II 2 Une autre force évolutive, la dérive génétique

Bilan II.2 La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

Toutes les populations se séparent en sous-populations au cours du temps à cause de facteurs environnementaux (séparations géographiques) ou génétiques (mutations conduisant à des incompatibilités et dérives). Cette séparation est à l'origine de la spéciation.
Notions fondamentales : maintien des formes aptes à se reproduire, hasard/aléatoire,
sélection naturelle, effectifs, fréquence allélique, variation, population, ressources limitées.

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