I – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle
II – L'organisme : un système en interaction avec son environnement IntroII – L'organisme : un système en interaction avec son environnement

Cette partie aborde le vivant sous l'angle de l'organisme en s'appuyant sur des organismes animaux, puis en élargissant les exemples : son enseignement doit être relié aux autres parties de ce programme aussi explicitement que possible, pour éviter une vision « isolée » de l'organisme.
La première année identifie les différentes fonctions et appréhende leurs interrelations au sein d'un organisme. L'exemple d'un ruminant permet d'aborder les relations inter- et intra-spécifiques, prépare la place de cet organisme dans le fonctionnement des écosystèmes (§ III-B), et montre les interactions entre objectifs sociétaux (agronomie et technologie) et études scientifiques.
Le programme aborde la réalisation des fonctions à travers plusieurs exemples.
En première année, la reproduction aborde une première fonction ; elle prépare le lien avec d'autres échelles d'étude (§ III-A, IV-C…) et débouche sur le développement, qui relie le plan d'organisation à sa mise en place.
En seconde année, l'étude de la respiration exemplifie les mécanismes réalisant une fonction à différentes échelles d'étude et montre les relations entre organisation anatomique, fonction biologique et milieu de vie. Puis le contrôle du débit sanguin offre un exemple d'interrelations entre plusieurs systèmes de contrôle et de régulation au sein de l'organisme ; il montre comment l'intégration des diverses réactions autorise l'adaptation physiologique aux variations d'activité de l'organisme ou aux variations de milieu.
Les concepts des chapitres précédents sont ensuite généralisés à d'autres types d'organismes dont les Angiospermes. Plusieurs autres modèles, uni- ou pluricellulaires, montrent finalement la diversité des organismes, en préparant les aspects d'écologie (§ III-B) ou de phylogénie (§ IV-E) du programme.
II-A L'organisme vivant : un système physico-chimique en interaction avec son environnement (1e année)
II-B Exemple d'une fonction en interaction directe avec l'environnement : la respiration (2e année)
II-C Exemple d'intégration d'une fonction à l'échelle de l'organisme (2e année) IntroII – L'organisme : un système en interaction avec son environnement
II-C Exemple d'intégration d'une fonction à l'échelle de l'organisme (2e année)

Cette partie doit apprendre à montrer comment certains paramètres de l'organisme sont régulés (boucles de régulation) et comment des contrôles permettent l'adaptation de l'organisme à des situations particulières.
Ces réponses se font à différentes échelles de temps (court terme, moyen terme) et d'espace (réponses locales et globales). Elles font intervenir des communications intercellulaires par des voies nerveuses et humorales qui sont étudiées ici sur un exemple.
Connaissances clés à construire : Commentaires, capacités exigibles :



La circulation est un système de distribution à haut débit de nutriments, gaz, ions, hormones au sein de l'organisme.







Le coeur est une pompe qui met le sang sous pression ; il est à l'origine du débit sanguin global.


Le coeur présente un automatisme de fonctionnement, conséquence des propriétés du tissu nodal.












La pression artérielle moyenne est la résultante de paramètres circulatoires (débit et résistance vasculaire).







La pression artérielle moyenne est maintenue dans une gamme de valeurs restreinte, variable selon les individus et les conditions, par des mécanismes de régulation.






Dans le cas de l'adaptation à l'effort physique, les débits globaux et locaux sont modifiés.





Les boucles de contrôle forment en réalité des réseaux interconnectés. La réponse à une situation particulière comme l'hémorragie met en jeu différentes boucles de régulation et fait intervenir des mécanismes à différentes échelles temporelles.






Cette partie porte uniquement sur l'exemple du système circulatoire des Mammifères, essentiellement l'Homme.

- présenter l'organisation générale du système circulatoire : circulation systémique et circulation pulmonaire ;
- présenter les différents segments vasculaires (artères, artérioles, capillaires) sous leurs différents aspects anatomiques, histologiques, fonctionnels ;

Liens :
Travaux pratiques, § II-A, § I-C

- relier la description du cycle cardiaque au rôle de pompe du cœur ;
- mettre en relation débit cardiaque, fréquence et volume d'éjection systolique ;

- relier la localisation des structures impliquées dans l'automatisme avec la séquence de contraction ;
- expliquer le lien entre le rythme cardiaque et l'activité des cellules nodales (potentiel de pacemaker) ;
- établir le lien entre conductance ionique et variations du potentiel membranaire des cellules nodales ;
Le lien entre l'activité du tissu nodal et le déclenchement de la contraction des cellules musculaires cardiaques est simplement mentionné. Le mécanisme de contraction des cellules musculaires cardiaques n'est pas au programme.

Lien :
§ I-B

- définir la relation entre pression artérielle moyenne et pression artérielle différentielle ;
- présenter les relations entre les composantes de la pression artérielle, à l'échelle de la circulation générale comme à l'échelle de la circulation locale ;

Lien :
Physique : analogie avec un système électrique ; mécanique des fluides.

- décrire les fonctions des différentes composantes d'une boucle de régulation sur l'exemple du baroréflexe ;
L'organisation du système neurovégétatif n'est pas au programme.
- présenter et appliquer le concept de boucle de régulation ;
- savoir expliquer des dysfonctionnements par des interactions entre génotype et environnement ou par la sénescence, toutes les données étant fournies.
Aucun exemple n'est à mémoriser ;

- montrer comment à partir de variations associées au début de la période d'effort, à la période d'effort puis à la fin de cette période d'effort, des régulations sont mises en jeu ainsi que des modifications permettant d'adapter le fonctionnement de l'organisme aux différents contextes ;
- décrire les mécanismes du contrôle de la fréquence cardiaque par les cellules nodales jusqu'à l'échelle cellulaire et moléculaire ;

- présenter les conséquences des modifications du débit global et local sur la pression artérielle ;
- présenter les réactions à une hémorragie à différentes échelles de temps (court terme et baroréflexe, adaptation à long terme et catécholamines, système rénine-angiotensine, aldostérone, ADH) ;
L'organisation du rein et son fonctionnement ne sont pas au programme. Les mécanismes de contrôle de la soif ne sont pas au programme.

Pour les contrôles autres que celui de la fréquence cardiaque, les voies de transduction à l'échelle cellulaire ne sont pas au programme.
Travaux pratiques (1 séance)
II-D Ontogenèse et reproduction (1e année)
II-E Diversité morpho-fonctionnelle des Angiospermes (2e année)
II-F Diversité morpho-fonctionnelle des organismes (2e année)
III – Populations, écosystèmes, biosphère
IV – La biodiversité et sa dynamique




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