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)
II-D Ontogenèse et reproduction (1e année)
II-D-1 Reproduction des organismes animaux et végétaux
Connaissances clés à construire : Commentaires, capacités exigibles :
La reproduction des organismes animaux et végétaux est une source de multiplication des individus. En outre, selon les mécanismes, elle participe plus ou moins à leur diversification.


Reproduction sexuée

La reproduction sexuée des organismes s'inscrit dans un cycle de reproduction.












Les modalités de rapprochement des gamètes sont diverses et peuvent être reliées avec le milieu et le mode de vie des organismes. Elles s'accompagnent fréquemment de phénomènes de tri qui jouent sur les processus de diversification.
D'une façon générale, les gamètes peuvent être libérés dans le milieu de vie et réalisent une fécondation externe (en milieu aquatique surtout), ou se rencontrer dans l'organisme femelle en une fécondation interne (lien avec le milieu aérien).

Chez les Angiospermes, en milieu aérien, la pollinisation permet le rapprochement des cellules impliquées dans une double fécondation. Après tri des tubes polliniques, la double fécondation conduit à l'évolution du sac embryonnaire en embryon, de l'ovule en graine et de la fleur en fruit.








La fécondation sensu stricto repose sur la fusion des gamètes et de leurs matériels génétiques ; les mécanismes cellulaires et moléculaires participent à assurer le caractère intraspécifique de cette fécondation et la diploïdie du zygote.


Reproduction asexuée

Certains organismes peuvent réaliser une reproduction asexuée, grâce au recrutement de structures variées, y compris le gamète femelle. Celle-ci peut assurer, dans des conditions favorables, une multiplication importante du nombre des individus, avec des conséquences ambivalentes sur la conservation de l'identique et la diversification.















Liens :
La multiplication est reliée à ses conséquences sur la dynamique des populations et des écosystèmes (2ème année : § III).
La diversification est reliée aux aspects génétiques et évolutifs (§ IV biodiversité).


- tracer les cycles d'une Angiosperme, d'un Polypode et d'un animal (à choisir parmi les exemples traités précédemment) ;
- placer sur ce cycle les éléments clés d'un cycle de reproduction : alternance de phases, alternance de générations, formation de spores ou de gamètes, fécondation, moment de la sexualisation, de la multiplication et de la diversification, lien au cycle des saisons… ;

La localisation de la formation des spores, des gamètes, des gamétophytes dans les organismes est connue, les mécanismes de leur formation ne sont pas au programme. L'exemple du Polypode ne doit servir qu'à présenter un cycle digénétique haplodiplophasique, avec des spores ou des gamétophytes facilement identifiables pouvant servir de référence.

- analyser les liens entre reproduction et milieu et mode de vie ;
- montrer et argumenter l'existence fréquente d'un tri des partenaires associé au rapprochement des gamètes et ses conséquences ;

- montrer que les modalités de rapprochement des gamètes sont liées au milieu et au mode de vie, en se limitant à deux exemples animaux (une espèce aquatique à vie fixée et une espèce réalisant une parade nuptiale permettant un choix de partenaire et préludant à un accouplement), ainsi qu'à trois exemples végétaux (Angiosperme, Fucus, Polypode) ;
- décrire la fleur des Angiospermes et les gamétophytes en liaison avec leur fonction dans la reproduction sexuée ;
- identifier différents types de pollinisation et les caractères des fleurs et des grains de pollen associés (lien § III-B) ;
- expliquer le principe de la double fécondation ;
- présenter les devenirs du sac embryonnaire fécondé, de l'ovule et de la fleur ; les étapes de ces évolutions ne sont pas exigibles ;

Liens :
Relier le système sporophytique d'autoincompatibilité et le brassage génétique lié à la reproduction sexuée (§ IV-C) ; le mécanisme moléculaire n'est pas au programme.

Mettre en relation l'organisation des gamètes mâles et femelle avec les modalités cellulaires de la fécondation.

On se limite au modèle Mammifère (en liaison avec le § D-2).




- relier la possibilité de reproduction asexuée à des caractéristiques de l'organisme (possibilité de dédifférenciation en particulier, réserves…) ;
- relier les caractéristiques de la reproduction asexuée à ses conséquences génétiques, biologiques, écologiques ;

On se limite à la reproduction asexuée des Angiospermes. La parthénogenèse peut être mentionnée mais non développée.

Liens :
Travaux pratiques
Si les travaux pratiques sont l'occasion de parcourir et d'analyser diverses modalités à la lumière des concepts visés, par contre, le nombre d'exemples utilisés en cours reste limité à ce qui peut servir l'illustration de ces concepts à l'exclusion de toute description exhaustive des modalités.
1ère année :
Mécanismes de la mitose (§ IV-B), méiose et diversification des génomes (§ IV-C), organisation de l'appareil végétatif des Angiospermes (§ IV-E).
2ème année :
Dynamique des populations (§ III-A)
II-D-2 Développement d'un organisme animal
Travaux pratiques (5 séances)
Classe de terrain
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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