I – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle
II – L'organisme : un système en interaction avec son environnement
III – Populations, écosystèmes, biosphère IntroIII – Populations, écosystèmes, biosphère

La dynamique des populations repose tout d'abord sur la capacité des êtres vivants à se reproduire mais aussi à se développer (§ II-D). En abordant progressivement les échelles supérieures à celle de l'organisme (population, communauté, écosystème, biosphère), cette partie amène à construire des représentations dynamiques des systèmes vivants. Les modèles construits reposent sur des approches à la fois qualitatives et quantitatives, en lien étroit avec les autres parties du programme. Elles visent à rendre compte du fonctionnement de ces systèmes, de leur évolution, de mieux comprendre les conséquences des activités humaines pour servir de support à des projections destinées entre autres à éclairer les décisions visant une gestion systémique et intégrée du vivant.
III-A Les populations et leur dynamique (2e année)
III-B Les écosystèmes, leur structure et leur fonctionnement (2e année)
III-C Flux et cycles biogéochimiques : l'exemple du carbone (2e année)
Connaissances clés à construire : Commentaires, capacités exigibles :
Un élément comme le carbone se trouve dans différents réservoirs : biomasse vivante et fossile, carbone oxydé (dioxyde de carbone CO2, monoxyde de carbone CO et carbonates dissous ou précipités), méthane.





Des flux physico-chimiques et/ou biotiques relient ces réservoirs, qui diffèrent par le temps de séjour de l'élément. Les organismes vivants ont un rôle majeur dans les équilibres de dissolution et de précipitation des carbonates.










Le cycle du carbone est lié à d'autres cycles et contribue à des paramètres globaux comme le climat.




L'homme est désormais un agent déterminant de la dynamique du cycle du carbone.




- définir un réservoir ;
- énumérer les principaux réservoirs du carbone, ainsi que l'ordre de grandeur de leurs tailles respectives ;
- représenter un cycle biogéochimique du carbone ;
Limites : la taille exacte des réservoirs et les réservoirs marginaux ne sont pas attendus.

Lien : métabolisme énergétique (§ I-C)

- connaître un exemple de réservoir créé et détruit de façon biotique et abiotique : le méthane externe (le détail des mécanismes de production et de consommation/destruction ne sont pas au programme) ;
- connaître l'ordre de grandeur de quelques flux annuels et temps de séjour dans le cas du CO2 atmosphérique (échanges avec l'océan et avec la biomasse par photosynthèse / respiration) ;
- expliquer le rôle des organismes vivants dans l'équilibre de dissolution-précipitation des carbonates ;
- expliquer l'existence de carbone organique fossile comme un recyclage plus lent ;

- comprendre que la genèse du dioxygène et d'autres oxydants (Fe3+, sulfates, nitrates) résulte de la production primaire, et que leur persistance correspond à l'existence de carbone organique fossile ;
- comprendre les liens entre certains réservoirs et l'effet de serre ;

- expliquer l'origine et le devenir du CO2 émis par l'homme au regard de la connaissance du cycle du carbone acquise plus haut ;
- expliquer l'impact de l'utilisation des combustibles fossiles, de l'agriculture et de la déforestation, via le CO2 et le méthane CH4, sur le climat ;
Les valeurs des flux d'origine anthropique ne sont pas exigibles, pas plus que les divers scénarios produits par le GIEC.

Lien : cette partie s'appuie sur les exemples de métabolismes vus ailleurs dans le programme, dont les exemples liés à la pâture.
Travaux pratiques (2e année)
IV – La biodiversité et sa dynamique




Consulter le programme de BCPST1-2 : SV 2013 | ST 2013 | SV 2021 | BG 2021 | ST 2021