AG interne Cohérence verticale : LE DIOXYGENE, ELEMENT DU MILIEU INDISPENSABLE AUX ETRES VIVANTS

Bonjour, ça fait un moment que je n'ai rien proposé, même si je fais une petite visite rapide de temps en temps. Les propositions de leçons se multiplient avec des critiques toujours aussi aiguisée. Il faudra que j'en une que je choisirais dans le RJ 2008 en attendant celui de 2009.
J'ai repris l'intitulé d'un devoir que j'ai vu sur le net je ne sais plus où. J'ai essayé de voir dans programme de collège lycée.
A l'arrivée, toujours pas facile. J'ai essayé d'être synthétique ( et je ne suis pas sur de pouvoir me rappeler les notions dans le détail dans une progression!!!), mais j'ai eu de gros pb pour la partie spécialité TS. Je ne vous ai pas fait l'affront de recopier texto le BO. En me relisant, je m'aaperçoit qu'on ne voit pas les limites de ce qui est attendu au niveau des mécanismes. Si quelqu'un a une idée.

Merci
bonne révision à tous .

LE DIOXYGENE, ELEMENT DU MILIEU INDISPENSABLE AUX ETRES VIVANTS

Introduction
La présence d’O2 sur Terre dans est due à l’activité photosynthétique des êtres vivants. La photosynthèse serait apparu au précambrien, à -3,5 Ga chez les cyanobactéries. Les stromatolithes (Formes fossiles = Exemples Pilbara, Australie et Namibie, forme actuelle, Shark Bay, Australie) en sont les témoins. La présence du O2 va modifier le métabolisme des êtres vivants et la respiration oxygénique apparaît chez les bactéries à -3,2 Ga . Les eucaryotes sont connus depuis -2,3 Ga et ont une respiration aérobie.
Le dioxygène à été un élément déterminant dans l’évolution et constitue un élément indispensable pour les êtres vivants.
La problématique du dioxygène et les êtres vivants est traitée à différents niveaux du collège au Lycée.

ACQUIS DE SIXIEME ET SITUATION INITIALE
Partie : Production de matière chez les êtres vivants (11h)

Les êtres vivants produisent leur propre matière à partir de celle prélevée dans le milieu. Cette matière produite et de la matière organique.
La matière prélevée dans le milieu est soit minérale, soit organique et sont des éléments nutritifs.
Les végétaux n’ont besoin pour se nourrir que de matière minérale, à condition qu’il ya ait de la lumière.
Les autres êtres vivants se nourrissent de matière minérale et de matière organique produite par d’autres êtres vivants.
Le sol abrite des êtres vivants qui assurent la décomposition de la matière organique. Ce sont des décomposeurs.

La notion de matière organique est présentée en tant que matière produite associée à la croissance.
L’étude des besoins nutritifs chez les végétaux chlorophylliens permet de montrer que la matière minérale englobe les gaz présents dans l’air, l’eau et les ions/sels minéraux du sol.

Bilan : Les êtres vivants ont des besoins qui sont satisfaits grâce à des prélèvements réalisés dans le milieu.

NIVEAU : CINQUIEME

Partie : Respiration et occupation du milieu (8 heures)

Le prélèvement d’O2 dans le milieu est associé au phénomène de la respiration.
Une première définition de la respiration à l’échelle de l’organisme est construite avec les élèves « Chez les végétaux comme chez les animaux, la respiration consiste à absorber du dioxygène et à rejeter du dioxyde de carbone ».
L’absorption du dioxygène et le rejet du dioxyde de carbone par les êtres vivants peuvent se réaliser dans l’air ou dans l’eau et font intervenir des appareils respiratoires spécialisés (poumons, branchies et trachée).
La présence de l’O2 dans le milieu est liée à la présence de lumière et de végétaux chlorophylliens dans le milieu.

Bilan : L’unité de la respiration chez les êtres est établie. Le dioxygène est un besoin indispensable pour les êtres vivants et conditionne leur répartition dans un milieu.
La respiration n’est possible que si le milieu dispose de lumière et de végétaux chlorophylliens

Partie : Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie (20h)

Dans cette partie le besoin en O2 est directement lié aux besoins des organes pour leur fonctionnement. L’utilisation du O2 pour produire de l’énergie au niveau des organes est précisée.
Le muscle chez l’homme est choisi comme exemple. On montre alors que le fonctionnement de l’organe nécessite des échanges entre le sang. L’organe en fonctionnement prélève du O2 et des nutriments dans le sang et y rejette des déchets dont le CO2. Ces échanges varient en fonction de l’activité de l’organe.
L’organe utilise le O2 et les nutriments pour produire de l’énergie utilisable pour le fonctionnement. L’énergie est libérée au cours de la réaction chimique entre O2 et nutriments
Le lien entre échange gazeux à l’échelle de l’organisme et échanges entre organes et sang est établi.
Le rôle de la circulation sanguine et l’appareil circulatoire (cœur et vaisseau) permet d’assurer la continuité des échanges entre organes et le milieu

Bilan : La respiration consomme du O2 et produit du CO2. La respiration à l’échelle de l’organisme et une conséquence de la respiration à l’échelle de l’organe.
Elle est associée à la consommation de nutriments par les organes.
La respiration est associée à une réaction chimique entre O2 et nutriments consommés et qui libère de l’énergie utilisable, indispensable au fonctionnement des organes.

NIVEAU : SECONDE
Partie : Cellule, ADN et unité du vivant (11 semaines)

L’objectif de cette partie est de montrer l’unité du vivant à l’échelle cellulaire afin de conforter l’idée de l’évolution.
Elle est établie sur la base de comparaisons structurales et fonctionnelles des cellules. Structure et fonction des cellules sont définies comme des caractères héréditaires. La notion d’héritage des caractères fonctionnels est abordée par l’étude des échanges de matière et énergie liée aux deux principaux métabolismes cellulaires : Métabolismes hétérotrophe et autotrophe.
Le lien entre respiration et métabolisme hétérotrophe ainsi que le rôle du glucose en tant que substrat au même titre que l’O2 sont établis.
La relation entre croissance et respiration mise en évidence dans les expériences de cultures cellulaires permet de montrer son rôle dans la production d’énergie.
La respiration est alors assimilée à une réaction chimique qui se déroule dans la cellule. Ce qui permet la définition de la notion de métabolisme.
De même la production de O2 à la lumière est liée à la photosynthèse, également assimilée à une réaction chimique qui se déroule dans les chloroplastes. La notion de photosynthèse est établie et est directement associée au métabolisme autotrophe.
Métabolisme hétérotrophe et métabolisme autotrophe sont définis.

Bilan : Le O2 et la matière organique sont au centre des interactions alimentaires entre des êtres vivants du milieu qui se caractérisent par deux types de métabolismes complémentaires.

NIVEAU : TERMINALE S ENSEIGNEMENT DE SPECIALITE

Partie : Diversité et complémentarité des métabolismes. (10 semaines)

Cette partie permet de proposer une modèle de fonctionnement d’un écosystème basé sur la complémentarité des métabolismes, en remobilisant les acquis et en précisant les mécanismes au niveau cellulaire.
Les métabolismes des êtres vivants structurent les relations trophiques entre les êtres vivants d’un écosystème. Les autotrophes sont à la base des chaînes alimentaires et correspondent à des producteurs primaires. Les hétérotrophes sont des producteurs secondaires. L’importance d’une catégorie d’hétérotrophes dans l’équilibre d’un écosystème, les décomposeurs est soulignée.
Les mécanismes de la photosynthèse et de la respiration sont alors étudiés. Ils permettent la production d’énergie utilisable.
Les formes d’énergie utilisables par les deux métabolismes sont déterminées, ATP et composés réduits RH2, RH’2 et sont le résultat de multiples conversions.
L’ATP, est la forme d’énergie utilisable et indispensable pour toutes les fonctions cellulaires (Exemple de la contraction musculaire).
Cette partie permet de conforter le rôle clé des enzymes dans le fonctionnement=métabolisme cellulaire.
La complémentarité des métabolismes est abordée chez les plantes supérieures avec parties exclusivement hétérotrophes et hétérotrophes. Cette complémentarité suppose des échanges de matières avec le milieu et des transferts au sein de l’organisme qui font intervenir des structures spécialisées (stomates, vaisseaux et formes de transport).
Cette partie permet de dresser un bilan structural et fonctionnel de la cellule eucaryote et proposer une explication sur l’origine des métabolismes énergétiques des êtres vivants, basée sur une origine endosymbiotique des chloroplastes et des mitochondries.

Conclusion : L’apparition du O2 et le résultat et le moteur de l’évolution des êtres vivants.

Ben ,ça me semble complet. J'aurais rajouter en TS Spé, la partie "du passé géologique à l'évolution future de la planète. Car avec les histoires de paléoclimats on voit les éléments chimiques utilisés par les animaux marins pour faire leur coquille et on peut voir le delta O18.

Juste l'introduction pourrait être plus touffue pour indiquer comment le programme évolue pour donner une vision complète de la notion au fil de l'enseignement secondaire.
Et si tu te sens, en conclusion, jeter un oeil sur la physique? mais ça risque d'être hors sujet.

d accord avec julie, pour la géol
en seconde tu as aussi la partie sur l organisme en fonctionnement
ce qui fait 5eme niveau organisme
seconde niveau organe
ts niveau cellulaire
je regarderais le reste plus en détail plus tard...

Bonjour, et sympa pour les remarques, c'est vrai qu'au niveau de l'organisme c'était dans l'ancien prog de troisième et redonadant en seconde, que j'ai oublié. C'est le pb avec ces cohérences, une fois dedans, il y a tellement à penser avec les différents niveaux, on y pense et à la fin on en oublie souvent.
C'est Juste, il manque la partie spécialité (du passé géologique à l'évolution futur de la planète avec les informations apportées par le delta O18 des carbonates.
Ce n'est pas abordé dans cette partie, mais il est intéressant de signaler que les scientifiques pensent que l'apparition de O2 a permis le développement des organsimes à test et à coquille calcaire au Cambrien (-545 Ma je crois???).
Bon WE