Présentation générale

Ce programme couvre les grands thèmes de la biologie et de la géologie en Première spécialité SVT : transmission du patrimoine génétique, dynamique interne de la Terre, écologie, immunité et santé. Il développe des compétences scientifiques transversales et prépare aux études supérieures en sciences.

Modalités d'évaluation

Les compétences sont évaluées selon plusieurs formats avec les poids suivants :

Compétences transversales développées

Démarche scientifique

  • Concevoir des protocoles expérimentaux reproductibles
  • Analyser statistiquement des données biologiques
  • Modéliser (déterministe et probabiliste)
  • Valider un modèle par confrontation aux données

Compétences numériques

  • Utiliser des logiciels de bioinformatique (BLAST, R, Python)
  • Traiter des données quantitatives avec tableur et outils statistiques

Travail collectif

  • Coopérer en équipe expérimentale (protocoles partagés)
  • Argumenter à l'oral et à l'écrit (débats scientifiques)

Progression pédagogique par thème

Thème 1 : La Terre, la vie et l'évolution du vivant

Comprendre la transmission et l'expression du patrimoine génétique, la dynamique interne de la Terre et l'histoire humaine dans le génome.

Volume horaire : 72h Semestre 1

1.1 Transmission, variation et expression du patrimoine génétique

À l'issue de ce sous-thème, vous serez capable de :

  • Observer les stades de la mitose (racine d'Allium cepa)
  • Déterminer l'indice mitotique sur lame apicale
  • Simuler un crossing-over avec un logiciel de modélisation
  • Interpréter des caryotypes pathologiques
  • Modéliser le dogme central avec des inhibiteurs enzymatiques
  • Calculer Vmax et Km à partir de données cinétiques (Lineweaver-Burk)
Notions clés à maîtriser
  • Mitose : prophase, prométaphase, métaphase, anaphase, télophase
  • Méiose I : leptotène, zygotène, pachytène, diplotène, diacinèse
  • Réplication de l'ADN : réplication bidirectionnelle, ~1000 nt/s, taux d'erreur ~10⁻⁹
  • Types de mutations : transversion, transition, frameshift
  • Régulation transcriptionnelle : promoteur, enhancer, silencer
  • Modifications post-traductionnelles : clivage, glycosylation, phosphorylation
Vocabulaire essentiel
centromère chromatide fuseau mitotique crossing-over tétrade bulle de réplication ADN polymérase ligase fragment d'Okazaki délétion duplication inversion translocation aneuploïdie caryotype ARNm ARNt ARNr exon intron épissage chaperonne ubiquitination protéasome

Ressources associées :

1.2 Dynamique interne de la Terre

Compétences visées :

  • Localiser un séisme par la distance P-S
  • Construire un modèle de structure interne (sismologie + densité)
  • Identifier 6 pétrographies de dorsale et de subduction
  • Schématiser les 3 types de convergence (continent/océan)
Notions fondamentales
  • Vitesse des ondes sismiques : onde P (6-13 km/s), onde S (3,5-7 km/s)
  • Discontinuités : Moho (30-50 km sous croûte continentale, 7 km sous océanique), Gutenberg
  • Roches de divergence : basalte tholéiitique, rhyolite de rift
  • Métamorphisme de subduction : métabasiteamphiboliteéclogite
Vocabulaire géologique
discontinuité de Mohorovičić discontinuité de Gutenberg onde P (longitudinale) onde S (transversale) zone d'ombre sismique gradient géothermique pillow-lava gabbro péridotite éclogite radiolarite

Ressources associées :

1.3 Histoire humaine lue dans le génome

Objectifs d'apprentissage :

  • Calculer la diversité nucléotidique π entre populations
  • Construire une matrice de distance génétique
  • Interpréter un spectre de fréquences alléliques
Concepts clés
  • Haplogroupe L3 = origine Afrique de l'Est, ~70 000 ans
  • M168 (Y-ADN) = expansion hors d'Afrique, 50-60 000 ans
  • Métissage avec Néandertal et Denisova attesté par le génome
Terminologie génétique des populations
haplogroupe coalescent TMRCA Fst déséquilibre de liaison sélection positive balayage sélectif introgression

Ressources associées :

Thème 2 : Enjeux contemporains de la planète

Comprendre le fonctionnement des écosystèmes, les flux de matière et d'énergie, et les mécanismes de l'immunité.

Volume horaire : 48h Semestre 2

2.1 Écosystèmes, flux et populations

Compétences pratiques :

  • Réaliser un quadrat 1m² et un piège Barber
  • Calculer l'indice de Shannon H' (diversité spécifique)
  • Simuler le modèle Lotka-Volterra sur tableur
Modélisation écologique
  • Modèle Lotka-Volterra : dN/dt = rN(1-N/K) - αNP
  • Résilience r = 1/T (temps de retour à l'équilibre)
  • Les services écosystémiques dépendent de la biodiversité
Terminologie écologique
niche écologique coefficient de Lotka-Volterra capacité portante (K) stochasticité métapopulation corridor écologique service de pollinisation indice de Shannon

Ressources associées :

2.2 Variation génétique et immunité

Manipulations expérimentales :