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SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2) |
SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2) IntroSV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2)
L'étude de la respiration chez les Métazoaires et l'étude de la nutrition et du développement post-embryonnaire chez les Angiospermes sont l'occasion de présenter les interactions étroites entre les organismes et leur environnement, biotique et abiotique, et de caractériser des adaptations anatomiques, morphologiques ou physiologiques, observables à différentes échelles.
La fonction de respiration permet d'envisager les échanges gazeux entre l'organisme et son milieu de vie en relation avec les besoins physiologiques. Dans des milieux de vie comparables, on identifie des homologies et des convergences dans l'organisation des différentes structures.
L'analyse du fonctionnement et du développement d'un Angiosperme se construit autour de plusieurs problématiques.
L'organisme fixé, vivant à l'interface entre sol et atmosphère, puise ses ressources dans ces deux environnements assurant ainsi sa nutrition. Des corrélations trophiques et hormonales au sein de l'organisme assurent le fonctionnement intégré du végétal, en relation avec le rythme saisonnier en régions tempérées.
Les spécificités du développement végétatif et reproducteur des Angiospermes, en particulier la plasticité phénotypique, sont également à mettre en relation avec leur mode de vie fixée et l'intégration de signaux environnementaux. Certaines de ces adaptations rendent compte de convergence ou de régression évolutive entre les taxons.
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SV-B-1 La respiration : une fonction en interaction directe avec le milieu (BCPST 1) |
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Les échanges respiratoires des Métazoaires sont réalisés au niveau de surfaces d'échange (spécialisées ou non), en lien avec les contraintes du milieu de vie.
Les surfaces respiratoires spécialisées sont relativement étendues, fines, et en lien avec des dispositifs de renouvellement des fluides.
Les échanges de gaz respiratoires se réalisent par diffusion simple, suivant la loi de Fick.
Dans le même milieu, pour des organisations différentes, des convergences fonctionnelles sont liées aux contraintes physico-chimiques du milieu de vie (aquatique ou aérien).
La convection externe et la convection interne des fluides maintiennent les différences de pression partielle à travers l'échangeur. L'efficacité de l'extraction de dioxygène varie suivant les milieux et les taxons.
Précisions et limites :
Les séances de TP « organisation fonctionnelle des Métazoaires » permettent d'envisager l'étude pratique de la fonction respiratoire. Les mécanismes de contrôle de la ventilation ne sont pas au programme.
L'hémoglobine est une molécule de transport des gaz respiratoires qui est présente dans les hématies de Mammifère.
La quantité de transporteurs limite la quantité de dioxygène transportée et l'activité de l'organisme.
La modulation de la quantité de gaz échangés passe essentiellement par des variations contrôlées de la convection.
Précisions et limites :
La seule molécule étudiée pour le transport de dioxygène est l'hémoglobine de Mammifère.
Les mécanismes de l'érythropoïèse et de son contrôle sont hors programme.
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- À partir des dissections de Mammifère (la souris), de Téléostéen, d'Hexapode (le criquet) et de Mollusque Bivalve (la moule) :
• dégager les grands traits de l'organisation des surfaces d'échanges respiratoires ;
• relier les structures observables avec les modalités de renouvellement des fluides de part et d'autre des surfaces respiratoires observées ;
• mettre en relation l'organisation des surfaces observées et les paramètres du milieu ;
• repérer les homologies et les convergences dans l'organisation de ces différentes structures.
- À partir de l'observation de préparation microscopiques ou de clichés d'histologie : identifier les caractéristiques structurales, à toutes les échelles, qui optimisent les échanges gazeux dans ces structures respiratoires ;
- Relier les propriétés de coopérativité de l'hémoglobine à ses capacités de fixation ou de relargage du dioxygène suivant les conditions locales.
- Exploiter la courbe de saturation de l'hémoglobine et la mettre en lien avec les conditions physiologiques régnant dans les poumons et les autres tissus.
- Expliquer l'action de différents paramètres sur le relargage tissulaire et la prise en charge pulmonaire du dioxygène par l'hémoglobine : teneur du sang en dioxyde de carbone CO2, teneur en 2,3 BPG des hématies, pH sanguin et température. Les relier aux conditions physiologiques.
Liens :
Appareil respiratoire d'un Bovidé (SV-A-1)
Echanges membranaires des gaz respiratoires (SV-C-3)
Conformation d'une protéine et interaction avec son ligand (SV-D-2-4)
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SV-B-2 Nutrition des Angiospermes en lien avec le milieu (BCPST 1) |
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SV-B-3 Le développement post-embryonnaire des Angiospermes : adaptations et plasticité phénotypique (BCPST 2) |
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SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1) |
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SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1) |
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SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1) |
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SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2) |
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SV-G Reproduction (BCPST 2) |
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SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) |
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SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2) |
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SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1) |
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SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2) |
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