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-E Diversité morpho-fonctionnelle des Angiospermes (2e année)
II-F Diversité morpho-fonctionnelle des organismes (2e année) IntroII – L'organisme : un système en interaction avec son environnement
II-F Diversité morpho-fonctionnelle des organismes (2e année)

Cette partie correspond à une présentation d'un plus grand nombre de modèles autres que ceux déjà rencontrés (§ II-A à E) et concerne donc les organismes qui ne sont ni des métazoaires, ni des Embryophytes. Outre les grands traits de leur organisation, on montre ici que des fonctions du vivant peuvent être assurées dans des milieux différents et/ou avec des plans d'organisation différents, y compris à l'état unicellulaire. Les fonctions choisies, nutrition et croissance, sont mises en regard avec la façon dont elles sont réalisées chez les Métazoaires (§ II-A à D) et les Embryophytes (§ II-E).

Cette partie est un temps de synthèse, permettant de regrouper et d'ordonner les apports des séances de travaux pratiques, de façon à relier les modalités de réalisation des fonctions biologiques à une adaptation au milieu et/ou aux contraintes du plan d'organisation. Elle permet de présenter les organismes nécessaires à la compréhension des mécanismes écologiques du § III-B et complète le panorama de la biodiversité qui sera reprise dans un canevas phylogénétique et évolutif au § IV-E.

Les notions sont illustrées à partir des seuls exemples vus en TP. Ni les cycles de reproduction, ni les mécanismes moléculaires de la croissance ou de la nutrition ne sont à connaître.
II-F-1 Organismes pluricellulaires
II-F-2 Organismes unicellulaires
Travaux pratiques (3 séances)
Connaissances clés à construire : Commentaires, capacités exigibles :

Diversité des organismes

- « Champignons » au sens large et écologique : Sordaria, un champignon ectomycorhizien (étude de la mycorhize), Saccharomyces cerevisiae ;
- un lichen ;
- un parasite (un agent du Mildiou) ;


- « Algues » au sens écologique :
. unicellulaire (diatomée) ;
. filamenteuse (rouge, type Antithamnion ou Polysiphonia) ;
. en lame (Ulva) ;
. à structure complexe (Fucus).


- Eubactérie :
. unicellulaire hétérotrophe (Escherichia coli ; Rhizobium sp.) ;
. pluricellulaire autotrophe (cyanobactérie : Nostoc sp.) ;


- Eucaryotes unicellulaires hétérotrophes :
. une paramécie ou une amibe phagotrophe ;
. un unicellulaire parasite (Plasmodium ou Trypanosoma).




















L'étude des différents exemples appuie non seulement l'étude de la diversité des organismes (§ II-F) mais aussi la phylogénie des Eucaryotes (§ IV-E). La nutrition mycorhizienne des végétaux (§ II-F) et les relations interspécifiques (§ II-F) sont également illustrées ici. L'exemple de Sordaria est proposé en rappel de la génétique (§ IV-C).

Pour tous ces organismes, les observations et manipulations effectuées à partir de matériel vivant, de lames mais aussi de micrographies (microscopie électronique) et de documents vidéo-microscopiques, servent de support à la compréhension :
- des caractéristiques du plan d'organisation général et cellulaire ;
- des modalités de croissance ;
- de la réalisation des fonctions de nutrition (échanges, photosynthèse, fixation de l'azote) ;
- des fonctions de reproduction, chez les champignons lorsque c'est possible, chez le Fucus ; mais les cycles ne sont pas attendus ni l'identification exacte des cellules reproductrices (spore ou gamète).


Gestes et compétences exigibles :

- réaliser des préparations microscopiques et utiliser des colorants de montage :
— coloration de mycéliums au bleu coton lactique et d'algues possédant de l'amidon à l'eau iodée ;
— montage et coupes transversales d'ectomycorhizes colorées ou non ;
— coupes transversales dans le thalle et dans les réceptacles de Fucus ;
— frottis bactériens et coloration Gram
- repérer les structures subcellulaires au microscope photonique (plastes, vacuoles, pyrénoïdes, amidon, gouttelettes lipidiques, synapses…) ;
- proposer des extrapolations sur les liens entre structure et fonction notamment dans les tissus d'organes complexes (Fucus, ectomycorhize, lichen), ou des adaptations à un mode trophique ;
- analyser des electronographies et des documents vidéo-microscopiques ;
- savoir trouver des ectomycorhizes dans un sol forestier ad hoc.

Lien :
Diversité pigmentaire, Travaux pratiques associés au § I
III – Populations, écosystèmes, biosphère
IV – La biodiversité et sa dynamique




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