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sujets du bac corrigés
QCM de révision (1), (2)


Fiches de cours 1ère ES et 1ère L - SVT - PC
(par un professeur de SVT - faites-
moi part de vos suggestions-corrections)

Les parties sur fond gris sont les parties vues en Physique-Chimie


Programme 2011 (bac depuis 2012)

Liste des fiches

 

 

 



 

Les parties sur fond rouge constituent le cours à apprendre par cœur. Cela ne veut pas dire que des questions au bac ne seront posées que sur ces notions, mais elles constituent la base que JE pense être indispensable au vu des épreuves passées pour obtenir une note correcte mais non maximale.

VISION



ancien cours 1èreL (ancien programme sur la vision)
P1 - Les mécanismes optiques




*La chambre noire ou camera obscura est une boîte percée d'une petite ouverture (le sténopé) qui fait office de diaphragme.

Pour être vu un objet doit être lumineux (émetteur de lumière propre) ou éclairé (diffuseur de lumière).
L'œil fonctionne comme une chambre noire*. Un objet est vu au niveau du fond de l'œil (la rétine) sous la forme d'une image conjugée qui est inversée par rapport à sa position réelle.
L'ensemble des structures translucides de l'œil peut être modélisé (c'est l'œil réduit si l'on ajoute un diaphragme devant la lentille) par une lentille convergente de distance focale 17 mm (cette distance définit le punctum proximum : point le plus proche visible sans accommodation). Le punctum remotum est le plus le plus éloigné qui peut être vu avec netteté sans accommodation : il est normalement situé à l'infini.



L'accommodation permet de faire varier la vergence du cristallin de façon à former l'image conjugée des objets au niveau de la rétine. Le cristallin ne comportant pas de muscles : ce sont les muscles ciliaires qui déforment plus ou moins le cristallin. Cette déformation est extrêmement complexe du fait de l'orientation des fibres au sein du cristallin et de la présence de ligaments suspenseurs en plus des muscles cilaires radiaires. On peut cependant dire qu'il est plus convergent lorsque les muscles ciliaires sont contractés et qu'il permet ainsi une vision de près.

La vergence d'une lentille est donnée en dioptries (sigle δ) : C = 1/f' (f' = distance focale en mètres). Les lentilles divergentes ont une vergence négative. Les lentilles convergentes une vergence positive.
Avec l'âge le punctum proximum s'éloigne : 10 cm à 10 ans, 25 cm à 40 ans, 40 cm à 50 ans...



Quelques sujets d'entraînement :
Pondichéry 2012 (histoire de la vision),
Asie 2012 (hypermétropie),  Asie 2013 (lunettes à double foyer), Métropole septembre 2016 (myopie), Centres Etrangers 2017 (tirage photo sur papier et agrandissement).
L'œil normal est dit "emmétrope".

Les défauts visuels

Corrections

L'hypermétropie se résume par un défaut de convergence de l'œil au repos (le foyer image F' se situe en arrière de la rétine). Pour voir net l'hypermétrope est obligé d'accommoder en permanence, ce qui induit des maux de tête. On corrige ce défaut par le port d'un verre convergent.
La myopie se caractérise par un œil au repos trop convergent (le foyer image F' se situe en avant de la rétine). Le myope voit net de près et flou de loin. On corrige ce défaut par le port d'un verre divergent.
La presbytie est un défaut d'accommodation (souvent dû à l'âge et à la perte de souplesse du cristallin). On la corrige par le port de verres convergents.

P2 - Couleurs et arts


Source principale : Encyclopedia universalis (217, article "couleur").
















Présentation de la trichromie sur le serveur de l'université de Lyon

Présentation des synthèses additives et soustractives sur le serveur de l'université de Lyon


Lumières primaires et secondaires

Filtres primaires et secondaires

Action de deux filtres


Quelques sujets d'entraînement :
Nouvelle Calédonie 2015 (vision des couleurs en peinture)
Métropole 2016 (vision des couleurs chez les Papous Bérinmos)
Amérique du Sud 2016 (test duochrome et vision des couleurs)
Liban 2016 (Perception sous-marine des couleurs)
Centre Etrangers 2016 (trouble de la vision des couleurs)



La couleur est une caractéristique qualitative de la lumière ou d'un objet éclairé. La lumière solaire ou lumière blanche couvre un large spectre dont seule une partie est visible par l'œil (de longeur d'onde* comprise entre 400 et 700 nm environ).
Une lumière complexe peut être décomposée en couleurs différentes (par exemple par l'utilisation d'un prisme). Les lumières simples sont monochromatiques et repérées par la longeur d'onde* du phénomène électromagnétique vibratoire qui les constituent.
Dans la perception de la couleur intervient non seulement la longueur d'onde, mais aussi la luminance et même, pour une part mal comprise les composantes invisbles du spectre (IR et u.v.). Deux couleurs peuvent paraître identiques à deux observateurs sans avoir la même longeur d'onde (couleurs homochromes).
Le nom des couleurs reste très variable (et partiellement subjectif) et aucune convention de délimite par exemple le domaine du rouge ou de l'orangé. Ces noms varient selon les cultures.

*Toute radiation simple correspond à une vibration, extrêmement rapide, de période déterminée T que l'on repère, comme en radioélectricité, par sa longueur d'onde λ, égale au produit de T par la vitesse de propagation de la lumière dans le vide (λ=T.c avec  c~=300.000.000 m.s-1).

En se basant sur l'observation de la présence de seulement trois types de cônes dans la rétine, on décompose cette lumière blanche en 3 lumières primaires (trichromie ou méthode de la synthèse trichrome) : bleu, vert et rouge.
On a donc 3 lumières primaires (B, V et R) et 3 lumières complémentaires issue de l'addition de deux lumières primaires : B+V= C (cyan), B+R=M (magenta) et V+R=J (jaune).

En arts plastiques, em imprimerie ou en informatique la théorie trichromatique est fort utilisée.
La couleur des objets en lumière naturelle est due à la couleur de la lumière qu'ils diffusent après avoir reçu la lumière solaire (blanche).
Dans la théorie simplifiée trichromatique, une tomate rouge réémet le rouge sans réémettre le bleu et le vert. Elle se comporte donc comme un filtre primaire qui arrête toutes les autres lumières autres que la sienne. On a donc des filtres primaires R, V et B qui permettent d'émettre chacune de ces lumières.
De la même façon, on imagine des filtres secondaires qui ne laissent passer que deux lumières primaires afin d'obtenir une lumière secondaire. Les filtres secondaires donnent donc les lumières secondaires C, M et J.
Deux filtres secondaires superposés laissent passer une lumière primaire fC+fM=fB, fC+fJ=fV, fM+fJ=fR.



La couleur des objets (voir toujours ici):
- en lumière blanche, un objet jaune se comporte comme un filtre primaire jaune (absorbe le bleu).
- en lumière verte, un objet jaune ne réémet que le vert et est donc perçu jaune.
- en lumière blanche si j'observe un objet jaune à travers un filtre vert, qui ne laisse plus passer que le rouge,  je vois donc l'objet en vert.

La synthèse additive est celle qui est réalisée par un éclairagiste qui souhaite obtenir une lumière blanche par superposition (addition) de trois couleurs primaires. Les additions de deux lumières primaires donnent des lumières secondaires.

La synthèse soustractive est celle réalisée par les peintres qui désirent obtenir une couleur par mélange de deux autres couleurs. Les pigments colorés des peintures absorbent la lumière de toutes les couleurs autres que leur propre couleur et soustraient ainsi leur couleur complémentaire à la lumière blanche.
En mélangeant dans les mêmes proportions les couleurs secondaires (C, M et J) on obtient du bleu (C+M appelé violet), du vert (C+J) et du rouge (M+J appelé orangé).
R = rouge, B =bleu, G= vert (green), W = blanc (white), K = noir (black)

La synthèse additive (des 3 lumières primaires) permet d'obtenir du blanc (B+V+R à gauche), la synthèse soustractive (des 3 couleurs secondaires) du noir (C+M+J à droite)
E.U. 2017 (articles peintures, polychromie, pigments)
Les colorants sont des substances chimiques solubles dans le milieu qu'elles colorent. Les colorants comme les teintures permettent de colorer les tissus.
Les pigments sont des substances chimiques ayant une couleur propre (en fonction de leur éclairage, leur concentration...). Les pigments des peintures étaient par le passé des produits naturels (terre de Sienne, ocre, oxyde de zinc...). Dès le XVIIIe siècle on créa des pigments artificiels (bleu de prusse en 1710, bleu outremer en 1828, bleu de cobalt en 1802...). 

Les peintures sont des mélanges liquides (visqueux) constitués d'un pigment dans un milieu de suspension et qui forment en séchant un film solide protégeant ou décorant une surface peinte. Le milieu de suspension est constitué principalement d'un liant qui forme le film, durcit et sèche la peinture. Le liant est soit une résine naturelle ou synthétique, soit un caoutchouc synthétique (peintures latex), soit de la caséine (protéine) ou de la colle. Dans la peinture à l'huile, le liant est une huile qui sèche. Le milieu de suspension peut aussi contenir un solvant, un séchant, un antioxydant et un plastifiant. Le solvant amincit la peinture, ce qui rend plus facile de la brosser, de la pulvériser ou, éventuellement, de la passer avec un rouleau, et accroît son pouvoir de pénétration.
Le terme polychromie, formé à partir du grec ancien polus (« nombreux ») et chrôma (« couleur »), désigne l’application de couleurs à la sculpture et à l’architecture, soit par le recours à la peinture (polychromie dite « artificielle »), soit par l’assemblage de matériaux de couleurs différentes (polychromie dite « naturelle »). Le mot apparaît dans la langue française au XIXe siècle, lors des débats qui ont divisé les savants sur la question de la coloration des statues et édifices des Grecs et des Romains.
On sait aujourd’hui que la sculpture et l’architecture antiques étaient polychromes.

V1 - Anatomie fonctionnelle de l'œil


Cette partie est nécessaire en SVT car elle s'applique à contrebalancer le modèle optique (lentilles + diaphragme) strictement matériel vue en physique. Ici nous avons des tissus VIVANTS et des fonctions globales. La réalisation d'un TP renforce le mystère du vivant qui n'est pas une mécanique.

TP - Dissection de l'œil de veau
TP - Dissection de l'œil de thon

L'œil comprend trois couches:
- la sclérotique (avec cornée)
PROTECTRICE*
- la choroïde (avec cristallin, iris...)
NOURRICIERE
- la rétine
SENSITIVE




V2 - La rétine, un morceau de cerveau au fond de l'œil


Cette partie met l'accent sur le fait que la rétine (avec les différents types cellulaires qu'elle contient) est avant tout un morceau de cerveau. Nous verrons ensuite combien le traitement visuel rétinien est très élaboré (elle n'est en rien analogue à un capteur électronique d'appareil numérique qui enregistrerait des pixels).

La rétine contient :
- des cellules photoréceptrices (qui sont des cellules nerveuses modifiées : cellules sensitives),
- des neurones (cellules nerveuses qui conduisent l'information nerveuse électrique),
- des cellules gliales (cellules nerveuses nourricières et de contrôle)
- et des cellules pigmentaires qui donnent sa couleur à la rétine (et limitent la propagation de la lumière à une seule cellule photoréceptrice).



Remarque importante:
La rétine est d'origine cérébrale : c'est une expansion du cerveau embryonnaire.

image externe

Sujets d'entraînement :
Annales Zéro - Sujet 1 - partie 3 - Q2
Annales Zéro - Sujet 3 - partie 1


Il existe deux types de photorécepteurs:
- les bâtonnets, les plus nombreux (~90.000.000) sensibles à la seule intensité lumineuse, même faible, répartis de part et d'autre de l'axe optique.
- les cônes, moins nombreux (~4.500.000) sensibles soit surtout au bleu, soit surtout au vert, soit surtout au rouge. Ils sont surtout situés autour de l'axe optique de l'oeil.

La nuit seuls les bâtonnets fonctionnent, et le jour, ce sont surtout les cônes qui sont utilisés.


Au centre de l'œil un zone de 600 µm de diamètre centrée sur l'axe optique serait entièrement dépourvue de bâtonnets (centre de la fovéa ou fovéola).
Il existe une grande variabilité individuelle du nombre de cellules visuelles.



 


 Expérience : tracés des champs visuels d'un oeil
Le champ visuel est différent pour la vision en noir et blanc (champ plus large) que pour la vision en couleur (centrée autour de quelques dizaines de degrés à partir de l'axe optique).
Les champs visuels droits des deux yeux (droit et gauche) sont reçus par l'hémisphère gauche et les champs visuels gauches des deux yeux sont reçus par l'hémisphère droit.









V3 - Les pigments visuels


Cette partie repose sur l'habituelle explication moléculaire de la vision des couleurs avec un raisonnement simpliste. Étant donné le faible niveau des connaissances développées pour expliquer ces hypothèses cette partie est difficile et de peu d'intérêt.

Sujets d'entraînement :
Annales Zéro - Sujet 1 - partie 3 - Q2

Polynésie 2012 - partie 3 question 3

Pondichéry 2012 - Partie 1


Les pigments sensibles à la lumière (photosensibles) sont composés d'une protéine (OPSINE) insensible à la lumière et d'autres substances qui, elles, sont photosensibles (rétinal...).


4 types d'opsine:
[rhodopsine = opsine des bâtonnets, l'opsine S des cônes bleus, opsine M des cônes verts, et opsine L des cônes rouges].


Les protéines, 18% du vivant en masse, sont composées d'acides aminés (aa). La synthèse des protéines est sous la dépendance de séquences de l'ADN appelées gènes.



Les daltoniens présentent des anomalies dans la sécrétion des opsines (1794, John Dalton, déficient visuel : rouge = ombre ou gris ; orange = jaune = vert)


On distingue actuellement :
- les protanopes : rouge non vu et violet = bleu, (cônes V,B seuls)
- les deutéranopes (cônes B seuls), jaune = rouge, vert = gris
- les tritanopes = (R et V seuls), vert = bleu



images externes http://raymond.rodriguez1.free.fr/Documents/Organisme-A/Vision/spectre_photorecepteurs2.jpg






La DMLA (Dégénérescence maculaire liée à l'âge) est la première cause de cécité après 50 ans. C'est une dégénérescence de la partie centrale de l'oeil qui touche les cônes et les bâtonnets. Elle est probablement liée à des problèmes immunitaires et circulatoires.


Les rétinites (ou rétinopathies) pigmentaires sont des pertes progressives de la vision (périphérique puis centrale aboutissant donc à une cécité) liée à la dégénérescence des cellules photoréceptrices. Elles sont souvent considérées comme d'origine génétique, car elles présentent une forte hérédité (comme la DMLA d'ailleurs !!!!).




On a fait des études évolutives moléculaires sur les opsines des Primates :

 

 

 

 

TP : phylogène :
(activités / étude moléculaire/ ouvrir - opsines bleues primates.aln ; matrice arbre colorer les différences)


Sachant que :
- la synthèse d'une opsine est gouvernée par un gène situé sur un chromosome présent dans chaque cellule photoréceptrice
- la proximité de séquence (nombre d'aa identiques) est un indice d'une proximité évolutive. Plus deux organismes sont proches phylogénétiquement (du point de vue de l'évolution) plus leurs protéines ont des séquences proches (parce que plus leurs gènes ont des séquences proches).

[Ce raisonnement ne fonctionne que pour quelques molécules.... il est déraisonnable de le considérer comme universel]


Résultats (Bordas p 40 doc1) :
- trichromates (homme, chimpanzé, gorille, macaque) : chromosome 7 (gène de l'opsine S des cônes "bleus"), chromosome X (2 gènes : M des cônes "verts" et L des cônes "rouges"
- dichromates (Coebus, Saki, Tarsier, Saïmiri) : chromosome 7 (opsine B), chromosome X (un seul gène V, R ou jaune).

 
image externe


On peut s'intéresser :
- aux similitudes des gènes codants pour l'opsine B (cf sujet
Polynésie 2012 partie 3 question 1)
- ou au nombre de gènes (on peut imaginer que la vision trichromatique pourrait s'être développée à partir de la duplication puis de la variation d'un gène sur le chromosome X des dichromates).

 
image
externe

V4 - Voir, une sensation multiple


Cette partie est davantage culturelle qu'utile pour le baccalauréat.

Sujet d'entraînement :
Etats Unis 2012 - partie 3 question 2


Les nerfs optiques contiennent des neurones qui passent d'abord (en y faisant des relais) par les corps genouillés latéraux, puis le thalamus et se terminent tous au niveau de la partie la plus superficielle du cerveau : le cortex. Le cortex dit visuel est situé très en arrière du cerveau (partie occipitale).



Les voies visuelles : de l'œil au cortex visuel


On notera qu'au niveau du chiasma optique les nerfs issus des parties de la rétine correspondant aux champs côté nasal, se croisent alors que les champs latéraux côté externe ne se croisent pas.


image externe


La plasticité cérébrale désigne de façon FLOUE la capacité du cerveau à modeler sans cesse son ORGANISATION, non seulement au niveau des territoires (aires), mais surtout les relations physiques entre les cellules appartenant à ces aires : connexions synaptiques et interactions entre cellules nerveuses gliales et neurones.


Une petite page qui intègre un des résultats des travaux en sciences cognitives modernes (notamment les travaux de Stanislas Daehene): la plasticité cérébrale de l'enfant.

Pour approfondir:
Extraits de la conférence de Da Silveira (
cours de 1èreS)


Voir, ce n'est pas percevoir une image élaborée par la rétine et traitée dans le cerveau (la vision : une construction cérébrale .... comprendre comment la perception visuelle est élaborée par le cerveau... (Bordas p 36); le schéma qui traîne encore dans les ouvrages est stimulus -récepteurs ----> message nerveux (sous-entendu image plus ou moins codée) ----> centre intégrateur = corps genouillé latéral + cortex visuel (aires visuelles) : décodage de l'image et perception visuelle intégrée (Bordas p 43). Voir cours de seconde pour cette compréhension de la sensation comme réflexe. Cette vision doit être modifiée.


V5 - Voir le cerveau fonctionner


Cette partie n'est qu'un survol des techniques, survol qui permet ni de comprendre leur base physique ni d'interpréter des clichés. Ce qui rend ridicules certaines questions posées au bac.


Flash IRM sur le site du CEA

Sujets d'entraînement :
Etats Unis 2012 - partie 3 question 2
Amérique du Nord 2012 partie 1


L'IRM (imagerie par résonance magnétique nucléaire) est un outil puissant de recherche neurobiologique étant donné sa résolution spatiale (de l'ordre du mm) et temporelle (de l'ordre de quelques fractions de seconde).


Le principe repose sur l'orientation dans un champ magnétique des molécules d'eau de notre corps (qui présentent une aimantation (un moment magnétique ou spin) au niveau de leurs noyaux d'hydrogène) suivie d'une petite perturbation (par onde radio); on mesure en quelque sorte le degré de liberté de la molécule d'eau dans les tissus.


L'IRM anatomique permet de voir une coupe des tissus. L'IRM fonctionnelle permet de suivre l'augmentation du débit sanguin dans différentes parties du cerveau ou d'un autre organe.



Il existe d'autres techniques anatomiques comme les rayons X (scanner) ou fonctionnelles comme la TEP (tomographie par émission de positons).

V6 - La transmission synaptique


Cette partie a été intégrée de façon artificielle à la vision pour pouvoir poser des questions sur les drogues, notamment hallucinogènes.



Structure d'un neurone (voir schéma dans la fiche V2)

Structure d'une synapse chimique : schéma ci-contre --->

 


 

ex 6 et 7 pp78-79

 

 

Sujets d'entraînement :
Annales Zéro - Sujet 1 - Q3
Annales Zéro - Sujet 1 - Q4


Les synapses sont les zones de contact entre les neurones et les autres cellules.

Une synapse comporte 3 parties : la zone présynaptique, l'espace intersynaptique et la zone postsynaptique. Les synapses chimiques utilisent des neurotransmetteurs (ou neuromédiateurs), substances sécrétées par le neurone présynaptique, stockées dans des vésicules synaptiques et libérées dans l'espace intersynaptique lors de l'arrivée d'une stimulation (influx nerveux ou message nerveux)). Le neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs au niveau de la membrane postsynaptique et est recapturé par le neurone présynaptique ou détruit simultanément.

La liaison neurotransmetteur-récepteur est basée sur une reconnaissance spatiale (de la forme dans l'espace).


La transmission synaptique peut être altérée par de nombreuses substances chimiques. Celles qui provoquent une dépendance sont qualifiées de drogues.

Certaines substances bloquent la transmission synaptique, d'autres la stimulent. Les effets dépendent de la localisation des neurones impliqués et des doses.

Les agonistes miment le neurotransmetteur et ont le même effet que lui. L'effet peut cependant être fortement augmenté entre la drogue et le neurotransmetteur. Les antagonistes ont un effet opposé au neurotransmetteur.


image externe : mode d'action de quelques drogues au niveau de la synapse


Le LSD voisin de la sérotonine est un agoniste qui augmente le fonctionnement de certaines synapses et provoque des hallucinations.

La cocaïne inactive temporairement la recapture de la dopamine et donc stimule l'action de ce neurotransmetteur. Les opiacés par contre stimuleraient la libération de la dopamine en stimulant indirectement les neurones à dopamine (par inhibition de neurones inhibiteurs, le neurotransmetteur étant de type endorphine). Le cannabis perturbe la vision, comme l'alcool ou d'autres substances hallucinogènes.

L'ectasy (ou MDMA, Hatier n°2 p 77) bloque la recapture de la sérotonine.

 

  
SEXE






ancien cours 1ères ES-L sur la procréation

S1 - Anatomie fonctionnelle des appareils génitaux


Cette partie n'est pas à strictement parler nécessaire pour répondre aux questions des sujets de bac, mais elle me semble une base incontournable de connaissances.



La reproduction est une fonction globale de l'espèce.
Un organisme comprend des organes qui regroupent des fonctions. La fonction sexuelle (reproductive) est une fonction de l'espèce. Chez l'homme (sexes séparés, fécondation interne, viviparité, soin aux jeunes long) elle nécessite :
-- la production des gamètes (gamétogénèse) dans les glandes sexuelles (gonades)
- la recherche du partenaire de sexe opposé,
- l'union suivie de la fécondation (union des gamètes)
- la gestation chez la mère (stade embryonnaire (-> 8 sem) puis foetal),
- l'accouchement,
- l'allaitement (nutrition puis aide à la nutrition)
- la protection, l'attachement et l'éducation (fonctions de relation)


appareil génital masculin (coupe sagittale)


Un schéma inhabituel de l'appareil génital masculin en vue frontale
(d'après Vander in Précis de Physiologie, Doin, 1998) mettant bien en évidence les organes ou conduits pairs ou impairs.


organes   (x2 = pair; x1 = impair)

homme
femme

glandes sexuelles (gonades) produisant les cellules sexuelles et les hormones de la reproduction

testicules (x2)

ovaires (x2)

canal (différencié en plusieurs parties) conduisant les cellules sexuelles vers l'extérieur de l'organisme

épididyme (x2) :  tube contourné très long servant au stockage et à la maturation des spermatozoïdes

spermiducte (canal déférent) ; lieu de stockage des spermatozoïdes; 

se poursuivant par 

l'urètre (évacuation commune - mais non simultanée - de l'urine et du sperme) 

oviductes (x2) (élargis en pavillon au niveau de l'ovaire, la forme générale a conduit à leur donner le nom de trompes de Fallope) débouchant dans l'utérus (x1) (muscle et organe de la gestation) s'ouvrant au niveau du col de l'utérus dans le vagin (x1) (organe copulateur); l'urètre venant de la vessie est séparé et débouche  (orifice urinaire) au niveau de la vulve au-dessus de l'orifice vaginal 

glandes annexes

vésicules séminales (x2) : sécrète l'essentiel du liquide du sperme (liquide séminal : nutritif, protecteur...)

glandes de Cowper ou bulbo-urétrales (x2) sécrètent un lubrifiant et se déversent dans l'urètre

prostate (x1) ; ses sécrétions s'ajoutent au liquide séminal

glandes de Bartolin (x2) participent notamment à la lubrification du vagin

organes génitaux externes permettant la copulation

pénis (x1) érectile avec son corps caverneux et son tissu spongieux (se remplissant de sang lors de l'érection) terminé par un gland recouvert du prépuce

vulve comprenant
- le clitoris (x1) (érectile) recouvert de son capuchon (réunion des petites lèvres), homologue féminin du pénis, surmontant
- l'orifice urinaire puis
- l'orifice vaginal fermé par l'hymen et protégé par
- les petites lèvres (x2) et les grandes lèvres (x2);
- le périnée est la zone membraneuse et musculaire située entre l'orifice vaginal et l'anus.

On notera que les os du bassin, notamment de part et d'autre de la symphyse pubienne, sont fortement sollicités lors de l'accouchement (comme l'est aussi la colonne vertébrale lors de la grossesse)...

Les glandes mammaires (seins) permettant l'allaitement sont aussi des éléments essentiels de l'appareil reproducteur féminin.



bassin féminin (coupe sagittale)
(vous noterez la position de l'utérus, col orienté vers l'arrière, et des ovaires latéraux, coiffés par les pavillons dans leur partie antérieure)


appareil génital féminin
(en coupe frontale dans la partie gauche et en vue externe dans la partie droite)

S2 - Anatomie et histologie des gonades


Cette partie n'est pas à strictement parler nécessaire pour répondre aux questions des sujets de ba,c mais elle me semble une base incontournable de connaissances.

TP - Anatomie et histologie des gonades humaines

Histologie de l'ovaire
Histologie du testicule, de l'utérus, des trompes et des seins



image externe (ovaire théorique où toutes les phases possibles sont représentées) :
notez bien que, depuis la puberté, 20 follicules primordiaux environ démarrent chaque jour dans chaque ovaire une longue maturation qui dure environ 200 jours et qui conduit quelques follicules seulement au stade tertiaire (cavitaire). La phase rapide de maturation (follicule tertiaire -> follicule mûr et ovocyte I->ovocyte II) ne touche qu'un follicule (alternativement dans chaque ovaire tous les 56 jours) et dure 14 j. La phase de fonctionnement (14j) du corps jaune se poursuit avec sa dégradation (corps jaune cicatriciel) en environ 1 mois. La ménopause correspond à l'épuisement du stock d'ovocytes.



image externe :
les tubes séminifères produisent les spermatozoïdes depuis la puberté jusqu'à la mort.


cours de 1èreS de qualité où vous pouvez trouver aussi des explications simples.

S3 - Physiologie sexuelle


Les cycles sexuels simplifiés présentés ici sont une base nécessaire pour répondre aux questions du bac.



Les cycles féminins (ancienne version)

 

Sujets d'entraînement:
Annales Zéro - Sujet 3 partie 3 - question 1

Asie 2012 - partie 3 - question 1
Asie 2012 - partie 3 - question 2


L'activité sexuelle masculine est caractérisée par:
* une production continue de très nombreux gamètes (spermatozoïdes) depuis la puberté jusqu'à la mort
* une production d'hormone sexuelle (testostérone) continue.



Schéma TRÈS SIMPLIFIÉ (incomplet) du contrôle hormonal de la fonction sexuelle chez l'homme


Une gonadolibérine, neurohormone hypothalamique:
la GnRH = hormone de libération des gonadotrophines

Deux hormones antéhypophysaires (gonadotrophines ou hormones gonadotropes) :
la LH = hormone lutéinisante
la FSH = hormone folliculo-stimulante

Une hormone testiculaire :la testostérone

Deux hormones ovariennes : les œstrogènes (surtout en phase folliculaire) et la progestérone (en phase lutéale)



Schéma TRÈS SIMPLIFIÉ (incomplet) du contrôle hormonal de la fonction sexuelle chez la femme


L'activité sexuelle féminine est caractérisée par:
* une production d'un gamète (ovocyte - ovule) (exceptionnellement de plusieurs gamètes : double ou triple ovulation pouvant conduire à des faux jumeaux ou triplés...) cyclique mensuelle (tous les 28 jours) depuis la puberté jusqu'à la ménopause
* une production d'hormones sexuelles cyclique (oestrogènes dominants en période préovulatoire et progestérone dominante en période postovulatoire ou lutéale (du corps jaune))
* une préparation de l'utérus à la nidation de l'embryon puis à la gestation cyclique et mensuelle
* une préparation cyclique mensuelle du vagin à l'accouplement.


D'une façon simplifiée on peut dire que:
* gonades et hypophyse antérieure forment un complexe fonctionnel relié par des hormones: FSH et LH sécrétées par l'antéhypophyse et oestrogènes, progestérone et testostérone sécrétées par les gonades
* la FSH et la LH stimulent la gamétogénèse
* les hormones sexuelles (œstrogènes, progestérone et testostérone) exercent normalement un rétrocontrôle négatif (inhibition) sur l'activité hypophysaire; cependant les œstrogènes exercent un rétrocontrôle positif (stimulation) sur la production de FSH et de LH lorsqu'ils sont à forte concentration.
* un pic de LH est responsable chez la femme de l'ovulation
* la baisse simultanée des taux d'œstrogènes et de progestérone est responsable des règles (menstruations)
* la GnRH sécrétée par l'hypothalamus contrôle l'activité de l'hypophyse antérieure.


La fécondation a lieu dans la partie terminale des trompes (oviducte). Un seul spermatozoïde (durée de vie de l'ordre de 5 jours mais fécondance très faible après 3 jours) féconde l'ovule (d'une durée de vie d'un jour). 

La gestation a lieu dans l'utérus et dure 9 mois.

Le zygote (cellule œuf issue de la fécondation) se divise tout de suite et est dirigé par les contractions de l'oviducte vers l'utérus. Lorsque l'embryon s'implante (on dit nidifie: c'est la nidation), au bout d'environ 1 semaine, il est formé de quelques dizaines de cellules. Cet embryon est formé de trois types de cellules:

- certaines cellules vont former avec la muqueuse utérine un organe d'échange, principalement de nourriture (par le sang): c'est le placenta qui est un organe materno-fœtal (il comprend à la fois des cellules maternelles et des cellules fœtales). Le très jeune placenta sécrète une hormone -l'HCG (Gonadotrophine Chorionique Humaine) ou "hormone de grossesse" - qui est décelable dès le 9ème jour après la fécondation: elle stimule l'ovaire et permet le maintien du corps jaune qui persiste pendant une grande partie de la grossesse (corps jaune gestatif). Maximale vers la 10ème semaine de grossesse, la concentration en HCG diminue très fortement à partir de la 15ème semaine. Le placenta, tout comme l'ovaire gestatif, sécrète de la progestérone qui est l'hormone principale qui permet le maintien de la gestation en agissant sur la muqueuse utérine. L'ovaire sécrète aussi de grandes quantités d'œstrogènes. Les tests de grossesse détectent habituellement l'HCG à partir de sa forme dégradée dosée dans l'urine. Pendant toute la durée de la grossesse, les taux élevés de progestérone et d'œstrogènes empêchent toute survenue des règles qui n'apparaissent que plusieurs semaines après l'accouchement ("retour de couches").

- d'autres cellules forment des poches protectrices autour de l'embryon (on les appelle les annexes embryonnaires)

- d'autres cellules enfin forment l'embryon proprement dit (les autres tissus étant extra-embryonnaires).

Remarque : l'accouchement, l'allaitement et le soin aux jeunes.... ne sont pas au programme, mais font partie de la reproduction humaine.

S4 - Formation des appareils génitaux au cours du développement


Cette partie est spécifiquement au programme, comme à celui de la classe de 1èreS. Contrairement à ce que la présentation simplifiée des manuels peut faire croire, les mécanismes de la sexualisation, tant chromosomiques qu'hormonaux, sont loin d'être tous clairement identifiés et compris. Ce qui en fait une partie difficile et à haut risque selon le niveau de connaissance de celui qui a concocté la question...


Fig 17-4 de Biologie du développement, colorée différemment.
La gonade est indifférenciée jusqu'à la 6ème semaine de vie embryonnaire. À partir de la 7ème semaine de vie embryonnaire pour le testicule et la 8ème semaine pour l'ovaire (soit le début de la vie fœtale), les gonades peuvent être différenciées, mais elles ne seront formées complètement que vers la 20ème semaine de vie embryonnaire-fœtale.


L’ébauche gonadique apparaît entre la 4e et la 5e semaine de vie embryonnaire : la gonade est indifférenciée extérieurement jusqu’à la 7e semaine. À partir de la 7e semaine, on peut différencier le futur testicule du futur ovaire. Les gonades ne sont vraiment différenciées que vers la 15e semaine .
1ère étape : le sexe est d’abord déterminé par les chromosomes sexuels qui contrôlent la différenciation de la gonade indifférenciée en testicule ou en ovaire.

L'homme possède 46 chromosomes (22 paires d'autosomes, et 1 paire de chromosomes sexuels ou gonosomes : l'homme est XY et la femme XX).


Le déterminisme du sexe reste encore un mystère pour une bonne part. Depuis 1991, grâce aux travaux de Koopman sur des souris transgéniques, on a mis en évidence le rôle essentiel d’une région du chromosome Y (d’environ 14kb et contenant le gène sry sex-determining region of the y) qui contrôlerait la sécrétion d’une protéine masculinisante : le TDF (testicule détermination facteur). De nombreux autres gènes impliqués (dont certains sur des autosomes) ont été trouvés depuis. Il n'en reste pas moins que le gène SRY est nécessaire et suffisant à la détermination de la gonade en testicule.
Il existe de nombreuses anomalies chromosomiques touchant les chromosomes sexuels
(voir anomalies dans le cours de 1èreS). Toutes ont des conséquences sur plusieurs fonctions et pas seulement les fonctions sexuelles (non notées dans le tableau) et dont les symptômes sont variables selon les individus.
Lors de la période fœtale, les gonades mûrissent et leurs hormones agissent sur leur propre maturation, sur la mise en place des voies génitales et enfin sur tout l’organisme (à partir de la 15e semaine).
2e étape : le sexe des voies génitales et les caractères sexuels secondaires sont déterminés par les hormones sexuelles produites par les gonades.
La mise en place des voies génitales est dominée par l'action de 4 hormones : testostérone, œstrogènes, AMH et DHT. L'AMH (hormone antimüllerienne) - sécrétée par les cellules de Sertoli du testicule - induit la dégénérescence des canaux de Müller chez le fœtus masculin, alors que son absence chez le fœtus féminin conduit au développement des canaux de Müller en oviducte, utérus et vagin, sous l'action des œstrogènes fœtaux et maternels. Chez le fœtus masculin, la testostérone contrôle, avec les œstrogènes, la transformation des canaux de Wolff en spermiductes, et la DHT (dihydrotestostérone), issue de la transformation de la testostérone par différents tissus comme ceux des tubercules génitaux, contrôle l'apparition des organes génitaux externes (scrotum, pénis…).
En absence de gonades différenciées, les voies sont féminines.
À la puberté sous l'action des œstrogènes et de la testostérone, les caractères sexuels secondaires apparaissent : la voix et le développement des cartilages œsophagiens, la pilosité, la répartition des masses graisseuses, la taille…).

En absence de gonades différenciées, les voies sont féminines. L'AMH (hormone anti-müllerienne) sécrétée uniquement chez le mâle, provoque la dégénérescence des canaux de Müller et la mise en place des voies génitales mâles.


Moyen mnémotechnique :
MLF - WOM

(c'est le canal de MüLler qui se développe chez la Femme
c'est le canal de Wolff qui se développe chez l'hOMme)

Sujets d'entraînement:
Asie 2012 - partie 3 - question 3
Martinique septembre 2012- partie 3 questions 1, 2 3 et 4
Amérique du Nord 2012 partie 3 question 2
Pondichéry 2012 -partie 3 - question 3

S5 - De la maîtrise de son corps au contrôle de l'espèce


Cette partie est plus anthropologique que scientifique; elle doit être abordée prudemment, sans avoir peur de s'opposer au politiquement correct.

Les questions abordées ici sont des questions d’anthropologie. Dire qu’il existe une position scientifique « neutre » est un mensonge. La science expérimentale n’est d’aucun secours lorsque l’homme doit faire usage de sa liberté en conscience. Les termes du programme sont le reflet d’une vision de l’homme - utilitariste, hédoniste, relativiste, rationaliste laïciste - contre laquelle vous êtes en droit de vous rebeller*. En fait, il s'agit souvent davantage de faire croire que la maîtrise technique se confond avec la maîtrise consciente libre, ce qui revient à nier la conscience et la liberté. Le contrôle s’applique-t-il à notre comportement (une maîtrise), à notre physiologie ou à la nature (voire à l’espèce : une sélection) ?
* Les libertés de conscience et de religion - inséparables de leurs libres manifestations, tant en public qu’en privé et dans l’exercice de sa profession - sont affirmées par le Pacte international sur les droits civils et politiques (Art. 18) entré en vigueur le 23 mars 1976 auquel la plupart des États membres de l’ONU ont adhéré, dont bien entendu la France. Le laïcisme rationaliste d’État viole ces accords.


Le  site svtfemininmasculin.com
  est à nouveau ouvert ! Un bon moyen pour réviser son cours ou approfondir une question.

 

Sujets d'entraînement
Annales Zéro - Sujet 2 partie 3
Annales Zéro - Sujet 3 partie 3 question 2, question 3 et question 4
Métropole 2012 - partie 3
Nouvelle Calédonie 212 - partie 3
Liban 2012 - partie 3
Pondichéry 2012 -partie 3 - question 1


1- Favoriser une fécondation puis une gestation
 Seuls 5% des couples sont stériles. Un grand nombre de moyens peuvent être mise en œuvre pour augmenter la fécondité naturelle basés sur la connaissance des cycles, des périodes de fécondité, de la date d’ovulation, de la durée de vie des gamètes, ce qui permet d’optimiser les rapports fécondants. Des méthodes paramédicales et médicales viennent ensuite : psychologie, relaxation, chirurgie, traitement hormonal.... tout ce qui permet de soigner (naprotechnologies).
2 - Empêcher une fécondation par des moyens naturels ou artificiels
La contraception désigne l’ensemble des moyens mis en œuvre pour empêcher une fécondation (du latin conceptus = contenu entièrement, conçu et de contra = contre). On peut préférer à ce mot d’origine anglaise moderne (XXe) l'expression « contrôle naturel/artificiel des naissances » ou encore « maîtrise de la reproduction ».
- Les moyens naturels nécessitent tous un contrôle (maîtrise) de la date du rapport
sexuel qui doit avoir lieu en période d’infécondité féminine. (sujet d'entraînement sur les méthodes naturelles de maîtrise de la fécondité)
- Les moyens artificiels empêchent la fécondation par barrage aux spermatozoïdes (barrage mécanique, chimique ou désynchronisation des cycles de la glaire cervicale avec l’ovulation). Les pilules contraceptives sont des agents chimiques très voisins des hormones féminines de type œstrogène et progestérone qui agissent de façon variée - et pas toujours bien connue - sur les cycles féminins : désynchronisation des cycles utérin et ovarien (glaire cervicale empêchant le passage des spermatozoïdes) ou absence d’ovulation.
3 - Empêcher une gestation ou éliminer l’embryon
La contragestion désigne l’ensemble des moyens mis en œuvre pour empêcher la gestation (du latin gestatis = porter un enfant, et de contra = contre). Ce mot est moderne et employé pour éviter de parler à tort et à travers d’avortement. L’avortement (du latin avortare = avorter) désigne une interruption de la gestation vue du point de vue de la mère : il est équivalent à « interruption de grossesse ». Lorsque l’avortement est naturel (c’est-à-dire par exemple que l’embryon ne nidifie pas), il serait préférable de parler d’avortement spontané (qui fait référence à l’embryon) plutôt qu’involontaire (qui fait référence à la mère) ou de « fausse-couche ». Lorsque l’interruption de grossesse est volontaire - IVG - du point de vue de la mère, il est « forcé » du point de vue de l’embryon. L’interruption de grossesse est qualifiée de « médicale », lorsque la santé de la mère ou de l’embryon ou du fœtus est en danger - IMG. L’embryon désigne la cellule oeuf fécondée (stade 1 cellule) jusqu’au début de la 8e semaine de développement. On parle ensuite de fœtus. La gestation commence avec la vie embryonnaire, mais les liens mère-embryon se développent surtout à partir de la nidation (dès le 6e jour après la fécondation). Empêcher une nidation est clairement un avortement volontaire.
4 - Obtenir une grossesse par des moyens artificiels : les AMP
Il ne s’agit pas ici des techniques visant à soigner une infertilité, mais des techniques reproductives qui permettent de s’affranchir de telle ou telle étape naturelle empêchée chez l’un ou l’autre des parents, voire de s’affranchir de la présence d’un parent ou même des deux. Les Assistances Médicales à la Procréation (AMP) consistent à reproduire en laboratoire une partie des processus naturels de la fécondation et du développement embryonnaire précoce.
Ces techniques ont déjà fait leurs preuves, mais elles restent une épreuve tant physique que psychologique pour chaque couple.


connaître, connaissance, maîtrise, contrôle, libération, aveuglement, abandon, contraception, contagestation, contragestif, abortif, avorter, avortement, tuer, éliminer, empêcher, limiter, détruire, modifier, désynchroniser, altérer, stériliser, mutiler...



Données hormonales OVARIENNES sur lesquelles reposent les méthodes contraceptives et contragestives chimiques:
- la baisse SIMULTANÉE des taux d'œstrogènes et de progestérone est responsable de l'apparition des règles. En absence de baisse ou en présence de la baisse du taux d'une seule hormone, la muqueuse utérine est maintenue au stade sécrétoire ou au stade post- menstruel sans prolifération selon les dosages et la période de début de prise d'hormone...) ;
 - la préparation de l'ovulation est due au pic -plus ou moins étalé - d'œstrogènes en phase folliculaire ovarienne (lui-même à l'origine de la décharge ovulante de LH et FSH); en absence d'une augmentation du taux d'œstrogènes (ou lors d'un maintien de celui-ci à un taux élevé) il n'y a pas d'ovulation ;
- les variations cycliques de la glaire cervicale sont sous la dépendance des œstrogènes et de la progestérone. En maintenant un taux constant élevé de ces hormones l'état de la glaire empêche le passage des spermatozoïdes et donc la fécondation.



Sujets d'entraînement:
Métropole septembre 2012 - partie 3
Pondichéry 2012 -partie 3 - question 2


Les MST sont les maladies sexuellement transmissibles : SIDA, infections à herpès, hépatite, blennorragie...). Le ministère de la santé publique leur préfère le terme IST (infections sexuellement transmissibles) en invitant les personnes à consulter même en l'absence de symptômes. Détectées à temps la plupart sont guérissables (sauf SIDA actuellement).

ALIMENTATION






EN TRAVAUX

P3 - Les sols et l'eau

Sources:
Bordas 1L-ES, Encyclopedia Universalis, ancienne page sur l'eau


Si le sol est défini en biologie comme un milieu de vie  (écosystème) à la surface des terres, il est défini en physique par la zone arable, ce qui signifie (du latin "arabilis"=labourable) à la fois riche en matière organique, labourable ou cultivable.






Quelques sujets d'entraînement :
Asie 2014 (Dosage des nitrates et usage d'une résine échangeuse d'ions pour l'eau de source)
Centres Etrangers 2016 (phytoépuration de l'eau)

On distingue donc deux fractions : la fraction minérale issue de la dégradation de la roche-mère sous-jacente, et la fraction organique issue des êtres vivants du sol (cette fraction organique comporte des éléments vivants et morts). Ces deux fractions sont étroitement imbriquées, comme en témoigne les différents éléments qui caractérisent la texture d'un sol :
1- la granulométrie de la fraction minérale  (les éléments de diamètre inférieur à 2 µm sont les argiles, les éléments dont le diamètre est compris entre 2 µm et 50 µm sont les limons et les éléments de diamètre supérieur à 50 µm sont les sables); dans le triangle de texture ci-dessous le sol contenant 60% de sables, 10% d'argiles et 30% de limons, a une texture limono-sableuse).

Un triangle des textures simplifié - source
2 - la porosité qui dépend de la taille et du volume des espaces libres entre les grains du sol. Ces espaces pouvant être remplis d'air ou d'eau. Les pores les plus petits (micropores) retiennent surtout l'eau. Les pores les plus gros (macropores) contenant habiltuellement de l'air, ne sont remplis d'eau que si le sol est saturé en eau. Plus le sol est sableux plus les pores sont gros. Un sol trop argileux ne contient presque que des micropores et l'eau est difficilement captée par les racines des plantes car l'eau des micropores est fortement retenue par des forces de capillarité aux parois des pores.

3- un élément essentiel de la fraction organique du sol est la formation du complexe argilo-humique (C.A.H.): les acides humiques issus de la dégradation de la matière organique s'associant aux argiles pour former des grains de taille variable chargés négativement et suceptibles de retenir une bonne partie des cations du sol en évitant ainsi leur lessivage lors de pluies importantes.

Le sol est l'objet des attentions des agriculteurs, plus encore de nos jours où l'on a montré l'importance du sol dans l'obtention de produits agricoles riches en éléments minéraux. La permaculture est une démarche qui s'efforce de respecter l'écosystème du sol.

Pour améliorer un sol dont la texture n'est pas équilibrée, on peut ajouter des éléments de la fraction minérale manquante (par exemple ajouter des argiles à un sol trop sableux qui ne retient pas l'eau) ou ajouter des éléments permettant de modifier le pH du sol (par exemple ajouter du calcaire à un sol trop acide) : on parle d'amendements.
Pour compenser la pauvreté d'un sol en tel ou tel minéral nécessaire à la plante on peut aussi ajouter des engrais. Le plus connu est l'engrais NPK (azote, phosphore et potassium).

cycle de l'azote (source : wikipedia)


L'eau est une ressource naturelle gratuite et abondante sous nos latitudes, mais épuisable.
On distingue :
- les eaux de source (3% des eaux utilisées par l'homme) dont certaines sont embouteillées et vendues avec ou non adjonction de gaz ;
- les eaux souterraines qui doivent être pompées (18% des eaux utilisées) et parfois traitées avant d'être potables. Les eaux souterraines sont parfois contaminées par des polluants après leur filtration par le sol et la roche mère qui les contient : l'aquifère; elles forment les nappes phréatiques.
- les eaux de surface (fleuves, rivières et lacs...) représentent 79% des eaux utilisées par l'homme. Elles sont souvent polluées et doivent être traitées avant de devenir potables.
On peut obtenir de l'eau douce à partir d'eau de mer (desalinisation), mais cela reste un procédé coûteux (les techniques sont variées : osmose inverse, déminéralisation, distillation).

La potabilité d'une eau repose sur un certain nombre de normes qui peuvent varier selon les pays.
Critères physiques et chimiques : l'eau doit être limpide (non trouble), inodore, sans saveur, avec des limites précises pour certains éléments chimiques (ces limites sont souvent posées selon le principe de précaution).
Critères biologiques : l'eau potable doit normalement être exemple de tout germe, cependant il existe des nombreux microorganismes non pathogènes présents dans les eaux des nappes aquifères qui ne représentent aucun danger pour l'homme.
Pour rendre potable une eau (au sens réglementaire du terme) on procède à sa désinfection (par exemple à l'ozone) et à sa filtration plus ou moins fine (y compris sur des résines échangeuses d'ions pour supprimer certains ions excédentaires).

P4 - Chimie des aliments










Quelques sujets d'entraînement :
Amérique du Nord 2017 (œufs lipides et émulsion - NON CORRIGÉ)


Les aliments de l'homme peuvent se dégrader chimiquement en présence d'air : c'est principalement le dioxygène présent en grande quantité dans l'air (21%) qui provoque une oxydation de nombreuses molécules organiques.
Du point de vue chimique une oxydation est une perte d'électrons. C'est le dioxygène qui sert d'accepteur d'électrons. De nombreuses molécules contenues dans les fruits et légumes  (comme les polyphénols) ou dans les viandes et poissons (commes les protéines) peuvent s'oxyder à l'air : c'est le brunissement de l'avocat ou de la pomme fraîchement coupés, le ranciement du beurre...
La dégradation est d'autant plus rapide que la température est élevée. Donc le refroidissement (mise au réfrigérateur) ou la congélation ralentissent le processus d'oxydation, sans le stopper complètement.
Il existe des antioxydants chimiques (additif alimentaire de type acide ascorbique (acide citrique du citron sur les tranches de pomme) ou synthétique : E300-E321).

Les procédés de conservation des aliments peuvent être :
- chimiques : c'est par exemple l'ajout d'un antioxydant, ou encore la cuisson qui modifie de nombreuses molécules et change la texture des aliments;
- physiques : c'est par exemple l'action du froid qui ralentit les réactions chimiques et le développement des micro-organismes sans les tuer; ou celle du chaud par des procédés très rapides qui ne modifient pas ou peu la structure des aliments.

Quelques procédés :
- séchage : perte d'eau lente à basse ou moyenne température (soleil, four..);
- lyophilisation : séchage par congélation brutale (température comprise entre– 40°C et –80°C environ) avec sublimation sous vide. Les aliments (café ...) conservent toutes leurs saveurs ainsi que leurs nutriments ; une fois réhydratés ils retrouvent presque leur texture d'origine. Cette méthode est employée pour la nourriture des astronautes.
- swellification (swell-drying ou séchage/texturation) basée sur la « Détente Instantanée Controlée (DIC) » : augmentation de la température vers 100°C en augmentant la pression vers 4 ou 5 bars pendant quelques secondes, puis chute abrupte de pression vers le vide ce qui provoque une expansion de la substance traitée ("puffing"); retour à la pression et à la température ambiante, le tout en moins d’une minute.
- pasteurisation : chauffage de quelques minutes entre 62 et 88 °C puis refroidissement brutal. Si elle n’est pas une technique de stérilisation, la pasteurisation réduit de façon significative le nombre de micro-organismes présents.
- upérisation :  chauffage par courant de vapeur d'eau à 140 °C pendant quelques secondes puis homogénéisation. Le lait UHT (« Upérisation à Haute Température ») est porté à 140°C pendant 2 à 5 secondes puis refroidit aussi rapidement. Le lait UHT est un lait stérilisé qui porte une DLUO (« Date Limite d'Utilisation Optimale »).
- appertisation (mise en conserve) du nom de l'inventeur Nicolas Appert, en 1795, est une stérilisation (entre 115 °C et 121 °C) et permet la conservation des aliments dans des emballages étanches pendant une longue période sans conditions particulières (notamment de température).

Les lipides forment un groupe hétérogène de substances "grasses" qui laissent une tache translucide sur le papier. Ce sont des molécules hydrophobes (qui "craignent" l'eau) - non miscibles à l'eau - et non polaires (apolaires à l'inverse de la molécule d'eau  qui est chargée négativement : l'eau est un dipôle).
Dans l'eau les lipides forment une phase distincte séparée de la phase aqueuse (au-dessus de l'eau du fait de leur plus faible densité que celle de l'eau). Mélangés fortement avec l'eau, ils forment une association instable de petites goutelettes de lipides (micelles) dispersées dans l'eau, que l'on appelle "émulsion huile/eau" (phase liquide dispersée dans une autre phase liquide). Si l'on veut stabiliser une émulsion (association métastable : l'association met très longtemps à se rompre) il faut ajouter des molécules tensioactives (ce sont des molécules amphiphiles :  par un côté elles sont lipophiles - qui "aiment" les lipides - et par un autre côté elles sont hydrophiles - qui "aiment" l'eau). Le jaune d'œuf de la mayonnaise contient un phospholipide amphiphile - la lécithine - qui permet de faire tenir les goutellettes d'huile dispersées dans l'eau. Lorsque la mayonnaise se déstabilise, c'est l'inverse qui arrive : on obtient des goutellettes d'eau dans une phase huileuse : une émulsion (d')eau/(dans l')huile.

Un micelle de la mayonnaise (la phase aqueuse est sur-représentée) : goutelettes d'huile dans l'eau.

Les lipides comprennent les acides gras et les esters d'acides gras (les graisses animales), des vitamines liposolubles (solubles dans les lipides)...
Un acides gras (voir cours de seconde) est un acide carboxylique (groupe -COOH) avec une longue chaîne d'atomes de carbone et d'hydrogène.
Les graisses animales sont des triglycérides formés par la liaison (de type ester) entre trois acides gras et un alcool : le glycérol.
Les phospholipides (diglycérides avec un groupe phosphate) sont les constituants des membranes cellulaires.

A1 - Conservation des aliments

Pour cette partie il est clair que le cours est extrêmement réduit. Normalement le sujet devrait comprendre tous les éléments pour répondre intelligemment. Le reste dépend de la culture de chacun....

Sujets d'entraînement:
Annales zéro sujet 2 - Partie 1 - Conservation des aliments -
salmonellose, effet de la température, "article de presse"
Métropole septembre 2012 - Partie 1 - Conservation des aliments -
jambon et tomates, Listeria, "courrier électronique d'un diététicien"
Asie 2012 - Partie 1 - Conservation des aliments -
Clostridium, stérilisation "courrier à un journaliste"
Martinique 2012 - Partie 1 - Conservation des aliments -
Botulisme, stérilisation, "article de presse"
Polynésie 2012 - Partie 1 - Conservation des aliments -
Conservation sous O2, "argumentation grand public"
Liban 2012 - Partie 1 - Conservation des aliments -
noix, moisissures, huile, confiture "article d'un expert d'une chambre d'agriculture"

à lire : Manuel Bordas p124-125


Un aliment, vis-à-vis de la conservation, c'est un milieu de vie pour les microorganismes (bactéries, champigons (moisissures)...)

Les micro-organismes sont souvent présents dans l'air (et donc sur les aliments stockés à l'air) sous des formes de résistance liées à leur cycle de reproduction : spores le plus souvent.

Deux manières de conserver un aliment :
1 - rendre le milieu inhospitalier et le conserver à l’abri des micro-organismes = dessiccation, séchage, salage, stérilisation, froid…
2 - favoriser le développement de micro-organismes protecteurs (bactéries lactiques principalement) qui empêchent alors les microbes pathogènes de se développer = fermentations lactiques (quasiment tous les légumes peuvent se conserver ainsi…).


+120°C = destruction de toutes les spores

+65-70°C mort de la plupart des bactéries (et inactivation de la plupart des protéines qui forment les enzymes, substances chimiques responsables des réactions chimiques du vivant)

20-40°C forte multiplication de la plupart des micro-organismes

<5°C forte baisse de la multiplication sauf psychrophiles (qui aiment le froid)

-18°C arrêt de tout métabolisme (ensemble des réactions chimiques) mais sans tuer les bactéries

Document sujet 1 annales zéro

A2 - Agriculture, santé et environnement


ancien cours 1èreL sur l'alimentation,
3ème partie

 

 

Sujets d'entraînement:
Annales zéro sujet 1 - Partie 1 - Environnement :
Qualité de l'eau et agriculture - questions et arguments
Partie 1 - Environnement -
qualité de l'eau, "courrier d'un médecin"
Partie 1 - Environnement -
pommes et pesticides, article de journaliste
Partie 1 - Environnement -
nitrates, argumentation politique


Un écosystème est un groupement d'êtres vivants (formant une biocénose) vivant dans un milieu de vie (ou biotope).

Par analogie, on parle d'agrosystème, écosystème agricole (artificiel au sens étymologie d'ars, artis = art et facere, factus= faire, fait, donc fait de main d'homme), où l'homme apporte des éléments nutritifs (engrais) ou des soins particuliers (intrants), cultive ou élève certains organismes et prélève des organismes pour les consommer (extrants).

 

 

 étude INSERM sur les pesticides - juin 2013

Dossier LA RECHERCHE juin 2013 sur les perturbateurs endocriniens


La démarche actuelle "environnementale " exige que l'on mesure le rendement d'un agrosystème non pas uniquement en comparant les importations artificielles aux exportations artificielles, sans se préoccuper des éléments fournis "gratuitement" par la nature, mais bien en essayant de dresser un bilan global, notamment en terme de surexploitation des richesses du sol ou en terme de pollution de l'environnement. Le respect de l'environnement n'est pas un luxe. Il s'agit sans aucun doute ici d'une bonne mondialisation, celle des responsabilités.

Pour les consommateurs européens, à cette démarche environnementale, qui peut être solidaire, s'ajoute une exigence de sécurité alimentaire (au sens d'inoffensif pour la santé).

Exemples:
pollution par les nitrates, les pesticides, produits cancérigènes, perturbateurs endocriniens (dont le bisphénol A)


Plus l'agrosystème modifie l'écosystème naturel plus le rendement productif est élevé (extrants-intrants) mais plus la biodiversité spécifique (nombre d'espèces vivant dans le biotope) est réduite, ce qui peut induire des dangers en cas d'épidémie (si l'espèce dominante est atteinte, toute la biocénose s'effondre).

Pour augmenter les rendements, on procède aussi à des sélections d'espèces performantes et, depuis la fin du XXème siècle à la culture d'espèces génétiquement modifiées (OGM) dont les gènes artificiellement ajoutés (gènes de résistance à un ravageur, gènes intervenant dans la diminution de la taille de la tige et donc limitant la verse des céréales;..) se sont répandus dans la nature.

On peut aller nettement plus loin dans la démarche écologique et s’impliquer dans l’agroécologie (une agriculture qui refuse la société industrialisée et consommatrice) ou la permaculture (qui prône de laisser le plus possible la place à la nature). Voir le film Demain.


Depuis juin 2007 nous avons en France un ministère du développement durable rebaptisé en 2017 Ministère de la transition écologique et solidaire au carrefour de l'écologie (science de l'"habitat" des êtres vivants, mais qui est parfois confondu avec une politique environnementale alors que l'homme est au centre de l'écologie), du social (qui devrait être centré sur l'homme) et l'économique (de même). L'idée de transition (voir le film demain) découle du constat selon lequel on ne peut plus continuer comme avant.

ecologie et humanisme
ecologie et humanisme
autour de Pierre Rabhi
écologie humaine
eco-tree


    

Voici deux autres représentations d'un
développement durable pour vous encourager à questionner le modèle classique peu compréhensible et qui paraît oublier un peu l'homme.... (en effet au centre il y a le vide blanc, seul durable, alors qu'à mon sens ce devrait être l'homme) À vos crayons !







Il existe 2 grands types trophiques: - les autotrophes (qui se nourrissent seuls par rapport aux autres êtres vivants); ce sont les plantes chlorophylliennes (vertes), mais aussi de nombreux unicellulaires et des bactéries;
- les hétérotrophes ou allotrophes qui se nourrissent des autres êtres vivants (morts ou vivants). Ce sont les animaux, mais aussi les champignons, de nombreux unicellulaires et bactéries.


Tous les organismes vivants produisent leur matière organique, ce sont donc des producteurs. Les autotrophes sont qualifiés de producteurs primaires, car ils produisent leur matière organique à partir de l'air et de la lumière , ils n'ont donc pas besoin des autres êtres vivants pour se nourrir.
Les hétérotrophes sont appelés consommateurs (ou producteurs de 2ème ordre, 3ème ordre ou... d'ordre supérieur) parce qu'ils consomment d'autres êtres vivants.


On considère qu'une alimentation principalement à base de nourriture de type primaire (blé, riz, mil, maïs, pomme de terre...) est plus économe en énergie (au niveau de l'écosystème, bien que le rendement soit faible pour le transfert entre la matière organique de niveau 1 et la matière organique de niveau 2: environ 0,4%) que la consommation d'une nourriture composée de consommateurs de 1er ordre (lait, viande d'herbivores...) ou surtout d'ordre supérieur (alors que le transfert entre niveaux d'énergie se fait alors avec des rendements de l'ordre de 10 à 20%).

Ainsi on peut affirmer qu'un ha de céréales nourrit 120 personnes, alors qu'un ha de prairie utilisée pour l'élevage de bovins nourrit 2 personnes. De là à considérer que la consommation de nourriture secondaire est un luxe, il y a un pas qu'il ne faut pas franchir inconsidérément. Il ne faut pas oublier que si l'homme est un allotrophe, la variété de l'alimentation est une exigence psychologique.

Cela n'empêche pas que certains Européens prennent conscience de ce que leur alimentation est d'une richesse énergétique telle qu'ils puissent la qualifier de gaspillage.

ENERGIES (le défi énergétique)

Cette partie est à la frontière des sciences expérimentales (qui cherchent à comprendre la nature à l'aide de la méthode expérimentale), de la technique, des sciences économiques et politiques. Elle s'inscrit dans la démarche d'une refondation écologique de l'activité humaine afin d'atteindre un développement durable au centre duquel il faut placer l'humain (voir ci-dessus).


Sources :
Bordas 1ES-L







Énergie = grandeur qui caractérise la capacité d'un système à modifier l'état d'autres systèmes en interaction avec lui (exprimée en joules : J). se prononce pareil, mais ne pas confondre avec JUL
Les différentes formes d'énergies peuvent être converties les unes dans les autres.
La première forme d'énergie est mécanique. Un joule (1 J) est le travail d'une force d'un newton (1 N) dont le point d'application se déplace d'un mètre dans la direction de cette force; 1 J = 1 N.m  (lire "un newton mètre") = 1 kg.m2.s-2
La puissance est l'énergie developpée par seconde (P=E/t).
Un watt est la puissance d'un système à qui l'on transfère une énergie de 1 joule pendant 1 seconde;
1 W = 1 J.s-1 (lire "un joule par seconde") = 1 N.m.s-1 = 1 kg.m2.s-3
Unité d'énergie très utilisée, mais n'appartenant pas au système international (voir ici) : le kW.h - lire "un kilo watt heure" - (1kW.h = 1000W x 3600 s = 36.105 J= 3600 kJ, sachant que 1 J = 1 W.s).
La tep, tonne équivalent pétrole, est une autre unité utilisée pour l’énergie très utilisée. Elle correspond à l’énergie libérée par la combustion d’une tonne de pétrole, soit :1 tep = 11,6.106 kW.h = 11,6 x 36. 1011 J = 41,76  TJ (téra-joule, voir ici pour les puissances de dix).

On distingue :
- 3 sources d'énergie primaires : le soleil (énergie lumineuse, infra-rouge... : on parle d'énergie rayonnante), la gravité et l'atome (énergie nucléaire mais aussi géothermique puisque l'on pense que la radioactivité est à l'origine d'une grande part de la chaleur du globe).
- plusieurs sources d'énergie secondaires dérivées : biomasse (énergie lumineuse convertie en énergie chimique de liaison et d'oxydoréduction afin de faire croître et vivre les êtres vivants), énergie fossile (pétrole, gaz naturel, charbon...issues de la biomasse), énergie éolienne (énergie cinétique issue du déplacement des masses d'air suite aux changements de température et de pression dues au soleil, à la rotation de la terre et à la gravité), énergie hydraulique (issu de la gravité (énergie potentielle de pesanteur) et du cycle de l'eau sous le contrôle de l'énergie solaire).
L'énergie électrique est une forme d'énergie produite par l'homme soit à partir d'énergie hydraulique et mécanique (alternateur d'un barrage), ou encore à partir d'énergie éolienne et mécanique (alternateur d'une éolienne) ou même d'énergie thermique (biomasse et énergie mécanique pour une centrale à combustible fossile; atome et énergie mécanique pour une centrale nucléaire). L'énergie électrique peut être transportée facilement, mais  on a du mal à la stocker.

Principaux domaines
Industrie et agriculture
Transports Usages domestiques Secteur tertiaire
Usages domestiques Secteur tertiaire
Énergie consommée en France par an


812.1012 kWh

70.106 tep = 70 Mtep


986.1012 kWh

85.106 tep = 85 Mtep




1 392.1012 kWh

120.106 tep = 120 Mtep


~80% de la production mondiale actuelle d'énergie provient des énergies fossiles (pétrole et charbon) et du combustible nucléaire, qui ne sont pas renouvelables.

(Part des différentes énergies DANS LE MONDE - En France 80% de l'électricité produite vient du nucléaire - source)

L'énergie nucléaire provient de la fission d'un noyau d'235U en deux noyaux (produits de la fission) sous le bombardement d'un neutron lent (01n), ce qui produit d'autres neutrons (qui doivent être absorbés pour que la réaction ne s'accélère pas exponentiellement) et de l'énergie sous forme de rayonnement gamma.


Les différents isotopes d’un même élément sont situés dans la même case du tableau périodique (en grec iso = même et  topos = lieu).
 
Z = nombre de charge ou juméro atomique = nombre de protons
A = nombre de masse = nombre de nucléons (protons et neutrons); n0 (nombre de neutrons ) = A-Z

Deux isotopes ont le même numéro atomique mais deux nombres de masse différents :
92238U et 92235U
L' 235U ne se trouve qu'en très faible quantité dans la nature; il doit être produit par un procédé d'enrichissement en 235U d'un minerai contenant d'autres isotopes.
Le combustible nucléaire nécessite de grandes précautions pour être stocké, mais permet de produire une grande quantité d'énergie par rapport au volume stocké (par exemple dans un réacteur servant à la propulsion d'un navire).

On sait produire de l'énergie par fusion de deux noyaux (comme dans le Soleil où ces réactions sont nombreuses), mais la réaction a du mal à être contrôlée.

La radioactivité α produit des noyaux d'hélium peu pénétrants (une feuille de papier ou 5cm d'air les arrêtent).
La radioactivité β- produit des électrons pouvant être arrêtés par une feuille d'alumninium.
La radioactivité γ produits des rayons très énergétiques qui peuvent traverser de nombreux matériaux (5 cm de plomb n'arrêtent que 90% du rayonnement).

L'effet de serre est une augmentation de température de l'atmosphère terrestre due au piégage du rayonnement thermique réémis par la Terre par différents gaz, le plus important étant la vapeur d'eau et ensuite le CO2, notamment le CO2 d'origine anthropique.



Si toute réaction chimique produit de la chaleur par effet Joule, une grande énergie thermique est produite lors de la combustion de combustibles fossiles (formés de matière organique) dans une centrale thermique:
combustible + O2 -> CO2 + H2O + énergie + divers produits plus ou moins toxiques si la réaction de combustion est incomplète

Lorsque la production d'énergie est intermittente (solaire, éolien, marémotrice...) il est nécessaire d'utiliser des formes de conversion et de stockage de l'énergie produite.
L'énergie électrique est stockable dans des condensateurs à court terme. Le long terme nécessite une conversion par exemple en énergie chimique dans un accumulateurs (batterie) ou potentielle hydroélectrique (pompage pour alimenter une retenue d'eau qui pourra ensuite fournir de l'énergie hydraulique).

Les produits de la fission nucléaire sont aussi radioactifs et présentent les mêmes dangers que le combustible nucléaire, même si certains ont des durées de vie (ou période = temps nécessaire à la réduction de l'émission radioactive à la moitié de sa valeur initiale) courtes par rapport à celle de l' 235U qui a une durée de vie très longue (710 Ma). (8 jours pour l' 131I, 2,3 millions d'années pour le 135Cs ou encore 24.130 ans pour le 239Pu)
Les éléments radioactifs à période longue sont coulés dans du bitume ou du verre, ceux à période courte sont stockés dans des fûts en acier ou en béton.

Quelques sujets d'entraînement  (obligatoirement Partie 2):
Annales Zéro - sujet n°3 (société à 2000W)
Métropole 2012 (énergies alternatives)
Centres Etrangers 2012 (énergie nucléaire et production d'électricité)
Antilles 2013 (produire son énergie photovoltaïque)
Métropole 2014 (énergie nucléaire)
Centres Etrangers 2014 (valorisation des déchets ménagers et production d'électricité)
Antilles 2015 (Le gaz de schiste : extraction et aspects économiques et écologique)
Asie 2015 (arbre à vent et éolienne classique)
Centres Etrangers 2015 (cogénération dans une centrale nucléaire)
Métropole 2016 (Pile à combustible, production d'hydrogène et voitures hybrides à hydrogène)
Asie 2016 (pistes cyclables solaires)
Antilles-Guyane 2016 (la Smartflower, support de panneaux photovoltaïques qui suivent la course solaire)



QCM (1ère partie SVT)


QCM (2ème partie SVT)