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SVT

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Le sujet « Sciences de la vie et de la Terre » (SVT) est un mélange de biologie et de géologie, enseigné aux niveaux Seconde, Première et Terminale dans le système éducatif français.

Le thème « La Terre, la vie et l'organisation du vivant » comprend différents thèmes en rapport avec notre planète et les êtres vivants qui la peuplent. Nous commencerons ici par décrire certains aspects de l'histoire et de la structure de la Terre, puis nous aborderons la vie et l'organisation du vivant.

Planète Terre

Les traces du passé mouvementé de la Terre

La Terre, La Vie Et l'Organisation Du Vivant La Terre vue de l'espace StudySmarterFig. 1 - Terre et eau : la Terre vue de l'espace.

L'origine de la formation de la Terre est étudiée en géologie : il s'agit d'identifier et de dater les roches qui constituent la structure interne de la Terre, en plus de décrire les processus tectoniques qui leur ont donné forme. Nous étudierons ici la formation des continents et des océans en examinant certaines des périodes les plus remarquables de l'histoire de la Terre.

Ici, nous étudierons :

  • des domaines continentaux révélant des âges variés ;

  • la recherche d'océans perdus ;

  • les marques de la fragmentation continentale et de l'ouverture océanique.

L'âge de la Terre est estimé à 4,5 milliards d'années.

La dynamique interne de la Terre

Ce chapitre consiste à décrire les mouvements et les processus internes de notre planète, du noyau jusqu'à la surface où nous vivons. La lithosphère, c'est-à-dire l'enveloppe externe de la Terre (comprenant la croûte et le manteau supérieur) est divisée en fragments que l'on appelle les plaques tectoniques. Ces plaques se déplacent les unes par rapport aux autres et sont responsables de nombreux risques naturels tels que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre et les tsunamis.

Ici, nous étudierons :

SVT, Lave volcan, StudySmarter

Fig. 2 - Lave jaillissant des entrailles de la Terre.

Les mouvements tectoniques à l'origine des éruptions volcaniques et des tremblements de terre font partie des processus internes les plus spectaculaires de notre planète. Ce sont des phénomènes à la fois extrêmement destructeurs, mais aussi créateurs de nouvelles ressources et de terres arables précieuses pour l'espèce humaine.

Échelle d'organisation du vivant

Nous étudierons ici la manière dont les êtres vivants pluricellulaires sont organisés à différents niveaux d'échelles, de la cellule avec ses caractéristiques, jusqu'aux relations entre les êtres vivants et leur environnement. Dans les organismes multicellulaires, les cellules subissent de nombreuses divisions mitotiques au cours du développement embryonnaire, ce qui donne naissance à de nombreuses cellules génétiquement identiques. Cependant, avec la division cellulaire, un autre processus, appelé différenciation, se produit également dans les cellules embryonnaires. Il s'agit du processus au cours duquel les cellules se différencient pour obtenir une structure et une fonction différentes.

Ici, nous étudierons :

  • l'organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées ;

  • le métabolisme des cellules.

SVT, Schéma d'une cellule animale StudySmarter

Fig. 3 - Schéma d'une cellule animale. Source: Wikimedia Commons. Auteur : Kelvinsong. Licence : CC0

Légende :

1 = Nucléole

2 = Noyau

3 = Ribosome

4 = Vésicule

5 = Réticulum endoplasmique rugueux (granuleux)

6 = Appareil de Golgi

7 = Cytosquelette

8 = Réticulum endoplasmique lisse

9 = Mitochondries

10 = Péroxysome

11 = Cytosol

12 = Lysosome

13 = Centrosome

14 = Membrane plasmique

Les cellules sont les plus petites unités de tout être vivant ; ce sont des compartiments remplis d'organites entourés d'une membrane cellulaire (la membrane plasmique).

Les fonctions les plus importantes des cellules sont la production de sources d'énergie et de protéines, la reconnaissance d'autres cellules, le transport de matériaux à travers la membrane cellulaire et la division des cellules.

Le génotype

SVT, Représentation d'une molécule d'ADN StudySmarterFig. 4 - Représentation d'une molécule d'ADN.

Le génotype est défini comme la composition génétique d'un organisme. Dans le cas d'un attribut particulier, le génotype décrit la nature des allèles de cet attribut. Une grande partie de l'étude de la vie est consacrée au patrimoine héréditaire et au génome des êtres vivants.

Ici, nous étudierons :

  • la conservation des génomes ;
  • la reproduction sexuée ;
  • les principes de base de la génétique ;
  • la méiose.

Les autres mécanismes de la diversification et de l'évolution du vivant

L'histoire de l'évolution et les relations d'une espèce ou d'un groupe d'espèces sont appelées phylogénie. Elle est souvent illustrée à l'aide d'un diagramme de ramification appelé arbre phylogénétique. Les arbres phylogénétiques montrent comment les organismes ou les groupes à n'importe quel niveau hiérarchique sont liés les uns aux autres par des ancêtres communs.

Ici, nous étudierons :

  • la complexification des génomes ;

  • la phylogénie.

SVT, Schéma des trois grands domaines du « buisson » de l'histoire évolutive du vivant selon la classification phylogénétique StudySmarter

Fig. 5 - Schéma des trois grands domaines de l'« arbre » de l'histoire évolutive du vivant selon la classification phylogénétique. Source : Wikimedia Commons. Auteur : Maisrimer, de sources variées. Modifié pour retirer la liste des sources. Licence : CC BY-SA 4.0.

L'inéluctable évolution des génomes au sein des populations

L'évolution est un changement graduel et cumulatif des traits héréditaires d'une population d'organismes au fil du temps. Ce changement se produit au cours de nombreuses générations. Les modèles de changement évolutif peuvent être observés à partir de différentes sources de données, notamment les fossiles, l'homologie, la biologie moléculaire et les observations directes. Ces observations montrent que les formes de vie changent avec le temps.

Ici, nous étudierons :

  • l'évolution génétique ;

  • la formation de nouvelles espèces.

Les pinsons de Darwin

Les pinsons de Darwin nous montrent les changements évolutifs qui conduisent à l'émergence de nombreuses espèces descendantes adaptées à leur environnement spécifique.

Lors de ses voyages aux îles Galápagos, Darwin a découvert plus d'une douzaine d'espèces de pinsons - des petits oiseaux - très semblables en taille et en couleur, mais dont les becs avaient des formes différentes. Darwin pensait que leurs becs uniques leur donnaient de meilleures chances de survie. Par exemple, certains pinsons avaient un bec large et émoussé qui les aidait à casser les noix et les graines, tandis que d'autres pinsons avaient un bec long et pointu qui les aidait à attraper les insectes.

Darwin a émis l'hypothèse que toutes les différentes espèces de pinson des îles Galápagos provenaient d'une espèce mère qui avait colonisé les îles il y a des millions d'années. Darwin a expliqué qu'en se propageant d'une île inhabitée à l'autre, les populations de l'espèce mère se sont adaptées à différentes niches écologiques et ont rapidement évolué vers de nombreuses espèces descendantes.

La théorie de l'évolution par la sélection naturelle fut publiée en 1859 par Charles Darwin

SVT, Charles Darwin, StudySmarter

Fig. 6 - Portrait de Charles Darwin. Source : Wikimedia Commons. Auteur : Julia Margaret Cameron.

Le patrimoine génétique

La génétique est l'étude des gènes, de leur variation dans une population et de leur transmission. L'être humain sait depuis longtemps que deux individus se reproduisant auront une progéniture présentant des caractéristiques similaires. En effet, les humains ont commencé à tirer parti de ce fait bien avant que les lois de la génétique ne soient établies. De nombreuses cultures parmi les plus importantes d'aujourd'hui, par exemple, ne ressemblent en rien à leurs ancêtres. Cela est dû à des milliers d'années de reproduction sélective. La transmission d'attributs spécifiques des parents à la progéniture est appelée hérédité, et c'est pourquoi la génétique est souvent appelée l'étude de l'hérédité.

Ici, nous étudierons :

  • les divisions cellulaires des eucaryotes ;

  • la réplication de l'ADN ;

  • la mutation de l'ADN et la variabilité génétique ;

  • l’histoire humaine lue dans son génome ;

  • les enzymes.

SVT, De la molécule d'ADN à la cellule vivante, StudySmarter

Fig. 7 - De la molécule d'ADN à la cellule vivante. Source : Wikimedia Commons Auteur : William Crochot. Licence : CC BY-SA 4.0

La Terre, la vie et l'organisation du vivant - Points clés

  • L'âge de la Terre est estimé à 4,5 milliards d'années.
  • La lithosphère est divisée en plaques tectoniques.
  • Les plaques tectoniques se déplacent les unes par rapport aux autres et sont responsables de nombreux risques naturels tels que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre et les tsunamis.
  • La génétique est l'étude des gènes, de leur variation dans une population et de leur transmission.
  • L'évolution est un changement graduel et cumulatif des attributs héréditaires d'une population d'organismes au fil du temps.
  • Les fonctions les plus importantes des cellules sont la production de sources d'énergie et de protéines, la reconnaissance d'autres cellules, le transport de matériaux à travers la membrane cellulaire et la division des cellules.

Questions fréquemment posées en SVT

Le génotype est défini comme la composition génétique d'un organisme. Dans le cas d'un attribut particulier, le génotype décrit la nature des allèles de cet attribut. Une grande partie de l'étude de la vie est consacrée au patrimoine héréditaire et au génome des êtres vivants. 

Les plaques tectoniques sont les morceaux fragmentés de la lithosphère (l'enveloppe externe de la Terre, y compris la croûte et le manteau supérieur). Les plaques tectoniques se déplacent les unes par rapport aux autres et sont responsables de nombreux risques naturels tels que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre et les tsunamis.

Les plaques tectoniques peuvent flotter sur le manteau en raison de la composition des roches qui les composent. Cela les rend moins denses que le manteau. 

Le génotype est la séquence génétique qui compose un organisme ou les allèles spécifiques qu'un organisme possède pour un gène.

Les fonctions les plus importantes des cellules sont la production de sources d'énergie et de protéines, la reconnaissance d'autres cellules, le transport de matériaux à travers la membrane cellulaire et la division des cellules.

Questionnaire final de SVT

Question

Les enzymes __________ et __________  sont impliquées dans la réplication de l'ADN et forment des liaisons phosphodiester.

Montrer la réponse

Réponse

ADN polymérase

ADN ligase

Montrer la question

Question

La réplication de l'ADN intervient à quel stade du cycle cellulaire ?

Montrer la réponse

Réponse

La réplication de l'ADN intervient pendant la phase S, avant la division cellulaire.

Montrer la question

Question

La réplication de l'ADN a lieu dans quelle partie de la cellule ?

Montrer la réponse

Réponse

Dans le noyau de la cellule.

Montrer la question

Question

Que nous dit le modèle semi-conservatif sur la réplication de l'ADN après un tour ?

Montrer la réponse

Réponse

Après un tour, les deux molécules d'ADN contiennent un brin d'ADN original et un nouveau brin d'ADN.

Montrer la question

Question

Pourquoi la réplication de l'ADN est-elle importante ?

Montrer la réponse

Réponse

La réplication de l'ADN garantit que les cellules filles contiennent la bonne quantité d'ADN. Elle est également nécessaire à la division cellulaire.

Montrer la question

Question

À quoi sert l'ADN hélicase ?

Montrer la réponse

Réponse

L'ADN hélicase rompt les liaisons hydrogène entre les paires de bases complémentaires. Cela permet de défaire la double hélice de l'ADN pour exposer les bases de l'ADN.

Montrer la question

Question

À quoi sert l'ADN polymérase ?

Montrer la réponse

Réponse

L'ADN polymérase catalyse la formation de liaisons phosphodiester entre les nucléotides adjacents.

Montrer la question

Question

À quoi sert l'ADN ligase ?

Montrer la réponse

Réponse

L'ADN ligase catalyse la formation de liaisons phosphodiester entre les fragments d'Okazaki lors de la réplication discontinue.

Montrer la question

Question

Dans quel sens est synthétisé le nouveau brin d'ADN ?

Montrer la réponse

Réponse

Dans le sens 5' vers 3'.

Montrer la question

Question

Le brin _____ est créé de façon continue car il est continuellement synthétisé par l'ADN polymérase.

Montrer la réponse

Réponse

avancé

Montrer la question

Question

Le brin retard est créé de façon _______ au fur et à mesure que des fragments d'Okazaki sont fabriqués. 

Montrer la réponse

Réponse

discontinue

Montrer la question

Question

L'enzyme _______  réunit les fragments d'Okazaki en catalysant la formation de quelles liaisons ?

Montrer la réponse

Réponse

ADN ligase

Liaisons phosphodiester.

Montrer la question

Question

Quel modèle Meselson et Stahl ont-ils prouvé dans les années 1950 ?

Montrer la réponse

Réponse

Le modèle semi-conservatif de la réplication de l'ADN.

Montrer la question

Question

Que se passe-t-il lorsque l'on dépasse trop le pH optimal d'un enzyme ?

Montrer la réponse

Réponse

Toutes les réponses


Montrer la question

Question

Que sont les enzymes ?

Montrer la réponse

Réponse

Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Cela signifie qu'ils accélèrent les réactions chimiques dans l'organisme.

Montrer la question

Question

Quel type de molécule sont les enzymes ?

Montrer la réponse

Réponse

Les enzymes sont des protéines. C'est important car le fait d'être des protéines leur permet d'avoir la forme 3D spécifique requise pour leur site actif.

Montrer la question

Question

Quelle est la théorie serrure-clé de l'activité enzymatique ?

Montrer la réponse

Réponse

La théorie serrure-clé suggère que les enzymes et les substrats sont exactement spécifiques les uns aux autres. Elle suggère qu'un type de substrat s'adapte exactement au site actif d'un enzyme particulier.

Montrer la question

Question

Quels sont les facteurs qui affectent l'activité des enzymes ?

Montrer la réponse

Réponse

La température, le pH, la concentration de l'enzyme et la concentration du substrat affectent tous l'activité enzymatique. Chacun de ces facteurs peut être un facteur limitant.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'un facteur limitant ?

Montrer la réponse

Réponse

Un facteur limitant est un élément qui fait plafonner l'activité enzymatique. La température, le pH, la concentration d'enzyme et la concentration de substrat peuvent tous agir comme des facteurs limitants.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce que la pepsine ?

Montrer la réponse

Réponse

La pepsine est un enzyme que l'on trouve dans l'estomac. Son pH optimal est d'environ 2, ce qui signifie qu'il peut fonctionner dans l'acide gastrique. La pepsine décompose les protéines en chaînes polypeptidiques.

Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'un site actif ?

Montrer la réponse

Réponse

Un site actif est la partie de l'enzyme à laquelle le substrat se lie. Il s'agit d'une forme 3D spécifique, ce qui signifie que seul un type de substrat peut se lier à un site actif/enzyme spécifique.

Montrer la question

Question

 Qu'est-ce qu'un enzyme ?

Montrer la réponse

Réponse

Catalyseur biologique

Montrer la question

Question

Quelle enzyme se trouve dans la salive ?

Montrer la réponse

Réponse

Amylase

Montrer la question

Question

Quel facteur implique l'énergie cinétique ?

Montrer la réponse

Réponse

Température

Montrer la question

Question

Quel est le pH optimal pour la pepsine ?

Montrer la réponse

Réponse

2

Montrer la question

Question

Où trouve-t-on l'amylase ?

Montrer la réponse

Réponse

Salive

Montrer la question

Question

Si j'ai 100 enzymes et 80 substrats, quel sera probablement le facteur limitant ? 

Montrer la réponse

Réponse

Température

Montrer la question

Question

Quel type de molécules sont les enzymes ?

Montrer la réponse

Réponse

Protéines

Montrer la question

Question

Que se passe-t-il lorsque l'on dépasse trop le pH optimal d'un enzyme ?

Montrer la réponse

Réponse

L'activité enzymatique diminue

Montrer la question

Question

Que veut-on dire quand on dit que les enzymes sont des catalyseurs ?

Montrer la réponse

Réponse

Les enzymes, en tant que catalyseurs, ne sont pas consommés ou "usés" dans les réactions, mais restent inchangés. Par conséquent, ils peuvent être réutilisés pour accélérer de nombreuses autres réactions.

Montrer la question

Question

Quel type de protéines sont les enzymes ?

Montrer la réponse

Réponse

Des protéines globulaires

Montrer la question

Question

Les enzymes tirent leur nom du substrat ou de la réaction chimique qu'ils catalysent. Quel substrat correspond à l'enzyme amylase ? 

Montrer la réponse

Réponse

Amidon

Montrer la question

Question

Quelle enzyme est essentiel à l'hydrolyse du lactose ?

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Réponse

Lactase

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Question

Qu'est-ce que le site actif ?

Montrer la réponse

Réponse

Le site actif est une région spécifique de l'enzyme qui est hautement fonctionnelle. Le site actif comporte un petit nombre d'acides aminés qui peuvent former des liaisons temporaires avec d'autres molécules. En général, il n'y a qu'un seul site actif sur chaque enzyme.

Montrer la question

Question

Quel type de complexe l'enzyme et le substrat forment-ils ?

Montrer la réponse

Réponse

Un complexe enzyme-substrat.

Montrer la question

Question

Comment appelle-t-on les molécules qui se détachent du site actif des enzymes ?

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Réponse

Les produits.

Montrer la question

Question

Le modèle d'action enzymatique à ajustement induit est une version modifiée de quel autre modèle ?

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Réponse

Le modèle serrure-clé.

Montrer la question

Question

Quel modèle propose que le site actif et le substrat aient tous deux des formes géométriques rigides ?

Montrer la réponse

Réponse

Le modèle serrure-clé

Montrer la question

Question

Définis le modèle d'ajustement induit de l'action enzymatique.

Montrer la réponse

Réponse

Le modèle d'ajustement induit stipule que le site actif ne se forme que lorsque le substrat se lie à l'enzyme. Le modèle suggère que le site actif a une forme complémentaire à celle du substrat.

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Question

Qu'est-ce que cela signifie quand on dit que le site actif a une forme complémentaire au substrat ?

Montrer la réponse

Réponse

Cela signifie que le site actif n'a pas la même forme que le substrat. Lorsque le substrat se lie, la forme du site actif s'adapte au substrat. Cela indique que le site actif n'a pas une forme identique et rigide mais qu'il est complémentaire du substrat.

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Question

Les coeznymes sont des enzymes. VRAI ou FAUX ?

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Réponse

Faux. Les coenzymes sont des cofacteurs, des molécules organiques non protéiques qui aident les enzymes à catalyser les réactions biochimiques. Les cofacteurs ne peuvent pas fonctionner indépendamment, ils doivent donc se lier à un enzyme en tant que molécules d'aide.

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Question

Pourquoi est-il important que les enzymes réduisent l'énergie d'activation ?

Montrer la réponse

Réponse

Il existe une barrière énergétique que la réaction doit « surmonter » pour démarrer. En diminuant l'énergie d'activation, l'enzyme permet aux réactions de « franchir » la barrière plus rapidement. 

Montrer la question

Question

Quel est le rôle des enzymes dans les réactions cataboliques ?

Montrer la réponse

Réponse

Les enzymes catalysent les réactions cataboliques, qui consistent à décomposer des molécules complexes (macromolécules) en molécules plus petites, libérant ainsi de l'énergie.

Montrer la question

Question

Cite deux exemples de réactions cataboliques et au moins deux enzymes essentiels dans ces réactions.

Montrer la réponse

Réponse

1) La digestion des aliments, avec les protéases, les lipases, les amylases, etc.

2) La respiration cellulaire, avec l'ATP synthase.

Montrer la question

Question

Les enzymes accélèrent les réactions anaboliques ainsi que les réactions cataboliques. Combien de produits ces réactions produisent-elles ?

Montrer la réponse

Réponse

Un seul produit. Deux substrats ou plus se lient au site actif de l'enzyme pendant les réactions anaboliques. Une liaison chimique se forme entre eux, donnant lieu à un seul produit.

Montrer la question

Question

Les réactions anaboliques sont, collectivement, appelées anabolisme. Un synonyme d'anabolisme est la biosynthèse. Citez au moins deux exemples de biosynthèse dans les organismes vivants, ainsi que les enzymes qui les catalysent.

Montrer la réponse

Réponse

1) La synthèse des protéines avec l'enzyme ARN polymérase.

2) La synthèse de l'ADN avec l'ADN hélicase.

3) La photosynthèse avec RUBISCO.

Montrer la question

Question

Les enzymes ont des rôles variés. Deux d'entre eux, à savoir la réplication des virus et le clonage des gènes, ont un enzyme commun. Quel est le nom de cet enzyme ?

Montrer la réponse

Réponse

La transcriptase inverse.

Montrer la question

Question

Comment l'activité enzymatique est-elle importante dans la contraction musculaire ?

Montrer la réponse

Réponse

Pendant la contraction musculaire, l'enzyme ATPase hydrolyse l'ATP pour générer de l'énergie pour deux protéines centrales : la myosine et l'actine.

Montrer la question

Question

Quel type de relation existe-t-il entre la vitesse de réaction et la concentration du substrat ?

Montrer la réponse

Réponse

Hyperbolique

Montrer la question

Question

Presque tous les enzymes sont des protéines

Montrer la réponse

Réponse

Vrai

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