Le programme de SVT en Terminale pour le Bac S

Publié le 12 Février 2014 | par Baboume | dans Bac, SVT, Terminale S

La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant, les enjeux planétaires contemporains et Corps humain et santé.

Voilà les thèmes du programme de SVT sur lesquels seront interrogés les Terminales S – SVT le jour du Bac pour un coefficient non négligeable de 6, voire 8 pour les élèves de Spé SVT.

La SVT en classe de Terminale S

Le programme d’enseignement en classe terminale de la série scientifique prend appui sur ceux du collège et de la classe de seconde mais aussi sur les résultats principaux de la classe de première S. De façon à faciliter un changement de filière en fin ou en cours de première, il est possible d’aborder la classe terminale sans avoir à
reprendre les démonstrations détaillées conduites en classe de première. Seuls les concepts principaux doivent être acquis. Il va de soi cependant qu’un élève de première non scientifique qui souhaiterait aborder une classe de terminale S devra fournir un effort d’adaptation.

En classe terminale de la série scientifique, les trois thématiques présentées dans le préambule général pour le lycée sont déclinées comme indiqué ci-dessous. Les pourcentages des horaires proposés donnent une indication très générale de la pondération souhaitée entre les thèmes, mais ils ne doivent pas être considérés comme des impératifs rigides.

Dans le thème « La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant » (50 %), on étudie :

le brassage génétique lié à la reproduction sexuée et quelques aspects de mécanismes de l’évolution ; cette partie intègre l’approche du végétal angiosperme considéré dans son ensemble ;
quelques aspects des transformations géologiques du domaine continental.

Pour aborder le thème des « Enjeux planétaires contemporains » (17 %), deux questions sont traitées :

la plante domestiquée par l’Homme ;
les propriétés thermiques de la Terre comme source possible d’énergie et comme élément de compréhension du fonctionnement de la planète.

Enfin le thème « Corps humain et santé » (33 %) est structuré autour de deux questions :

quelques aspects des relations immunitaires permettent de stabiliser et compléter des connaissances de collège et de relier cette thématique à une vision évolutive ;
l’étude de la commande du muscle, conduite en association avec celle du réflexe myotatique, est l’occasion de stabiliser la notion de réflexe tout en fournissant les bases nécessaires concernant le neurone et la synapse.

Chacun remarquera que, tout en restant en phase avec des préoccupations sociétales, les deux derniers thèmes ont un ancrage dans la science fondamentale plus affirmé que dans les classes précédentes, ce qui est la traduction dans
le programme de sciences de la vie et de la Terre du caractère plus spécialisé de la classe terminale.

Comme pour les classes de seconde ou de première, la liberté pédagogique du professeur est grande en classe terminale de la série scientifique. Cependant, la nécessité d’assurer la construction d’un corpus commun de compétences et la perspective du baccalauréat conduisent parfois à préciser davantage ce qui est attendu. Chaque fois que c’est possible, le programme indique les concepts à acquérir, les capacités à développer, en laissant souvent ouvert le choix des exemples. Cela entraînera, naturellement, une évolution de la définition des attendus au baccalauréat.

Intéresser les élèves, leur donner le goût et l’envie d’études supérieures scientifiques, faciliter leur compréhension et leur mémorisation, sont des préoccupations qui conduisent à recommander une pédagogie active fondée sur le
concret. Activités pratiques réelles, en classe et sur le terrain, sont les outils de construction des compétences attendues et exigées pour l’évaluation des capacités expérimentales.

Beaucoup de points abordés dans le programme se prêtent particulièrement bien à des approfondissements disciplinaires ou, plus encore, à des développements transdisciplinaires notamment en accompagnement personnalisé.

En classe terminale de la série scientifique, les élèves étudient, en mathématiques, la notion d’intervalle de confiance.

Afin d’assurer une cohérence entre les enseignements, il serait bon de présenter les résultats chiffrés utilisés en sciences de la vie et de la Terre en prenant en compte cette nouveauté. Par exemple, les données ponctuelles d’un graphique pourraient être présentées non sous la forme de simples points, mais sous la forme de barres, ainsi qu’il est d’usage dans toutes les publications scientifiques. Sans chercher à prendre en charge l’explicitation de la signification précise de cette représentation, le professeur indiquera l’usage qui en est fait et renverra les élèves aux justifications théoriques proposées dans l’enseignement de mathématiques.

Le programme

Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant

A) Génétique et évolution

1. Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique

En classe de seconde, une première approche de la diversité génétique a été effectuée. En classe de première S, les mutations ont été étudiées à l’échelle moléculaire ainsi que leur contribution à la production de diversité génétique. En
classe terminale, on étudie les aspects génétiques de la sexualité en se limitant au cas des organismes pluricellulaires.
Bilans : divisions cellulaires, ADN, gène, allèles, brassage génétique.

2. Diversification génétique et diversification des êtres vivants

L’association des mutations et du brassage génétique au cours de la méiose et de la fécondation ne suffit pas à expliquer la totalité de la diversification génétique des êtres vivants. Il s’agit ici de donner une idée de l’existence de la diversité des processus impliqués, sans chercher une étude exhaustive. En outre, une diversification des êtres vivants n’est pas toujours liée à une diversification génétique.
Bilan : processus de diversification du vivant.

3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité

La biodiversité a été définie et présentée comme produit et étape de l’évolution. Dans les classes précédentes, il a été montré que des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps.
Bilan : la biodiversité et sa modification.

4. Un regard sur l’évolution de l’Homme

Homo sapiens peut être regardé, sur le plan évolutif, comme toute autre espèce. Il a une histoire évolutive et est en perpétuelle évolution. Cette histoire fait partie de celle, plus générale, des primates.

5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes

L’organisation fonctionnelle des plantes (angiospermes) est mise en relation avec les exigences d’une vie fixée en relation avec deux milieux, l’air et le sol. Au cours de l’évolution, des processus trophiques, des systèmes de protection et de communication, ainsi que des modalités particulières de reproduction se sont mis en place. L’objectif de ce thème est, sans rentrer dans le détail des mécanismes, de comprendre les particularités d’organisation fonctionnelle de la plante et de les mettre en relation avec le mode de vie fixé.
Bilans : schéma général de la plante, organisation et fonction de la fleur.

B) Le domaine continental et sa dynamique

En classe de première S, l’attention s’est portée principalement sur les domaines océaniques. On aborde ici les continents. Il s’agit de dégager les caractéristiques de la lithosphère continentale et d’en comprendre l’évolution à partir de données de terrain. La compréhension de la dynamique de la lithosphère devient ainsi plus complète.
Bilans : granite, gabbro, basalte, péridotite ; le modèle de la tectonique des plaques; volcanisme, recyclage des matériaux de la croûte ; notions d’érosion, transport, sédimentation.

1. La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale

La croûte continentale affleure dans les régions émergées. L’examen de données géologiques permet à la fois d’expliquer cette situation et de nuancer cette vision rapide. Les mécanismes de formation des montagnes sont complexes. On se limite au cas des reliefs liés à un épaississement crustal dont les indices peuvent être retrouvés sur le terrain et/ou en laboratoire.

2. La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes

Si les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence des plaques et les failles transformantes une situation de coulissage, les zones de subductions sont les domaines de la convergence à l’échelle lithosphérique. Ces régions, déjà présentées en classe de première S, sont étudiées ici pour comprendre une situation privilégiée de raccourcissement et d’empilement et donc de formation de chaînes de montagnes.

3. Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux

Les zones de subduction sont le siège d’une importante activité magmatique qui aboutit à une production de croûte continentale.

Cliquez ici pour retrouver l’annale E&N associée au magmatisme en zone de subduction.

4. La disparition des reliefs

Tout relief est un système instable qui tend à disparaître aussitôt qu’il se forme. Il ne s’agit évidemment pas ici d’étudier de façon exhaustive les mécanismes de destruction des reliefs et le devenir des matériaux de démantèlement, mais simplement d’introduire l’idée d’un recyclage en replaçant, dans sa globalité, le phénomène sédimentaire dans cet ensemble.

Spécialité. Énergie et cellule vivante (on se limite aux cellules eucaryotes)

Tout système vivant échange de la matière et de l’énergie avec ce qui l’entoure. Il est le siège de couplages énergétiques.

La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l’énergie lumineuse. Le chloroplaste est l’organite clé de cette fonction. La phase photochimique produit des composés réduits RH2 et de l’ATP. La phase chimique produit du glucose à partir de CO2 en utilisant les produits de la phase photochimique.

[Les mécanismes moléculaires de la chaîne photosynthétique et la conversion chimio-osmotique ne sont pas au programme. Seuls les bilans devront être mémorisés. La réduction dans le chloroplaste d’autres substances
minérales que le CO2 n’est pas au programme.]

La plupart des cellules eucaryotes (y compris les cellules chlorophylliennes) respirent : à l’aide de dioxygène, elles oxydent la matière organique en matière minérale. La mitochondrie joue un rôle majeur dans la respiration cellulaire. L’oxydation du glucose comprend la glycolyse (dans le hyaloplasme) puis le cycle de Krebs (dans la mitochondrie) : dans leur ensemble, ces réactions produisent du CO2 et des composés réduits R’H2. La chaîne respiratoire mitochondriale permet la réoxydation des composés réduits ainsi que la réduction de dioxygène en eau. Ces réactions s’accompagnent de la production d’ATP qui permet les activités cellulaires.

[Le détail des réactions chimiques, les mécanismes de la chaîne respiratoire et la conversion chimio-osmotique ne sont pas au programme.]

Certaines cellules eucaryotes réalisent une fermentation. L’utilisation fermentaire d’une molécule de glucose produit beaucoup moins d’ATP que lors de la respiration.

[On se limite aux fermentations alcoolique et lactique.]

La fibre musculaire utilise l’ATP fourni, selon les circonstances, par la fermentation lactique ou la respiration. L’hydrolyse de l’ATP fournit l’énergie nécessaire aux glissements de protéines les unes sur les autres qui constituent le mécanisme moléculaire à la base de la contraction musculaire.

[Les autres aspects de l’énergétique de la fibre musculaire sont exclus.]

L’ATP joue un rôle majeur dans les couplages énergétiques nécessaires au fonctionnement des cellules.

[L’étude préalable des différents exemples du programme permet d’aboutir à une conclusion générale qui ne génère pas en elle-même d’étude complémentaire.]

Thème 2 – Enjeux planétaires contemporains

A) Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

L’énergie solaire, d’origine externe au globe terrestre, a été largement abordée dans les programmes de sciences de la vie et de la Terre des classes de seconde et de première. Un flux thermique dont l’origine est interne se dirige aussi vers la surface. L’étudier en classe terminale est à la fois prendre conscience d’une ressource énergétique possible et un moyen de comprendre le fonctionnement global de la planète.
Bilan : flux thermique, convection, conduction, énergie géothermique.

B) La plante domestiquée

Les plantes (on se limite aux angiospermes), directement ou indirectement (par l’alimentation des animaux d’élevage) sont à la base de l’alimentation humaine. Elles constituent aussi des ressources dans différents domaines : énergie, habillement, construction, médecine, arts, pratiques socioculturelles, etc. La culture des plantes constitue donc un enjeu majeur pour l’humanité.
Sans chercher l’exhaustivité, il s’agit de montrer que l’Homme agit sur le génome des plantes cultivées et donc intervient sur la biodiversité végétale. L’utilisation des plantes par l’Homme est une très longue histoire, qui va des pratiques empiriques les plus anciennes à la mise en œuvre des technologies les plus modernes.
Bilan : sélection génétique des plantes ; génie génétique.

Spécialité. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir

Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d’une dynamique liée notamment à l’énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la biosphère et la géosphère. Le climat, à l’échelle globale ou locale, est à la fois le résultat de ces interactions et la condition de leur déroulement. La compréhension, au moins partielle, de cette complexité permet d’envisager une gestion raisonnée de l’influence de l’Homme. Sans chercher l’exhaustivité, l’objectif de ce thème est d’aborder quelques aspects de la relation entre histoire des
enveloppes fluides de la Terre et histoire du climat.

L’atmosphère initiale de la Terre était différente de l’atmosphère actuelle. Sa transformation est la conséquence, notamment, du développement de la vie. L’histoire de cette transformation se trouve inscrite dans les roches, en particulier celles qui sont sédimentaires.

[Il s’agit de traiter le passage de l’atmosphère primitive à l’atmosphère oxydante en s’appuyant sur un nombre limité d’arguments pétrographiques.]

Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d’origine humaine. La composition isotopique des glaces et d’autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

[Les élèves doivent connaître les apports essentiels de la glaciologie. Aucun autre argument n’est exigible, mais les élèves devront pouvoir étudier des documents permettant de les mettre en évidence.]

Thème 3 – Corps humain et santé

Dans ce thème, le projet est d’aborder quelques sujets ayant un rapport direct avec de grandes questions de santé en même temps que les bases scientifiques nécessaires pour les traiter. Il s’agit de montrer que la réflexion sur la santé ne peut être conduite sans des connaissances scientifiques solides.

A) Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire

Le système immunitaire est constitué d’organes, de cellules et de molécules qui contribuent au maintien de l’intégrité de l’organisme. Le système immunitaire tolère habituellement les composantes de l’organisme mais il réagit à la perception de signaux de danger (entrée d’éléments étrangers, modification des cellules de l’organisme). Par l’activité de ses différents effecteurs, il réduit ou élimine le trouble à l’origine de sa mise en action. La bonne santé d’un individu résulte d’un équilibre dynamique entretenu par des réactions immunitaires en réponse à des dérèglements internes ou des agressions du milieu extérieur (physiques, chimiques ou biologiques). Chez les vertébrés, ce système comprend un ensemble de défenses aux stratégies très différentes : l’immunité innée et l’immunité adaptative.
Bilan : la défense de l’organisme contre les agressions ; immunité ; mémoire immunitaire.

1. La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée

2. L’immunité adaptative, prolongement de l’immunité innée

3. Le phénotype immunitaire au cours de la vie

B) Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse

En partant des acquis de la classe de seconde, il s’agit d’apporter une compréhension plus fine du système neuromusculaire et de comprendre un test médical couramment utilisé. C’est aussi l’occasion d’apporter les connaissances indispensables concernant le neurone et la synapse.
Bilan : neurone, synapse chimique ; plasticité cérébrale.

1. Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle

Le réflexe myotatique sert d’outil diagnostique pour apprécier l’intégrité du système neuromusculaire : par un choc léger sur un tendon, on provoque la contraction du muscle étiré (exemple du réflexe rotulien ou achilléen).

2. De la volonté au mouvement

Si le réflexe myotatique sert d’outil diagnostique pour identifier d’éventuelles anomalies du système neuromusculaire local, il n’est pas suffisant car certaines anomalies peuvent résulter d’anomalies touchant le système nerveux central
et se traduire aussi par des dysfonctionnements musculaires. Ainsi, les mouvements volontaires sont contrôlés par le système nerveux central.

3. Motricité et plasticité cérébrale

Le système nerveux central peut récupérer ses fonctions après une lésion limitée. La plasticité des zones motrices explique cette propriété.

Spécialité. Glycémie et diabète

La glycémie est un paramètre du milieu intérieur. Son maintien par l’organisme dans une gamme de valeurs étroite est un indicateur et une condition de bonne santé.

Les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l’action d’enzymes digestives. Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques (ici celles de la digestion).

[La digestion n’est pas en elle-même au programme. Elle est simplement l’occasion d’enseigner les notions fondamentales concernant les enzymes.]

La régulation de la glycémie repose notamment sur les hormones pancréatiques : insuline et glucagon.

[Les autres mécanismes physiologiques de régulation de la glycémie sont exclus.]

Le diabète de type 1 résulte de la perturbation de la régulation de la glycémie provoquée par l’arrêt ou l’insuffisance d’une production pancréatique d’insuline. L’absence ou l’insuffisance de l’insuline est due à une destruction auto-immune des cellules β des îlots de Langerhans. Le diabète de type 2 s’explique par la perturbation de l’action de l’insuline.

[Les mécanismes de la réaction auto-immune sont exclus.]

Le déclenchement des diabètes est lié à des facteurs variés, génétiques et environnementaux.

[La référence au surpoids, envisagée sous l’angle du lien avec le diabète de type 2, n’entraîne aucune étude exigible du tissu adipeux ou du métabolisme lipidique.]