Innover en svt

19 janvier 2021

Terminale spécialité SVT, Chapitre 11: Le mouvement volontaire


Tarn : la vie à tout prix malgré la maladie de Charcot pour Pone, l'ancien rappeur

 

Lors du réflexe myotatique, le cerveau n'est pas un acteur de la contraction musculaire, car c'est un réflexe; en revanche, lorsque nous voulons faire un mouvement, notre cerveau intègre nos informations sensorielles pour commander nos muscles comme lorsque nous voulons frapper dans une balle de tennnis.

Comment notre cerveau controle-t-il nos muscles?

la-commande-du-mouvement-83.html

03:24 Cycle 4, Lycée Général et technologique, Terminale S La séquence décrit d'abord l'ensemble des processus cérébraux qui ont lieu avant même d'effectuer un mouvement. La communication du cortex moteur avec de multiples zones cérébrales est précisée et son organisation en différentes zones allouées à des parties du corps bien précises est schématisée.

 Complétez ce schéma:

Capture d’écran 2021-01-13 à 09

sche_ma_ac_dijon_cortex_lobes

sche_ma_ac_dijon_cortex_lobes_muet

 

Les 2 grandes divisions du système nerveux:

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 Plan du cours:

1- Comment peut-on voir le cerveau ?

2- Comment le message nerveux est-il conduit du cerveau aux muscles ?

3- Que se passe-t-il dans le cerveau lorsque nous apprenons un geste très précis comme jouer d'un instrument de musique?

4-Comment peut-on expliquer nos comportements addictifs?

 

 1- Comment peut-on voir le cerveau ?

Analyse d'un cas clinique : Monsieur X (il s’agit du sujet 12212 de la banque Neuropeda)

 Informations:

  • Monsieur X est paralysé du coté droit.

  • La lésion consécutive à l’AVC est observable : image IRMsujet12212anatpathologieAVC_T2_J1 relative au sujet 12212 de la banque Neuropeda, acquise un jour après la survenue de l’AVC (Origine des images : Dr Charlotte Rosso, chef de clinique, service des urgences neurovasculaires, Hôpital Pitié-Salpétrière, Paris)

Activités:

Ouvrez EduAnat2 à partir du lien ci-dessous:

Exploitez les ressources documentaires et informatiques proposées afin de mettre en  évidence une commande corticale du mouvement et de localiser les aires impliquées dans cette commande.

  • Exploitez la description du cas clinique et l’image anatomique associée afin de mettre en évidence une commande corticale du mouvement.
  • À l’aide des fonctionnalités du logiciel EduAnatomist, exploitez les images d’IRMf d’un sujet normal afin de localiser précisément les aires recherchées.
  • A quoi reconnait-on la zone lésée et pourquoi?
  • Sachant que ceci est une vue de dessus, et que l'avant du cerveau se situe en haut, dans quel hémisphère est localisée la lésion?
  • Précisez sa localisation approximative.
  • Quel grand principe de fonctionnement du cerveau peut-on déduire?

 

Construction et lecture des images fonctionnelles du sujet 13112 bougeant la main:

Informations:

Indications scientifiques et techniques

  • Le sujet reçoit l’instruction visuelle ou auditive « cliquez trois fois sur le bouton droit » ou « cliquez trois fois sur le bouton gauche ».
  • Ils doivent juste appuyer trois fois rapidement sur le bouton indiqué. Les événements interviennent au hasard au cours du temps avec un intervalle moyen de 3 secondes entre les stimuli, avec 5 occurrences par événement.

Les stimuli sont donc soit visuels, soit auditifs :

  • Les stimuli auditifs sont d’une durée d’environ une seconde et demi,
  • et les phrases visuelles sont présentées sous la forme de 4 écrans visuels successifs de 250 ms, afin d’éviter au sujet d’avoir à faire des saccades visuelles sur des stimuli trop étendus.

Le contraste clic gauche – clic droit combine 4 conditions expérimentales :

  • cliquer avec la main gauche
  • ou avec la main droite
  • après une consigne visuelle
  • ou auditive et s’appuie sur 20 essais pendant le temps de la manipulation.

(Clic droit : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais et Clic gauche : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais).

  • Les aires impliquées dans la réponse motrice de la main sont mises en évidence sur les images de différence statistique entre les réponses motrices de la main gauche et de la main droite

(Test T d’activation après clics main gauche versus clics main droite, quelles que soient les stimulations, auditives ou visuelles)

  • Images IRM sur EduAnatomist du sujet 13112fonctionMotriciteMainGaucheVersusDroite
  • et image IRM sujet 13112fonctionMotriciteMainDroiteVersusGauche

Seuils de visualisation des images fonctionnelles pour une signification correspondant à une publication scientifique:

  • Calque fonctionnel correspondant au test de différence entre l’activation motrice de la main droite versus celle de la main gauche,  sous Edu Anatomist : seuil inférieur à 75 et seuil supérieur à 100.
  • Calque fonctionnel correspondant au test de différence entre l’activation motrice de la main gauche versus celle de la main droite,  sous Edu Anatomist : seuil inférieur à 80 et seuil supérieur à 100.

Activités:

Ouvrez EduAnat2 à partir du lien ci-dessous:

  • ouvrir l'image anatomique du sujet 13112
  • puis superposez un calque fonctionnel du sujet 13112fonctionMotriciteMainGaucheVersusDroite
  • trouvez la zone qui s'est activée, localisez le lobe du cerveau
  • faite la même chose avec le calque fonctionnel sujet 13112fonctionMotriciteMainDroiteVersusGauche
  • que remarquez-vous, qu'en déduisez-vous ?

 Source : http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/test-architecture-neuropeda/fiches-pedagogiques/1-irm/1-3-imagerie-fonctionnelle/1-3-1-sensibilite-motricite/1-3-1-1-motricite/1-3-1-1-motricite

 

Article à lire:

MRIapps_R

 

 

 

 
L'IRM anatomique et IRM fonctionnelle

Explication pédagogique du fonctionnement de l'IRM anatomique et de l'IRM fonctionnelle.

Avec cette application vous pouvez concevoir et mettre en oeuvre des situations d’IRM fonctionnelles virtuelles.

 IRM: Tout ce que vous devez savoir

I.R.M. structurelle / cerveau

 

Pour aller plus loin, cliquez puis lisez ce qui suit:

Capture d’écran 2020-04-26 à 11

Capture d’écran 2020-04-26 à 11

 

 

Photographies d'IRM anatomique de Mr X

Capture d’écran 2019-05-07 à 13

 Photographies d'IRM fonctionnelles d'un individu sain

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Représentation schématique des aires corticales impliquées dans un mouvement volontaire

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Représentation schématique de la collaboration des aires du cerveau impliquées dans la commande motrice

Capture d’écran 2019-05-05 à 19

Retenir que :

  • Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble.
  • L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires.
  • Les aires motrices à l'origine des mouvements volontaires sont situées dans le lobe frontal, en avant du sillon de Rolando.
  • Les aires motrices supplémentaires et l'aire prémotrice intègrent des stimuli internes et externes.
  • L'information résultante de ces intégrations est alors transmise à l'aire motrice primaire qui est chargée de la programmation du mouvement.
  • L’IRM ou image par résonnance magnétique est l’outil de prédilection pour étudier le cerveau.
 

1- Comment peut-on voir le cerveau ?

2- Comment le message nerveux est-il conduit du cerveau aux muscles ?

Observation clinique :

  • Un individu paraplégique = paralysie des deux membres inférieurs
  • Une IRM de moelle épinière => coupure en partie basse
  • On en déduit que les informations motrices produites par le cerveau ne parviennent pas aux muscles.
  • La moelle épinière est donc un canal de transmission de l’information.

Le Ice Bucket Challenge, aider la recherche sur la maladie de Charcot

Le Ice Bucket Challenge consiste à se renverser un seau d’eau glacée sur la tête, puis à inviter son entourage à reproduire ce geste. Le but de ce défi est de médiatiser la lutte contre la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), également appelée maladie de Charcot.
Selon le journal Huffingtonpost du 25/08/2014, le Ice Bucket Challenge serait responsable du triplement des dons en faveur de la recherche sur cette maladie.

On cherche à identifier les causes et les conséquences de la SLA.

À partir de l’étude des documents proposés, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.

 

Document 1 : la sclérose latérale amyotrophique, ou SLA.

Le nom de cette maladie s’explique par ses symptômes. En effet, dans la SLA la dégénérescence des motoneurones centraux et périphériques provoque l’apparition d’un tissu cicatriciel, appelé aussi « Sclérose ». Les axones des neurones moteurs centraux impliqués se trouvent dans la partie « Latérale » de la moelle épinière. Et, l’absence de stimulation nerveuse, liée à la disparition des motoneurones, entraîne une fonte musculaire, appelée « Amyotrophie ».

L’apparition de la maladie de Charcot peut être subtile avec des symptômes souvent négligés. Mais, tôt ou tard, le patient finit par perdre le contrôle de ses mouvements.

Une caractéristique essentielle de la SLA est qu’en dehors de la motricité, elle respecte les autres fonctions du système nerveux, telles que les fonctions intellectuelles et sensorielles, tout le long de la maladie. Cette maladie épargne également certains muscles tels ceux de l’œil, du cœur, de la vessie, de l’intestin et des organes sexuels.

D’autres symptômes peuvent toutefois s’ajouter aux troubles moteurs, notamment constipation, amaigrissement, douleurs, œdèmes, troubles du sommeil et troubles respiratoires.

On distingue deux formes de SLA selon le site où débute l’atteinte des motoneurones périphériques :
– la forme « spinale » dans laquelle les premiers motoneurones périphériques atteints se trouvent dans la moelle épinière. Elle se traduit par des troubles de la motricité des membres supérieurs et/ou inférieurs (contractions musculaires, crampes, raideur ou faiblesse musculaire) ;
– la forme « bulbaire » dans laquelle les premiers motoneurones périphériques atteints se trouvent dans le tronc cérébral. Il en résulte des troubles de la parole et de la déglutition.

D’après les sites http://www.maladiedecharcot.org et http://www.arsla-asso.com

Document 2:

Capture d’écran 2019-05-04 à 14

Document 3 : motoneurones et commande volontaire

Pour réaliser un mouvement, les messages véhiculés par les motoneurones centraux sont transmis aux motoneurones périphériques :
– le corps cellulaire d’un motoneurone central est localisé dans le cerveau, au niveau du cortex moteur ;
– le corps cellulaire d’un motoneurone périphérique se trouve dans le tronc cérébral ou dans la moelle épinière. Ce type de motoneurone est directement connecté à un muscle à qui il transmet l’ordre de contraction à l’origine du mouvement.

Capture d’écran 2019-05-04 à 15

Cocher la réponse exacte pour chaque proposition

1. Le système nerveux central est constitué:

  1. des différents lobes du cerveau
  2. du tronc cérébral et de la moelle épinière
  3. du cerveau et du cervelet
  4. du cerveau, du tronc cérébral, du cervelet et de la moelle épinière

2. Les motoneurones centraux sont:

  1. localisés entièrement dans le cerveau
  2. connectés aux motoneurones périphériques
  3. connectés aux cellules musculaires
  4. impliqués dans la sensibilité

3. La forme « bulbaire » de la SLA:

  1. affecte exclusivement des motoneurones centraux
  2. affecte exclusivement des motoneurones périphériques
  3. provoque des troubles de la motricité des membres inférieurs et/ou supérieurs
  4. provoque des troubles de la parole et de la déglutition

4. La SLA correspond à une dégénérescence:

  1. des motoneurones du cortex moteur, suivie d’une atteinte du cervelet
  2. des cellules musculaires, suivie d’une atteinte des motoneurones
  3. des motoneurones, suivie d’une atteinte musculaire
  4. du cervelet, suivie d’une atteinte des motoneurones du cortex moteur

5. Les conséquences de la SLA sont:

  1. une paralysie progressive des muscles de l’œil, du cœur et de la vessie
  2. une paralysie progressive des muscles et des troubles de la motricité
  3. la perte progressive des fonctions intellectuelles et des troubles de la motricité
  4. des troubles de la parole et la perte progressive des fonctions sensorielles

 

Capture d’écran 2019-05-05 à 19

 

Retenir que :

  • Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble.
  • L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires.
  • Les aires motrices à l'origine des mouvements volontaires sont situées dans le lobe frontal, en avant du sillon de Rolando.
  • Les aires motrices supplémentaires et l'aire prémotrice intègrent des stimuli internes et externes.
  • L'information résultante de ces intégrations est alors transmise à l'aire motrice primaire qui est chargée de la programmation du mouvement.
  • L’IRM ou image par résonnance magnétique est l’outil de prédilection pour étudier le cerveau.
  • Les messages nerveux moteurs qui partent de l'aire motrice primaire cheminent par des faisceaux de motoneurones centraux qui descendent dans la moelle jusqu'aux motoneurones.
  • Des lésions médullaires coupent les faisceaux de motoneurones centraux ce qui explique l’effet paralysant de ces lésions.
  • Le corps cellulaire du motoneurone situé dans la moelle épinière reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique.
  • Chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone.
  • Certains dysfonctionnements du système nerveux modifient le comportement et ont des conséquences sur la santé.

 

1- Comment peut-on voir le cerveau ?

2- Comment le message nerveux est-il conduit du cerveau aux muscles ?

3- Que se passe-t-il dans le cerveau lorsque nous apprenons un geste très précis comme jouer d'un instrument de musique?

Motricité et plasticité cérébrale

Le cortex, partie la plus externe du cerveau se caractérise, entre autres, par sa plasticité. Certaines aires semblent dédiées à l’accomplissement de tâches définies. Dans le cas de la lecture, on parle des aires cérébrales de la lecture, visibles dans le document 1.

À partir des informations issues des documents montrer que, même si l’aire impliquée dans la reconnaissance des mots a toujours la même localisation, il existe une plasticité fonctionnelle.

 

Document 1 : Les aires impliquées dans la lecture

Lors de la lecture, certaines aires du cerveau sont spécifiquement activées. Le toucher en active d’autres.

 

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Document 2 :

Document 2a : protocole expérimental.

 Deux groupes de sujets ont été utilisés pour une expérience portant sur la lecture.

Toutes les personnes participantes sont voyantes et savent lire.

Un groupe a les yeux entièrement masqués durant les cinq jours de l’expérience (groupe A), l’autre non (groupe B).

Les deux groupes de personnes sont immergés dans un programme de stimulation tactile, incluant une éducation intensive de la lecture en braille (lecture basée sur le toucher des doigts).

Des IRM fonctionnelles (IRM f) ont été réalisées au jour 1 et au jour 5 de cette expérience, pendant un exercice de lecture en braille pour les deux groupes.

Document 2b : résultats des IRM f réalisées sur les deux groupes de sujet.

Capture d’écran 2019-05-04 à 15

 

Évolution de la zone corticale motrice dédiée aux doigts en fonction de l’entraînement au piano.

On étudie les effets d’un entraînement moteur au travers des mouvements des doigts.

Chaque jour, pendant 5 jours, 3 groupes de 6 personnes non musiciennes viennent pratiquer le piano (ou ne rien faire) pendant 2 heures.

  • Groupe 1 : les personnes pratiquentune séquence de huit notes à faire avec la main droite (notamment avec le doigt le plus long) au piano avec un métronome.
  • Groupe 2 : les personnes jouent ce qu’elles veulent au piano mais n’ont pas le droit de jouer des séquences fixes.
  • Groupe 3 : les personnes ne font rien.

Tous les jours, on procède à une stimulation magnétique transcrânienne (TMS) qui permet de définir la cartographie des zones motrices corticales pour les muscles fléchisseurs et extenseurs du plus long doigt de la main droite.

L’activité de la zone corticale mesurée pour les 3 groupes pendant les 5 jours est présentée dans le tableau suivant.

Capture d’écran 2019-05-04 à 15

Capture d’écran 2019-05-07 à 11

 

Capture d’écran 2019-05-07 à 11

Retenir que :

  • Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble.
  • L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires.
  • Les aires motrices à l'origine des mouvements volontaires sont situées dans le lobe frontal, en avant du sillon de Rolando.
  • Les aires motrices supplémentaires et l'aire prémotrice intègrent des stimuli internes et externes.
  • L'information résultante de ces intégrations est alors transmise à l'aire motrice primaire qui est chargée de la programmation du mouvement.
  • L’IRM ou image par résonnance magnétique est l’outil de prédilection pour étudier le cerveau.
  • Les messages nerveux moteurs qui partent de l'aire motrice primaire cheminent par des faisceaux de motoneurones centraux qui descendent dans la moelle jusqu'aux motoneurones.
  • Des lésions médullaires coupent les faisceaux de motoneurones centraux ce qui explique l’effet paralysant de ces lésions.
  • Le corps cellulaire du motoneurone situé dans la moelle épinière reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique.
  • Chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone.
  • Certains dysfonctionnements du système nerveux modifient le comportement et ont des conséquences sur la santé.
  • Une carte motrice est une représentation des zones cerébrales activées lors d'un mouvement volontaire.
  • La comparaison des cartes motrices au niveau du cerveau de plusieurs individus montre des différences importantes.
  • Loin d'être innées, les différences de cartes motrices entre individus s'acquièrent au cours du développement, de l'apprentissage des gestes et de l'entraînement.
  • Cette plasticité cérébrale explique aussi les capacités de récupération du cerveau après la perte de fonction accidentelle d'une petite partie du cortex moteur.
  • Les capacités de remaniements se réduisent tout au long de la vie, de même que le nombre de cellules nerveuses.

 

1- Comment peut-on voir le cerveau en fonctionnement ?

2- Comment le message nerveux est-il conduit du cerveau aux muscles ?

3- Que se passe-t-il dans le cerveau lorsque nous apprenons un geste très précis comme jouer d'un instrument de musique?

4-Comment peut-on expliquer nos comportements addictifs?

 L'expérience qui conduisit Olds & Milner à découvrir dans le cerveau un "centre du plaisir"

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Cliquez ci-dessous pour découvrir cette expérience:

découverte du circuit de la récompense : Olds & Milner, 1954

Résumé de l'expérience : L'expérience qui a permis, dans les années 1950, de mettre en évidence le circuit de la récompense fut le fruit du travail de deux chercheurs, Olds et Milner. Cette expérience a été répétée plusieurs fois depuis, avec toutes sortes de variantes, mais fonctionne pour l'essentiel de la façon suivante.

 

Dans le cerveau, un ensemble d’aires (appelé circuit de la récompense ou système de récompense) associe certains stimuli à une sensation agréable.

La réception d'une récompense se traduit au niveau physiologique par la libération de dopamine.

Il conduit à la mémorisation du stimulus et l'individu est ainsi amené à répéter le comportement qui lui permet de se procurer la récompense.

On distingue des récompenses primaires, innées, en lien avec des besoins biologiques (exemple : odeur agréable, goût agréable, images érotiques…) et des récompenses secondaires, plus abstraites, apprises, apparues plus récemment au cours de l’évolution (exemple : gain d’argent, reconnaissance sociale).

Les images fonctionnelles de la série IRMsujet13241fonctionRecompense permettent de montrer, par superposition à l’image anatomique correspondante (IRMsujet13241anatRecompense) et entre elles, que le système de la récompense est constitué de régions traitant indifféremment les récompenses, sans tenir compte de leur nature, mais aussi de régions davantage activées par certains types de récompense.

 

- Image fonctionnelle IRMsujet13241fonctionRecompense_ErotiqueSupControle

- Image fonctionnelle IRMsujet13241fonctionRecompense_conjonctionargentETerotique

- Image fonctionnelle IRMsujet13241fonctionRecompense_ErotiqueSupArgent

- Image fonctionnelle IRMsujet13241fonctionRecompense_ArgentSupErotique

- Exploitation pédagogique des superpositions de plusieurs calques fonctionnels

 

3- Diversité des systèmes de récompense (Sujet 13241)

DESCRIPTION DU CONTENU : Les travaux de l'équipe de JC Dreher présentés ici permettent d'identifier des zones du cerveau appartenant au circuit de récompense, c'est à dire les aires cérébrales activées lorsqu'un individu reçoit une récompense. L'originalité des travaux de ces chercheurs consiste à étudier l'activité cérébrale de divers sujets lorsque ces derniers reçoivent des récompenses de type érotique et monétaire.

 

3- Diversité des systèmes de récompense (Sujet 13241)

DESCRIPTION DU CONTENU : Les travaux de l'équipe de JC Dreher présentés ici permettent d'identifier des zones du cerveau appartenant au circuit de récompense, c'est à dire les aires cérébrales activées lorsqu'un individu reçoit une récompense. L'originalité des travaux de ces chercheurs consiste à étudier l'activité cérébrale de divers sujets lorsque ces derniers reçoivent des récompenses de type érotique et monétaire.

 


Retenir que :

  • Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble.
  • L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires.
  • Les aires motrices à l'origine des mouvements volontaires sont situées dans le lobe frontal, en avant du sillon de Rolando.
  • Les aires motrices supplémentaires et l'aire prémotrice intègrent des stimuli internes et externes.
  • L'information résultante de ces intégrations est alors transmise à l'aire motrice primaire qui est chargée de la programmation du mouvement.
  • L’IRM ou image par résonnance magnétique est l’outil de prédilection pour étudier le cerveau.
  • Les messages nerveux moteurs qui partent de l'aire motrice primaire cheminent par des faisceaux de motoneurones centraux qui descendent dans la moelle jusqu'aux motoneurones.
  • Des lésions médullaires coupent les faisceaux de motoneurones centraux ce qui explique l’effet paralysant de ces lésions.
  • Le corps cellulaire du motoneurone situé dans la moelle épinière reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique.
  • Chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone.
  • Certains dysfonctionnements du système nerveux modifient le comportement et ont des conséquences sur la santé.
  • Une carte motrice est une représentation des zones cerébrales activées lors d'un mouvement volontaire.
  • La comparaison des cartes motrices au niveau du cerveau de plusieurs individus montre des différences importantes.
  • Loin d'être innées, les différences de cartes motrices entre individus s'acquièrent au cours du développement, de l'apprentissage des gestes et de l'entraînement.
  • Cette plasticité cérébrale explique aussi les capacités de récupération du cerveau après la perte de fonction accidentelle d'une petite partie du cortex moteur.
  • Les capacités de remaniements se réduisent tout au long de la vie, de même que le nombre de cellules nerveuses.
  • Notre cerveau est un capital à préserver, à entretenir et à développer.
  • Les aires corticales communiquent entre elles par des voies neuronales où se propagent des potentiels d’action dont la fréquence d’émission est modulée par un ensemble de neurotransmetteurs.
  • La prise de substances exogènes, alcool et drogues peut entraîner la perturbation des messages nerveux et provoquer des comportements addictifs.


Notions fondamentales : intégration par le neurone moteur, sommation temporelle et spatiale, aire motrice, plasticité cérébrale, neurotransmetteur, molécules exogènes.

Objectifs : en s’appuyant sur l’exploitation d’images cérébrales simples, il s’agit de montrer l’existence d’une commande corticale du mouvement.

 

2e_me_partie_exo_1_amerique_sud_2015_Charcot_neuro

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2e_me_partie_exo_2_nouvelle_caledonie_2013_Parkinson

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1ere ES: Sciences participatives

 

 

Plastique à la loupe, la science participative avec Tara

De la recherche fondamentale à bord de Tara aux sciences participatives dans les classes et sur le terrain avec les élèves, le pas est franchi ! Dans la lignée de la Mission Microplastiques 2019, notre nouvelle opération éducative permet aux élèves de collaborer directement avec les chercheurs en pr

 

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18 janvier 2021

QCM réflexe myotatique

 

Qcm chapitre 10 : le réflexe myotatique

 

Le réflexe myotatique est un réflexe polysynaptique :

A- Vrai

B- Faux

Le réflexe myotatique met en jeu différents éléments qui constituent l'arc-réflexe :

A- Vrai

B- Faux

Les éléments de l’arc-réflexe sont : muscle étiré -> neurone sensoriel -> moelle épinière -> motoneurone -> muscle contracté :

A- Vrai

B- Faux

Le réflexe myotatique est une boucle qui passe par le cerveau, par conséquent nous pouvons la contrôler : c’est le principe d’un réflexe.

A- Vrai

B- Faux

Le neurone moteur conduit un message nerveux codé en fréquence de potentiels de membrane.

A- Vrai

B- Faux

Le neurone est une cellule dépolarisée formée de dendrites, d’un corps cellulaire, d’un axone et d’une terminaison synaptique.

A- Vrai

B- Faux

Le potentiel de membrane, c’est la différence de potentiel entre le cytoplasme et la face externe de la membrane.

A- Vrai

B- Faux

La valeur du potentiel de repos (= potentiel de membrane) est de + 70mv.

A- Vrai

B- Faux

L’intensité du message nerveux est codée en fréquence de potentiel de membrane

A- Vrai

B- Faux

La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.

A- Vrai

B- Faux

La terminaison synaptique au repos possède des vésicules avec de l’acétylcholine

A- Vrai

B- Faux

L’acétylcholine est une neurohormone.

A- Vrai

B- Faux

L’arrivée de potentiels d’action musculaire entraine une exocytose des vésicules.

A- Vrai

B- Faux

L’acétylcholine est libérée dans la fente postsynaptique.

A- Vrai

B- Faux

L’acétylcholine se fixe sur un récepteur postsynaptique de forme complémentaire ce qui fait varier le potentiel de membrane.

A- Vrai

B- Faux

Au niveau de la synapse, l’intensité du message est codée en amplitude de la concentration en Acétylcholine.

A- Vrai

B- Faux

 

 


Le corps cellulaire d’un motoneurone périphérique :
A- est localisé dans le cortex moteur
B- reçoit des informations du cerveau
C- intègre des informations
D- libère des neurotransmetteurs

 

Le réflexe myotatique :
A- ne fait pas intervenir la moelle épinière
B- est la contraction d’un muscle en réponse à son étirement
C- est contrôlé par le cerveau
D- est constitué de deux neurones sensitifs successifs

 

 

 

 

Les fibres nerveuses :
A- sont toujours des axones B- conduisent des potentiels d’action d’amplitude variable
C- sont des prolongements cellulaires
D- sont localisés uniquement dans les nerfs.

 


Les messages nerveux circulent sensoriels :
A- en sens unique dans un neurone
B- en double sens dans un neurone
C- du cerveau vers la périphérie
D- de la périphérie vers le cerveau

 

 


Les messages nerveux moteurs :
A- vont du cerveau vers la périphérie
B- vont de la périphérie vers le cerveau
C- sont codés en amplitude de potentiel d’action
D- sont codés en fréquence de potentiel d’action

 


Le potentiel d’action :
A- est de fréquence constante
B- peut se propager uniquement le long d’un axone
C- est un message de nature chimique
D- conserve toutes ses caractéristiques lors de sa propagation

 


Le bouton synaptique :
A- est situé à l’extrémité d’un axone ou d’une dendrite
B- contient des vésicules de différents neuromédiateurs
C- libère des neuromédiateurs en réponse à l’arrivée d’un train de potentiels d’action
D- libère toujours la même quantité de neuromédiateurs

 


Un neurone :
A- est une cellule nerveuse
B- peut être localisé intégralement dans un nerf
C- véhicule des messages uniquement de nature électrique

 


Les neuromédiateurs :
A- peuvent être différents d’un neurone à l’autre
B- se déversent dans la fente synaptique lors de l’arrivée d’un train de potentiels d’action
C- se fixent sur des récepteurs présynaptique
D- sont localisés dans des vésicules situées dans les corps cellulaires

 


Les terminaisons présynaptiques :
A- sont toutes excitatrices
B- appartiennent toutes à un même neurone
C- peuvent moduler l’activité du neurone postsynaptique
D- libère nécessairement toutes le même neuromédiateur 

 


Le neurone postsynaptique :
A- crée un message nerveux chaque fois qu’il reçoit des neurotransmetteurs
B- transmet intégralement des messages qu’il reçoit se différentes synapses
C- élabore un message nerveux à partir des seules synapses excitatrices
D- a son activité conditionnée par des neurotransmetteurs reçus à chaque instant

 

 

Au niveau d’une synapse :
A- le message nerveux peut passer dans les deux sens
B- le message nerveux n’est plus codé
C- le neurotransmetteur est libéré dans la fente synaptique
D- le neurotransmetteur pénètre dans le cytoplasme du neurone post-synaptique

La jonction neuromusculaire :
A- est une région où la fibre nerveuse pénètre à l’intérieur de la fibre musculaire
B- fonctionne comme une synapse neuro-neuronique
C- permet le passage direct des potentiels d’action de la fibre nerveuse à la fibre musculaire
D- est une synapse particulière car fonctionnant sans neurotransmetteurs

 

 

 


Le neurotransmetteur :
A- est produit par le neurone post-synaptique
B- possède une forme spatiale complémentaire des récepteurs post-synaptiques
C- est libéré en quantité constante à chaque fonctionnement de la synapse
D- doit être éliminé de la fente synaptique avant l’arrivée d’un nouveau message nerveux

 

 

 

Un électromyogramme :
A- est un dispositif pour quantifier la contraction des muscles
B- permet d’enregistrer la contraction des nerfs
C- est le tracé obtenu lors de la mesure de l’activité électrique des muscles

 

Lors d’un réflexe myotatique :
A- le cerveau contrôle la réponse musculaire
B- la réponse est automatiquement générée par les muscles eux-mêmes
C- il y a intervention de différents neurones et de la moelle épinière

 

 

Le potentiel d’action :
A- est une inversion rapide et temporaire du potentiel de repos
B- a une amplitude qui varie en fonction de l’intensité de la stimulation
C- est le signal électrique élémentaire du message nerveux

 

Un message nerveux :
A- est un potentiel d’action
B- est un train de potentiels d’actions
C- est codé en variation d’amplitude de potentiel d’action
D- est codé en variation de fréquence de potentiel d’action

 

 

 


Les neuromédiateurs de la synapse neuromusculaire :
A- ont des récepteurs sur la membrane du motoneurone
B- sont stockés dans des vésicules de sécrétion pré synaptique
C- sont à l’origine de potentiels d’action post synaptiques
D- sont des molécules d’acétylcholine

 

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Terminale spécialité SVT, Chapitre 10 : Les réflexes

Thème: Corps humain et santé.

Partie: Comportement, mouvements et système nerveux.

Mise en situation:

"Si on pose la main sur une plaque de cuisson encore brûlante, on retire instantanément la main de la plaque : c'est un réflexe. Mais que s'est-t-il passé dans votre corps durant le laps de temps qui s'est écoulé entre la pose de la main et son retrait ?"

  • Trouvez des idées !

Problèmatique : comment peut-on expliquer le fonctionnement d'un réflexe?

 Plan:

1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones

2- Le message nerveux: deux types de codage

3- La contraction musculaire

 

 Une vue d'ensemble du système nerveux:

le-fonctionnement-du-systeme-nerveux-118.html

03:09 La séquence décrit d'abord l'ensemble des phénomènes qui se déroulent entre la stimulation d'un organe sensoriel (par exemple, sensation de chaleur au niveau de la peau) et la réponse de l'individu (mouvement du bras pour ne pas se brûler).

 

1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones

Complétez ce schéma:

Capture d’écran 2021-01-13 à 08

Capture d’écran 2021-01-15 à 05

Retenir que:

Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe constitué de deux neurones seulement.

 

1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones

2- Le message nerveux: deux types de codage

Ouvrez les différentes applications puis découvrez :

  • ce qu'est un message nerveux,
  • comment il se propage le long d'un axone et
  • comment il se transmet d'une neurone au suivant.

communication entre les neurones

Des potentiels gradués avant un potentiel d'action si un seuil d'excitation est atteint:

Capture d’écran 2021-01-14 à 13

Des canaux sensibles à la tension s'ouvent puis se ferment:

Capture d’écran 2021-01-14 à 13

L'ouverture des canaux à sodium puis des canaux à portassium permet une progression du potentiel d'action le long de la fibre nerveuse:

Capture d’écran 2021-01-14 à 13

 

Sommmation temporelle

Intégration nerveuse et sommation temporelle.

https://www.pedagogie.ac-nice.fr

 

sommation temporelle

 

sommation spatiale

 

 La sommation spatiale et la sommation temporelle permettent d'atteindre le seuil de stimulation pour qu'un potentiel d'action naisse au niveau du cone d'implantation de l'axone:

Capture d’écran 2021-01-14 à 13

 

Capture d’écran 2021-01-14 à 13

Un schéma simple à recopier et à compléter:

Capture d’écran 2021-01-13 à 08 

 

 Retenir que:

  • Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe constitué de deux neurones seulement.
  • À partir d’une sensation de départ appelée stimulus, captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux codé en fréquence de potentiels d’action, est élaboré.
  • On appelle potentiel d'action, le signal électrique élémentaire constitué d'une dépolarisation de la membrane plasmique puis de sa répolarisation.
  • Au repos, la membrane plasmique est polarisée à -70mV: c'est le potentiel de repos.
  • Le message nerveux circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux, ici la corne dorsale de la moelle épinière, où se produit le relais synaptique sur le neurone-moteur.
  • La terminaison synaptique du neurone sensoriel émet dans la fente synpatique un neurotrasmetteur, de l'acétylcholine, une molécule qui va se fixer sur des récepteurs post-synaptiques du neurone moteur.
  • Cette fixation va entrainer l'entrée d'ions sodium dans le neurone moteur suivie d'une dépolarisation de la membrane et par conséquent le début d'un message nerveux.
  • Ainsi, le message neuveux, de nature électrique dans le neurone sensoriel, est converti en message nerveux de nature chimique dans la fente synaptique: on dit que ce message est codé en ampitude de molécules libérées soit un codage biochimique en concentration.

 

Correction:

arc_re_flex_ac_dijon_debie_ve

1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones

2- Le message nerveux: deux types de codage

3- La contraction musculaire

Ouvrez ce lien puis découvrez comment l'influx nerveux arrivant au muscle permet à ce dernier de ce contracter.

N'oubliez pas de zoomer.

 

Capture d’écran 2021-01-18 à 13

La notion d'unités motrices

Capture d’écran 2021-01-08 à 09

La stimulation nerveuse du muscle

Capture d’écran 2021-01-08 à 09

La contraction musculaire

Capture d’écran 2021-01-08 à 09

 

Retenir que:

  • Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe constitué de deux neurones seulement.
  • À partir d’une sensation de départ appelée stimulus, captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux codé en fréquence de potentiels d’action, est élaboré.
  • On appelle potentiel d'action, le signal électrique élémentaire constitué d'une dépolarisation de la membrane plasmique puis de sa répolarisation.
  • Au repos, la membrane plasmique est polarisée à -70mV: c'est le potentiel de repos.
  • Le message nerveux circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux, ici la corne dorsale de la moelle épinière, où se produit le relais synaptique sur le neurone-moteur.
  • La terminaison synaptique du neurone sensoriel émet dans la fente synpatique un neurotrasmetteur, de l'acétylcholine, une molécule qui va se fixer sur des récepteurs post-synaptiques du neurone moteur.
  • Cette fixation va entrainer l'entrée d'ions sodium dans le neurone moteur suivie d'une dépolarisation de la membrane et par conséquent le début d'un message nerveux.
  • Ainsi, le message neuveux, de nature électrique dans le neurone sensoriel, est converti en message nerveux de nature chimique dans la fente synaptique: on dit que ce message est codé en ampitude de molécules libérées soit un codage biochimique en concentration.
  • Le neurone moteur conduitalors le message nerveux jusqu’à la synapse neuromusculaire, qui met en jeu l’acétylcholine.
  • La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques.
  • Cela induit la contraction musculaire et par conséquent la réponse motrice au stimulus.

 

Notions fondamentales :

  • Eléments fonctionnels de l’arc-réflexe ; muscles antagonistes ; caractéristiques structurales et fonctionnelles du neurone ; éléments structurels des synapses neuro-neuronale et neuromusculaire ; codage électrique en fréquence ; codage biochimique en concentration.

Précisions :

  • Il s’agit de choisir un réflexe impliquant peu de neurones, comme le réflexe myotatique. Concernant le potentiel d’action, les mécanismes liés au fonctionnement des canaux voltage-dépendants ne sont pas au programme. Le fonctionnement des canaux calciques dans la cellule musculaire n’est pas détaillé.

Liens :

  • Education à la santé : test médical du réflexe myotatique, conséquences des lésions médullaires, action des drogues.

Les intentions du programme:

  • Les élèves abordent ce thème par une approche comportementale. Le comportement est défini comme un ensemble de réactions observables chez un animal en réponse à des stimulations. Il est souvent lié à la notion de mouvement, qu’il soit réflexe ou volontaire (fuite, défense, agression, équilibre, prise d’objet...). On s’intéresse ici aux mécanismes physiologiques sous-jacents.
  • L’étude d’un réflexe puis du mouvement volontaire montre la mise en jeu des systèmes articulo-musculaires et nerveux dans l’organisme, et permet d’aborder la plasticité cérébrale.
  • La contraction musculaire, mobilisée dans de nombreux comportements, résulte d’une commande nerveuse. Le mouvement induit peut être involontaire et lié à un réflexe, ou volontaire. Dans les deux cas, le système nerveux central intervient, mais de manières différentes. Le réflexe myotatique peut servir d’outil pour apprécier l'intégrité du système neuromusculaire.
  • La transmission du message nerveux et le fonctionnement du neurone, déjà abordés au collège, voient ici leur étude approfondie pour conduire finalement à l’étude du fonctionnement du cerveau et de sa plasticité, déjà abordée dans le cas de la fonction auditive en enseignement scientifique de la classe de première.

 

Terminale ES, chapitre 2: La compléxité du système climatique

 

 

"Notre maison brûle et nous regardons ailleurs!"

Jacques Chirac, IVe Sommet de la Terre, 2 septembre 2002.

modis_wonderglobe_lrg nasa

Capture d’écran 2020-12-14 à 14

https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/0/885/modis_wonderglobe_lrg.jpg

Capture d’écran 2020-12-09 à 14

1969, Naissance du mouvement Ecologiste

variation saisonnière

Vitesse de déplacement de la terre autour du Soleil: 30 km/s soit 100 000 km/h.

 

régimes climatiques

 Les rayons solaires incidents n'ont pas le même effet selon la latitude.

 

 Voir un extrait du film d’Al Gore, « An inconvenient truth », de 11’30 à 23’.

 

Le climat, un système impliquant de nombreux acteurs.

Les 4 enveloppes terrestres

En 1896, Svante Arrhenius écrit ceci:

"Comme ce serait merveilleux si les émissions humaines de gaz carbonique vers l'atmosphère pouvaient augmenter d'autant le climat de la Terre. Nous en serions heureux en Suède".

Un doublement du CO2 s'accompagne d'une élévation de la température moyenne de 6°C.

Urgelli, 200.

 évolution de la température de la planète depuis 40 000ans

Si le réchauffement climatique semble admis par tous, les causes de ce réchauffement climatique ne sont pas admises par tous et alimentent les discours des climatosceptiques, comme Donald Trump ou Bolsonaro, le président brésilien:

Comment peut-on expliquer qu'il existe encore des climatosceptiques?

climatosceptiques_doc_pense_e_critique

Plan de ce cours:

  1. Quelle différence y a-t-il entre climatologie et météorologie ?
  2. Comment explique-t-on le réchauffement climatique ?
  3. Quels seront les impacts à long terme du réchauffement climatique ?

 

SimClimat

english version Le logiciel SimClimat est un logiciel pédagogique de simulation du climat de la Terre et des planètes. Par une interface ludique et conviviale, il permet de réaliser des simulations climatiques à différentes échelles de temps.

 

1-Quelle différence y a-t-il entre climatologie et météorologie?

Activités:

  • A l'aide des documents fournis, j'explique la différence entre météorologie et climatologie.
  • Identifier des tendances d’évolution de la température sur plusieurs échelles de temps à partir de graphiques.
  • Identifier des traces géologiques de variations climatiques passées: pollens, glaciers.
METEO France

METEO FRANCE - Retrouvez les prévisions METEO France de Météo-France à 15 jours, les prévisions météos locales gratuites, complètes et détaillées à 15 jours.



Carte de la météo du jour à gauche et des climats à droite

Capture d’écran 2020-11-16 à 08

http://svt80.over-blog.com/2017/10/meteorologie-et-climatologie.html

 

gd ballon

 

glace

 

eau montagne et climat alsace

 

Le système climatique mondial

L'étude des changements climatiques nécessite de définir le système climatique, un ensemble complexe constitué de cinq composantes principales : l'atmosphère ; les surfaces continentales ; l'hydrosphère (océans, lacs, rivières, nappes d'eau souterraines...) ; la cryosphère (glaces terrestres ou marines, manteau neigeux) ; la biosphère (tous les organismes vivants dans l'air, sur terre et dans les océans).


 

 Différence entre météo et climat

Capture d’écran 2020-11-16 à 08

 

 

La répartition des climats mondiaux

Capture d’écran 2020-11-16 à 08

Capture d’écran 2020-11-16 à 08

biomes terrestres

forêt tropicale

désert

savane

forêt méditerranéenne copie

forêt tempérée décidue

Steppe = prairie tempérée

steppe ou froêt tempérée copie

taïga forêt de conifères

toundra

 

climatogramme

 

 

Graphique de l'anomalie de la température moyenne annuelle de l'air, en surface, en France, par rapport à la normale de référence

Capture d’écran 2020-11-23 à 09

L'indicateur est constitué de la moyenne des températures de 30 stations météorologiques.

Le zéro correspond à la moyenne de l'indicateur sur la période 1961-1990, soit 11,8 °C.

 

Graphique de l'anomalie de la température moyenne annuelle de l'air, en surface, pour le globe, par rapport à la normale de référence.

Capture d’écran 2020-11-23 à 08

Données du Climatic Research Unit, University of East Anglia.

Le zéro correspond à la moyenne de l'indicateur sur la période 1961-1990, soit 14,0 °C.

capture

 Données d'après:

http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et-futur/le-rechauffement-observe-a-l-echelle-du-globe-et-en-france

Pergélisol, le piège climatique

Typique des régions arctiques, le pergélisol, le sol gelé depuis des milliers d'années, dégèle peu à peu sous l'effet du réchauffement climatique. Ce faisant, il libère de puissants gaz à effet de serre. " CNRS Le journal " s'est rendu au Nunavik, dans l'Arctique canadien, pour mieux comprendre ce phénomène largement sous-estimé par les modèles climatiques.

https://lejournal.cnrs.fr

 

A retenir:

  • Un climat est défini par un ensemble de moyennes de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée.
  • Ces grandeurs sont principalement: la température, la pression, le degré d’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité, la vitesse et la direction des vents.
  • La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires...).
  • La température moyenne de la Terre, calculée à partir de mesures in situ et depuis l’espace par des satellites, est l’un des indicateurs du climat global.
  • Il existe d’autres indicateurs comme : le volume des océans, l'entendue des glaces et des glaciers.
  • La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques qu’elle prévoit à court terme : jours, et semaines.

 

Il ne fait aucun doute aujourd'hui que la Terre se réchauffe, lentement mais sûrement.

1-Quelle différence y a-t-il entre climatologie et météorologie ?

2-Comment explique-t-on le réchauffement climatique ?

3-Quels seront les impacts à long terme du réchauffement climatique ?

Ativités:

  • Interpréter des documents donnant la variation d’un indicateur climatique en fonction du temps: date de vendanges, niveau de la mer, extension d’un glacier.
  • Déterminer la capacité d’un gaz à influencer l’effet de serre atmosphérique à partir de son spectre d’absorption des ondes électromagnétiques.
  • Analyser la variation au cours du temps de certaines grandeurs telles que l’augmentation de la teneur atmosphérique en CO2, la variation de température moyenne, des indicateurs de l’activité économique mondiale.

Le Glacier du Rhone en Suisse

campbell20200826 copie

Ce glacier est bordé par 4 dépôts morainiques successifs visibles sur cette aquarelle de Henru Hogard datée de 1848 (à gauche). Le dépôt le plus ancien, à gauche, date de 1602, le second de 1818, le troisième de 1826 et le quatrième de 1848.

La photo de droite représente le glacier en 1970.

Glacier en Alaska

campbell20200826

Au pied de ce glaicier le sol est strié et jonché de moraines, la végétation n'a pas eu le temps de pousser, signe que le retrait est récent. L'amincissement du permafrost nous indique que nous sommes en période de réchauffement.

SimClimat

english version Le logiciel SimClimat est un logiciel pédagogique de simulation du climat de la Terre et des planètes. Par une interface ludique et conviviale, il permet de réaliser des simulations climatiques à différentes échelles de temps.

 Capture d’écran 2020-12-05 à 07

Constat:

La figure ci-dessus montre l’évolution des anomalies de température globale au cours du dernier millénaire, selon différentes reconstitutions à partir d’archives paléoclimatiques (cernes d’arbres, dates de vendanges...) puis selon des mesures directes. On voit que les différentes reconstructions ne sont pas toutes exactement d’accord entre elle, mais elles s’accordent sur des variations assez faibles de la température avant 1850.

Puis toutes les reconstructions, ainsi que les mesures directes, s’accordent sur un réchauffement brutal, d’environ 1°C depuis 150 ans

Problème posé :

  • Comment expliquer ce réchauffement global?

Hypothèse:

La figure 2 montre l’évolution de la concentration en CO2 mesurée à Hawaii depuis 1960. On observe qu’en parallèle du réchauffement climatique, la concentration en CO2 a augmenté, d’environ 300 ppm en 1960 jusqu’à 415 ppm en 2020.

Capture d’écran 2020-12-05 à 07

Cette augmentation résulte principalement des émissions par les activités humaines, en particulier par combustion de matière organique fossile.

Expérience témoin:

Avec SimClimat, on réalise une simulation partant de l'époque préindustrielle, de durée 250 ans, avec des émissions anthropiques de 2,5 GtC/an qui permettent de faire passer la concentration en CO2 à la concentration actuelle.

Expérience de comparaison:

On réalise une simulation identique à celle de contrôle, à part que les émissions anthropiques sont nulles.

Résultats:

 Différents graphiques sur des données depuis 1850

augmentation de la température et des gaz à effet de serre  augmentation de la température et des gaz à effet de serre copie

D'après Pour le Science, Hors série l'Atmosphère, 1006.

Une vue de l'activité solaire

 Capture d’écran 2020-11-16 à 07

Constante et flux solaire

Capture d’écran 2020-11-16 à 07

Les gaz atmosphériques ayant un effet de serre

molécules atmosphériques et IR

Capture d’écran 2020-11-16 à 07

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

A retenir:

  • Le climat de la Terre présente une variabilité naturelle sur différentes échelles de temps.
  • Toutefois, depuis plusieurs centaines de milliers d’années, jamais la concentration du CO2 atmosphérique n’a augmenté aussi rapidement qu’actuellement.
  • Depuis un siècle et demi, on mesure un réchauffement climatique global (environ +1°C).
  • Celui-ci est la réponse du système climatique à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise) due aux émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère : CO2, CH4, N2O et vapeur d’eau principalement.
  • Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre.
  • En retour, il en résulte une augmentation de la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère. Cette puissance additionnelle entraine une perturbation de l’équilibre radiatif qui existait à l’ère préindustrielle.
  • L’énergie supplémentaire associée est essentiellement stockée par les océans, mais également par l’air et les sols, ce qui se traduit par une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre et la montée du niveau des océans.

 

Si la Terre continue de se réchauffer, alors voyons

 

1-Quelle différence y a-t-il entre climatologie et météorologie ?

 

2-Comment explique-t-on le réchauffement climatique ?

 

3-Quels seront les impacts à long terme du réchauffement climatique ?

Activités:

  • Identifier les relations de causalité (actions et rétroactions) qui sous-tendent la dynamique d’un système.
  • Réaliser et interpréter une expérience simple, mettant en évidence la différence d’impact entre la fusion des glaces continentales et des glaces de mer.
  • Estimer la variation du volume de l’océan associée à une variation de température donnée, en supposant cette variation limitée à une couche superficielle d’épaisseur donnée.

 

Capture d’écran 2020-09-19 à 07

 

A retenir:

L’évolution de la température terrestre moyenne résulte de plusieurs effets amplificateurs (rétroaction positive), dont :

  • L’augmentation de la concentration en vapeur d’eau (gaz à effet de serre) dans l’atmosphère ;
  • La décroissance de la surface couverte par les glaces et diminution de l’albédo terrestre ;
  • Le dégel partiel du permafrost provoquant une libération de GES dans l’atmosphère.

L’océan a un rôle amortisseur en absorbant à sa surface une fraction importante de l’apport additionnel d’énergie.

Cela conduit à une élévation du niveau de la mer causée par la dilatation thermique de l'eau.

À celle-ci s’ajoute la fusion des glaces continentales.

Cette accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.

À court terme, un accroissement de la végétalisation constitue un puits de CO2 et a donc un effet de rétroaction négative (stabilisatrice).

Bilan : Le système climatique et son évolution dans le temps résultent de plusieurs facteurs naturels et d’interactions entre océans, atmosphère, biosphère, lithosphère et cryosphère. Il est nécessaire de prendre en compte ces interactions à différentes échelles spatiales et temporelles, de l’année au million d’années voire davantage. Le système climatique présente une variabilité spontanée et réagit aux perturbations de son bilan d’énergie par des mécanismes appelés rétroactions. Les facteurs anthropiques ont des conséquences irréversibles à court terme.

 

Remarque: L’étude des paramètres orbitaux de la Terre et de leur influence sur le climat n’est pas au programme.

LEGOS, (Dieng et al., 2017)

Accélération de l'élévation du niveau de la mer : un effondrement de l'Antarctique n'est pas exclu

Alors que l'élévation du niveau de la mer s'accélère depuis 2004, affectant particulièrement les Outre-mers et les petits états insulaires du Pacifique ouest, de récents travaux indiquent qu'elle pourrait devenir beaucoup plus importante à cause de la fonte de l'Antarctique, avec un risque d'effondrement.


https://reseauactionclimat.org/acceleration-elevation-niveau-mer-effondrement-de-lantarctique-pas-exclu/

Greenland is melting at an historically unprecedented rate

If it all melted, Greenland's ice would raise sea level by seven meters. Greenland was losing ice four times faster in 2012 than it was in 2003, new research has found. The study's lead author, Michael Bevis, says global warming is to blame. We spoke to Bevis, a professor of geodynamics at The...

 

 

Pergélisol, le piège climatique

Typique des régions arctiques, le pergélisol, le sol gelé depuis des milliers d'années, dégèle peu à peu sous l'effet du réchauffement climatique. Ce faisant, il libère de puissants gaz à effet de serre. " CNRS Le journal " s'est rendu au Nunavik, dans l'Arctique canadien, pour mieux comprendre ce phénomène largement sous-estimé par les modèles climatiques.

 

https://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/PaysagesEtClimats.swf

 

 

Capture d’écran 2020-09-19 à 07

https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/fonte-banquise-2005-10-06.xml

 

Capture d’écran 2020-09-22 à 08

Spectre solaire

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

 Temératures solaires et spectre solaire

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

Notion d'albédo

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 Absorption atmosphérique des rayonnements solaires

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

 

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

Capture d’écran 2020-09-23 à 09

 

Capture d’écran 2020-11-16 à 07

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Capture d’écran 2020-11-16 à 07

Capture d’écran 2020-11-16 à 07

Ressources:

https://cache.media.eduscol.education.fr/file/SVT/94/7/RA20_Lycee_G_T_SVT_Theme2_ClimatsTerre_1307947.pdf

https://cache.media.eduscol.education.fr/file/Pluridisciplinaire/02/5/RA19_Lycee_G_1er_ES_Schemas_flux_radiatifs_1220025.pdf

 

ANIMATION SATELLITE sur la France et l'Europe par Météo-France

METEO FRANCE : retrouvez les animations satellites (compositions colorées) pour les 12 dernières heures sur la France et l'Europe.

 

 

Résumé :

La planète Terre est une planète singulière puisque c’est à ce jour la seule où la vie s’est développée, c’est bien qu’il doit exister des conditions favorables au développement de celle-ci. L’atmosphère, par le biais d’un effet de serre naturel, est responsable d’une condition essentielle à l’apparition de la vie : que de l’eau soit liquide. Cet effet de serre naturel s’explique par la présence de certains gaz qui captent les rayons infrarouges que la Terre émet lorsqu’elle est chauffée par les rayons incidents du soleil. Une partie de l’énergie absorbée par la surface est renvoyée, c’est l’albédo. Mais l’énergie renvoyée n’est pas la même que l’énergie reçue, qui elle se situe dans le spectre visible. Les infrarouges renvoyés sont captés par les gaz à effet de serre qui en renvoient d’autres vers la surface terrestre. Ainsi, la Terre présente une température moyenne plus importante que celle qu’elle devrait avoir si cet effet de serre n’existait pas. Malheureusement, l’Homme modifie cet équilibre en ajoutant des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

 

Introduction

La Terre est une planète où s’exercent, à sa surface, les influences de milieux aux caractéristiques différentes.

Les enveloppes externes, atmosphère, hydrosphère sont plus ou moins continues ; elles interagissent les unes avec les autres ; elles sont le siège de circulations et elles permettent la régulation du climat.

Or, la Terre est la seule planète du système solaire avec une telle hydrosphère dans laquelle la vie est apparue.

En quoi le fonctionnement de ces deux enveloppes est-il aujourd’hui influencé par l’Homme ?

 

I.Le Bilan énergétique de la Terre

A.Caractéristiques de l’énergie de la Terre

L’énergie à la surface de la Terre a une double origine :

  • Interne : lachaleur initiale (choc des petits corps rocheux lors de la formation de la Terre), la radioactivité́, la différenciation des assises en croûte, manteau, noyau, et les mouvements différentiels de ces assises qui génèrent de l’énergie.
  • Externe : l’énergie solaire.

L’énergie solaire reçue par la Terre 5500 fois plus importante que l’énergie liée au chauffage interne.

L’énergie reçue par la Terre provient du rayonnement solaire.

 

B.Le Soleil : source d’énergie principale de la surface terrestre

1.Température du Soleil

D’où vient l’énergie du Soleil ?

  • Le Soleil est une sphère de gaz, composée principalement d’Hydrogène.
  • Au centre, la température avoisine les 15.106 °C.
  • C’est un réacteur thermonucléaire qui dégage de la lumière.
  • La fusion de l’Hydrogène en Hélium libère une énergie sous forme de photons (réactions thermonucléaires)

4 noyaux de protons H => 1 noyau d’Hélium, des électrons et des photons lumineux qui portent de l’énergie.

Attention : Ce sont des noyaux qui fusionnent et non des atomes, d’où le nom de réactions thermonucléaires.

Le soleil induit 3 types de rayonnement :

  • Les rayons visibles à l’œil humain
  • Les rayons IR (infra-rouge)
  • Les rayons UV (ultra-violets)

Le spectre solaire est centré sur les rayons visibles, avec comme valeur de longueur d’onde pour laquelle l’intensité lumineuse est maximale : λmax= 0.5 μm

Le Soleil peut-être assimilé à un corps noir

Un corps noir est un corps idéal qui absorbe totalement les rayonnements électromagnétiques sur l’ensemble du spectre, et donc toute la lumière visible, du coup, il est noir.

Cette absorption se traduit par une agitation thermique :

Cette agitation thermique provoque l’émission d’un rayonnement électromagnétique dont le spectre ne dépend que de la température, c’est la loi de Planck, qui du coup permet de déduire la température du Soleil.

Lien entre rayonnement d’un corps noir et longueur d’onde : Plus la température est élevée, + le maximum de la courbe se situe à une longueur d’onde faible

Pour déterminer la température du Soleil, on utilise la Loi de Wien

La longueur d’onde à laquelle un corps noir émet le plus de flux de lumière énergétique est inversement proportionnelle à sa température.

  • La loi de Wien se déduit de la loi de Planck du rayonnement du corps noir : à une température T donnée, l’énergie W(λ) passe par un maximum (Wmax) pour une longueur d’onde λmax

Loi de Wien : λ­­­­max = (2,898.10-3) /T

Si le soleil émet un maximum de lumière dans le visible alors λ­­­­ max = 0,5 μm alors la température du soleil est T= 5796K

 La loi de Wien relie donc la longueur d’onde maximale émise par le soleil, ici 500 nm soit 0,5 μm, à la température du corps.

 

2.  Flux d’énergie rayonné par le Soleil:

La Loi de Stefan-Boltzmann donne la densité de flux d’énergie qui ne dépend que de la température de l’objet selon la formule :

Loi de Stefan-Boltzmann : Esoleil = σ x T4

Cette loi signifie que l’énergie totale rayonnée par unité de surface d’un corps noir sur toutes les longueurs d’onde par unité de temps est proportionnelle à la quatrième puissance de la température du corps noir.

Si σ =5,6703.10-8 W.m-2. K-4 et T=5778K

Alors l’énergie totale produite par le soleil :  Esoleil = 63,20.106 W.m-2

Notez que le flux d’énergie s’exprime en W.m-2 ou en J/s.m2

 

Quelle fraction de cette énergie parvient-elle sur Terre ?

3.  Notion de Constante solaire

Elle exprime la quantité d’énergie solaire que recevrait une surface (S) de 1m2 situées à une distance de 1 UA (Unité Astronomique, distance moyenne Terre- Soleil) exposée perpendiculairement aux rayons du Soleil en l’absence d’atmosphère.

  • Pour la Terre, cela correspond à la densité́ de flux énergétique reçue au sommet de l’atmosphère.

La distance moyenne de la Terre au Soleil est d’une Unité Astronomique soit environ 150 millions de km

Rayon du Soleil :

Le diamètre moyen du Soleil est : 1 392 000 km soit un rayon de 6,96.105 km

Rayon de l’orbite terrestre :

Orbite terrestre = orbite de la Terre autour du Soleil

  • Mouvement périodique
  • Suit la forme d’une ellipse presque circulaire
  • Valeur moyenne : R orbite terrestre : 149,6.106 km

Calcul de la constante solaire : S = Esoleil x (rayon du soleil/rayon orbite terrestre)2

S = 63,2.106 x (6,96.105 / 149,6.106)2

Soit un Flux solaire moyen atteignant la Terre de 1 368 W.m-2

La constante solaire correspond à l’énergie incidente, reçue par unité de temps, par un disque placé perpendiculairement au rayonnement solaire, à la distance moyenne Terre-Soleil.

Or, la Terre n’est pas plate, du coup le disque doit être transformé en une sphère, ainsi nous pourrons calculer l’énergie frappant réellement la surface de la Terre. C’est ce que l’on appelle le flux solaire incident.

4.  Flux solaire incident

C’est la base pour le calcul de l’effet de serre.

Compte tenu du rapport des surface entre un disque (πr2) et une sphère (4πr2), le flux moyen susceptible d’être disponible par unité de surface terrestre est alors de 342 W. m-2

  

II.Le Bilan radiatif de la Terre

Bilan radiatif = c’est la différence entre rayonnement absorbé par la Terre et le rayonnement renvoyé vers l’espace.

La terre échange de l’énergie avec l’espace jusqu’à atteindre un équilibre entre perte et gain d’énergie.

Le bilan radiatif de la Terre

Comprendre le climat de la Terre c’est analyser son bilan énergétique moyen.

La presque totalité du rayonnement solaire, 342 W.m-2, entre dans le système terrestre, mais la totalité du flux solaire incident n’est pas absorbée car la surface terrestre et l’atmosphère possèdent un pouvoir réflecteur appelé albédo de l’ordre de 30%.

Donc environ 107 W.m-2 sont réfléchis vers l’espace

 

A.L’albédo

Influence de la nature de la surface

L’Albédo est une grandeur sans dimension car c’est le rapport de l’énergie solaire réfléchie par une surface par rapport à l'énergie solaire incidente

Les régions polaires réfléchissent la plus grande partie des rayons lumineux qui les atteignent déjà difficilement. Il y a donc un phénomène auto-entretenu des conditions froides.

Sur Terre, en moyenne : 30% de l’énergie est réfléchie, 70% de l’énergie est absorbée

Du coup, l’Albédo moyen de la Terre = 0.3

L’albédo varie avec la saison.

Le bilan radiatif de la Terre :

Les 70% restants sont absorbés par l’ozone dans la stratosphère, par la vapeur d’eau, les nuages et les aérosols de la troposphère (pour 67 W.m-2) et par la surface terrestre (pour 168 W.m-2).

Calcul de la température d’équilibre sans effet de serre :

Quelle est l’énergie reçue à la surface de la Terre en prenant en compte l’albédo ?

Ereçue = Rayonnement solaire incident moyen x proportion d’énergie reçue

Soit = 342 x 0.7 ~ 240 W.m-2 reçus à la surface en tenant compte de l’albédo

 

Notion de Température d’équilibre à la surface d’une planète :

  • C’est la Température théorique d’une planète considérée comme un corps noir et dont la seule source de chaleur serait l’étoile parente
  •  Dans ce modèle, la présence ou l’absence d’une atmosphère n’est pas considérée et l’on remplace la surface de la planète par une surface idéalisée

 

Quelle est la température d’équilibre sans effet de serre ?

Loi de Stefan-Boltzmann est la loi qui permet de calculer la température que devrait avoir la terre en fonction de ce qu’elle reçoit sans tenir compte de l’effet de serre soit :

ETerre= σ x T4

Avec σ =5,6703.10-8 W.m-2.K-4   mais ETerre : énergie réellement reçue par la Terre soit 240 W.m-2

Soit T= (ETerre/ σ)1/4

 Sachant que T = 255 K et 0°K = - 273.15°C

 Soit T= (240/5,6703.10-8) ¼ soit T = 255K donc T= -18°C

 

Sans atmosphère donc sans l’effet de serre, la température d’équilibre de la Terre serait de -18°C

 

B.L’atmosphère

Structure verticale de l’atmosphère en différentes couches : troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère dont les caractéristiques chimiques, physiques et températures sont différentes.

Comment le transport d’énergie s’effectue-t-il dans l’atmosphère ?

Les trois formes de transport d’énergie dans l’Atmosphère sont :

  • Énergie thermique = élévation de T°
  • Énergie potentielle = élévation d’altitude
  • Énergie latente = absorption vapeur / condensation

Important : ce que la Terre renvoie elle le renvoie sous une autre forme

Ce qui signifie que pour maintenir la balance énergétique, le système terrestre réémet à son tour vers l’espace des radiations de plus grandes longueurs d’onde, dans l’infrarouge proche.

Sur les 390 W.m-2 qui rayonnent depuis la surface terrestre :

  • 40 W.m-2 traversent l’atmosphère
  • Et sur les 350 W.m-2 absorbés par l’atmosphère, 324 W. m-2 sont réémis vers la Terre (effet de serre).

L’atmosphère réémet également vers l’espace environ 195 W. m-2.

L’effet de serre :

  • Le bilan énergétique détermine la température moyenne à la surface du globe : 13°C, température d’équilibre entre la surface terrestre et l’atmosphère
  • Le système Terre-Atmosphère en équilibre avec l’espace serait à une température de - 18°C mesurée par un observateur extérieur
  • La différence de 31°C provient de l’effet de serre ce qui signifie que l’atmosphère est transparente au « rayonnement visible » solaire et opaque au « rayonnement infrarouge » terrestre.

 

C.L’effet de serre

 

Apprendre ce document par cœur car tout y est résumé

 

Source : Emmanuel, Rafélis et Pasco, 2007

Historique :

Horace Bénédict de Saussure en 1780.

Le naturaliste suisse avait construit un appareil constitué de cinq caisses de verre emboitées les unes dans les autres, munies de thermomètres, pour montrer que, plus l'on va vers le centre, plus la température s'élève, jusqu'à obtenir une température d'équilibre (jusqu'à 109°C !).

Ce phénomène tire son nom de ce qui se passe dans la serre du jardinier : comme dans la vitre d’une serre, l’atmosphère laisse passer les rayons visibles du Soleil, mais emprisonne partiellement la chaleur

Attention, l’effet mécanique qui stoppe la convection dans la serre (par la présence des vitres) n’est pas présent dans l’atmosphère.

Svante Arrhenius, 1896

Un doublement du CO2 s'accompagne d'une élévation de la température moyenne de 6°C.

"Comme ce serait merveilleux si les émissions humaines de gaz carbonique vers l'atmosphère pouvaient augmenter d'autant le climat de la Terre. Nous en serions heureux en Suède".

Urgelli, 2005

 

Des déséquilibres énergétiques et régionaux

Au cours de l’année, le bilan radiatif, en un point géographique précis, est généralement diffèrent de zéro, créant ainsi des déséquilibres énergétiques régionaux.

L’intensité de l’insolation et le pourcentage d’absorption du rayonnement solaire dépendent principalement de l’angle suivant lequel les rayons solaires atteignent la surface terrestre.

Ainsi la distribution des températures à la surface du globe varie en fonction de la latitude et des saisons :

  • Ceci est responsable des circulations atmosphériques et océaniques ;
  • De la redistribution de l’énergie, en transférant l’excèdent des régions de basses latitudes vers les pôles.

 

L’effet de serre

Ce phénomène est responsable du réchauffement de la basse atmosphère de la planète par absorption du rayonnement infrarouge.

Ce piégeage est effectué par certains gaz : la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4)
et les chlorofluorocarbures (CFC).

L’abondance de ces gaz, parfois d’origine anthropique, dans les basses couches de l’atmosphère est la cause principale du réchauffement car le rayonnement infrarouge absorbé par les gaz est réémis vers la Terre.

 

Le rôle des Chlorofluorocarbures (CFC)

  • Dérivés chlorés et fluorés du méthane ;
  • Utilisés comme propulseurs aérosols et réfrigérants ;
  • Ils sont stables dans la troposphère ;
  • Une durée de vie de 60 à 200 ans ;
  • Le seul puits est stratosphérique ;
  • La photolyse libère des atomes de Chlore.

 

Caractéristiques des gaz à effet de serre

Composants gazeux de l’atmosphère qui absorbent le rayonnement IR émis par la surface terrestre

  • L'absorption du rayonnement infrarouge dépend de la structure de la molécule :
    Les molécules biatomiques et symétriques (O2, N2, H2...) sont très peu absorbantes (pas de capacité à vibrer)
  • Les molécules triatomiques ou non symétriques (H2O, CO2, CH4, CO.…) sont beaucoup plus absorbantes.

Les molécules doivent avoir des propriétés d'absorption (et donc de réémission) dans le domaine d'émission du système Terre-atmosphère considéré comme un corps noir autour de 260 à 280K. Ce domaine spectral correspond à l'infrarouge thermique entre 4 μm et 40 μm. Dans ce domaine, les molécules considérées absorbent un photon et passent d'un état fondamental à un état excité de vibration.

En résumé :

  • Le soleil éclaire dans le domaine de l’UV, du visible, du proche infra-rouge
  • Les molécules de l’atmosphère (gaz poly atomiques) n’absorbent pas ou peu dans la longueur d’onde du visible
  • La Terre (les enveloppes fluides) réémet dans le domaine de l’Infrarouge
  • Les molécules de l’atmosphère (gaz poly atomiques) absorbent en partie dans ce domaine spectral

Il existe donc un gain d’énergie appelé effet de serre et associé à la présence des GES.

 

Gaz à effet de serre : volume mineur mais rôle majeur !

Calcul de la température d’équilibre avec effet de serre

Loi de Stefan-Boltzmann est la loi qui permet de calculer la température que devrait avoir la terre en fonction de ce qu’elle reçoit sans tenir compte de l’effet de serre soit :

ETerre= σ x T4

Avec :

  • σ =5,6703.10-8 W.m-2.K-4
  •  ETerre : énergie émise par la Terre sous forme d’IR soit 390 W.m-2

T= (ETerre/ σ)1/4

Sachant que T = 255 K et 0°K = - 273.15°C alors T= (390/5,6703.10-8) ¼ soit T = 15°C

Température d’équilibre de la Terre : 15°C

 

Les activités humaines augmentent la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, les infrarouges sont absorbés en plus grande quantité, la température de la planète augmente.

D.     Notion de forçage radiatif

On appelle forçage radiatif (W.m-2) du système climatique toute variation de l’énergie transmise à l’ensemble du système Terre-atmosphère, causée par des changements des facteurs de forçage.

Il s'agit donc de la différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise par un système climatique donné :

  • Positif : plus d’énergie reçue qu’émise, il tend à réchauffer le système
  • Négatif : plus d'énergie émise que reçue, il tend vers un refroidissement

 L’homme par ses activités ajoute du CO2, CH4 et d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Quelle est la conséquence sur la température moyenne planétaire ?

  • Conclusion 3e groupe de travail du GIEC (1er octobre 2001) : aucun facteur naturel n’est susceptible d’avoir contribué significativement au réchauffement de 0.6°C observé sur les 30 dernières années.
  • Les variations de l’intensité solaire ont été négligeables et les volcans n’ont pu avoir qu’un effet global de refroidissement, limité dans le temps après les grandes éruptions.
  • Un faisceau d’éléments suggère qu’il y a une influence perceptible de l’homme sur le climat

 

Quels sont les gaz à effet de serre anthropiques ?

  • CO2 : depuis 1860 ➶30%, 3⁄4 combustions de charbon & pétrole, 1⁄4 feux de forêts des zones tropicales
  • CH4 : x2, agriculture, production et distribution pétrole, gaz, extraction charbon, décharges
  • N2O : agriculture (engrais), combustion biomasse, synthèses chimiques industrielles (acide nitrique)
  • Gaz fluorés (CFC, PFC, SF6) : 0 (1950) à 800 ppm (1990) systèmes de réfrigération, climatisation (automobile), aérosols.

Fabrication règlementée (action destructrice sur la couche d’ozone, Convention de Montréal, 1987)

  • H2O : vapeur d’eau générée principalement par les réacteurs des avions

 

Ordre d’importance des gaz à effet de serre générée par l’activité humaine-production d’énergie, procèdes industriels, transports, activités agricoles- :

  • 50% CO2,
  • 19% méthane,
  • 1.7% CFC,
  • 8% ozone de la troposphère,
  • 4% protoxyde d’azote,
  • 2% vapeur d’eau

 L'augmentation du forçage radiatif anthropique entre 1750 et 2011 est évalué à 2,29 (1,13 à 3,33) W.m-2 par le 5e rapport du GIEC

 

III.         Conséquences des effets anthropiques

A.      La modification du bilan radiatif de la Terre

- Les surfaces continentales et les couches superficielles des océans se réchauffent
- Le rayonnement thermique infrarouge s’échappant vers l’espace diminue
- On estime que cette diminution doit s’approcher de 1 W.m-2 même si elle est encore difficile à mesurer avec confiance (Trenberth et al., 2009)

B.      Trou d’ozone

Un trou dans la couche d’ozone (absorbe les UV) désigne une région de la couche d’ozone stratosphérique qui a été détruite à plus de 50 % et qui limite d'autant la protection qu'elle nous offre contre les rayonnements ultraviolets du Soleil.

Cet appauvrissement aurait été causé par d'importants apports de CFC (chlorofluorocarbures, durée de vie dans l’atmosphère : 50 à 100 ans) et d'autres gaz à base de chlore et de brome dans l‘atmosphère, où ils réagissent en dégradant de l'ozone. Ils ont été libérés en quantité par l'Homme par le passé, mais sont maintenant interdits.

 

C.     Fonte du pergélisol

Le pergélisol est une partie du sol et du sous-sol qui est toujours gelée, durant au moins deux années consécutives

Il se forme lorsque la surface sous le sol de la Terre reste gelée au-delà de la période hivernale, durant au moins deux ans.

Il en existe trois types :

  • Le pergélisol continu : 100 % du sol est gelé
  • Le pergélisol étendu : 50 % à 90 % du sol est gelé
  • Le pergélisol sporadique : 10 % à 50 % du sol est gelé

 

Fonte 70 ans plus tôt que prévu :

« Nous avons été sidérés en découvrant que le pergélisol avait réagi si rapidement aux températures élevées de l’air. En l’espace d’une dizaine d’années, nous avons vu le paysage se transformer. »

Températures estivales plus élevées + faibles niveaux de végétation isolante + présence de glace souterraine à proximité́ de la surface = fonte exceptionnellement rapide et profonde du pergélisol

 

D.     Le bilan radiatif de la Terre

Au total, le bilan thermique du système Terre/atmosphère est en équilibre.

  • Le flux réfléchi et réémis est de 342 W.m-2 (107 W.m-2 pour les courtes longueurs d’onde et 235W.m-2 pour les infrarouges).
  • En revanche les sous-systèmes ne sont pas à l’équilibre du point de vue radiatif.

La surface de la Terre reçoit plus de chaleur qu’elle n’en émet du fait de l’effet de serre, et, au contraire, l’atmosphère est déficitaire puisqu’elle émet 519 W.m-2 (195 W.m-2 vers l’espace et 234W.m-2vers la Terre) alors qu’elle ne reçoit que 417 W.m-2 (67W.m-2du rayonnement solaire incident et 350 W.m-2à partir de la Terre).

Ce déficit d’une centaine de W.m-2est comblé par des flux de chaleur non radiatifs correspondant à la conduction et surtout à la convection thermique (pour 24 W.m-2) et aux processus des changements de phase : évaporation et condensation (pour 78 W.m-2).

Ces flux de chaleur non radiatifs permettent alors de rétablir l’équilibre thermique entre les deux sous-systèmes

La convection est un des trois modes de transfert de chaleur :

Ce sont les transferts de chaleur se produisant entre une surface et un fluide en mouvement lorsque ceux-ci sont à des températures différentes.

IV.        Conclusion :

  • L’ensemble des processus de la géodynamique externe de la planète Terre est induit et piloté par l’énergie provenant du Soleil.
  • Ce flux d’énergie maintient à la surface de la Terre une température moyenne (autour de +15°C) permettant l’existence de l’eau sous différentes phases et contribue ainsi au développement de la vie.
  • Même si le bilan énergétique de la Terre est globalement à l’équilibre, dû à la présence d’une atmosphère qui joue un rôle de régulateur thermique, des déséquilibres locaux existent et sont à l’origine de transferts d’énergie qui se traduisent par le mouvement des fluides atmosphériques et océaniques.

 

Un effet de serre indispensable à la vie

Gain de 33° par rapport à la température terrestre théorique : effet bénéfique

Ce qui est dangereux n’est pas le phénomène lui-même, parfaitement naturel et essentiel à notre existence, mais sa modification rapide du fait de l’homme

 

A retenir :

Les différents calculs, les unités.

Les différentes longueurs d’ondes et leurs implications dans le système.

Le schéma du bilan thermique du système Terre/Atmosphère.

Les différents Gaz à effet de serre.

 

Savoir définir :

Gaz à effet de serre ; effet de serre ; atmosphère ; soleil ; constante solaire ; loi de Wien ; loi de Stefan-Boltzmann ; albédo.

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17 janvier 2021

Terminale ES: Activités de simulation du climat à partir du logiciel SimClimat

D'après Camille Risi et Mathilde Tricoire, modifié.

 

Pour télécharger le logiciel SimClimat sur Mac et Pc:

SimClimat

english version Le logiciel SimClimat est un logiciel pédagogique de simulation du climat de la Terre et des planètes. Par une interface ludique et conviviale, il permet de réaliser des simulations climatiques à différentes échelles de temps.

 Remarque: il y a d'anciennes versions en bas de page si besoin.

 

Activité 1: montrer le rôle de l’Homme dans le réchauffement climatique en cours

Constat:

La figure 1 montre l’évolution des anomalies de température globale au cours du dernier millénaire, selon différentes reconstitutions à partir d’archives paléoclimatiques (cernes d’arbres, dates de vendanges...) puis selon des mesures directes. On voit que les différentes reconstructions ne sont pas toutes exactement d’accord entre elle, mais elles s’accordent sur des variations assez faibles de la température avant 1850. Puis toutes les reconstructions, ainsi que les mesures directes, s’accordent sur un réchauffement brutal, d’environ 1°C depuis 150 ans

Capture d’écran 2020-12-05 à 07

Figure 1 : Evolution des anomalies de température globale au cours du dernier millénaire, selon différentes reconstitutions à partir d’archives paléoclimatiques. Chaque courbe montre un type de reconstructions. La courbe noire correspond à des mesures directes avec des thermomètres. Figure issue du 4e rapport du GIEC.

Problème posé :

  • Comment expliquer ce réchauffement global?

Hypothèse:

La figure 2 montre l’évolution de la concentration en CO2 mesurée à Hawaii depuis 1960. On observe qu’en parallèle du réchauffement climatique, la concentration en CO2 a augmenté, d’environ 300 ppm en 1960 jusqu’à 415 ppm en 2020.

Cette augmentation résulte principalement des émissions par les activités humaines, en particulier par combustion de matière organique fossile.

La figure 3 montre l'évolution du prix de l'once d'or sur une période récente.

On observe qu'en parallèle au réchauffement climatique, le prix de l'once d'or a fortement augmenté. Cette augmentation résulte principalement de l'attractivité du métal pour des placements sûrs lorsqu'il y a des perturbations à l'échelle planétaire comme c'est le cas du réchauffement climatique.

Etant donné que le CO2 est un gaz a effet de serre, on propose comme hypothèse que le réchauffement climatique est causé par l'augmentation de la concentration en CO2 et non celle du prix de l'once d'or.

Encore faut-il le prouver!

Capture d’écran 2020-12-05 à 07

Figure 2 : Évolution de la concentration en CO2 mesurée depuis 1956 à l’observatoire de Mauna Loa à Hawaii. Pour la courbe rouge, les données sont moyennées sur un mois, alors que sur la courbe noire, les données sont moyennées sur un an. Figure adaptée de la NOAA.

Capture d’écran 2020-12-05 à 07

Figure 3: Evolution du prix de l'once d'or sur une periode récente. (D'après : https://www.les-crises.fr/0810-prix-or-et-argent/)

Expérience témoin:

Avec SimClimat, on réalise une simulation partant de l'époque préindustrielle, de durée 250 ans, avec des émissions anthropiques de 2,5 GtC/an qui permettent de faire passer la concentration en CO2 à la concentration actuelle.

Expérience de comparaison:

On réalise une simulation identique à celle de contrôle, à part que les émissions anthropiques sont nulles.

Résultats:

 

Interprétation:

 

Conclusion:

 


Activité 2: utiliser des modèles climatiques pour émettre des projections climatiques


Un constat:

L’augmentation de la concentration en CO2 causée par les activités humaines a entraîné une élévation de la température de la Terre d’environ 1°C depuis 150 ans (activité 1)

Problème posé:

  • Comment le climat de la Terre va-t-il évoluer dans les 100 prochaines années ?

La température va-t-elle continuer à augmenter ?

Hypothèse:

L’évolution du climat à l’avenir dépend de la quantité de gaz à effet de serre émise par les activités humaines.

On peut imaginer que les émissions de CO2 resteront constantes.

On peut aussi imaginer qu’à cause de la croissance démographique et de l’amélioration du niveau de vie dans le monde, les émissions continueront à augmenter.

On peut au contraire imaginer que face à l’ampleur aux risques liés au réchauffement climatique, les gouvernements des différents états prendront des mesures drastiques pour limiter les émissions.

Expérience témoin:

On démarre une simulation « maintenant » d’une durée de 100 ans.

On laisse les émissions comme à l’actuel : environ 8 Gt de carbone par an.

Expérience de comparaison:

On ajoute deux simulations identiques à l’expérience témoin, mais :

  • pour la première, les émissions anthropiques de CO2 sont le triple soit 24 Gt de carbone par an des émissions actuelles, scénario de développement démographique et économique important;
  • et pour la deuxième, elles sont nulles, scénario où les émissions anthropiques sont stoppées grâce à la réglementation.

 

Résultats

 

Interprétation:

 

Conclusion:

 

Activité 3: mettre en évidence et quantifier les rétroactions climatiques

SimClimat permet de brancher ou débrancher certaines rétroactions climatiques, dont celles de la vapeur d'eau et de l'albédo des glaces, pour les mettre en évidence et en quantifier leur effet.

Mise en garde: comme SimClimat ne contient pas de représentation du méthane , il ne permet pas d'aborder la possible rétroaction liée au méthane mentionnée dans le dégel partiel du permafrost provoquant une libération de GES dans l’atmosphère.

Constat:

Nous avons vu dans l’activité 1 que le réchauffement climatique était causé principalement par l'augmentation de la concentration en CO2 lié aux activités humaines, de 280 ppm à l’époque préindustrielle à 400 ppm actuellement.

  • Le CO2 est un gaz à effet de serre : plus sa concentration augmente, moins les rayons infrarouges émis par la terre parviennent à s’échapper vers l’espace.

La Terre conserve alors plus d’énergie et se réchauffe. On appelle cela l’effet de serre.

Problème posé:

Avec des calculs simples, il est possible d’estimer l’augmentation de l’effet de serre lié à l’augmentation de la concentration en CO2 de 280 ppm à 400 ppm, et en déduire le réchauffement attendu. On trouve alors un réchauffement inférieur à 0,5°C.

  • Dès lors, comment expliquer que la Terre se soit réchauffée de 1°C et non de 0,5°C ?

 

Effet de la vapeur d'eau sur le réchauffement climatique

Hypothèse

A l’état naturel, le principal gaz à effet de serre est la vapeur d’eau. Or l’air contient d’autant plus de vapeur d’eau qu’il est chaud (Spiga, 2015). Pour faire introduire cette notion, on peut partir d’expériences simples sur l’évaporation et la condensation.

Par exemple, quand on souffle dehors alors qu’il fait froid, un nuage de gouttelettes d’eau se forme : c’est parce que l’air chaud dans notre bouche contenait beaucoup de vapeur d’eau ; quand cette vapeur d’eau se retrouve dans un air froid, elle se condense, jusqu’à ce que l’air froid ne contienne qu’une petite quantité de vapeur d’eau.

A partir du constat qu’un air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau qu’un air froid, on peut demander aux élèves ce qui, selon eux, va se produire du fait du réchauffement de l’atmosphère, et d’imaginer ce « cercle vicieux » avec les conséquences sur le système climatique : plus il fait chaud, plus la concentration en vapeur d’eau augmente, plus l’effet de serre est fort et donc plus il fait chaud (figure 1).

Capture d’écran 2020-12-11 à 09

On appelle cela une rétroaction positive.

On essaye donc de tester l’hypothèse selon laquelle la vapeur d’eau est impliquée dans une rétroaction positive qui amplifie le réchauffement climatique.

Expérience témoin:

On réalise une simulation de 250 ans, partant du monde préindustriel à aujourd'hui, avec des émissions anthropiques de 2,5 GtC/an qui permettent de faire passer la concentration en CO2 à la concentration actuelle.

On vérifie qu'à la fin de la simulation: la température a augmenté de 1°C, ce qui est cohérent avec les observations.

Expérience de comparaison:

On réalise une simulation identique à celle de contrôle, à part qu'on désactive la rétroaction de la vapeur d'eau, en maintenant la concentration en vapeur d'eau constante.

Résultats:

 

Interprétation:

 

Conlusion:

 

Effet de l’albédo des glaces

Hypothèse

L’énergie de la Terre provient du rayonnement solaire.

Quand le rayonnement solaire arrive sur la Terre, une partie est réfléchie vers l’espace et est définitivement perdue, et une autre partie est absorbée par la Terre.

On appelle albédo la fraction du rayonnement solaire qui est réfléchie.

Plus l’albédo est faible, plus la Terre absorbe de l’énergie et plus la température est chaude.

On peut alors faire réfléchir à l’albédo de différents types de surface terrestres.

Quel type de surface à l’albédo le plus faible ? C’est la glace.

L’albédo de la planète dépend donc fortement de l’étendue des glaces.

A partir de ce constat, on peut imaginer une boucle de rétroaction positive.

Plus il fait chaud, plus les glaces fondent, donc plus l’albédo diminue, donc plus la Terre se réchauffe.

Capture d’écran 2020-12-11 à 09

 

Expérience témoin :

La même que précédemment : on réalise une simulation de 250 ans, partant du monde préindustriel à aujourd'hui, avec des émissions anthropiques de 2,5 GtC/an qui permettent de faire passer la concentration en CO2 à la concentration actuelle.

Expérience de comparaison:

On réalise une simulation identique à celle de contrôle, à part qu'on désactive la rétroaction de l’albédo des glaces, en maintenant l’albédo constant à sa valeur préindustrielle.

Résultats:

 

Interprétation:

 

Conclusion:

 


 

 

Source: https://www.lmd.jussieu.fr/~crlmd/simclimat/articles_ABPG_2020.pdf

 

 Simulation_avec_SimClimat_correction_activite__1

Simulation_avec_SimClimat_correction_Activite__2

Simulation_avec_SimClimat_correction_Activite__3 

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15 janvier 2021

Terminale spécialité SVT, compléments de cours au chapitres 10 et 11

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Compléments au chapitre 10: Les réflexes.

 

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Compléments au chapitre 11: Les mouvements volontaires

 

L'IRM chez un patient en vie végétative

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Plasticité

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La mémorisation à long terme:

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Effets de substances toxicomanes sur le cerveau

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Cerveau et émotions:

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Le système nerveux autonome

 

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13 janvier 2021

1ere ES, TP 6: Comment les plantes se nourissent-elles?

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Comment les plantes se nourissent-elles? 

Pour Aristote, puisque l'épandage de fumier améliore les cultures alors les plantes se nourrissent des matières organiques présentes dans le sol: qu'en pensez-vous?

Van Helmont pense que le grand Aristote à tord! Il croit que les plantes se nourrissent d'air et d'eau: qui dit vrai ?

Deux hypothèses s’affrontent donc:

  1. soit les végétaux se nourrissent de l’air et de l’eau;
  2. soit ils se nourrissent de la matière organique présente dans le sol.

Van Helmont propose l'expérience suivante:

  • Deux pots, l’un avec un arbre de 1 an l’autre avec le même arbre, 5 ans plus tard;
  • L’arrosage a été régulier de telle sorte que le végétal n’en a jamais manqué;
  • Pesée des pots : à T+1= 90,7 kg/ T+5= 90,6 kg
  • Pesée des arbres: à T+1 = 2,3 kg/ à T+5= 76 kg

(Note: T+1= à 1 an; T+5= à 5 ans)

Que peut-on en conclure ?

 

On souhaite mettre en évidence qu'une molécule, l'amidon, est fabriquée à la lumière mais pas à l'obscurité.

Comment va-t-on procéder ?

Activité:

  • Mettre en évidence expérimentalement de la présence d’amidon dans les chloroplastes éclairés et son absence dans des chloroplastes à l'obscurité.

Matériel privilégié:

  • Feuilles d'Elodée, préalablement éclairées;
  • Feuilles d'Elodée, laissées à l'obscurité;

Protocole:

  • Prélever une partie chlorophyllienne du végétal à étudier.
  • Procéder à des coupes très fines pour ne conserver que peu de couches de cellules.
  • Déposer ce matériel dans un verre de montre avec quelques gouttes d’eau iodée.
  • Laisser 2 minutes.
  • Monter entre lame et lamelle dans une goutte d’eau iodée.
  • Observer au microscope optique (x150 au minimum) la feuille ayant été éclairée et celle qui ne l'a pas été;
  • Prenez deux photos
  • Comparez;
  • Que constatez-vous?

Remarque: la coloration brune mettant en évidence la présence d’amidon en s’assurant que cet amidon est bien présent dans les chloroplastes des cellules observées.

  • Pour bien comprendre la signification du test à l’eau iodée, il est intéressant de faire en parallèle un test (eau iodée + amidon et eau iodée + eau distillée dans des tubes à essai) en guise de témoins.

Capacités testées:

  • Concevoir un protocole
  • Respecter un protocole.
  • Comprendre la signification d’un test de coloration spécifique.
  • Comprendre la notion de témoin expérimental.
  • Utiliser un microscope.
  • Observer et dessiner des résultats.

 

Mise en évidence de la photolyse de la molécule d'eau:

L'équation générale de la photosynthèse:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée à l'extrème:

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Avec cette formule, le dioxygène peut provenir de la molécule de CO2 ou de la molécule d'eau, et on a longtemps cru qu'il provenait du CO2.

La découverte de Van Niel,1930:

Capture d’écran 2020-11-27 à 07

Des bactéries sulfureuses font de la chimiosynthèse : elles fixent le CO2 grâce à l'énergie contenue dans la molécule de sulfure d'hydrogène. 

Il a conclu que tous les organismes photosynthétiques ont besoin d’une source d’hydrogène jouant le rôle de réducteur, mais que cette source varie :

 

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20 ans plus tard:

Expérience 1, on propose de l'eau lourde, c'est-à-dire avec de l'oxygène 18 et du CO2 avec de l'oxygène 16.

Expérience 2, on propose de l'eau normale, c'est-à-dire avec de l'oxygène 16 et du CO2 avec de l'oxygène 18.

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La photosynthèse, une réaction d'oxydo-réduction:

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Les réactions du cycle de Calvin: une transformation de la molécule de CO2 en molécule glucidique

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Comment le cycle de Calvin convertit-il une molécule de CO2 en molécule organique?

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A retenir:

  • Une partie du rayonnement solaire absorbé par les végétaux verts permet la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone : c'est la photosynthèse.
  • Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique.

1ere ES, Thème 2: Le soleil, notre source d'énergie

 

Comment ce noyer se nourrit-il ?

https://thumbs.dreamstime.com/b/cycle-de-croissance-d-une-usine-noix-isolement-sur-un-fond-blanc-123690253.jpg

 

 

Réponse: grâce à la photosynthèse!

 

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 Réponse: grâce à la photosynthèse!

 

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Le rayonnement solaire (SPC)

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Le bilan radiatif terrestre (SPC)

 

Une conversion naturelle de l’énergie solaire : la photosynthèse (SVT)

Activités:

  • Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.
  • Comparer les spectres d’absorption et d’action photosynthétique d’un végétal.
  • Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille.
  • À partir de l’étude d’un combustible fossile ou d’une roche de son environnement, discuter son origine biologique.

 

 

Connaissances:

  • Une partie du rayonnement solaire absorbé par les végétaux verts permet la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone : c'est la photosynthèse.
  • Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique.
  • Cette énergie est utilisée pour former certaines molécules organiques. Ces molécules peuvent être transformées par respiration ou fermentation pour libérer l’énergie nécessaire au métabolisme des êtres vivants.
  • À l’échelle de la planète, les végétaux verts utilisent pour la photosynthèse environ 0,1% de la puissance solaire totale disponible.
  • À l’échelle de la feuille, la photosynthèse utilise 1% de la puissance radiative reçue, le reste est soit diffusé, soit transmis (transparence), soit absorbé (échauffement et évapo-transpiration).
  • À l’échelle des temps géologiques, une partie de la matière organique s’accumule dans les sédiments puis se transforme en donnant des combustibles fossiles : gaz, charbon, pétrole.
  • C'est ce qui s'est passé à un moment particulier de l'évolution de la vie : au carbonifère, comme son nom l'indique, des forêts entières ont été enfouies sous des tonnes de sédiments et se sont transformés en combustibles fossibles
  • C'est aujourd'hui dans ce stock fabriqué il y a 450 Ma que nous puisons notre charbon, notre pétrôle et notre gaz.
  • Du coup, ces énergies s'épuiseront un jour: les stocks ne sont pas infinis et leurs temps de fabrication est de l'ordre du million d'années.

 

Comment la lumière du Soleil permet-elle aux végétaux l'entrée de carbone dans la chaîne alimentaire ?

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 Réponse: grâce à la photosynthèse!

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Plan du cours:

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes

2-Les différentes fonctions biologiques d'une plante

 

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes:

  • Les réactions photochimiques: une capture de l'énergie lumineuse qui photolyse la molécule d'eau
  • Les réactions du cycle de Calvin: une transformation du CO2 en glucide

 

Activités:

  • Étudier et/ou mettre en œuvre des expériences historiques sur la photosynthèse.
  • Réaliser une chromatographie de pigments végétaux.
  • Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux pour repérer une diversité de métabolites.

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La détermination d'un spectre d'absorption de la lumière par les végétaux

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C'est une réprésentation visuelle de la façon dont un pigment donné absorbe les différentes longueurs d'onde de la lumière visible.

Un spectrophotomètre mesure les proportions de lumière de différentes longueurs d'onde absorbées et diffusées par une solution d'un pigment donné.

Le tube photoélectrique convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique.

 

 Quelles sont les longueurs d'onde les plus efficaces pour la photosynthèse?

Bacterium photometricum, bactérie aérobie, d'après Engelmann.

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Mise en évidence de la photolyse de la molécule d'eau:

L'équation générale de la photosynthèse:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée à l'extrème:

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Avec cette formule, le dioxygène peut provenir de la molécule de CO2 ou de la molécule d'eau, et on a longtemps cru qu'il provenait du CO2.

La découverte de Van Niel,1930:

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Des bactéries sulfureuses font de la chimiosynthèse : elles fixent le CO2 grâce à l'énergie contenue dans la molécule de sulfure d'hydrogène. 

Il a conclu que tous les organismes photosynthétiques ont besoin d’une source d’hydrogène jouant le rôle de réducteur, mais que cette source varie :

 

Capture d’écran 2020-11-27 à 07

20 ans plus tard:

Expérience 1, on propose de l'eau lourde, c'est-à-dire avec de l'oxygène 18 et du CO2 avec de l'oxygène 16.

Expérience 2, on propose de l'eau normale, c'est-à-dire avec de l'oxygène 16 et du CO2 avec de l'oxygène 18.

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La photosynthèse, une réaction d'oxydo-réduction:

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Les réactions du cycle de Calvin: une transformation de la molécule de CO2 en molécule glucidique

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Comment le cycle de Calvin convertit-il une molécule de CO2 en molécule organique?

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A retenir:

  • Les parties aériennes de la plante sont les lieux de production de matière organique (=molécule organisée autour de l'atome de Carbone) par photosynthèse.
  • Captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par la photolyse de l’eau, avec libération d’O2 et réduction du CO2 aboutissant à la production de glucose et d’autres sucres solubles.

Les animaux se nourissent des végétaux, autrement dit, ils récupèrent les molécules fabriquées par les plantes pour satisfaire leurs propres besoins. Et chez les plantes, à quoi peuvent bien servir les glucides ainsi produits ?

 

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes:

2-Les différentes fonctions biologiques d'une plante:

Activités:

  • Mettre en évidence expérimentalement la présence d’amidon dans les chloroplastes et les amyloplastes de réserve dans des organes spécialisés (graine, fruit, tubercules...).
  • Mettre en œuvre une coloration afin d’identifier la lignine et la cellulose et d’analyser leur distribution.
  • Extraire, organiser et exploiter des informations sur les effets antiphytophages, antibactériens ou antioxydants des tanins.

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