arguments svt terminale

Légende alternative :

méthylène. Lorsqu'on place une branche de céleri dans du colorant alimentaire, on observe une coloration progressive du pétiole puis du limbe. La même manipulation réalisée en inversant l'orientation de l'échantillon ne montre pas de déplacement de liquide. L'expérience met en évidence la circulation de la sève brute, provenant des racines jusque dans les feuilles. J'observe que seuls les vaisseaux de xylème sont colorés en bleu.Les cellules du phloème ne sont pas colorées. Donc la circulation de la sève brute se fait dans les vaisseaux de xylème et elle est ascendante. Vaisseaux de phloème non colorés suite à Pexpérience Vaisseaux de Xylème colorés suite à l'expérience réalisée mise en évidence de la croissance et des divisions cellulaires au niveau des phytomères mise en évidence de la zone de croissance de la plante ainsi que le facteur extérieur jouant un rôle sur la croissance de la tige mettre en évidence le rôle de la lumière : La plante pousse en direction de cette dernière. On appelle ce phénomène le phototropisme. La lumière est donc une condition majeure de la croissance du système aérien. mise en évidence de l'auxine qui fuit la lumière. L'auxine est la première hormone végétale qui a été découverte. Elle est principalement sécrétée par les bourgeons apicaux et les jeunes feuilles, et migre vers le bas, jusqu'aux racines. Elle provoque une élongation des cellules et favorise la formation de racines secondaires; Eclairement anisotrope 1 L'expérience de Sachs. Une jeune aide potimarron est marude à Tenore de Chine pard repères approximativement équidistants (mm). Ele est ensuite photographiée toutes les heures pendant 14 heures Eclairement anisotrope C. Darwin et F. Darwin 1880 Sommet recouvert Coléoptile Excision d'un capuchon témoin du sommet opaque C. Darwin et F. Darwin 1880 Sommet recouvert Coléoptile Excision d'un capuchon témoin du sommet opaque Sommet Base recouvert recouverte d'un capuchon d'un cylindre transparent opaque Sommet Base recouvert recouverte d'un capuchon d'un cylindre transparent opaque La première expérience, à gauche, est un témoin positif. La deuxième expérience montre qu'un apex sectionné et replacé sur le coléoptile en intercalant un morceau de gélose produit la même courbure. Cela suggère qu'il y a un messager pouvant passer dans la gélose qui induit la croissance orientée. La troisième expérience montre que ce messager ne passe pas à travers une lamelle de mica. La quatrième expérience nous apprend que le messager doit passer sur la face externe pour provoquer une courbure, et la cinquième expérience nous apprend que si l'on bloque ce passage sur la face externe, la croissance orientée n'a pas lieu. Cela suggère que le messager (auxine) est réparti non uniformément dans la partie haute du coléoptile et que cette répartition non uniforme est responsable de la croissance orientée. Un pigment est une substance colorée qui absorbe certaines longueurs d'ondes de la lumière et renvoie toutes les autres. Il est possible d'observer toutes les colorations d'un pigment grâce à la chromatographie. En utilisant un spectromètre, on détermine le spectre d'absorption des pigments verts chlorophylliens qui absorbent la lumière pour des longueurs d'ondes de 450-500 nm (bleu) et 650-700 nm (rouge). on peut dire que c'est l'absorption de certaines longueurs d'ondes par les pigments qui permet la photosynthèse. On parle alors de pigments photosy étiques. Eclairement anisotrope ->> Mise en évidence du spectre d'action. La fabrication de l'oxygène se fait au niveau des radiations rouges et bleues, c'est même radiations qui permettent la photosynthèse A Boysen-Jensen 1913 Chap 2: La plante, productrice de matière organique Les pigments sont présents dans les chloroplastes de la feuille. B Coléoptile témoin Sommet séparé par une lamelle de gélose Sommet séparé par une lamelle de mica Chi Histoine des sciences Sommet séparé par une demi lamelle de mica sur la face éclairée care tines Xanthophytes Comphyte Chlorophylle b mmmm Sommet séparé par une demi lamelle de mica sur la face non éclairée INTE L'expérience. En 1882, Engelmann place son microscope un filiment de spirage, algue verte des donor, ac des bacté qui sont des par des sources de diewygène dans le milieu. Il place le filament d algue parallelement a la largeur du spectre de lambre blanche decomposée qui l'éclaire émet l'hypothèse que la première étape de photosynthèse est une oxydoréduction entre l'eau et une substance oxydante. Les travaux de Hill ont montré que la phase photochimique, qui se déroule dans les thylakoïdes chloroplastiques, est une production d'O2 actionnée par la lumière en présence d'eau, d'un accepteur d'électron (réactif de Hill), mais en l'absence de CO2. En effet, c'est l'énergie transmise par les photons aux pigments des photosystèmes (complexe protéines-pigments photosynthétiques de la membrane des thylakoïdes) qui va déclencher l'oxydation de l'eau. a. Formation d'acide phosphoglycérique à partir du ribulose-biphosphate (ou C5P2) qui fixe une molécule de CO2 pour donner 2 molécules d'acide phosphoglycérique (APG) à 3 atomes de C, grâce à une enzyme la RUBISCO. b. Formation de triose-phosphate (ou C3P) à partir de l'acide phosphoglycérique qui entre dans un cycle de réactions complexes (cycle de CALVIN-BENSON) au cours desquelles il est réduit par l'oxydation du transporteur d'électrons (RH2); l'hydrolyse de l'ATP fournit l'énergie indispensable à cette synthèse qui n'exige pas la présence de lumière: c. Synthèse de nombreuses molécules organiques à partir du triose-phosphate, comme: - des glucides à 5 atomes de C - des glucides à 6 atomes de C comme le glucose, précurseurs de molécules 280 260 240 220 200 10 000 Expérience de Hill mesure de la concentration d'O₂ dans le bioréacteur -EXAO- 200 3 CO 63-phosphoglycérate ou APG réactif de Hill RuBisCO lumière Hill utilise une suspension de chloroplastes isolés dans un tampon sans CO2. Il mesure les variations de dioxygène à l'aide d'une électrode à oxygène. Il ajoute à la préparation un accepteur artificiel d'électrons, le ferricyanure de potassium, (réactif de HILL) et travaille en lumière continue. En lumière continue, les chloroplastes isolés en suspension dans un tampon produisent du dioxygène (mesuré à l'aide d'une électrode à O2) à condition qu'un accepteur d'électrons soit ajouté. Cette réaction se réalise en l'absence de CO2 Le cycle de Calvin (simplifié) 6 ATP 6ADP * fixation du CO₂ 244745 3 3 ribulose 1,5 biphosphate ou RuBP (accepteur de CO₂) 3 ADP réduction de l'AGP en sucre 4 régénération de l'accepteur de CO₂ 3 ATP 4 t (min) 5 t(min 61,3-biphosphoglycérate 6 RH, 6 glycéraldéhyde-3-phosphate ou G3P 1 G3P glucose YSG3P ¹2 Pi 3 ribulose-5-phosphate essentielles comme le saccharose ou l'amidon, - des lipides, - des acides aminés, des protides, des acides nucléiques. L'ensemble de ces réactions endergoniques (nécessitant de l'énergie) ou anabolisme (fabrication de molécules) consomme de l'énergie qui est fournie par I'ATP. mutualistes : c'est un type d'interaction entre deux espèces dans laquelle les deux espèces sont bénéficiaires (une inter-action +/+). Les mutualismes sont courants et importants pour la vie sur Terre : de nombreuses espèces tirent profit et offrent des avantages aux autres espèces. Les bénéfices mutualistes augmentent la survie et la reproduction des espèces concernées. non réciproque : la plante lutte pour ne pas être mangée et doit donc se protéger. Les interactions sont antagonistes. Comme par exemple l'acacia, il possède deux protections, une protection structurale et passive, constituée d'épines et de fourmis, et une protection chimique et active qui est la production de tanin d'éthylène pour repousser les agresseurs vers d'autres plaines. La reproduction asexuée ou multiplication végétative permet d'obtenir un nouvel individu par fragmentation d'une partie de la plante, sans intervention des cellules sexuelles. Mise en évidence de la totipotence. Certaines plantes sont capables de défendre contre les animaux qui, en consommant leurs feuilles de façon excessive, réduirait la quantité de molécules organiques fabriquées par photosynthèse. L'acacias qui produit une molécule toxique : le tanin. La présence de ces toxines est clairement liée à un mécanisme de défense des herbivores prédateurs. Chap 3: Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité le fraisier, émet des tiges à croissance horizontale, les stolons, capables de s'enraciner pour former un nouveau plant. L'Elodée du Canada par exemple est une plante invasive qui s'est développé dans les cours d'eau de France sans reproduction sexuée par simple fragmentation de ses tiges Selon les espèces, on peut procéder par simple séparation et repiquage des bulbes, tubercules ou rhizome ou par marcottage ( on favorise la formation de racines sur une tige feuillée, puis on la sépare de la plante mère). Mise en évidence de la totipotence. fleur hermaphrodite fleur mâle/femmelle exemple de mutation La colonisation du milieu par les plantes est dépendante de la dissémination ou dispersion des fruits et des graines. Les Angiospermes présentent donc une dissémination des fruits : Reproduction par tige rampante automne debut de fin de printemps ⒸReproduction par bulbe ⒸReproduction par rhizome 0 pomme de terre bourgeon @ germes Reproduction par tubercule Reproduction par bouturage ⒸReproduction par marcottage preffion porte-greffe ⒸReproduction par greffage Ⓡ nouvelle pomme de tere pomme de terre vidée de ses réserves le lys pommier, saule, kiwi l'Arabette des dames : apatela : muté sur un gène A: en effet, seuls les gènes B s'expriment. Cela entraîne la disparition des sépales et pétales, et donc la fleur n'est formée que des carpelles et des étamines. Pistillat muté sur un gène de classe B (pas d'expression du gène B mais uniquement expression des gènes A et C). Cette mutation entraîne la disparition des pétales et des étamines, la fleur n'est donc formée que de sépales et de carpelles. agamous : muté sur un gène de classe C (pas d'expression du gène C mais uniquement expression des gènes A et B). Cela entraîne la disparition des étamines et des carpelles, la fleur n'est donc formée que de pétales et de sépales. le vent (anémochorie) ex : le pissenlit l'eau (hydrochorie) ex : noix de coco chute gravitaire (barochorie) ex : marron, châtaigne les animaux (zoochorie): tous les fruits charnus (ex :cerises, abricot...) et fruits qui s'accrochent au pelage (ex :bardane) Dans de nombreux cas, la collaboration entre la plante et l'animal disséminateur résulte d'une coévolution, on parle de relations de mutualisme, qui se mettent en place par bénéfices réciproques (bénéfice nutritif pour les animaux, bénéfice reproductif pour les végétaux) la reproduction asexuée repose sur la totipotence de certaines cellules des tiges des'feuilles et des racines capable après dédifférenciations de donner naissance à de nouveaux méristème racinaires et collinaires, Grâce a leurs capacités de croissance indéfinies ces méristème permet de reconstituer une plante entière. Ex : fruit du gui et consommation par les oiseaux. Parallèlement les animaux pollinisateurs ont développé des organes adapté à la récolte du nectar est au transport du pollen on a donc ainsi une co évolution de chacun des partenaires En effet, nous pouvons observer ce phénomène dans les marres. À certaines périodes de petites plantes appelées lentilles d'eau peuvent rapidement proliférer en surface et provoquer l'asphyxie de la mare. Comme tous les végétaux, cette plante aquatique possède une croissance indéfinie. En effet les cellules des méristème se multiplient indéfiniment sans subir de vieillissement Les fleurs d'ophrys produisent des Pour attirer les pollinisateurs ces fleurs émettent des signaux variés il peut s'agir de phéromones la fleur émet l'odeur de la signaux visuel chimique ou trophique femelle pour attirer le mâle qui va tenter un accouplement avec cette fleur et repartir avec les étamines fixé sur sa tête, Elles émettent également des signaux visuel comme les rosacée de par leur taille importante Par exemple chez l'abeille domestique on observe une langue pour lécher le nectar et des mâchoires adapté pour l'aspirer en forme de tube et leurs pattes postérieur sont adaptés à la récolte du pollen, Les fleurs de myosotis émettent des signaux visuels, -Les fleurs roses sont immature et son nectar - les fleurs bleue au nectar blancs sont déjà fécondées et n'on plus de nectar, -Les fleurs bleues au nectar jaunes sont fécondable, Génétique et évolution Chap 1: L'origine du génotype des individus les lois de Mendel, il élabore les premières lois de transmissions héréditaires Dans une cellule diploïde il y a donc deux allèles pour chaque gène si le phénotype résulte de l'expression d'un seul des deux allèles on parle de dominance Le phénotype qui nécessite que les deux Allèle soit identiques pour être exprimé est qualifié de récessif Dans les cas où les deux allèles interviennent à parts égales dans la réalisation du phénotype on parle de co dominance La méiose permet d'obtenir des cellules haploïdes à partir de cellules diploïdes : en première division les chromosomes homologues se séparent l'un de l'autre de manière indépendante pour chacune des paires. En fin de méiose chaque cellule produit et reçoit avec une probabilité équivalente, des chromosomes de chaque paire, on parle de brassage génétique Interchromosomique. Loi de dominance : les individus issus du croisement entre deux individus homozygotes qui diffèrent pour un couple allélique, auront le phénotype donné par l'allèle dominant. Loi de la ségrégation : pendant la génération de la progéniture, les allèles associés au même gène se séparent, ce qui fait que chacun des deux gamètes n'atteint qu'un seul des mêmes allèles. Loi sur l'assortiment indépendant : pendant la formation des gamètes, différents gènes sont distribués indépendamment les uns des autres. Par exemple la couleur des yeux marrons est dominante c'est-à-dire que si un parent a les yeux marrons l'enfant aura forcément les yeux marrons La mucoviscidose est une maladie génétique récessive dû à des mutations affectant le gène codant pour la protéine CFTR qui régule les échanges ionique de la cellule c'est le cas du meuflier, l'allèle R (rouge) et r (blanc) interviennent à parts égales donnant une fleur rose pigment 2-doses - RR Anophosen (XX) T pigment 0 - dose- en crise deuse droogh G: cxps Onis g: anis bene 25% = equiprobab La méiose modifie également la répartition des allèles sur les chromosomes au cours de la prof phases de la première division. Les chromosomes homologues étroitement à coller vois alors chromatides entrer en Contacts en certains points. Les chromatides se cassent et se ressoudent conduisant ainsi un échange d'une portion de chromosomes. Ce mécanisme est appelé crossing-over et est aléatoire. On parle de brassage intra chromosomique. Si les gènes sont indépendants et donc localisés sur des chromosomes différents, quatre combinaisons différentes sont possibles et équiprobables. si au contraire les gènes sont liés c'est-à-dire localisés sur la même paire de chromosomes, le brassage intra chromosomique modifie la distribution des allèles portées par les chromosomes homologues avant que ceci ne soit distribué. Ainsi les quatre combinaisons d'allèles ne sont pas équiprobables et les génotypes recombinés son minoritaire quant au parentaux ils sont majoritaires. si le caractère étudié est apparu chez un enfant alors qu'il est absent chez ses parents alors il est récessif tendit que si il est présent dans toutes les générations l'allèle dominant. Cependant il faut aussi considérer la probabilité d'une mutation nouvelle apparu chez l'enfant alors que les parents ne possède pas si le caractère étudié est récessif mais concerne de façon beaucoup plus importante les hommes que les femmes cela signifie que le gène est localisé sur le chromosome X. En effet il suffit d'un allèle muté pour qu'un homme exprime le phénotype correspondant alors qu'il faudra la réunion des deux allèles mutés pour que la femme exprime le caractère. Des accidents chromosomiques peuvent & Cules ergues On c aux on Case Pue un doute pas f fr 0/00/60/60 (6) a PROPHASE 1 CROSSING & demironts CROSSING air OVER après crophose 1 apros orophase 2 subiraisos approbare +*+& avec comentouse magnitaines -RV Prenons encore le cas de la mucoviscidose : si deux personnes non malades possèdent tout de même chacun 1 allèle responsable de la mucoviscidose, les parents ne seront pas malades car cette maladie est récessive. En revanche, leur enfant sera malade car il possède les deux allèles muté responsable de la maladie provenant des deux génomes de ses parents. Par exemple, la dystrophie de Duchenne est une maladie qui apparaît plus chez les garçons car le gène muté est situé sur le chromosome X. Il s'agit également du cas du syndrome de MÊLAS chez l'espèce humaine l'anomalie survenir au cours de la méiose, une migration anormale au cours de l'anaphase qui se traduisent par la formation de gamètes ayant un chromosome supplémentaire ou un chromosome en moins. Après fécondation la cellule œuf sera donc une trisomie ou monosomie chromosomique la plus fréquentes est la trisomie 21 caractérisé par trois chromosomes 21 indépendant et en étudiant le caryotype d'un individu présentant cette trisomie nous pouvons voir que par exemple un chromosome 21 a été transloqué sur un chromosome 14 entraînant la maladie Les bactéries possèdent de petites molécules d'ADN généralement circulaire appelées plasmide. C'est plasmide sont très facilement transféré D'une bactérie à une autre. " 14 normal 10 13 19 2 Chap 2: Complexification des génomes Certains organismes sont capables de transférer de l'ADN à d'autres organismes, de manière << volontaire ou accidentelle » : on parle de transferts de gènes horizontaux. 14 Anomalie en fare division > Monosomie 21 Trisomie 21 21 fransloqué sur le 14 15 Trisomie 21 par translocation 14:21 Jove division Love division all-n onile spermatozoide Caujagamis #1 Anomalies de méione maternelle et trisomie 21 RS. MALO Anomalie en om division chemime 21 10 16 26 Pomalle 88 fff) (t Tuisomé Mansom 81 17 H #f CH Caryoluype normal c'est par exemple le cas de Elysia chlorotica. Il s'agit d'une limace de mer qui se nourrit d'algues chlorophylliennes en perforant leurs cellules. Au lieu de digérer le contenu, la limace stocke les chloroplastes dans ses propres cellules. Ainsi grâce à ce nouveau caractère, cette limace est capable de vivre 9 mois sans se nourrir en pratiquant la photosynthèse. nous pouvons observer au microscope électronique à balayage le transfert horizontal de gènes d'une bactérie à une autre par une conjugaison comme par exemple des ponts cytoplasmique. au sein des populations bactériennes les transferts horizontaux par le biais des plasmide constitue le principal mécanisme de la propagation rapide de gène de Résistance et de gènes de virulence aux antibiotiques. Ses transferts sont favorisés par l'abondance des bactéries dans notre environnement proche notamment au sein des microbiote. Leur fréquence pose de graves problèmes de santé dû à la variation est la sélection de bactéries résistantes aux antibiotiques. Les comparaisons de séquences d'ADN d'espèces différentes permettent de construire des arbres de parenté ou arbre phylogénétique en effet des similitudes génétiques traduisent généralement un héritage commun plus ou moins récent transmis ensuite de génération en génération. On parle dans ce cas de transfert verticaux des gènes mais il arrive que l'on identifie pour un gène particulier une similitude étonnante entre des espèces éloignées. Dans ce cas la proximité des génétique ne traduit pas une filiation entre les espèces concernées mais le résultat d'un transfert horizontal de gènes Dans la plupart des cas, l'endosymbiote apporte à son hôte des avantages D'ordres nutritionnels : molécules organiques issus de la photosynthèse, vitamines, acides aminés essentiels. Réciproquement l'organisme hôte procure à l'endosymbiote un milieu stable et protégé et parfois certains nutriments. Il y a ainsi pour les deux organismes acquisition de nouvelles potentialités permettant une meilleure adaptation aux ressources et aux contraintes du milieu. L'association impose cependant des contraintes aux deux partenaires, nécessaires pour conserver leurs propriétés spécifiques. Des chercheurs ont étudié l'acquisition de la résistance d'escherichia coli à un antibiotique couramment utilisé la tétracycline qui entraîne la mort bactérienne en bloquant la synthèse protéique. Cette résistance repose sur sa capacité à évacuer l'antibiotique avant qu'il n'ai pu jouer son rôle destructeur grâce à des comptes membranaires. nous pouvons voir en observant par microscopie en fluorescence de cellules vivants des populations de bactéries sensibles ou résistante à l'antibiotique et on se rend compte au fil du temps qu'il y a de plus en plus de bactéries résistantes donc coloré envers dû au transfert via les plasmide. Les mitochondries et les chloroplastes, organites des cellules eucaryotes, possédant leurs propres ADN et ribosomes, résultent d'endosymbioses. l'existence et l'organisation de l'ADN des mitochondries et des chloroplastes, ainsi que leur biochimie et certains traits structuraux, ont conduit à les considérer comme d'anciennes bactéries intégrées dans une cellule hôte par un processus d'endosymbiose. Dimensions Membrane Mutiplication claire Thylacides Cellule eucaryote Chloroplast 310 m de longau max diferentes de 2 mese interme avec des carac baxades calles cartes présence de Aberte Mes mese Ribosomes 705 Intation de la traduction Intation de la traduction par la N- formythone nece de Division parlementa Ourre en multiple exemplaires chloroplastes Arrangement en grana Energh liệt độ Abent du cytomente mais synthèse de ADN Jusqu'au 1 membrane présence de poids Absence d'histone, gines en continu Intation de la traduction par la N Plusieurs milliers de gines Divon parlement dan Pres Par exemple la récupération de l'énergie lumineuse par l'algue contraint le polype à vivre dans des Eau Claire à faible profondeur et à produire des molécules antioxydant pour se protéger du dioxygène rejeté en excès par la photosynthèse L'endosymbiose associe les jeune homme les deux partenaires au sein d'une même cellule. l'endosymbiose Corps humain et santé Chap 1: Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle . Lorsqu'on sectionne le nerf rachidien on a une perte de sensibilité et de motricité on n'en déduit que le message sensitif et le message moteur passe par celui-ci. Quand on sectionné la racine dorsale on a une perte de la sensibilité, on n'en déduit que le message nerveux sensitif passe par celle-ci ● Quand on sectionne la racine ventrale on a une perte de la motricité on comprend que le message nerveux moteur passe par la racine ventrale. Quand on stimule la racine dorsale et qu'on enregistre au niveau de la ventrale, on enregistre un message nerveux au niveau de la racine ventrale on comprend que le message nerveux passe par la racine dorsale et vers la racine ventrale. Nous pouvons observer ce phénomène entre organismes eucaryotes les polypes et zooxanthelles. Les polypes abritent dans leur tissu des zooxanthelles. Les polypes et les algues peuvent vivre séparément mais les deux partenaires tirent bénéfice de cette association. Quand on stimule la racine ventrale et qu'on enregistre au niveau de la dorsale on a pas d'enregistrement des messages nerveux on n'en déduis que le sens du message nerveux est de la racine. Expériences Transmission de ration nerveuse entre le capteur et le Résultats Dégénérescence du bout périphérique du nerf rachidien. Perte de la motricité et de la sensibilité Dégénérescence des bouts central et périphérique de la racine postérieure ainsi que la partie dorsale du nerf rachidien Perte de la sensibilité Dégénérescence du bout périphérique de la racine antérieure ainsi que la partie ventrale du nerf rachidien Perte de la motricité Résultats des expériences de Magendie FIBRE NERVEUSE EN CL FUSEAU NEUROMUSCULAIRE CELLLADES PRESENTS DANS MOELLE EPINIERE Conclusions Le nerf rachidien est un nerf mixte qui renferme des fibres sensitives et des fibres motrices Les corps cellulaires des fibres motrices et des fibres sensitives sont localisés dans la partie centrale Laracine postérieure renferme les fibres se is sensitives Les corps cellulaires des fibres sensitives sont localisés dans le ganglion spinal →Laracine antérieure renferme les fibres motrices Les corps cellulaires des fibres motrices sont localisés dans la substance prise de la moelle épinière des messages nerveux sen sages nerveux moteurs La communication entre deux ne ones fait intervenir un médiateur chimique au sein d'une synapse Le pleur de Tetement du muscle et une forenerLa plaque motrice comespond à la transmission de infor veuse modifiée le fuseau neuro-musculaire mation motrice au muscle Le réflexe achilléen est un outil de diagnostic pour étudier le fonctionnement du système neuro musculaire. Il est un exemple de réflexe myotatique. Le message nerveux est de nature électrique. À la base la membrane est polarisée et on observe lors de l'arrivée dans messages nerveux sur la forme de taux de potentiel d'action une inversion de la polarisation. Ce n'est pas l'intensité mais la fréquence de potentiel d'action qui constitue l'intensité des messages nerveux. La vitesse de propagation des messages est variable cependant la présence d'une gaine de myéline autour de la fibre musculaire permet l'augmentation de la vitesse de propagation du message. Il se propage dans un seul sens. Les nerfs transmettent les messages nerveux moteur issue de la moelle épinière jusqu'aux muscles qui est un organe constitués de cellules allongé appeler fibres musculaires et chaque action est en connexion avec une ou plusieurs fibres musculaires. Chaque terminaison arsenic forme une surface : une zone de connexion, la plaque motrice Dans les deux types de synapses, il existe une fente synaptique de l'ordre de 20 à 50 nm. Le message nerveux ne peut pas franchir directement la fonte, il a besoin d'un médiateur chimique. En effet les nombreux vésicules de la fibre nerveuse sont remplis d'une substance chimique, appelée neurotransmetteurs comme par exemple l'acétylcholine. Ces derniers permettent la propagation du message nerveux, cependant celui-ci peut être perturbé par des substances chimiques qui se fixent sur les récepteurs qui sont donc des antagonistes. La percussion du tendon d'Achille au marteau provoque l'étirement des muscles du mollet (muscles jumeaux). Cet étirement provoque une contraction réflexe du même muscle: c'est un réflexe myotatique. Soléaire muscle Jambier antérieur extension du pied Document 2: Le réflexe achilléen, un exemple de réflexe myotatique En 1938,. Hodkin et Rushton portent une stimulation sur une fibre de calamars et enregistrent la tension électrique membranaire. On comprend qu'il y a une inversion de la polarisation Par exemple, L'acétylcholine est un neurotransmetteurs et sa concentration dépend de la fréquence des potentiels d'action on a pu observer des coupes transversales de fibres dans les rachidiens au microscope électronique et on a pu distinguer cette gaine de myéline. Au microscope optique on a pu observer la connexion mère et muscle et donc la plaque motrice. En 1957 Claude Bernard réalise une étude expérimentale méthodique du mode d'action de substances chimiques toxiques et médicamenteuses sur le système nerveux. Claude Bernard démontre alors que le curare ne bloque pas directement la contraction du muscle mais interrompt l'action du nerf moteur à son extrémité périphérique. Il tire de ses expériences la conclusion suivante : le curare entraîne la mort du nerf moteur. Alors aujourd'hui on comprend que le curare n'entraîne pas la mort du nerf moteur, c'est simplement en antagoniste à L'acétylcholine. La contraction musculaire se passe grâce à l'arrivée d'un message nerveux dans la partie présynaptique qui permet l'ouverture des canaux calcium qui sont dans le réticulum Sarcoplasmique qui permet la contraction c'est donc la libération d'ions calcium La moelle épinière est un long cordon nerveux de 40-45 cm de long et de 1,8 cm de diamètre, protégée par le canal vertébral. 31 paires de nerfs rachidiens y sont attachées, entre 2 vertèbres successives. On distingue 2 cas, la synapse excitatrice et la synapse inhibitrice. Tout dépendra du type de neuromédiateur libéré. Un neurone ne peut libérer qu'un seul type de neurotransmetteur. Certaines substances sont capables de modifier le fonctionnement de la synapse en se fixant sur les récepteurs de la membrane du neurone post-synaptique. Il existe aussi des substances qui empêchent l'élimination de l'acétylcholine dans la fente synaptique : elles prolongent Le curare interrompt donc l'action du nerf moteur est est donc antagoniste mais il est beaucoup utilisé en chirurgie pour relâcher le muscle. On a mesuré la tension musculaire en présence de calcium et sans. Sans calcium il n'y a pas de tension donc pas de contractions. Avec injection d'un chélateur et on observe qu'il n'y a pas de tensions musculaire cela veut dire que les ions calcium sont nécessaires à la contraction musculaire Tension mécanique de la fibre musculaire chélateur Cal Mesure de la tension musculaire en présence de calcium sans et avec injection d'un chélateur (substance qui fixe durablement les ions calcium) Un patient victime d'une dégénérescence de nerfs rachidiens, en raison d'une compression de vertèbres, souffre d'une sciatique très douloureuse et d'une disparition des réflexes achilléen et rotulien. Si le NT est de l'Acétylcholine (c'est le cas dans le réflexe myotatique), la synapse sera excitatrice, le message sera transféré à l'élément connecté. Si le NT est du GABA, la synapse est inhibitrice et le message sera stoppé. Par exemple, le curare (utilisé dans les myorelaxants) bloque les synapses musculaires en prenant la place de l'acétylcholine sur son récepteur, qui ne peut plus agir. Il provoque un relâchement durable des muscles qui peut être mortel par paralysie des muscles respiratoires. C'est un antagoniste car son action est inverse à celle de l'acétylcholine. Par exemple, la nicotine est quant à elle un agoniste de l'acétylcholine et à donc la même action qu'elle mais pas au niveau la durée d'action du neurotransmetteur. Chap 2: Motricité, volonté et plasticité cérébrale Des dommages au cortex pariétal postérieur peuvent donner naissance à un syndrome appelé apraxie. Plasticité et avc plasticité et lésion des muscles. Les différences entre les cartes motrices des professionnels et des amateurs est due essentiellement à leur pratique de l'instrument, et donc aux apprentissages moteurs. Ces différences ont donc été acquises au cours de leur entraînement et témoignent de la plasticité du cortex moteur. leurs activités. La plasticité permet la mise en place de différences entre les individus Selon le type d'apraxie, les patients auront par exemple de la difficulté à faire certains gestes sur demande alors qu'ils peuvent effectuer ce même geste spontanément. Ou encore, ils ne savent pas faire correctement les gestes pour utiliser des objets comme un crayon ou des ciseaux, dont ils décrivent pourtant parfaitement la fonction. De plus, ces personnes auront d'autant plus de difficulté qu'on leur demandera d'exécuter le geste en dehors du contexte social approprié. Ce qui est altéré semble donc être la capacité à faire des mouvements volontaires qui ne sont pas directement suscités ou stimulés par l'environnement. Un AVC affecte dans certains cas les aires motrices corticales et donc la motricité de certains muscles. L'existence d'une plasticité neuronale possible tout au long de la vie et la récupération suite à une lésion cérébrale suggèrent que de nouvelles synapses et de nouveaux circuits se mettent en place à l'âge adulte. Les capacités motrices sont donc récupérées progressivement car de nouvelles régions corticales sont recrutées (liaisons synaptiques nouvelles) chez un patient épileptique dont le foyer est localisé dans l'hémisphère gauche où se situe l'aire du langage parlé. Il existe des traitements chirurgicaux pour stopper les crises mais ils font perdre certaines capacités, notamment dans ce cas celles de la lecture cependant plusieurs mois après le patient est capable de retrouver les capacités perdues. cérébral chez des violonistes amateurs ou pro main gauche d'un concent Analyse par IRMI de l'activité Seize violonistes (8 amateurs et 8 professionnels) auxquels on a demandé d'exécuter les mouvements de la pour violon de Mozart ont été soumis à une analyse par RM. Sur les cartes d'activation des différentes zones du cortex moteur qui ont été obtenues, on observe que, comparés aux amateurs, les musiciens professionnels présentent une augmentation de Tactivation de faire motrice primake. Chez les amateurs, l'activation du cortex est plus diffuse et elle est étendue à d'autres aires corticales. en relation avec On subdivise le cortex moteur en deux grandes aires, l'aire IV et l'aire VI. - L'aire IV, que l'on désigne aussi comme le cortex moteur primaire, qui commande les mouvements volontaires de chaque muscle du corps, forme une mince bande qui longe le sillon central alors que - L'aire VI s'étend immédiatement en avant de l'aire IV. L'aire VI est plus large et est composée de 2 sous-aires : • Aire PréMotrice (APM) qui guide les mouvements en intégrant les fonctions sensorielles. • Aire Motrice Supplémentaire (AMS) qui intervient dans la planification des mouvements complexes. plasticité cérébrale et vieillissement : Chez des individus âgés de 20 ans, l'amplitude de la contraction musculaire du pouce est globalement plus élevée immédiatement après l'entraînement qu'avant. Elle est légèrement inférieure 30 minutes plus tard. Ces résultats témoignent certainement de l'apprentissage moteur et de la plasticité cérébrale qui lui est associée. Chez les individus âgés de 70 ans, le document ne montre pas de différence significative entre les 3 conditions, ce qui tend à témoigner de l'absence d'apprentissage moteur et de plasticité associée. On pourrait donc penser que les capacités de remaniement se réduisent tout au long de la vie, peut-être en lien avec une dégradation des cellules cérébrales. cartographie de l'aire motrice même document: activation des différentes aires Amplitude de la contraction musculale (unites a ant element h 30 minutes apres entrainement 100 110 20 am 130 140 150 160 170 16 Au cours d'opérations du cerveau, Penfield a stimulé locale ment différentes zones du cortex moteur et observé la locali sation des mouvements provoqués La stimulation électrique du cortex moteur drait déclenche des mouvements dans la région gauche du corps et inverse- ment. de Penheld Une étude des effets de l'age sur les facultés d'apprentissage moteur. Des chercheurs ont examiné les modifications du cortex moteur induit par un entrainement du pouce à un exercice de force. Ils ont évalué l'amplitude de la contraction de deux muscles du pouce induite par une stimulation du cortex moteur d'intensité croissante réalisée par SMT (voir doc. 2 p. 346). La mesure a été effectuée avant, immédiatement après et 30 minutes après l'entrainement. Une augmentation de la réponse musculaire apels entrainement est le reflet de réaménagements du cortex moteur et donc de sa plasticité. L'étude a été menée chez 14 jeunes adultes (age moyen 20 ans) et chez 14 adultes agés en moyenne de 70 ans. Cortex moteur Amplitude de la contraction musculaire (unités arbitrais) Electrode de stimulation parties du corps en réponse la stimulation At entrainement watement après entrainement -30 minutes apresent 100 110 120 La stimulation de la partie dorsale du cortex moteur provo que des mouvements des membres inférieurs alors que celle des régions ventrales provoque des mouvements dans la par tie supérieure du coes diff du corps (main, face). Il a ainsi pu déterminer les régions commandant l different s M muscles et cartogra Membre supérieur 70 an 130 140 150 140 10 Intersité de simulation (unités arbitrais) Main Langue Tronc Contrôle des muscles des différentes régions du corps Cartographie du cortex moteur Chap 3: Produire le mouvement, contraction musculaire et apport d'énergie - La cellule musculaire : une structure spécialisée l'hydrolyse de l'ATP nécessaire à la contraction du muscle A et change datin na Septe qu Co fixation Mactivation En microscopie optique, la fibre musculaire montre un aspect strié dû aux myofibrilles, d'où le qualificatif affecté à ce type de muscle. Les myofibrilles forment des cylindres disposés parallèlement formés d'une alternance de bandes sombres (A) et de bandes claires (1). Chaque disque sombre présente au milieu une zone claire appelée strie ou bande H et chaque disque claire présente un trait sombre appelé strie Z. Lorsqu'il les muscles se contractent les filaments de myosines et d'actines se chevauchent et forment des zones sombres les myopathies (dégénérescence musculaire) : Distrophie de Duchêne => Chez les malades, le gène DMD, qui code la protéine dystrophine, est muté. Cette mutation entraîne soit l'absence de la protéine, soit la présence d'une protéine anormale, qui ne peut pas remplir sa fonction. Cela affaiblit donc la résistance des muscles. 2. Role de ATP dans la contraction Des fibres musculaires isolées sont placées dans un dispositif perman d'estimer la force de contraction de la fibre en fonction des conditions experimentales. De (ATP est alors ajouté dans le liquide dans lequel baigne la fibre musculaire Dans un second temps, du salygan, un poison qui bloque Thydrolyse de ATP, est ajouté dans le milieu. Le résultat est indiqué dans le graphique d corte 03. Analyser le résultat 3 Sarcomère d'une cellule musculaire strié relâchée ou contractée observé au MET. État relâché État contracté 3 Faisceau de cellules musculaires observées au microscope à fluorescence chez un individu atteint ou non de DMD Modifié le 22/09/2022 2000 Muer SVT Science Source/SCENCE SOURCE Patient non-atteint Une cellule musculaire (coupe transversale) 0,15 pm Les cellules ont été incubées avec un anticorps reconnaissant une protéine intracellulaire: la dystrophine. Cet anticorps émet une fluorescence verte. Patient atteint B Une cellule musculaire (coupe transversale) 50 pm 20 M V Les fibres musculaires de type 1 sont endurantes et se contractent lentement, tandis que les fibres musculaires de type 2 sont explosives et se contractent rapidement. Les fibres de type I, ont un métabolisme qui est principalement aérobie adapté à un effort long mais de faible puissance comme l'endurance. Elles ont une structure adaptée à ce type de métabolisme. Elles sont riches en mitochondries réalisant la respiration cellulaire et en myoglobine, protéine fixatrice de dioxygène ce qui leur permet d'avoir une réserve en ce gaz essentiel. Ces fibres sont richement vascularisées et fines d'où la morphologie musculaire peu massive des coureurs de fond. Les fibres de type II sont utilisées pour des efforts courts et intenses. Elles sont très puissantes mais peu résistantes à la fatigue. Elles ont elles aussi, une structure adaptée à ce type de métabolisme. Elles ne possèdent pas de mitochondries et sont pauvres en myoglobine car elles régénèrent leur ATP principalement par fermentation lactique. Leur forte réserve en glycogène leur permet de renouveler leur taux cytoplasmique de glucose. Elles sont épaisses, ce qui explique la masse musculaire développée chez un sprinter ou un nageur de 100 m et de manière générale chez les individus pratiquant des efforts dits explosifs. lorsqu'une levure est cultivée sans oxygène (anaérobiose), elle doit produire de l'énergie en utilisant la glycolyse, un processus qui se produit dans le cytoplasme de la cellule. La glycolyse produit une petite quantité d'ATP, l'unité de base de l'énergie cellulaire, mais elle ne nécessite pas la présence de mitochondries. En l'absence d'oxygène, la production d'ATP par la phosphorylation oxydative ne peut pas se produire car cette voie métabolique nécessite de l'oxygène et la présence de mitochondries. En revanche, si une levure est cultivée en présence d'oxygène (aérobiose), elle peut utiliser la respiration cellulaire, un Vitesse de contraction Tenurenentymes de la fermentation lactique 5 Coupe transversale d'un muscle de sprinteuse observé au microscope optique. Deux types de cellules musculaires coexistent : les cellules de type I, ou fibres rouges, et les cellules de type II, ou fibres blanches. Un entrainement spécifique en musculation se traduit par une augmentation de la proportion des cellules de type II. Un entraînement en endurance provoque une augmentation de la proportion des cellules de type 1. Tener en enzymes du cycle de Krebs et de la ichalse respiratoine Riseau capillaire Cellule de type I Cellules de type (fibres rouges) Noyau visible constante Lete Faible Cellule de type Élevé Très développé Cellales de type (bres blanches) Faible, contante Rapide Bevie Noyau Fable Moins développé Levure cultivée en présence d'o Mitochondrie Levure cultivée en absence d'o, Vacuole 2 μm 2 Organisation de levures cultivées en aérobiose ou en anaérobiose. 7 Quelques caractéristiques biochimiques des deux types de cellules musculaires. processus qui se produit dans les mitochondries et qui produit une quantité importante d'ATP. La respiration cellulaire est plus efficace en présence d'oxygène, car l'oxygène est l'accepteur final d'électrons dans la chaîne respiratoire des mitochondries, ce qui permet la production d'ATP par la phosphorylation oxydative. Ainsi, en présence d'oxygène, les levures produisent de l'énergie de manière plus efficace en utilisant la respiration cellulaire dans les mitochondries. la glycolyse l'activité du neurone paraît plus faible avec dex que le témoin. Dex prend la place du cortisol sur les récepteurs et donc l'activité électrique des neurones diminue. Donc il y a rétroaction La découverte de la glycolyse En 1897, le biochimiste allemand, Eduard Buchner (prix Nobel 1907) met en évidence qu'une voie métabolique, la glycolyse, se déroule dans le hyaloplasme des cellules Ce n'est qu'en 1940, après la mise en commun des découvertes de plusieurs scientifiques, que les différentes étapes de la glycolyse ont été identifiées. Il s'agit d'une suite de réactions enzymatiques se déroulant dans le hyaloplasme, qui transforment une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate. Cette conversion s'accompagne de la production de deux molécules d'ATP La théorie de Selye de l'adaptation générale soutient que le stress est un processus naturel qui peut être bénéfique ou néfaste pour l'organisme en fonction de son intensité et de sa durée. Selon cette théorie, l'organisme peut s'adapter au stress grâce à un processus d'adaptation, qui implique une série de phases, notamment la phase d'alarme, la phase de résistance et la phase d'épuisement. Les réactions chimiques de la glycolyse Thymus La glycolyse od 12-24 Ganglions *** O Chap 4: Comportement et stress, vers une vision intégrée de l'organisme 800 VOCABULAIRE Hyaloplasme substance visqueuse dans laquelle i elle baignent les organites cellulaires. L'ensemble des organites et du hyaloplasme forme le cytoplasm TEX 2ADP 24 Hans Selye (1907-1982) est un médecin québécois pionnier des études sur le stress et père de la théorie du « syndrome général d'adaptation 0.5 cm 4 Effet des glucocorticolides sur la sécrétion de CRH. Descules hypothalamus de rats ont été incubées pendant dans une solution contenant ou non un analogue de synthèse du cortisol (DEX). La quantité de CRH produite par les cellules a ensuite été analysée par microscopie à fluorescence. La CRH est détectée par des anticorps émettant une fluorescence rouge -Effet de stress sur la taille des organes rats sont maintenus en contention pendant 24h. A Tissue de ce traitement, la taille de certains de leurs organes est comparée à ceux de rats non stressés. Les ganglions laques sont des ganglions lymphatiques situés au niveau du bassin QUESTION A raide de vos connaissances et de l'analyse du document, expliquez Deffet du stress sur les organes et justiz Putilisation du terme adaptation dans la théorie de selye. Aide ODéterminer en que la taille de chaque Organe peut permettre destimer factivation ou inactivation d'une fonction physiologique On remarque lorsque des rats sont maintenu en contention pendant 24h que tous les organes rétrécissent alors que les glandes surrénales (responsables de la production de cortisol et adrénaline) grossissent réponses physiologiques du stress : battements cardiaques et respiration. Et métabolique : poussé d'adrénaline puis libération de cortisol par les glandes corticosurrénales qui stimulent la consommation de glucose à partir du glycogène, donc augmentation de la glycémie. (Sensation de faim) Les sapeurs-pompiers peuvent connaître des situations de stress, comme par exemple l'extraction d'une victime coincée dans une maison en flamme. Réponse d'une sapeur-pompier qui est invitée à décrire les sensations avant et après ce type d'intervention: << Notre respiration et nos battements cardiaques s'accélèrent. Nous sentons comme une poussée d'adrénaline. Par contre après, nous n'avons plus d'énergie et nous avons faim Chap 5: Produire le mouvement, contraction musculaire et apport d'énergie - le contrôle des flux de glucose, source essentielle d'énergie des cellules musculaires au microscope optique on peut remarquer que les îlots de Langerhans sont différents chez un individu sain et un individu diabétique insulino-dépendant. Chez un individu sain, les îlots de Langerhans produisent et sécrètent de l'insuline pour réguler la glycémie. Chez un individu diabétique insulino-dépendant, les îlots de Langerhans peuvent présenter des altérations qui affectent la production d'insuline, ce qui entraîne une hyperglycémie et les symptômes associés au diabète. a Îlot de Langerhans (entouré en rouge) chez un individu non diabétique b Îlot de Langerhans en cours de destruction chez un patient diabétique insulinodépendant Source: K. Ray, N. Paharia Agrawal, Open Journal of Endocrine and Metabolic Diseases (2013) 3 Des cellules pancréatiques détruites Au microscope optique lors d'observations de coupes de tissus musculaires avant et après un effort physique. Ayant été traités par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu. On peut constater qu' avant un effort, la concentration de glycogène dans les tissus musculaires est importante. En revanche, après un effort, on ne remarque pas la présence de coloration donc de glycogène. Cela est dû à la dépense de glucose lors de la glycolyse. Par la présence de glycogène dans les muscles avant l'effort on peut également déduire que les muscles sont capable de stocker le glucose En 1921, Frederick Banting et Best, ont mené des expériences sur des chiens dans le but de trouver une solution pour traiter le diabète. Ils ont découvert que l'insuline, une hormone produite par le pancréas, régule la glycémie (taux de sucre dans le sang). En extrayant l'insuline à partir du pancréas de chiens de laboratoire, ils ont réussi à inverser les symptômes du diabète chez d'autres chiens à qui ils ont administré cette hormone. Ces travaux vaudront le prix Nobel à Frederick Banting en 1923. Claude Bernard a lavé le foie d'un animal (généralement un chien ou un lapin) avec du sérum physiologique pour éliminer les cellules hépatiques et ne laisser que les vaisseaux sanguins. Il a ensuite perfusé le foie avec du sang contenant du glucose. En observant la réaction du foie, il a découvert que le foie était capable de réguler la glycémie en transformant le glucose en glycogène (stockage de glucose) ou en le libérant dans le sang en tant que glucose. Une étude publiée dans le Journal of Applied Physiology a examiné les effets de l'exercice sur la régulation du glucose dans les muscles. Les chercheurs ont constaté que l'exercice stimule la capture de glucose par les cellules musculaires en activant des voies de signalisation qui régulent l'expression des transporteurs de glucose dans les membranes des cellules. Avant un effort physique Noyau Cytoplasme Après un effort physique 3 Observation au microscope optique de tissus musculaires avant et après un effort physique. Les coupes ont été traitées par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu. Des injections d'extraits pancréatiques En 1921, après de nombreuses expérimentations sur des chiens, Best et Banting (prix Nobel de médecine en 1923) parviennent à extraire des sécrétions endocrines du pancréas. Pour éprouver leur efficacité, ils les injectent à des chiens dont le pant ont le pancréas a été enlevé Ces sécrétions contiennent c nolécule qu'ils appelleront l'islétine et qui prendra plus tard le nom d'insuline Sa 0.35 925- 0.20 ass Glyc100 7 Dans cette étude publiée dans le Journal of Applied Physiology, des chercheurs ont étudié les effets de l'exercice sur la régulation du glucose dans les muscles. Ils ont recruté des volontaires sains pour réaliser un exercice physique de 45 minutes à intensité modérée. Les résultats de l'étude ont montré que indice faune et flore : les paléontologues ont utilisé un indicateur du taux de dioxyde de carbone, gaz à effet de serre, jouant un rôle dans le contrôle du climat. On sait, en effet, que l'indice stomatique mesuré sur des plantes est inversement proportionnel au taux de dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère. En utilisant le principe d'actualisme, on peut déterminer approximativement le taux de CO2 atmosphérique présent à une époque donnée en utilisant les empreintes fossilisées de feuilles de certains végétaux. Cette méthode peut s'appliquer à la période du Crétacé et au Cénozoïque l'exercice physique stimule la captation de glucose par les cellules musculaires en activant des voies de signalisation qui régulent l'expression des transporteurs de glucose dans les membranes des cellules. Cette augmentation de la captation de glucose est associée à une augmentation de l'utilisation de glucose comme source d'énergie pour la contraction musculaire. La Terre, la vie et l'organisation du vivant Chap 1: A la recherche du passé géologique de notre planète - Le temps et les roches Depuis 150 ans, la température globale a augmenté d'environ 1°C. L'un des indicateurs majeurs qui témoignent de cette augmentation de température est l'évolution des glaciers. Par exemple, concernant le glacier Pasterze en Autriche, en comparant les images de 1875 et d'aujourd'hui, nous pouvons observer un recul évident de ce glacier montrant ainsi les conséquences de l'activité humaine sur l'environnement Les chercheurs ont également observé une augmentation de la sensibilité à l'insuline après l'exercice. L'insuline est une hormone qui régule la captation de glucose par les cellules et sa conversion en énergie. L'augmentation de la sensibilité à l'insuline après l'exercice favorise la capture de glucose par les cellules musculaires et sa conversion en énergie pour la contraction musculaire. Index stomatique de fil 4 Les stomates, outils pour reconstituer la teneur en CO, de l'atmosphère. Chet de nombreuses espèces vigitales, le nombre de tomates et quand la concentration atmosphérique en CD, diminue et inversement L'indice stomatique (rapport entre le om de tomates et le nombre total de cellules pour une surface considérée) permet d'évaluer le taux de Co, atmosphérique, sur des des que desees Activité pratique Recouvrir avec deux couches de vernis une surface d'environ 1 cm² de la face inférieure d'une feuille de Gingko biloba. Laisser sécher puis décoller doucement le film obtenu. Monter dans une goutte d'eau entre lame et lamelle. Observer au microscope capturer une image numérique. À l'aide d'un logiciel (Mesurim), compter les stomates et les cellules épidermiques. Calculer l'indice stomatique de la feuille et le mettre en rapport avec la teneur atmos- phérique actuelle en CO₂- B L'évolution récente des glaciers alpins L'évolution des glaciers est l'un des indicateurs majeurs retenu par le Groupe Intergouvernemental sur révolution du Climat pour apprécier la variabilité et les tendances climatiques au cours du siècle écoulé. 1875 Les variations annuelles de volume des glaciers alpins sont directement liées au climat en haute montagne précipitations neigeuses d'une part, températures esti- vales d'autre part. Le recul évident du glacier Pasterze (Autriche) en moins d'un siècle. Les roches silicatées comme le granite subissent en surface une altération chimique sous l'effet de l'eau (par hydrolyse) chargée en CO2. L'observation au microscope polarisant en LPA d'un granite altéré montre la transformation des feldspaths plagioclases (PI) en de nombreux cristaux d'un minéral argileux: la kaolinite (ka). donc cette altération des silicates consomme du CO2 et c'est environ 2 moles de co2 qui sont relâchés dans l'atmosphère Exemple L'alteration chimique du granite s'effectue par hydrolyse. Un plagioclase calcique commentit s'hydrolyse de façon 2 +4 6H₂O2 Ca" 4 HCO3+ (argile: kaolinite) e L'hydrolyse de deux moles d'anorthite consomme 4 moles de CO₂. Cependant, la précipitation des carbonates dans les océans produit du CO₂ 4 HCO +2Ca 2 CaCO, +200 + 2 H₂O les foraminifères utilisent le carbone pour construire leur test carbonaté et, lorsqu'ils meurent, leur squelette peut être conservé dans les sédiments marins. Les isotopes stables du carbone ont des masses légèrement différentes, ce qui signifie que leur comportement chimique diffère légèrement également. Les foraminifères incorporeront donc ces isotopes dans leur test carbonaté en fonction de leur comportement chimique respectif. Ainsi, en mesurant le rapport isotopique du carbone dans le test carbonaté des foraminifères, il est possible de reconstituer les conditions environnementales dans lesquelles ils ont vécu. En particulier, la différence de comportement entre les isotopes stables du carbone peut être utilisée pour déterminer les fluctuations passées de la concentration de CO2 dans l'atmosphère et dans les océans. La théorie de Milankovitch (ou théorie astronomique des changements climatiques) permet d'expliquer des changements des saisons en relation avec des changements de l'orbite de la terre autour du soleil. La théorie a été formulée par l'astronome serbe Milutin Milankovitch. Il a estimé les changements lents de l'orbite de la terre dus aux interactions avec les autres planètes du système solaire. 500 μm A Observation d'un granite altéré au microscope en lumière polarisée analysée. BÉchantillon d'un granite altéré. a. Excentricité Soleil Terre Cycles de 100 000 ans entre l'orbite elliptique. et l'orbite quasi circulaire 50 μm Ve b. Obliquité Axe de rotation O 4 foraminifère et son test observ form unicellulaires planctoniques bestiques qui aborent leur squelette externe calcaire, out à partir des cont carbonate et calcium) présents dans le Ces tests calcaires sont des constituants de carbonates ocaniques Cycles de 41 000 ans : l'inclinaison passe de 24,5° à 22,5° c. Précession Cycles de 19 000 et 23 000 ans