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Chapitre 2 : Des savoirs pour une culture générale
scientifique
I.
Les structures de la matière inerte et de la matière vivante
1.1 Constituants fondamentaux de la matière
-
Ordre de grandeur de leurs dimensions (protons et neutrons, noyaux, molécules simples,
macromolécules)
Les atomes, généralement associés en molécules, sont les constituants fondamentaux de la
matière inerte dans notre environnement et de la matière vivante.
La plus grande partie de la matière des atomes est concentrée dans un noyau central chargé
d’électricité positive autour duquel circulent des électrons (ordre de grandeur des masses et
dimensions relatives
Un noyau est constitué de protons et de neutrons  échelle du Femto : 10-15
Eux-mêmes formés de Quarks : 10-18
Les atomes qui ont un noyau présentant le même nombre de protons et un nombre différent de
neutrons s’appelle un isotope.
1.2 Eléments chimiques
-
La matière est constituée d’éléments chimiques dont le tableau périodique de Mendeleïev
donne une vue synthétique. Les éléments y sont classés en fonction de leur masse, puis
numérotés (de 1 pour l’hydrogène à 92 pour l’uranium), et ordonnés par famille en
regroupant les éléments de propriétés similaires dans une même colonne (les halogènes, les
gaz rares, les métaux alcalins etc...)
-
Éléments rencontrés les plus fréquemment dans la Terre, les planètes, les étoiles, l’univers.
1.3 principaux éléments chimiques de la matière vivante
-
-
Le carbone, l’hydrogène et l’oxygène ont une place essentielle dans les êtres vivants. Les
atomes d’hydrogène et d’oxygène se trouvent combinés, pour une large fraction, sous forme
d’eau.
Les autres éléments importants dans la matière vivante sont l’azote, le phosphore, le souffre,
le calcium
1.4 Architecture moléculaires
-
-
La chimie étudie la structure et les transformations de la matière, qu’elle soit naturelle ou
synthétique. Elle permet de construire des structures moléculaires de plus en plus complexes
et diverses, manifestant de nouvelles propriétés.
Liaisons entre atomes, formation de molécules. Structures (dans l’espace) de quelques
molécules importantes.
Il n’y a pas une molécule mais un réseau ionique, les éléments Na+ et Cl- s’attirent mutuellement
dans toutes les dimensions (réseau cristallin)
1.5 Réaction chimique
-
Réarrangement des atomes au cours d’une réaction chimique
Réactifs et produits courants en chimie minérale.
Quand une molécule perd
= réaction d’oxydoréduction
Quand une molécule gagne
un e- = oxydation
un e- = réduction
L’énergie libérée que l’on apporte pour briser une liaison est similaire à l’énergie qui caractérise
l’agitation thermique des molécules.
Les énergies mise en jeu à l’intérieur des noyaux sont immensément plus importants que celles mise
en jeu dans une liaison chimique.
1.6 Les changements d’états de la matière
-
-
Un corps chimique peut prendre différentes formes selon la température et la pression :
solide, liquide ou gaz. La transition d’une forme à l’autre implique, selon son sens, une
absorption ou un dégagement de chaleur.
Des corps chimiques différents peuvent se dissoudre dans certains cas l’un de l’autre.
Quand on apporte des charges électriques à un gaz, il s’ionise, il devient une autre forme de
matière appelée « plasma ». Le gaz devient conducteur et conduit l’électricité.
Solide  liquide = fusion ; Liquide  solide = solidification
Liquide  gaz = vaporisation ; Gaz  liquide = liquéfaction
Solide  gaz = sublimation ; gaz  solide = condensation
Gaz  plasma = ionisation ; plasma  gaz = désionisation
1.7 Matériaux
-
Les matériaux sont constitués de molécules ou d’ions de compositions et de structures très
diverses
Alliages
Polymères naturels ; leur rôle majeur dans la matière vivante.
Polymère artificiels ; rôle des matières « plastiques »
Les grandes familles de matériaux :
Un matériau est une matière d’origine naturelle ou artificielle que l’homme façonne pour ne faire des
objets.
Les matériaux métalliques  ce sont les métaux et leur alliage (fer, cuivre, acier …)
Les matériaux organiques  ce sont les matériaux d’origine animale, végétale ou synthétique (coron,
bois, plastiques, cuir, papier …)
Les matériaux minéraux  ce sont des roches, les céramiques et les verres (porcelaine, pierre, plâtre,
verre …)
Les matériaux composites  ce sont les assemblages d’au moins matériaux non miscibles. (Béton
armé  mélange de béton et de barres d’acier)
Un alliage est plus solide qu’un métal natif.
Les polymères = plusieurs parties, molécules, c’est constitué de plusieurs petites parties appelées
monomères.
II.
Le monde physique
2.1 Le temps
-
Mesure du temps au cours des âges
Définition de la seconde, du jour.
Irréversibilité de l’écoulement du temps, contrairement aux thèmes abondamment utilisés
dans la science-fiction.
Le temps est une grandeur physique que l’on peut mesurer avec une immense précision.
Pour mesurer le temps on a d’abord mesuré l’écoulement de fluides ou par rapport aux astres ...
Aujourd’hui on utilise des horloges atomiques.
Définition de la seconde : durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspond à la transition
entre deux niveaux d’un état fondamental de l’atome de césium.
Exactitude :
-
1s sur 1 millions d’années pour la première horloge à césium (1955)
1s sur 100 millions d’années pour les fontaines atomiques actuelles
La précision du temps est importante pour le GPS : 1µs de retard = 300m de distance. Il faut
donc une précision de 1ns pour atteindre une résolution de l’ordre du mètre. Chaque
satellite comporte une horloge atomique.
Définition du jour :
C’est l’unité de temps qui vaut exactement 86 400 s. A cause de la Lune et de la dissipation d’énergie
que constituent les marées, la vitesse de rotation de la Terre sur elle-même diminue. La durée du
jour solaire augmente donc, au rythme d’environ 2 millisecondes par siècle.
2.1 La masse et l’inertie
- Le résultat expérimental qui permet d’identifier « inertie » et « masse » est le fait que tout objet
subit la même accélération dans un champ de pesanteur donné.
- Conservation de la masse : la masse totale d’un système isolé est conservée, y compris lorsque des
réactions chimiques y prennent de la place.
Une masse est une quantité de matière contenue dans un objet. La masse ne varie pas quel que soit
la partie de l’univers dans laquelle l’objet se trouve.
Le poids mesure la force d’attraction qu’exerce un astre sur un objet. Sur terre le poids est donc la
force qui résulte de l’attraction terrestre.
La mesure d’une masse s’obtient en faisant le rapport de deux masses (celui d’un objet et celui d’une
masse étalon)
La mesure de la masse peut être liée à la mesure du poids  p=mg
On peut mesurer l’inertie d’un objet, elle correspond à l’accélération d’un objet par une force
d’intensité connue.
L’inertie d’un objet est elle-même reliée à la force d’attraction d’un astre (champ gravitationnel)
2.2 Charge électrique
-
-
La charge électrique est une quantité qui est strictement conservée
La charge, conventionnellement positive, portée par un proton est exactement opposée à
celle portée par un électron
Les atomes sont électriquement neutres : la charge totale du noyau, due aux protons qu’il
contient, est exactement compensée par la somme des charges des électrons qui forment le
cortège de ce noyau
Les atomes dont le cortège électronique a perdu ou gagné des élections prennent le nom
d’ions positifs ou négatifs
En règle générale ce sont les électrons qui assurent le transport de l’électricité.
2.4Interactions fondamentales
- Les deux interactions principales qui interviennent dans notre environnement habituel et sur
lesquelles l’expérimentation est aisée sont l’interaction gravitationnelle et l’interaction
électromagnétique.
- Comparaison de leur portée (infinie dans les deux cas) et de leur intensité (l’intensité de
l’interaction électromagnétique est considérablement plus grande)
- tous les processus chimiques résultent de l’interaction électromagnétique et d’une seule.
Il existe quatre interactions (ou force) de base :




L’interaction gravitationnelle
L’interaction électromagnétique
L’interaction nucléaire forte
L’interaction nucléaire faible
2.5 L’énergie
- l’énergie se présente sous de multiples formes : mécanique (cinétique ou potentielle), thermique,
lumineuse, chimique, électrique, nucléaire … Elle est mise en jeu dans des phénomènes tels que :
mettre en mouvement, chauffer, éclairer, transformer un objet inerte ou vivant. Les échanges
d’énergie totale de l’ensemble des systèmes.
- La transformation d’une forme d’énergie dans une autre s’effectue avec un rendement (rapport de
l’énergie obtenue sur l’énergie initiale) qui dépens des formes d’énergie considérées et des
conditions pratiques. L’énergie manquante se retrouve sous une ou plusieurs autres formes, souvent
sous forme d’énergie thermique. Par exemple, la transformation d’énergie mécanique en énergie
électrique dans un alternateur de voiture ou dans une éolienne s’accompagne toujours de
production de chaleur.
Loi de la gravitation universelle : deux corps ponctuels, de masse m1 et m2, séparés par une distance
d, exercent l’un sur l’autre des forces attractives F de même valeur (vecteurs de même longueur, de
même direction, mais de sens opposés).
L’interaction gravitationnelle entre deux corps (F en newton N) est proportionnelle à la masse des
deux corps (m en kg) et inversement proportionnelle au carré de la distance (d en m) séparant les
centres de gravité des deux corps, avec G constante de gravitation.
Pourquoi la Lune ne tombe pas sur la terre ?
Paul Valéry a écrit : «l’immense génie de Newton a été de voir que la Lune tombe constamment sur
la Terre alors qu’il est bien entendu qu’elle ne tombe pas »
Sans l’attraction de la Terre (la pesanteur) la Lune se retrouverait en B1 au bout d’un certain temps.
Mais à cause de se masse elle se retrouver en A1. Elle est donc tombée …
 Interaction électromagnétique
L’interaction électromagnétique est responsable de l’électricité, du magnétisme, de la lumière et
responsable de la cohésion des êtres vivants, elle est transportée par le photon.
Les corps peuvent être chargés par frottement. Ainsi, l’ambre frottée avec une peau de chat
s’électrise négativement. Cela s’explique en considérant que l’énergie mécanique dépensée par le
frottement sert en partie à arracher les électrons aux poils du chat.
2.5 Énergie (suite)
-
-
Dans le cas très particulier de la transformation d’énergie électrique en énergie thermique le
rendement est proche de 1 (100%).
La transformation d’énergie thermique en énergie mécanique a, en pratique, un rendement
qui ne dépasse que très rarement 40% (moteur de voiture). Cette limitation sévère tient au
fait que l’énergie thermique est liée aux mouvements désordonnés de composants
microscopiques.
On confond souvent énergie et puissance. La puissance des appareils électroménagers est
typiquement de quelques centaines à quelques milliers de Watts. La facture électrique est
fondée sur l’énergie consommée, c’est-à-dire sur le produit de cette puissance par la durée
d’utilisation. L’unité utilisée par la consommation domestique est habituellement le
kilowattheure.
Seules certaines formes d’énergie peuvent être stockées directement (énergie chimique, électrique,
hydraulique …)
2.6 Chaleur, température, rayonnement
-
-
La chaleur est une firme d’énergie, dit, thermique, qi résulte à un mouvement d’agitation des
molécules. L’absorption de chaleur, élève la température d’un corps et donc le niveau
d’agitation d’un corps et de ses composants microscopiques s’accroit ; cet effet peut faire
passer le corps de l’état solide à l’état liquide ou gazeux.
La température est une mesure du degré d’agitation des composants microscopiques.
Tous les corps émettent un rayonnement, c’est-à-dire de l’énergie. Ils en reçoivent de leur
environnement.
Dès le 17e siècle, Robert Hooke dit qu’à l’intérieur d’un ballon, les molécules sont en
perpétuel mouvement et exercent une pression qui maintient le ballon dans sa forme.
Cette théorie repose sur 3 postulats :
o La matière est composée de molécules
o Ces molécules sont en mouvement
o Même si elles se frappent, il n’y a pas de variation d’énergie cinétiques.
Boyle a inventé la bombe a vide. Il a montré que plus le volume d’un gaz n’est petit, plus la
pression qu’il exerce, est grande. Quand on augmente la chaleur dans un même volume,
l’agitation état plus grande, la pression sera plus importante.
L’unité de la chaleur : Trois types différents :
o Le Fahrenheit (F) : utilisé par les Américain : Temps d’ébullition : 212, congélation :
32.
o Le Celsius : congélation = 0°C, ébullition : 100°C
o Kelvin : Point de congélation : 273, point d’ébullition : 373. A 0°K les molécules ne
bougent pas.
Question que pose la mesure d’une température :
-
Quel écart peut-il y avoir entre l’indication d’un thermomètre et la température effective de
l’objet dont on souhaite connaitre la température
Que représente l’indication d’un thermomètre qui est exposé au soleil ?
En réalité, un thermomètre mesure sa propre température (celle de sa partie qui sert à faire la
mesure). Cette température n’est celle du milieu ambiant que si il u a équilibre thermique entre
le thermomètre et le milieu ambiant.
Si un thermomètre est exposé à Soleil, il sera plus chaud que l’ai, et cet écart de température
dépendra entièrement de sa couleur et de sa ventilation, et donc une température mesurée dans
ces conditions est totalement fantaisiste par rapport à la température de l’air (c’est pour cela
que les météorologues mesurent la température à l’ombre sous air ventilé).
Exemple : Quand on touche une table dont le dessus est en bois et le pied est en métal, le dessus en
bois nous semble chaud tandis que le pied en métal nous semble froid. Pourtant, ces deux objets
sont dans la même pièce. Ils devraient donc être à la même température. Comment expliquer la
différence de sensation ?
La table et le pied sont effectivement à la même température. Or ce que nous sentons quand nous
touchons ces objets, ce n’est pas directement la température, mais de chaleur que les objets nous
donnent ou nous prennent.
Le bois est un isolant thermique. C’est pourquoi la chaleur de notre main qui est plus chaude que le
dessus de la table, ne se propage pas. Cela nous procure alors une sensation de chaleur dans notre
main. A l’inverse, lorsque nous touchons au pied en métal de la table, le pied en métal prend la
chaleur de notre main, car ce dernier est un conducteur thermique. Cela nous procure une sensation
de froid dans notre main tout simplement parce que le orque de métal nous prend plus de chaleur.
Pourquoi le froid brûle-t-il ?
La sensation de brulure vient de la destruction de cellules de la peau. Ces cellules sont en grand
partie constituée d’eau. S’il fait suffisamment froid, l’eau contenue dans les cellules gèle. Or la glace
prend plus de place que l’eau : Les cellules explosent. De la même manière, si l’eau s’évapore sous
l’effet de la chaleur, la vapeur occupe une place plus importante et détruit la cellule de la même
façon. Dans les deux cas, on ressent une sensation de brûlure.
2.7 Champs
-
Les champs gravitationnels et sources (toute masse).
Le champ magnétique et ses sources (aimants, courants électriques)
Le champ électrique et ses sources (électrons, protons).
Une masse, comme celle de la Terre, déforme l’espace-temps en creusant sa trame, son treillis
(représentation imagée d’un monde à quatre dimensions)
Une bille une pomme comme l’imaginait Newton, simplement posée sur le bord de ce treillis en
forme de cuvette, va dévaler la pente. Elle tombe sur la Terre.
Une bille est lancée « horizontalement » comme le serait une planète propulsée dans l’espace, se
trouve piégées par le bord de cette cuvette et se met à tourner le long du rebord, c’est-à-dire autour
de la Terre.
Le champ magnétique
Les lignes de champ magnétique (modification des propriétés de l’espace) sont des courbes fermées
qui ne se coupent jamais. Elles sont en nombre infinies. Les lignes sortent du pôle N et entrent par le
pôle S.
Le champ électromagnétique
Un champ magnétique se produit lorsque des charges électriques sont en mouvement. Autrement
dit, seule l’électricité dynamique peut engendrer un champ magnétique ; l’électricité statique en est
incapable. De plus, ce champ magnétique n’existe que lorsque le courant circule. Dès que le courant
cesse, le champ magnétique disparait. On peut aussi inverser les pôles en inversant le sens du
courant électrique. Il existe donc un lien entre l’électricité et le magnétisme ce que l’on appelle
électromagnétisme.
Le champ électrique
Les électrons sont répartis tout au long du conducteur. Dès que le premier se met en mouvement,
l’autre bout de la file se déplace : apparition d’un courant électrique. Le moins attire le plus :
électrons
Le sens du courant : du moins vers le moins.
Le sens du champ : du plus vers le moins.
2.8) Onde
-
Divers exemples d’ondes
Vitesse de propagation des ondes
Cas des ondes sinusoïdales. Amplitudes, longueur d’onde, fréquence.
Fondamental et harmoniques
Résonance (à partir d’exemples)
C’est quoi une onde ?
Une onde est la propagation d’une perturbation produisant sur son passage une variation réversible
des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend
des caractéristiques du milieu de propagation. Une transporte de l’énergie sans transporter de
matière
Physiquement parlant, une onde et un champ, c’est-à-dire une zone de l’espace dont les propriétés
sont modifiées.
Le concept « onde » recouvre une grande variété de situations physiques très différente :
-
L’onde acoustique, qui a un support matériel
L’onde électromagnétique, n’a dans certain cas pas de support matériel.
L’onde oscillante qui peut être périodique est bien illustrée par les rides provoquées par le
caillou qui tombe dans l’eau
L’onde solitaire trouve un très bel exemple dans les mascarets
L’onde de choc perçue acoustiquement par exemple lorsqu’un avion vole à une vitesse
supersonique.
Une onde acoustique est une onde longitudinale produite par l’alternance entre des zones de
compression et des zones de raréfaction dont la propagation a lieu dans un milieu élastique. Il s’agit
donc d’une onde de pression, décrite par une équation sinusoïdale. Durant la propagation, les
particules du milieu vibrent ou oscillent suivant la même direction que celle de la propagation.
Chaque objet a une fréquence qui lui est propre. Le phénomène de résonnance intervient lorsqu’un
excitateur impose sa propre fréquence à l’objet, le résonateur, jusqu’à ce que les deux fréquences
soient égales. Ce phénomène peut avoir des effets dévastateurs allant jusqu’à la destruction du
résonateur.
2.9 Ordre/ désordre
- Exemple de systèmes ordonnées/désordonnées
- Transition d’un système d’un état ordonné (ex : cristal) vers un état désordonné (ex : verre) et viceversa. Fusion d’un cristal et cristallisation.
Les forces d’agitation thermique = le désordre
Les force de cohésion = ordre
2.10 Information
-signal, bruit
- Signal analogique, numérique
- Codage, stockage
III.
Spécificités du monde vivant
3.1 Organisme vivant
-
-
Caractères fondamentaux de la vie : composition chimique (eau, composés carbonés),
enveloppe, échanges avec l’environnement, métabolisme, reproduction, évolution,
communication, différenciation.
La cellule, structure de base du monde vivant
Les organites intracellulaires (noyau, mitochondries …)
Développement des organismes vivants
Les organes ; leurs fonctions
Les hormones
Tout être vivant est isolé du milieu extérieur par une frontière. Elle va délimiter une individualité,
donc un milieu intérieur avec des caractéristiques physico chimiques différentes du milieu extérieur.
Mais cette frontière n’est pas étanche, elle doit permettre des échanges.
1) Il est isolé : peut se reproduire seul
2) Il est organisé
3) Il peut se reproduire
4) Être qui a une croissance
5) C'est un être qui se reproduit :
Un virus a besoin de la machinerie cellulaire de la cellule qu'il infeste pour se reproduire. → ce n'est
donc pas un être vivant autonome.
6) Être vivant doué de réactions :
Si on met un bonbon dans la main, on va réagir. On réagit a des stimuli si et seulement si on a des
récepteurs spécifique a cette réaction → Idée des sens. Message nerveux sensitif, traitement de ce
message et en retour une réponse à cette stimulation. Tout être vivant peut réagir a une stimulation.
Une cellule peut elle réagir a une stimulation?
Ex : Algues unicellulaire qui vont par un flagelle se déplacer vers la source lumineuse.
→ ils réagissent à des stimulations.
7) être doué d'évolution et d'adaptation
Adaptation = résultat de l'évolution. Il n'est pas figé dans le temps. C'est parce qu'il évolue qu'il
s’adapte a des contrainte nouvelles de l'Environnement. Évolution qui fait que les êtres vivant sont de
+ en + adapté à leur Environnement.
Ex : oiseau, le fait d'avoir plume, squelette léger fait qu'ils sont totalement adaptés a leur milieu de
vie.
8) être qui s'inscrit dans un ensemble de diversité
Le monde, la biosphère est riche en diversité biologique → Biodiversité.
La biodiversité est menacée. Moins il y aura de biodiversité et moins il y aura de découvertes
associées.
Diversité de forme, couleur et taille des êtres vivants.
9) Autonomie
= Pouvoir disposer de soit.
On a des phénomènes de « rester en vie à tout prix », de survie de l'espèce.
Cette survie de l'espèce passe par 3 concepts associés :
–
milieu intérieur régulé → Homéostasie.
–
Information → Décrypter les infos qui nous entourent.
–
Communication. → établi avec autrui une relation et on effectue un échange d'info.
Un être vivant est isolé, organisé, se reproduit, grandit, évolue et s'adapte, s'inscrit dans une diversité
et est autonome.
Organisation typique d'une cellule animale :
1= Masse dense= nucléole. Il a pour fonction la synthèse des ARNr, les ribosomes sont assemblés en
ce lieu.
2= Noyau, délimité par une enveloppe nucléaire (double membrane).
3et 5= RER ou REG → associé a des ribosomes. Sac membranaires repliés sur eux mêmes, forme des
saccules.
4= Vésicule
6= Appareil de Golgi = Rôle dans la maturation des protéines.
7= Filament du cytosquelette.
8= REL → pas de ribosomes
9= Mitochondrie → usine énergétique
10= Vacuole
11= Cytosol ou cytoplasme ou hyaloplasme
12= Lysosome → dégrade des choses, vésicule qui contient un milieu acide.
13= Centrioles → élaborent la tractation des chromosomes lors de la division cellulaire.
Taille de cellule animale = dizaines de µm. 10µm → taille standard.
Cellule folliculaire → jusque 1mm
Bactérie ~ 0,1 à 0,01µm. = 1/10 µm → 100 fois plus petit qu'une cellule.
Organisation d'une cellule végétale
Différence avec les cellules animales :
Chloroplaste
Thylakoïdes
Un peu moins de mitochondries
Une boite rigide, paroi pecto-cellulosique.
Vacuole avec une immense dimension → Rôle important, rôle de tampon.
Organisation d'une bactérie
membrane, matériel nucléaire et cytoplasme mais on a en plus une paroi qui peut être multicouche,
souvent un flagelle qui permet à bactérie de se déplacer.
Elle échange, communique et se reproduit, elle évolue, elle mute, elle survit, etc..
Problème dans la médecine : Les bactéries ont muté à cause des antibiotiques.
Embryogenèse humaine → Développement.
Construction d'un être vivant passe par des étapes, étapes caractéristique selon l'être vivant :
Grande division, apparition d'un feuillet, organisation des systèmes en organes, tissus, etc..
Embryogenèse végétale :
Cellule œuf qui se divise pour former un tissu qui s'organise. Différence avec monde animal, il y a des
mises en réserves.
Graines albuminées et graines ex-albuminées.
Ex : Haricot blanc= graine ex-albuminés.
Graine albuminée= céréale de blé.
Les hormones :
Produit par ? → une cellule ou un organe endocrine
Véhiculé par ? → Sang
Agit sur ? → Cellule ou organe cible
Cellule cible peut réagir car elle a le récepteur spécifique à l'hormone. S'il y a association entre
l'hormone et récepteur, la cellule cible est activée spécifiquement.
Dans le sang les hormones voyagent souvent associé à un transporteur. Transporteur véhicule
l'hormone et la protège durant le voyage.
3.2 Espèce Biologique
–
–
–
Populations.
Interfécondité, descendance viable et féconde.
Unicité et diversité des individus qui composent l'espèce humaine
Population = groupe d'individus d'une même espèce capable de se reproduire.
Avant Darwin, une population c'est un effectif, un nombre.
Il peut s'exprimer selon une abondance (=quand on compte les animaux dans une forêt, nombre
d'individu dans un milieu) et une densité (=on prend une surface déterminée et on compte les être
vivants, relevé de densité).
Population = structure, on met à part les individus de l'année pour les isoler.
Sexe ratio = nombre de mâle / nombre de femelle. Population bien structurée = 1pour 1.
Homme a volontairement modifié le sexe ratio, population de l'Inde, les hommes ont tué des filles
pendant des années, à cause de la dote.
L'évolution de son nombre, une croissance de population varie en fonction des saisons. 3 réactions :
soit ils restent sur place, soit hibernation, soit ils migrent.
Pour gérer une population, on s'appuie sur courbe de croissance.
Théorique : asymptotique, équilibre qui s'installe, lié au ressources disponibles.
Réelle : variation perpétuelle à partir d'une capacité d'accueil, avec équilibre entre bonne et
mauvaise années en terme de reproduction, ressources, etc..
La courbe réelle est toujours en dessous.
Espèce : Spéciation = fabrication d'une nouvelle espèce.
Darwin observait des changements, au lieu de parler d'évolution on devait parler de micro-évolution.
Sélection naturelle agit sur un individu de la population, mais c'est la population qui évolue.
Patrimoine génétique et fréquence allélique :
Patrimoine génétique = ensemble des gènes possédés par une population.
Un gène peut avoir un ou plusieurs allèles.
Ex : évolution ne concerne qu'une modification de la fréquence allélique et non génétique. Si allèle
récessif → pas de problème. Si allèle dominant → problème.
Si un allèle est modifié et s'il n'est pas sélectionné par la nature il n'y a pas de modification.
Pour évoluer, il faut une modification allélique qui doit être sélectionnée.
La matière première de l'évolution = Diversité.
Évolution impossible si tous les individus sont des clones.
La diversité génétique est donc primordiale.
Source de diversité génétique
Variations allélique grâces aux :
 Mutations ponctuelles
 Mutations chromosomiques → réarangement de l'ADN (duplication, délétions,
translocations)
 La recombinaison des allèles grâce à :
 La méiose
 La procréation sexuée
Moteurs de l'évolution
Forces qui engendrent les changements ?
Sélection naturelle → force principale.
Dérive génétique → fruit du hasard :
 Effet fondateur.
 Effet d'étranglement.
Flux génétique entre populations
La loi du plus fort :
Meilleur camouflage ; meilleur fécondité → attirer les partenaires et les pollinisateurs ; plus longue
longévité ; meilleur accès à la nourriture ; habileté à trouver des abris. ,
Plusieurs paramètres influencent le succès de la reproduction.
Flux génétique :
Processus de « métissage »
Des allèles peuvent être gagnées dans une population par migration
L'arrivée de nouveaux allèles change la fréquence allélique.
L'évolution des caractères sexuels secondaires : la sélection sexuelle :
Deux types de sélection sexuelle :
 Sélection intrasexuelle → Habituellement chez les mâles ; Compétition pour permettre un
meilleur accès aux partenaires

Sélection intersexuelle → Femelle exercent habituellement le choix de partenaire ;
préférence pour des traits masculins éclatants et des comportement impressionnants.
Exemple de caractères sexuel secondaire chez les humains :
Femme sont attirées par un pénis plus volumineux et plus long.
Taille moyenne du pénis :



Humain : 12,7-17,8cm
Chimpanzé : 7,6cm
Gorille : 2,5cm !!!
Organismes parfaits ?





Sélection naturelle ne connaît pas l'avenir
La sélection naturelle ne fait du nouveau qu'à partir du vieux : agit comme un bricoleur.
De nombreuses adaptation sont des compromis : analyse coût/bénéfice
Hasard et sélection interagissent
Sélection ne peut modifier que les variations existantes.
La notion d'espèce :
Définie par :
Ressemblance physique → NON
Interfécondité → OUI
La spéciation :
Deux types de spéciation :
 Allopatrique : territoire différent
 Sympatrique : même territoire
Rythme de spéciation :

L'évolution est graduelle selon Darwin


Les archives géologiques démontrent plutôt le contraire
Naissance de la notion d'équilibre ponctué (Gould)