chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
29
Réponses du chapItRe 1
Questions des figures
Figure 1.7 Avec son pouce opposable aux autres doigts, ses ongles et
son réseau complexe de nerfs et de muscles, la main humaine est capable de saisir et de manipuler des objets avec dextérité. Figure 1.13 La
production de substance B ne s’interromprait jamais, et celle-ci s’accumulerait. Les substances C et D ne seraient pas produites, si bien que D ne
pourrait inhiber la production de l’enzyme 1 et réguler la voie chimique.
Figure 1.27 Le pourcentage de faux serpents bruns agressés serait sans
doute plus élevé que le pourcentage de fausses couleuvres agressées dans
toutes les régions (habitées ou non par le serpent-arlequin).
retour sur le concept 1.1
1. Exemples : Une molécule est un groupe d’atomes liés ensemble. Un
organite est un arrangement ordonné de molécules. Les cellules végétales
photosynthétiques contiennent des organites appelés chloroplastes.
Un tissu animal est un groupe de cellules similaires. Un organe comme
le cœur est formé de plusieurs tissus. Un organisme complexe se compose de plusieurs types d’organes, par exemple les feuilles et les racines
dans le cas d’une plante. Une population est un groupe d’organismes de
la même espèce. Une communauté biologique est un groupe de populations de différentes espèces vivant dans une même région. Un écosystème
comprend à la fois une communauté biologique et les facteurs non vivants
nécessaires à la vie, comme l’air, le sol et l’eau. La biosphère se compose
de tous les écosystèmes de la planète. 2. (a) La structure et la fonction
sont corrélées. (b) La cellule est l’unité élémentaire d’un organisme, et
la continuité du vivant repose sur l’information transmise sous forme
d’ADN. (c) Les organismes interagissent entre eux et avec l’environnement physique, et le transfert et la transformation d’énergie sont essentiels à la vie. 3. Quelques réponses possibles : Propriétés émergentes : Pour
pouvoir pomper du sang, le cœur humain doit être en état de fonctionner ;
cette aptitude n’est pas attribuable à l’un des tissus cardiaques ou au seul
travail des cellules. Interactions environnementales : Une souris mange de
la nourri ture, par exemple des noix ou de l’herbe, et rejette une partie
de la nourriture consommée sous forme d’excréments ou d’urine. La
construction d’un nid modifie l’environnement physique et peut hâter
la dégradation de certaines de ses composantes. La souris peut être un
prédateur ou constituer une source de nourriture. Transfert d’énergie : Un
végétal, comme l’herbe, absorbe l’énergie du soleil et la transforme en
molécules qui s’ajoutent aux réserves de carburant. Les animaux peuvent manger de l’herbe et en tirer l’énergie nécessaire pour mener à bien
leurs activités. Structure et fonction : Les dents robustes et acérées du loup
lui permettent de mordre dans sa proie et de la démembrer. Fondement
cellulaire de la vie : La digestion de la nourriture est possible grâce aux
substances chimiques (enzymes en tête) produites par les cellules du
tube digestif. Fondement génétique de la vie : La couleur de l’œil humain
est déterminée par la combinaison de gènes hérités des deux parents.
Mécanismes de régulation : Lorsque vous avez assez mangé, votre estomac
avertit votre cerveau de diminuer votre appétit. Évolution : Presque tous
les végétaux ont des chloroplastes, preuve qu’ils proviennent d’un
ancêtre commun.
retour sur le concept 1.2
1. Une adresse indique un emplacement particulier grâce à des catégories de plus en plus précises : le pays, la province, la ville, la rue et le
numéro du domicile. En biologie, la taxinomie fait une classification
semblable, en groupes de plus en plus étroits. 2. La sélection naturelle
« corrige » la variation spontanée des caractères héréditaires au sein
d’une population parce que les individus qui présentent les caractères
les mieux adaptés à l’environnement survivent et leur descendance est
plus nombreuse que celle de leurs congénères. Au fil des générations, les
individus les mieux adaptés se perpétuent et leur pourcentage au sein de
la population augmente, alors que le nombre d’individus moins adaptés
diminue. Nous assistons donc à une forme de tri.
3.
Cellules eucaryotes
ancestrales
Plantes
Eumycètes
Animaux
retour sur le concept 1.3
1. Le raisonnement inductif découle de généralisations formulées à
partir de cas particuliers ; le raisonnement déductif prédit des résultats
particuliers à partir de prémisses générales. 2. Le motif coloré qu’arbore
le serpent. 3. La théorie scientifique est habituellement plus générale
qu’une hypothèse et s’appuie sur un ensemble de données beaucoup
que à tous les types d’organismes et qui s’appuie sur une quantité colossale de preuves de toutes sortes. 4. D’après les résultats présentés à la
figure 1.27, vous pourriez prédire que les fausses couleuvres tachetées
seront attaquées plus fréquemment que les faux serpents bruns, tout
simplement parce que les prédateurs les distinguent plus facilement.
Cette prédiction présume que des prédateurs vivant dans la région de la
Virginie où vous travaillerez attaquent les serpents, mais pas les serpents
venimeux qui ressemblent à la fausse couleuvre tachetée.
c) Le poisson nage en zigzag.
d) Les six couples de pinsons ont couvé en moyenne trois oisillons.
e) Le contenu de l’estomac est mélangé toutes les 20 secondes.
10. Parmi les énoncés suivants, lequel décrit le mieux la logique
de l’approche par hypothèses ?
a) Si je formule une hypothèse vérifiable, des expérimentations
et des observations l’appuieront.
b) Si ma prédiction est correcte, elle générera une hypothèse
vérifiable.
c) Si mes observations sont justes, elles appuieront mon hypothèse.
d) Si mon hypothèse est correcte, mon expérimentation devrait
donner certains résultats.
e) Si ma méthodologie est bonne, mes expériences devraient
générer une hypothèse réfutable.
11. FaItes un dessIn À l’aide de croquis, illustrez une hiérarchie
biologique semblable à celle de la figure 1.4, en utilisant le récif
de corail comme écosystème, un poisson en guise d’organisme,
son estomac en guise d’organe et son ADN en guise de molécule.
Votre dessin doit présenter tous les niveaux de la hiérarchie.
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
12. lIen aveC l’évolutIon
Une cellule procaryote typique possède environ 3 000 gènes
dans son ADN, tandis qu’une cellule humaine en possède environ
25 000. Environ 1 000 de ces gènes sont présents dans les deux types
de cellules. D’après ce que vous savez de l’évolution, expliquez
comment des organismes aussi différents peuvent avoir des gènes
en commun. Quels types de fonctions ces gènes communs
pourraient-ils remplir ?
13. IntéGratIon
À partir des résultats de l’étude de cas sur le mimétisme des serpents,
formulez une autre hypothèse que les chercheurs pourraient
examiner pour approfondir leur recherche.
14.
éCrIvez un texte
évolution Dans un court texte (de 100 à 150 mots), présentez
le point de vue de Darwin sur les mécanismes par lesquels la
sélection naturelle a favorisé l’unité et la diversité du vivant sur
la Terre. Votre propos doit reprendre certains éléments de preuve
de Darwin. (La page xv fournit un exemple de grille d’évaluation.)
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Réponses du chapItRe 1
Questions des figures
Figure 1.7 Avec son pouce opposable aux autres doigts, ses ongles et
son réseau complexe de nerfs et de muscles, la main humaine est capable de saisir et de manipuler des objets avec dextérité. Figure 1.13 La
production de substance B ne s’interromprait jamais, et celle-ci s’accumulerait. Les substances C et D ne seraient pas produites, si bien que D ne
pourrait inhiber la production de l’enzyme 1 et réguler la voie chimique.
Figure 1.27 Le pourcentage de faux serpents bruns agressés serait sans
doute plus élevé que le pourcentage de fausses couleuvres agressées dans
toutes les régions (habitées ou non par le serpent-arlequin).
retour sur le concept 1.1
1. Exemples : Une molécule est un groupe d’atomes liés ensemble. Un
organite est un arrangement ordonné de molécules. Les cellules végétales
photosynthétiques contiennent des organites appelés chloroplastes.
Un tissu animal est un groupe de cellules similaires. Un organe comme
le cœur est formé de plusieurs tissus. Un organisme complexe se compose de plusieurs types d’organes, par exemple les feuilles et les racines
dans le cas d’une plante. Une population est un groupe d’organismes de
la même espèce. Une communauté biologique est un groupe de populations de différentes espèces vivant dans une même région. Un écosystème
comprend à la fois une communauté biologique et les facteurs non vivants
nécessaires à la vie, comme l’air, le sol et l’eau. La biosphère se compose
de tous les écosystèmes de la planète. 2. (a) La structure et la fonction
sont corrélées. (b) La cellule est l’unité élémentaire d’un organisme, et
la continuité du vivant repose sur l’information transmise sous forme
d’ADN. (c) Les organismes interagissent entre eux et avec l’environnement physique, et le transfert et la transformation d’énergie sont essentiels à la vie. 3. Quelques réponses possibles : Propriétés émergentes : Pour
pouvoir pomper du sang, le cœur humain doit être en état de fonctionner ;
cette aptitude n’est pas attribuable à l’un des tissus cardiaques ou au seul
travail des cellules. Interactions environnementales : Une souris mange de
la nourri ture, par exemple des noix ou de l’herbe, et rejette une partie
de la nourriture consommée sous forme d’excréments ou d’urine. La
construction d’un nid modifie l’environnement physique et peut hâter
la dégradation de certaines de ses composantes. La souris peut être un
prédateur ou constituer une source de nourriture. Transfert d’énergie : Un
végétal, comme l’herbe, absorbe l’énergie du soleil et la transforme en
molécules qui s’ajoutent aux réserves de carburant. Les animaux peuvent manger de l’herbe et en tirer l’énergie nécessaire pour mener à bien
leurs activités. Structure et fonction : Les dents robustes et acérées du loup
lui permettent de mordre dans sa proie et de la démembrer. Fondement
cellulaire de la vie : La digestion de la nourriture est possible grâce aux
substances chimiques (enzymes en tête) produites par les cellules du
tube digestif. Fondement génétique de la vie : La couleur de l’œil humain
est déterminée par la combinaison de gènes hérités des deux parents.
Mécanismes de régulation : Lorsque vous avez assez mangé, votre estomac
avertit votre cerveau de diminuer votre appétit. Évolution : Presque tous
les végétaux ont des chloroplastes, preuve qu’ils proviennent d’un
ancêtre commun.
retour sur le concept 1.2
1. Une adresse indique un emplacement particulier grâce à des catégories de plus en plus précises : le pays, la province, la ville, la rue et le
numéro du domicile. En biologie, la taxinomie fait une classification
semblable, en groupes de plus en plus étroits. 2. La sélection naturelle
« corrige » la variation spontanée des caractères héréditaires au sein
d’une population parce que les individus qui présentent les caractères
les mieux adaptés à l’environnement survivent et leur descendance est
plus nombreuse que celle de leurs congénères. Au fil des générations, les
individus les mieux adaptés se perpétuent et leur pourcentage au sein de
la population augmente, alors que le nombre d’individus moins adaptés
diminue. Nous assistons donc à une forme de tri.
3.
Cellules eucaryotes
ancestrales
Plantes
Eumycètes
Animaux
retour sur le concept 1.3
1. Le raisonnement inductif découle de généralisations formulées à
partir de cas particuliers ; le raisonnement déductif prédit des résultats
particuliers à partir de prémisses générales. 2. Le motif coloré qu’arbore
le serpent. 3. La théorie scientifique est habituellement plus générale
qu’une hypothèse et s’appuie sur un ensemble de données beaucoup
que à tous les types d’organismes et qui s’appuie sur une quantité colossale de preuves de toutes sortes. 4. D’après les résultats présentés à la
figure 1.27, vous pourriez prédire que les fausses couleuvres tachetées
seront attaquées plus fréquemment que les faux serpents bruns, tout
simplement parce que les prédateurs les distinguent plus facilement.
Cette prédiction présume que des prédateurs vivant dans la région de la
Virginie où vous travaillerez attaquent les serpents, mais pas les serpents
venimeux qui ressemblent à la fausse couleuvre tachetée.
c) Le poisson nage en zigzag.
d) Les six couples de pinsons ont couvé en moyenne trois oisillons.
e) Le contenu de l’estomac est mélangé toutes les 20 secondes.
10. Parmi les énoncés suivants, lequel décrit le mieux la logique
de l’approche par hypothèses ?
a) Si je formule une hypothèse vérifiable, des expérimentations
et des observations l’appuieront.
b) Si ma prédiction est correcte, elle générera une hypothèse
vérifiable.
c) Si mes observations sont justes, elles appuieront mon hypothèse.
d) Si mon hypothèse est correcte, mon expérimentation devrait
donner certains résultats.
e) Si ma méthodologie est bonne, mes expériences devraient
générer une hypothèse réfutable.
11. FaItes un dessIn À l’aide de croquis, illustrez une hiérarchie
biologique semblable à celle de la figure 1.4, en utilisant le récif
de corail comme écosystème, un poisson en guise d’organisme,
son estomac en guise d’organe et son ADN en guise de molécule.
Votre dessin doit présenter tous les niveaux de la hiérarchie.
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
12. lIen aveC l’évolutIon
Une cellule procaryote typique possède environ 3 000 gènes
dans son ADN, tandis qu’une cellule humaine en possède environ
25 000. Environ 1 000 de ces gènes sont présents dans les deux types
de cellules. D’après ce que vous savez de l’évolution, expliquez
comment des organismes aussi différents peuvent avoir des gènes
en commun. Quels types de fonctions ces gènes communs
pourraient-ils remplir ?
13. IntéGratIon
À partir des résultats de l’étude de cas sur le mimétisme des serpents,
formulez une autre hypothèse que les chercheurs pourraient
examiner pour approfondir leur recherche.
14.
éCrIvez un texte
évolution Dans un court texte (de 100 à 150 mots), présentez
le point de vue de Darwin sur les mécanismes par lesquels la
sélection naturelle a favorisé l’unité et la diversité du vivant sur
la Terre. Votre propos doit reprendre certains éléments de preuve
de Darwin. (La page xv fournit un exemple de grille d’évaluation.)