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Caractéristiques et classification des organismes vivants

Biologie IGCSE · Sujet 1

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15:02

Caractéristiques & Classification

Une voiture bouge. Elle consomme du carburant, rejette des gaz d'échappement et réagit quand on tourne le volant. Une voiture est-elle vivante ? Non — et la biologie peut vous expliquer exactement pourquoi. Vivant…

Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés

1.1

Les sept caractéristiques des êtres vivants

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Décrire les caractéristiques des organismes vivants en décrivant : (a) le mouvement comme une action d'un organisme ou d'une partie de celui-ci provoquant un changement de position ou de lieu (b) la respiration comme les réactions chimiques dans les cellules qui décomposent les molécules nutritives et libèrent de l'énergie pour le métabolisme (c) la sensibilité comme la capacité à détecter et répondre aux changements de l'environnement interne ou externe (d) la croissance comme une augmentation permanente de la taille et de la masse sèche (e) la reproduction comme les processus qui produisent davantage d'organismes de même espèce (f) l'excrétion comme l'élimination des déchets métaboliques et des substances en excès des besoins (g) la nutrition comme l'absorption de matériaux pour l'énergie, la croissance et le développement

Source : Programme Cambridge International

Tous les êtres vivants partagent les mêmes sept caractéristiques 特征 — sept processus vitaux 生命过程 que tous les organismes 生物体 réalisent. Vous pouvez les retenir grâce aux lettres MRS GREN. L'examinateur attribue des points pour la formulation exacte, apprenez donc chaque définition.

Les sept caractéristiques de la vie orthographiant MRS GREN : Movement, Respiration, Sensitivity, Growth, Reproduction, Excretion, Nutrition
Les sept processus de la vie épellent MRS GREN
  • Movement 运动 — action d'un organisme, ou d'une partie de celui-ci, changeant sa position ou son emplacement.
  • Respiration 呼吸作用 — réactions chimiques dans les cellules 细胞 qui dégradent les molécules nutritives 营养物质 et libèrent de l'énergie 能量 pour le métabolisme 新陈代谢.
  • Sensitivity 应激性 — capacité à détecter et répondre aux changements de l'environnement 环境 interne ou externe.
  • Croissance 生长 — augmentation permanente de la taille et de la masse sèche 干重.
  • Reproduction 生殖 — processus permettant de produire davantage d'organismes de la même espèce.
  • Excretion 排泄 — élimination des produits de déchet 废物 du métabolisme, ainsi que des substances excédentaires (plus que ce dont le corps a besoin).
  • Nutrition 营养 — absorption de matériaux destinés à l'énergie, à la croissance et au développement.

Le métabolisme désigne l'ensemble des réactions chimiques se déroulant dans les cellules d'un organisme.

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Laboratoire sur les caractéristiques du vivant

Classez des observations réelles selon le processus de vie qu'elles illustrent.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
characteristics/ˌkærɪktəˈrɪstɪks/ 特征 tè zhēng
life processes/laɪf ˈprəʊsesɪz/ 生命过程 shēng mìng guò chéng
organisms/ˈɔːɡənɪzəmz/ 生物体 shēng wù tǐ
movement/ˈmuːvmənt/ 运动 yùn dòng
respiration/ˌrespɪˈreɪʃn/ 呼吸作用 hū xī zuò yòng
cells/selz/ 细胞 xì bāo
nutrient molecules/ˈnjuːtrɪənt ˈmɒlɪkjuːlz/ 营养物质 yíng yǎng wù zhì
energy/ˈenədʒi/ 能量 néng liàng
metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ 新陈代谢 xīn chén dài xiè
sensitivity/ˌsensɪˈtɪvɪti/ 应激性 yīng jī xìng
environment/enˈvaɪrənmənt/ 环境 huán jìng
growth/ɡrəʊθ/ 生长 shēng zhǎng
dry mass/draɪ mæs/ 干重 gàn zhòng
reproduction/rɪprəˈdʌkʃn/ 生殖 shēng zhí
excretion/ekˈskreʃn/ 排泄 pái xiè
waste products/weɪst ˈprɒdʌkts/ 废物 fèi wù
nutrition/njuːˈtrɪʃn/ 营养 yíng yǎng
classify/ˈklæsɪfaɪ/ 分类 fēn lèi
species/ˈspiːsiːz/ 物种 wù zhǒng
fertile offspring/ˈfɜːtaɪl ˈɒfsprɪŋ/ 可育后代 kě yù hòu dài
scientific name/saɪənˈtɪfɪk neɪm/ 学名 xué míng
binomial system/baɪˈnəʊmɪəl ˈsɪstəm/ 双名法 shuāng míng fǎ
genus/ˈdʒenəs/ 属 shǔ
1.2

Classification : classer les êtres vivants en groupes

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Indiquer que les organismes peuvent être classés en groupes selon les caractéristiques qu'ils partagent 5 Expliquer que les systèmes de classification visent à refléter les relations évolutives
2 Décrire une espèce comme un groupe d'organismes capables de se reproduire pour produire des descendants fertiles
3 Décrire le système binomial de nommage des espèces comme un système convenu internationalement où le nom scientifique d'un organisme est composé de deux parties indiquant le genre et l'espèce
4 Construire et utiliser des clés dichotomiques basées sur des caractères identifiables
6 Expliquer que les séquences de bases de l'ADN sont utilisées comme moyen de classification
7 Expliquer que les groupes d'organismes partageant un ancêtre plus récent (plus étroitement apparentés) ont des séquences de bases de l'ADN plus similaires que ceux ne partageant qu'un ancêtre lointain

Source : Programme Cambridge International

Un tiroir de musée contenant des coléoptères épinglés, disposés en rangées régulières par espèce
Un tiroir d'insectes de musée : la classification regroupe les organismes selon leurs caractéristiques communes

Il existe des millions d'espèces d'êtres vivants. Pour les étudier, les scientifiques les classifient 分类 — ils les trient en groupes selon les caractéristiques qu'ils partagent. Les organismes d'un même groupe partagent plus de traits entre eux qu'avec ceux d'autres groupes.

Espèces et système binomial

Le groupe le plus petit est l'espèce 物种. Une espèce est un groupe d'organismes capables de se reproduire pour produire des descendants fertiles 可育后代 ("fertile" signifie que les descendants peuvent eux-mêmes avoir des descendants).

Le nom Homo sapiens étiqueté : Homo est le genre avec une majuscule, sapiens est l'espèce avec une minuscule
Un nom scientifique : genre en majuscule et espèce en minuscule

Chaque espèce possède un nom scientifique 学名 à deux parties. Ce système de dénomination est le système binomial 双名法 — un système convenu dans le monde entier, de sorte que chaque scientifique utilise le même nom.

  • La première partie est le genre 属 (un groupe plus grand auquel appartient l'espèce). Il commence par une majuscule.
  • La deuxième partie est l'espèce. Elle commence par une minuscule.

Le nom entier est écrit en italiques, par exemple Homo sapiens (humains). Deux rats nommés Rattus norvegicus et Rattus rattus appartiennent au même genre mais sont des espèces différentes.

Clés dichotomiques

Une clé dichotomique 二歧检索表 est un outil qui vous aide à identifier un organisme inconnu. "Dichotomique" signifie "divisé en deux". À chaque étape, la clé vous donne deux choix concernant une caractéristique. Vous choisissez celui qui correspond à votre organisme, et ce choix vous renvoie à la paire suivante de choix. Vous répétez cette opération jusqu'à atteindre le nom de l'organisme.

Une clé dichotomique sous forme de diagramme de flux : chaque étape numérotée se divise en deux choix, menant à l'étape suivante ou à un animal nommé
Une clé dichotomique : chaque étape propose deux choix jusqu'à l'identification de l'organisme

Lorsque vous construisez une clé, choisissez des caractéristiques claires que vous pouvez observer — par exemple "possède des ailes / ne possède pas d'ailes" — et non des caractéristiques variables, telles que la taille.

Exemple résolu. Une clé indique : étape 1, possède des ailes, allez à l'étape 2 ; ne possède pas d'ailes, allez à l'étape 3. Étape 2, une paire d'ailes, c'est une mouche domestique ; deux paires d'ailes, c'est un papillon. Un insecte inconnu possède deux paires d'ailes. L'étape 1 ne demande qu'"ailes ou pas d'ailes ?", donc avoir des ailes vous mène à l'étape 2. À l'étape 2, "deux paires" donne papillon. Suivez le chemin indiqué par la clé, étape par étape — ne sautez jamais directement vers le nom qui semble correct.

Classification et ADN (Supplément)

La classification moderne tente de montrer les relations évolutives 进化关系 — à quel point différents organismes sont apparentés. Les organismes plus étroitement apparentés partagent un ancêtre 祖先 plus récent.

Pour mesurer cela, les scientifiques comparent la séquence de bases 碱基序列 de l'ADN (l'ordre des "lettres" chimiques qui composent les gènes 基因 d'un organisme). La règle est simple :

  • Les organismes partageant un ancêtre plus récent (plus étroitement apparentés) ont des séquences de bases d'ADN plus similaires.
  • Les organismes partageant uniquement un ancêtre éloigné ont des séquences de bases moins similaires.

Ainsi, une séquence de bases d'ADN peut être utilisée à la fois pour classifier les organismes et déterminer à quel point deux espèces sont apparentées.

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Travail pratique sur les rangs taxonomiques

Placez les exemples au bon niveau de la hiérarchie biologique.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
dichotomous key/daɪˈkɒtəməs kiː/ 二歧检索表 èr qí jiǎn suǒ biǎo
evolutionary relationships/ɪvəˈluːʃənəri rɪˈleɪʃənʃɪps/ 进化关系 jìn huà guān xì
ancestor/ˈænsestə/ 祖先 zǔ xiān
base sequence/beɪs ˈsiːkwəns/ 碱基序列 jiǎn jī xù liè
genes/dʒiːnz/ 基因 jī yīn
1.3

Royaumes

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Indiquer les principales caractéristiques utilisées pour placer les animaux et les plantes dans les royaumes appropriés 4 Indiquer les principales caractéristiques utilisées pour placer tous les organismes dans l'un des cinq royaumes : animal, végétal, fongique, procaryote, protoctiste
2 Indiquer les principales caractéristiques utilisées pour placer les organismes dans les groupes du règne animal, limité à : (a) les principaux groupes de vertébrés : mammifères, oiseaux, reptiles, amphibiens, poissons (b) les principaux groupes d'arthropodes : myriapodes, insectes, arachnides, crustacés 5 Indiquer les principales caractéristiques utilisées pour placer les organismes dans les groupes du règne végétal, limité aux fougères et aux plantes à fleurs (dicotylédones et monocotylédones)
3 Classer les organismes en utilisant les caractéristiques identifiées en 1.3.1 et 1.3.2 6 Classer les organismes en utilisant les caractéristiques identifiées en 1.3.4 et 1.3.5
7 Indiquer les caractéristiques des virus, limité à une capside protéique et du matériel génétique

Source : Programme Cambridge International

Les plus grands groupes dans lesquels les organismes sont classés s'appellent les royaumes 界. Au niveau Core, vous placez les organismes dans les deux premiers royaumes ci-dessous ; pour le Supplément, vous avez besoin des cinq royaumes. Vous décidez où un organisme appartient en examinant ses caractéristiques principales.

Un diagramme ramifié : les organismes vivants se divisent en cinq royaumes — Animal, Végétal, Fongique, Procaryote et Protoctiste — chacun avec une caractéristique clé
Les organismes vivants sont classés en cinq royaumes selon leurs caractéristiques principales
Royaume Caractéristiques principales
Animal 动物 formé de multiples cellules ; les cellules n'ont pas de paroi cellulaire 细胞壁 ; ne peuvent pas produire leur propre nourriture, donc ils se nourrissent d'autres organismes ; la plupart peuvent déplacer tout leur corps
Végétal 植物 formé de multiples cellules ; les cellules ont une paroi cellulaire ; produisent leur propre nourriture par photosynthèse 光合作用, donc de nombreuses cellules contiennent des chloroplastes 叶绿体
Fongique 真菌 par exemple moisissures 霉菌, champignons 蘑菇 et levure 酵母 ; ont des parois cellulaires ; ne font pas de photosynthèse ; se nourrissent de matière morte ou vivante
Procaryote 原核生物 par exemple bactéries 细菌 ; unicellulaires 单细胞 ; les cellules n'ont pas de noyau 细胞核
Protoctiste 原生生物 par exemple Amoeba et algues 藻类 ; généralement unicellulaires ; les cellules ont un noyau

Les royaumes fongique, procaryote et protoctiste sont exclusivement pour le Supplément.

Trois champignons rouge vif à taches blanches poussant sur une pelouse parsemée de feuilles mortes
Un champignon : l'amanite tue-mouches, un champignon
Micrographie électronique en fausses couleurs montrant de nombreuses bactéries Escherichia coli en forme de bâtonnets regroupées, colorées en bleu vif
Un procaryote (bactérie) : E. coli vu au microscope électronique

Regroupement du règne animal

Le règne animal est d'abord divisé en deux : les animaux avec colonne vertébrale et ceux sans.

Le règne animal se divise en vertébrés avec colonne vertébrale et arthropodes sans, chacun avec ses principaux groupes
Le règne animal se divise en vertébrés (avec colonne vertébrale) et arthropodes (sans colonne vertébrale), chacun avec ses principaux groupes

Vertébrés 脊椎动物 sont des animaux avec une colonne vertébrale 脊柱. Il y a cinq groupes principaux.

Groupe Caractéristiques principales
Mammifères 哺乳动物 possèdent des poils 毛发 ou du poil ; allaitent leurs petits
Oiseaux 鸟类 possèdent des plumes 羽毛 et un bec 喙 ; pondent des œufs à coquille dure
Reptiles 爬行动物 ont une peau sèche couverte d'écailles 鳞片 ; pondent des œufs à coquille cornée sur terre ferme
Amphibiens 两栖动物 ont une peau humide ; pondent des œufs dans l'eau ; les jeunes vivent dans l'eau
Poissons 鱼类 ont des écailles humides et des nageoires 鳍 ; respirent via des branchies 鳃 ; pondent des œufs dans l'eau

Arthropodes 节肢动物 sont des animaux sans colonne vertébrale. Ils ont un exosquelette dur (exosquelette 外骨骼) et des pattes articulées (articulations 关节). Il y a quatre groupes principaux.

Groupe Caractéristiques principales
Insectes 昆虫 corps en 3 parties ; 3 paires de pattes ; généralement 2 paires d'ailes ; 1 paire d'antennes 触角
Arachnides 蛛形类 corps en 2 parties ; 4 paires de pattes ; pas d'ailes ; pas d'antennes
Crustacés 甲壳类 plusieurs paires de pattes ; 2 paires d'antennes ; la plupart vivent dans l'eau
Myriapodes 多足类 long corps composé de nombreux segments 体节 ; une ou deux paires de pattes sur chaque segment

Regroupement du règne végétal (Supplément)

Les plantes sont également classées en groupes. Vous en devez connaître deux.

  • Fougères 蕨类植物 — ont des racines, des tiges et des feuilles, mais ne font pas de fleurs ni de graines. Elles se reproduisent par de minuscules spores 孢子.
  • Plantes à fleurs 开花植物 — font des fleurs et forment des graines 种子 à l'intérieur de la fleur. Elles se divisent en deux groupes selon leurs cotylédons (les premières feuilles à l'intérieur d'une graine, appelées cotylédons 子叶) :
Groupe Caractéristiques
Monocotylédones 单子叶植物 la graine a non cotylédon ; longues feuilles étroites ; les nervures 叶脉 courent côte à côte (parallèles)
Dicotylédones 双子叶植物 la graine a deux cotylédons ; larges feuilles ; les nervures forment un réseau ramifié
Deux feuilles comparées : une feuille monocotylédone longue et étroite avec des nervures parallèles, et une feuille dicotylédone large avec une nervure médiane et un réseau de nervures ramifiées
Les feuilles monocotylédones ont des nervures parallèles ; les feuilles dicotylédones ont un réseau de nervures ramifiées

Virus (Supplément)

Virus 病毒 ne sont placés dans aucun royaume. Ils ne sont pas constitués de cellules, donc beaucoup de scientifiques ne les considèrent pas comme vivants. Un virus est très simple, avec seulement deux parties :

  • une enveloppe externe de protéine 蛋白质外壳, et
  • du matériel génétique 遗传物质 (ses gènes) à l'intérieur.
Un virus simple dessiné comme une enveloppe protéique hexagonale avec une chaîne de matériel génétique à l'intérieur
Un virus n'est qu'une enveloppe protéique entourant son matériel génétique

Un virus ne peut pas effectuer seul les processus vitaux. Il ne peut se reproduire que dans les cellules vivantes d'un hôte 宿主 — l'organisme qu'il infecte.

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Travail pratique sur les groupes d'organismes

Comparez les groupes d'organismes selon le caractère qui les identifie.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
kingdoms/ˈkɪŋdəmz/ 界 jiè
animal/ˈænɪml/ 动物 dòng wù
cell wall/sel wɔːl/ 细胞壁 xì bāo bì
plant/plænt/ 植物 zhí wù
photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ 光合作用 guāng hé zuò yòng
chloroplasts/ˈklɔːrəʊplæsts/ 叶绿体 yè lǜ tǐ
fungus/ˈfʌŋɡəs/ 真菌 zhēn jūn
moulds/məʊldz/ 霉菌 méi jūn
mushrooms/ˈmʌʃruːmz/ 蘑菇 mó gū
yeast/jiːst/ 酵母 jiào mǔ
prokaryote/ˈprɒkərɪəʊt/ 原核生物 yuán hé shēng wù
bacteria/bækˈtɪərɪə/ 细菌 xì jūn
single-celled/ˈsɪŋɡl seld/ 单细胞 dān xì bāo
nucleus/ˈnjuːklɪəs/ 细胞核 xì bāo hé
protoctist/ˈprəʊtəʊktɪst/ 原生生物 yuán shēng shēng wù
algae/ˈælɡiː/ 藻类 zǎo lèi
vertebrates/ˈvɜːtɪbreɪts/ 脊椎动物 jǐ zhuī dòng wù
backbone/ˈbækbəʊn/ 脊柱 jí zhù
mammals/ˈmæmlz/ 哺乳动物 bǔ rǔ dòng wù
fur/fɜː/ 毛发 máo fà
birds/bɜːdz/ 鸟类 niǎo lèi
feathers/ˈfeðəz/ 羽毛 yǔ máo
beak/biːk/ 喙 huì
reptiles/ˈreptaɪlz/ 爬行动物 pá xíng dòng wù
scales/skeɪlz/ 鳞片 lín piàn
amphibians/æmˈfɪbɪənz/ 两栖动物 liǎng qī dòng wù
fish/fɪʃ/ 鱼类 yú lèi
fins/fɪnz/ 鳍 qí
gills/ɡɪlz/ 鳃 sāi
arthropods/ˈɑːθrəpɒdz/ 节肢动物 jié zhī dòng wù
exoskeleton/ˈeksəʊskelɪtn/ 外骨骼 wài gǔ gé
joints/dʒɔɪnts/ 关节 guān jié
insects/ˈɪnsekts/ 昆虫 kūn chóng
antennae/ænˈteniː/ 触角 chù jiǎo
arachnids/əˈræknɪdz/ 蛛形类 zhū xíng lèi
crustaceans/krʌˈsteɪʃnz/ 甲壳类 jiǎ qiào lèi
myriapods/ˈmaɪrɪæpɒdz/ 多足类 duō zú lèi
segments/ˈseɡmənts/ 体节 tǐ jié
ferns/fɜːnz/ 蕨类植物 jué lèi zhí wù
spores/spɔːz/ 孢子 bāo zǐ
flowering plants/ˈflaʊərɪŋ plænts/ 开花植物 kāi huā zhí wù
seeds/siːdz/ 种子 zhǒng zi
cotyledons/ˌkɒtɪˈliːdnz/ 子叶 zǐ yè
monocotyledons/ˌmɒnəʊˌkɒtɪˈliːdnz/ 单子叶植物 dān zi yè zhí wù
leaf veins/liːf veɪnz/ 叶脉 yè mài
dicotyledons/ˌdɪkətɪˈliːdnz/ 双子叶植物 shuāng zǐ yè zhí wù
viruses/ˈvaɪrəsɪz/ 病毒 bìng dú
protein coat/ˈprəʊtiːn kəʊt/ 蛋白质外壳 dàn bái zhì wài ké
genetic material/dʒɪˈnetɪk məˈtɪərɪəl/ 遗传物质 yí chuán wù zhì
host/həʊst/ 宿主 sù zhǔ
1.3

Conseils d'examen

  • Apprenez par cœur les sept caractéristiques avec leurs définitions exactes. Écrivez-les sous forme de phrases claires et complètes.
  • La digestion 消化 n'est pas l'une des sept caractéristiques — c'est juste une partie de la nutrition. "Respirer" n'est pas non plus l'une des sept.
  • Dans un nom scientifique, le genre commence par une majuscule et l'espèce par une minuscule, et les deux sont en italiques.
  • Pour utiliser une clé dichotomique, commencez par la première paire de choix et suivez le chemin étape par étape. Ne sautez pas d'étapes.
  • Séquence de bases d'ADN plus similaire → les organismes sont plus étroitement apparentés (ils partagent un ancêtre plus récent).
Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
digestion/daɪˈdʒestʃn/ 消化 xiāo huà

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