Licence 2 CPES Modélisation et numérique en sciences de la vie

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Programme de mathématiques de la deuxième année, partie enseignée au Lycée Joffre :

# Rappels d'algèbre linéaire et compléments de géométrie euclidienne

# Probabilités avancées

# Compléments d’analyse des fonctions d’une variable

# Fonctions de plusieurs variables

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Cette UE est une UE transversale de L2 SV visant à donner aux étudiants en Biologie des bases de connaissances fondamentales sur le fonctionnement des plantes permettant de comprendre les enjeux actuels des Agro-sciences végétales.

Les notions de base de Physiologie / Biologie Fonctionnelle des Plantes suivantes seront étudiées : 

approches expérimentales essentielles: transgénèse végétale, génétique directe et inverse

bases de l’autotrophie

mécanismes à la base des grandes étapes du développement d’une angiosperme : fonctionnement des méristèmes, transition florale, fécondation.

l’auxine, une hormone majeure pour le développement des plantes et leur réponse à l’environnement abiotique

Les séances de Travaux Pratiques permettront aux étudiants de manipuler la régulation de la nutrition hydrique des plantes et d’analyser leur nutrition minérale à l’aide de différents dosages biochimiques (photométrie de flamme, spectrophotométrie). 

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Cette UE est une introduction aux concepts généraux de l’écologie scientifique : niveaux d’organisation, mesures et conservation de la biodiversité, biogéographie, facteurs biotiques et abiotiques de répartition et de dynamique de la biodiversité. Elle permet aussi d’appréhender les méthodes utilisées en écologie scientifique : intérêt de l’expérimentation, réflexion sur la construction d’un protocole, analyse de données, compte-rendus oral et écrit d’une expérience

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Compléments d'algèbre linéaire, théorie de la réduction et applications 

# Compléments d'algèbre linéaire, notion de somme directe

# Déterminants

# Réduction : diagonalisation et applications à l'étude de systèmes dynamiques discrets et continus en physique, chimie, biologie ou économie.

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Cet enseignement poursuit la formation des étudiant-e-s en mathématiques appliquées avec un focus sur les méthodes numériques.

Programme (pourra être modifié selon les années et le temps disponible) :

# analyse numérique matricielle

# intégration numérique

# résolution numérique des équations diférentielles

# initiation à l'étude qualitative d'équations différentielles non linéaires

.

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Le cours d'informatique de 2e année dispensé au Lycée est centré sur les concepts avancés en algorithmique et programmation :

# Structures de données arborescentes : arbres binaires, tas, ABR, files de priorité

# Tri par tas, borne inférieure sur le tri

# Structure de graphes : représentations (matrices d’adjacence, listes d’arêtes, listes de voisins)

# Algorithmes de bases (connexité, parcours profondeurs et largeurs, tri topologique)

# Calcul de distance (Dijkstra, implémentation avec tas)

# Introduction à la programmation objet (encapsulation, liaison tardive, classes, méthodes, etc.)

# Programmation en Python

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Cette UE complète la formation en informatique en ouvrant vers l'étude des systèmes d'information et bases de données (conception des traitements dans un système d’information et la gestion de bases de données relationnelles) :

# Systèmes d’information : introduction du modèle entité/association, modèle relationnel, modélisation des traitements (modèle conceptuel de traitement, modèle organisationnel de traitement)

# Bases de Données : création, manipulation et interrogation de BD relationnelles.

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Ce module doit permettre aux étudiants d'acquérir :

Les notions de bases en Physiologie : Concept d'homéostasie ; niveaux d’organisation du corps humain ; compartiments du Milieu Intérieur ; étude du système endocrine ; équilibres acido-basique et hydro-minéral ; études anatomique et fonctionnelle du système nerveux central et périphérique.

Les notions de bases en Immunologie :

Présentation générale du système immunitaire ; étude des lymphocytes T et B, des cellules présentatrices d'antigène ; étude de l'immunité antimicrobienne et du complément.

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière sur l'expression orale.

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L’UE aborde les notions théoriques de biologie végétale, en utilisant comme modèle le groupe des Spermatophytes. Elle vise à définir les notions et le vocabulaire spécifique de la morphologie, de l’anatomie, de la reproduction et des cycles biologiques.

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L’UE s’intéresse à décrire les caractéristiques morpho-anatomiques des plans d’organisation majeurs des métazoaires rencontrés dans les faunes actuelles et passées, ainsi qu’à expliquer leur origine et leur dynamique d’apparition. Elle développe ainsi une vision des organismes basée sur la paléontologie et la zoologie. Elle abordera principalement l’origine des métazoaires et les principales divisions que sont les diploblastiques et les triploblastiques ainsi que des notions de base relatives au positionnement et aux relations phylogénétiques entre taxons (mono- et paraphylie, convergence évolutive…). Elle est classiquement divisée en cours magistraux, travaux dirigés qui viseront principalement à illustrer et étayer des aspects liés à la biodiversité des taxons et en travaux pratiques dans des séances visant à l’acquisition de compétences, notamment et obligatoirement en dissection.

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Programme de mathématiques de la deuxième année, partie enseignée au Lycée Joffre :

# Rappels d'algèbre linéaire et compléments de géométrie euclidienne

# Probabilités avancées

# Compléments d’analyse des fonctions d’une variable

# Fonctions de plusieurs variables

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Cette UE est une UE transversale de L2 SV visant à donner aux étudiants en Biologie des bases de connaissances fondamentales sur le fonctionnement des plantes permettant de comprendre les enjeux actuels des Agro-sciences végétales.

Les notions de base de Physiologie / Biologie Fonctionnelle des Plantes suivantes seront étudiées : 

approches expérimentales essentielles: transgénèse végétale, génétique directe et inverse

bases de l’autotrophie

mécanismes à la base des grandes étapes du développement d’une angiosperme : fonctionnement des méristèmes, transition florale, fécondation.

l’auxine, une hormone majeure pour le développement des plantes et leur réponse à l’environnement abiotique

Les séances de Travaux Pratiques permettront aux étudiants de manipuler la régulation de la nutrition hydrique des plantes et d’analyser leur nutrition minérale à l’aide de différents dosages biochimiques (photométrie de flamme, spectrophotométrie). 

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Cette UE est une introduction aux concepts généraux de l’écologie scientifique : niveaux d’organisation, mesures et conservation de la biodiversité, biogéographie, facteurs biotiques et abiotiques de répartition et de dynamique de la biodiversité. Elle permet aussi d’appréhender les méthodes utilisées en écologie scientifique : intérêt de l’expérimentation, réflexion sur la construction d’un protocole, analyse de données, compte-rendus oral et écrit d’une expérience

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Compléments d'algèbre linéaire, théorie de la réduction et applications 

# Compléments d'algèbre linéaire, notion de somme directe

# Déterminants

# Réduction : diagonalisation et applications à l'étude de systèmes dynamiques discrets et continus en physique, chimie, biologie ou économie.

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Cet enseignement poursuit la formation des étudiant-e-s en mathématiques appliquées avec un focus sur les méthodes numériques.

Programme (pourra être modifié selon les années et le temps disponible) :

# analyse numérique matricielle

# intégration numérique

# résolution numérique des équations diférentielles

# initiation à l'étude qualitative d'équations différentielles non linéaires

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Le cours d'informatique de 2e année dispensé au Lycée est centré sur les concepts avancés en algorithmique et programmation :

# Structures de données arborescentes : arbres binaires, tas, ABR, files de priorité

# Tri par tas, borne inférieure sur le tri

# Structure de graphes : représentations (matrices d’adjacence, listes d’arêtes, listes de voisins)

# Algorithmes de bases (connexité, parcours profondeurs et largeurs, tri topologique)

# Calcul de distance (Dijkstra, implémentation avec tas)

# Introduction à la programmation objet (encapsulation, liaison tardive, classes, méthodes, etc.)

# Programmation en Python

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Cette UE complète la formation en informatique en ouvrant vers l'étude des systèmes d'information et bases de données (conception des traitements dans un système d’information et la gestion de bases de données relationnelles) :

# Systèmes d’information : introduction du modèle entité/association, modèle relationnel, modélisation des traitements (modèle conceptuel de traitement, modèle organisationnel de traitement)

# Bases de Données : création, manipulation et interrogation de BD relationnelles.

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Ce module doit permettre aux étudiants d'acquérir :

Les notions de bases en Physiologie : Concept d'homéostasie ; niveaux d’organisation du corps humain ; compartiments du Milieu Intérieur ; étude du système endocrine ; équilibres acido-basique et hydro-minéral ; études anatomique et fonctionnelle du système nerveux central et périphérique.

Les notions de bases en Immunologie :

Présentation générale du système immunitaire ; étude des lymphocytes T et B, des cellules présentatrices d'antigène ; étude de l'immunité antimicrobienne et du complément.

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière sur l'expression orale.

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Programme de mathématiques de la deuxième année, partie enseignée au Lycée Joffre :

# Rappels d'algèbre linéaire et compléments de géométrie euclidienne

# Probabilités avancées

# Compléments d’analyse des fonctions d’une variable

# Fonctions de plusieurs variables

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Initiation à l’utilisation de méthodes de fouille de données :

# Motivations, domaines d’application

# Tâches de fouille de données (classification, estimation, prédiction, etc.)

# Traitement sur les données (pré/post-traitements)

# Apprentissage supervisé (méthode de Bayes, k plus proches voisins, réseaux de neurones, etc.)

# Apprentissage non supervisé (k-means)

# Évaluation des méthodes

# Logiciels de fouille de données (R, Scikit, Weka, etc.)

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L’UE de Physiologie de grandes fonctions du semestre 4 du CPES vise à compléter le cours consacré à l'étude du rôle et les interactions des différents systèmes de l'organisme qui concourent à maintenir constant le milieu intérieur. Cet enseignement est réalisé en travaux pratiques et travaux dirigés.

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Cet enseignement poursuit la formation des étudiant-e-s en mathématiques appliquées, notamment l'usage des outils statistiques :

# Notions de populations et d'échantillons aléatoires.

# Estimateurs.

#Erreur quadratique moyenne et décomposition biais – variance.

# Estimateurs empiriques de la moyenne et de la variance. Construction d’estimateurs par la méthode des moments. Maximum de vraisemblance.
Estimation par intervalle.

# Tests d'hypothèses : hypothèse nulle, hypothèse alternative. Erreurs de première et de seconde espèce. Puissance d’un test. Statistique de test, région de rejet. Exemples de tests classiques.

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L’objectif de cette UE est d’appréhender les processus évolutifs, à la fois aux échelles micro- et macro-évolutives.

En se basant sur des exemples, des manipulations et de la modélisation accessible, les enseignements viseront à présenter de façon concrète et quantitative les effets des 4 forces évolutives opérant à l’échelle des individus et des populations (mutation, migration, sélection et dérive). L’intégration de ces processus micro-évolutifs à des échelles de temps plus grandes (par ex. différenciation entre lignées, spéciation) sera ensuite abordée. Pour finir, l’UE comprendra une initiation aux outils de phylogénie (lecture et construction d’arbres) permettant d’étudier les évènements macro-évolutifs (diversification, extinction) et retracer des changements d’états de caractères notamment en y intégrant des données fossiles.

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- Physiologie des grandes fonctions : anatomie et fonctions des systèmes cardio-vasculaire, respiratoire, rénal et digestif.

- Biologie cellulaire et moléculaire 3 : fonctionnement du cytosquelette, adhérence cellulaire, trafic des protéines et méthodes d’étude, régulation du cycle cellulaire, immunoprécipitation, vidéomicroscopie à fluorescence, ARN interférence, surexpression, régulation de l'expression génique : régulation transcriptionnelle (répresseur, activateur) et atténuation chez les procaryotes, mécanismes de régulation de l'expression chez les eucaryotes.

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Le cours d'informatique de 2e année dispensé au Lycée est centré sur les concepts avancés en algorithmique et programmation :

# Structures de données arborescentes : arbres binaires, tas, ABR, files de priorité

# Tri par tas, borne inférieure sur le tri

# Structure de graphes : représentations (matrices d’adjacence, listes d’arêtes, listes de voisins)

# Algorithmes de bases (connexité, parcours profondeurs et largeurs, tri topologique)

# Calcul de distance (Dijkstra, implémentation avec tas)

# Introduction à la programmation objet (encapsulation, liaison tardive, classes, méthodes, etc.)

# Programmation en Python

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière sur l'expression orale.

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Cette UE obligatoire va permettre aux étudiants d’approfondir leurs compétences acquises en « biochimie S3 ». Elle va leur permettre d’appréhender le métabolisme cellulaire par:

-la compréhension de la bioénergétique  afin d’étudier les processus par lesquelles les cellules vivantes véhiculent, transmettent, utilisent, accumulent et libèrent de l’énergie;
-l’étude du catabolisme et de l’anabolisme des glucides, lipides, nucléotides, acides aminés ainsi que des interactions métaboliques entre ces voies.

- la description de pathologies métaboliques.

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Dans ce cours d’introduction à l’analyse génétique, les objectifs sont de connaître les termes, les principes, les concepts et les méthodes utilisés en génétique formelle, ainsi que leurs champs d’application notamment en génétique humaine et médicale. Ce cours couvre la génétique de la transmission (mendélienne ou non mendélienne), la génétique quantitative et des notions de génétique des populations. Tout au long du cours, des liens sont étroitement établis entre génétique classique et génétique moléculaire.

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Cette UE vise à élargir les connaissances acquises précédemment à différents secteurs de la microbiologie notamment en écologie microbienne.

Elle traitera  des relations pathogènes, mais présentera également des exemples d'associations symbiotiques. Elle abordera les applications des microorganismes en biotechnologie. Elle décrira le mode d’action des antibiotiques et les phénomènes de résistance associés, ainsi que leur impact.

L'UE abordera la notion d'écologie virale en présentant la place et le rôle des virus dans les écosystèmes. Le cas des bactériophages sera traité plus spécifiquement et les mécanismes de résistance des bactéries à l'infection phagique seront détaillés. Les différents types d'infection virale chez les animaux seront présentés (infections aiguë et persistantes) et illustrés grâce à l'étude de la pathogenèse d'infections virales choisies.

Les connaissances sur les microorganismes seront élargies par l’étude des Archées et d’un organisme eucaryote modèle, la levure.

Les travaux pratiques porteront sur la réalisation d’un antibiogramme et son interprétation,  et sur le titrage de bactériophages.

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Cet enseignement, similaire dans l'esprit au projet de première année, est une initiation à la démarche de recherche, plus poussée qu'en première année : il comprend une immersion dans un laboratoire de recherche, une étude bibliographique, et la réalisation d'un projet impliquant l'étude d'un contexte biologique, l'acquisition de données expérimentales ou d'observation, et la mise en oeuvre d'une démarche de modélisation et/ou de simulation numérique.

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Programme de mathématiques de la deuxième année, partie enseignée au Lycée Joffre :

# Rappels d'algèbre linéaire et compléments de géométrie euclidienne

# Probabilités avancées

# Compléments d’analyse des fonctions d’une variable

# Fonctions de plusieurs variables

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Initiation à l’utilisation de méthodes de fouille de données :

# Motivations, domaines d’application

# Tâches de fouille de données (classification, estimation, prédiction, etc.)

# Traitement sur les données (pré/post-traitements)

# Apprentissage supervisé (méthode de Bayes, k plus proches voisins, réseaux de neurones, etc.)

# Apprentissage non supervisé (k-means)

# Évaluation des méthodes

# Logiciels de fouille de données (R, Scikit, Weka, etc.)

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L’UE prolonge une UE de L2 S3 s’intéressant à décrire les caractéristiques morpho-anatomiques des plans d’organisation majeurs des métazoaires rencontrés dans les faunes actuelles et passées, ainsi qu’à expliquer leur origine et leur dynamique d’apparition à travers l’acquisition de compétences en paléontologie et en zoologie. En S4, celle-ci explorera principalement les subdivisions majeures au sein des organismes protostomiens que sont les lophotrochozoaires (annélides mollusques, brachiopodes,…) et les ecdysozoaires (arthropodes, nématodes,…), tout en soulignant leurs relations phylogénétiques que leurs importances ou impacts socio-économiques. L’UE est classiquement divisée en cours magistraux, travaux dirigés qui viseront principalement à illustrer et étayer des aspects liés à la biodiversité des taxons et en travaux pratiques dans des séances visant à l’acquisition de compétences, notamment et obligatoirement à travers la réalisation de certaines dissections.

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Cet enseignement poursuit la formation des étudiant-e-s en mathématiques appliquées, notamment l'usage des outils statistiques :

# Notions de populations et d'échantillons aléatoires.

# Estimateurs.

#Erreur quadratique moyenne et décomposition biais – variance.

# Estimateurs empiriques de la moyenne et de la variance. Construction d’estimateurs par la méthode des moments. Maximum de vraisemblance.
Estimation par intervalle.

# Tests d'hypothèses : hypothèse nulle, hypothèse alternative. Erreurs de première et de seconde espèce. Puissance d’un test. Statistique de test, région de rejet. Exemples de tests classiques.

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L’objectif de cette UE est d’appréhender les processus évolutifs, à la fois aux échelles micro- et macro-évolutives.

En se basant sur des exemples, des manipulations et de la modélisation accessible, les enseignements viseront à présenter de façon concrète et quantitative les effets des 4 forces évolutives opérant à l’échelle des individus et des populations (mutation, migration, sélection et dérive). L’intégration de ces processus micro-évolutifs à des échelles de temps plus grandes (par ex. différenciation entre lignées, spéciation) sera ensuite abordée. Pour finir, l’UE comprendra une initiation aux outils de phylogénie (lecture et construction d’arbres) permettant d’étudier les évènements macro-évolutifs (diversification, extinction) et retracer des changements d’états de caractères notamment en y intégrant des données fossiles.

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- Physiologie des grandes fonctions : anatomie et fonctions des systèmes cardio-vasculaire, respiratoire, rénal et digestif.

- Biologie cellulaire et moléculaire 3 : fonctionnement du cytosquelette, adhérence cellulaire, trafic des protéines et méthodes d’étude, régulation du cycle cellulaire, immunoprécipitation, vidéomicroscopie à fluorescence, ARN interférence, surexpression, régulation de l'expression génique : régulation transcriptionnelle (répresseur, activateur) et atténuation chez les procaryotes, mécanismes de régulation de l'expression chez les eucaryotes.

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Le cours d'informatique de 2e année dispensé au Lycée est centré sur les concepts avancés en algorithmique et programmation :

# Structures de données arborescentes : arbres binaires, tas, ABR, files de priorité

# Tri par tas, borne inférieure sur le tri

# Structure de graphes : représentations (matrices d’adjacence, listes d’arêtes, listes de voisins)

# Algorithmes de bases (connexité, parcours profondeurs et largeurs, tri topologique)

# Calcul de distance (Dijkstra, implémentation avec tas)

# Introduction à la programmation objet (encapsulation, liaison tardive, classes, méthodes, etc.)

# Programmation en Python

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L’UE aborde les différents groupes de végétaux (« algues », « cryptogames », Spermatophytes), en précisant pour chacun d’eux leur position et leur nature phylogénétique (groupe mono- ou paraphylétique), leur origine et leurs spécificités sur les plans morpho-anatomique, reproducteur et écologique.

4 CM présentent les différents groupes de végétaux : CM1, diversité des « algues » ; CM2, cycles biologiques des « algues » ; CM3, « cryptogames » ; CM4, Spermatophytes.

6 TD abordent des notions transversales sur la base d’exercices réalisés à l’oral ou à l’écrit : TD1, Cycles biologiques ; TD2, Endosymbiose ; TD3, Interactions ; TD4, Adaptation ; TD5, Polyploïdie ; TD6, Phylogénie.

6 TP illustrent les notions abordées en CM et TD avec du matériel vivant : TP1, « algues »1 ; TP2, « algues »2 ; TP3, « bryophytes » ; TP4, « ptéridophytes » ; TP5, Gymnospermes, appareil végétatif ; TP6, Gymnospermes, reproduction.

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L’UE d’écologie fonctionnelle vise à apporter des bases solides sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres, et en particulier sur le rôle joué par les organismes vivants dans les flux de matière au sein de ceux-ci. Les principaux processus abordés sont la production primaire, les relations de consommation et en particulier d’herbivorie, et le processus de décomposition et de transformation de la matière organique du sol. Pour chacun de ces processus, une attention particulière est portée sur (1) le lien entre les stratégies des organismes et leur fonction dans l’écosystème, et (2) le fait de baser la présentation des concepts sur des constats de terrain, mettant en avant des caractéristiques des organismes ou de l’écosystème auxquelles les étudiants pourraient être confrontés lors de sortie de terrain.

Cette UE s’insère ainsi entre une présentation plus large de l’écologie au S1 (HLBE304) et amène des notions nécessaires à l’UE de L3 d’écologie des communautés.

L’accent est mis sur des aspects pratiques, au travers notamment d’une série de travaux pratiques par groupe, où une hypothèse simple mais scientifiquement pertinente sera testée expérimentalement grâce à un protocole adéquate.

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière sur l'expression orale.

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Cet enseignement, similaire dans l'esprit au projet de première année, est une initiation à la démarche de recherche, plus poussée qu'en première année : il comprend une immersion dans un laboratoire de recherche, une étude bibliographique, et la réalisation d'un projet impliquant l'étude d'un contexte biologique, l'acquisition de données expérimentales ou d'observation, et la mise en oeuvre d'une démarche de modélisation et/ou de simulation numérique.

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