Option biotechnologies · Seconde
Biotechnologies et environnement : exercices de seconde
Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Les biotechnologies utilisent des cellules, des enzymes, des micro-organismes ou des éléments du vivant (ADN, protéines) pour créer des produits ou des services utiles.6
- Les biotechnologies vertes cherchent à augmenter et à améliorer les récoltes en utilisant moins de produits chimiques, pour ménager l'environnement.6
- Les biotechnologies jaunes répondent aux enjeux de l'énergie et de la protection de l'environnement.6
- La bioéconomie remplace peu à peu le carbone fossile par du carbone renouvelable, grâce à la chimie verte et aux biotechnologies.5
- Pour un calcul : repère la donnée de départ, convertis les pourcentages en fractions, calcule, puis écris l'unité.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler les idées du chapitre : ce qu'est une biotechnologie, comment elle aide l'environnement, et pourquoi elle fait l'objet d'un débat. Ils vont du plus simple (niveau 1) au plus exigeant (niveau 3). Les situations chiffrées sont inventées pour s'entraîner : elles ne décrivent pas une exploitation ou une usine réelle.
Pour chaque exercice, essaie d'abord sans regarder la correction. Si tu bloques, ouvre un indice, puis un second. Regarde la correction en dernier, et compare chaque étape avec ton raisonnement, pas seulement le résultat.
Les exercices
Exercice 1 Reconnaître les techniques de la biologie végétale
Les biotechnologies vertes s'appuient sur des techniques de recherche en biologie végétale.4 On te donne cette liste : culture in vitro, transgénèse, marquage moléculaire, séquençage de gènes, édition de gènes, fabrication d'un yaourt à la ferme.
- Parmi ces éléments, lesquels sont cités comme techniques utilisées en biotechnologie végétale ?
- Lequel relève plutôt d'une fermentation ancienne ?
- Pourquoi les chercheurs investissent-ils massivement dans la génomique ?
Indice 1
Les techniques moléculaires citées vont du marquage à l'édition de gènes.
Indice 2
La fermentation fait partie des tout premiers usages du vivant, avec le pain, le vin ou la bière.
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Relis la liste : la culture in vitro est citée comme technique de culture, la transgénèse, le marquage moléculaire, le séquençage de gènes et l'édition de gènes comme techniques moléculaires.4
Écarte l'élément restant : le yaourt est obtenu par fermentation, un usage très ancien du vivant.6
Pour la question 3, relie les idées : les innovations dépendent de ce que l'on sait du fonctionnement du génome et des plantes. Il faut donc séquencer les gènes et connaître leurs fonctions.4
Cinq éléments sur six sont des techniques de biologie végétale. Le sixième, le yaourt, illustre la fermentation, l'une des plus anciennes biotechnologies.
Exercice 2 Définir une biotechnologie
Voici quatre situations :
- A. Une bactérie cultivée en laboratoire produit une molécule utile pour une application médicale.
- B. Un élève observe un caillou au microscope.
- C. Une levure transforme des sucres lors de la fabrication d'une bière.
- D. Un laboratoire utilise une enzyme pour fabriquer un ingrédient cosmétique.
- Rappelle avec tes mots la définition d'une biotechnologie.
- Indique quelles situations en sont.
- Pourquoi dit-on que les biotechnologies se situent à l'interface de plusieurs disciplines ?
Indice 1
Cherche dans chaque situation un élément du vivant (cellule, enzyme, micro-organisme) ou une de ses molécules.
Indice 2
Pense aux disciplines nécessaires pour concevoir un produit : biologie, chimie, informatique, ingénierie.
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Formule la définition : une biotechnologie est une technique qui met à profit le vivant, c'est-à-dire un organisme entier ou seulement une de ses parties ou molécules, pour créer un produit ou un service qui sert aux humains.6
Teste chaque situation. A : une bactérie est un micro-organisme, donc oui. B : un caillou n'est pas vivant et rien n'est produit, donc non. C : une levure est un micro-organisme, la fermentation est une biotechnologie ancienne, donc oui. D : une enzyme est une molécule issue du vivant, donc oui.6
Explique l'interface : selon le projet, on mélange la biologie, la chimie, l'informatique, l'ingénierie, les sciences de l'environnement ou la santé pour concevoir et fabriquer.6
Les situations A, C et D sont des biotechnologies. La situation B est une simple observation, sans usage du vivant pour fabriquer un produit ou un service.
Exercice 3 Économiser des engrais
Les biotechnologies vertes cherchent à produire plus et mieux avec moins d'intrants chimiques.6 Dans une situation inventée, une exploitation de 25 hectares épand 120 kg d'engrais par hectare. Une variété de blé améliorée permet de réduire cette quantité de 30 %.
Quelle masse d'engrais (en kg) l'exploitation économise-t-elle sur l'ensemble de ses 25 hectares ?
Indice 1
Commence par calculer l'économie par hectare : 30 % de 120 kg.
Indice 2
Multiplie ensuite par le nombre d'hectares.
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Convertis le pourcentage : .
Économie par hectare : kg par hectare.
Économie totale : kg.
Vérifie l'ordre de grandeur : sans économie, l'exploitation utiliserait kg. Retirer 30 % donne bien kg.
L'exploitation économise 900 kg d'engrais, soit 30 % de ses 3 000 kg initiaux.
Exercice 4 Mesurer une hausse de rendement
Les biotechnologies végétales contribuent à l'amélioration des plantes.4 Dans un essai inventé, une parcelle cultivée avec une variété classique donne 6,0 tonnes par hectare. La même parcelle, avec une variété améliorée, donne 6,9 tonnes par hectare.
De quel pourcentage le rendement a-t-il augmenté ?
Indice 1
Calcule d'abord la différence entre les deux rendements.
Indice 2
Divise cette différence par le rendement de départ, pas par le rendement d'arrivée.
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Calcule l'augmentation : tonne par hectare.
Choisis la référence : c'est le rendement de départ, 6,0 t/ha.
Calcule le taux : .
Convertis en pourcentage : .
Le rendement a augmenté de 15 %. Diviser par 6,9 au lieu de 6,0 aurait donné environ 13 %, ce qui est faux : la référence est toujours la valeur initiale.
Exercice 5 Comprendre une marée verte
Dans certains lacs, cours d'eau ou secteurs côtiers, des algues, parfois toxiques, se multiplient de façon excessive : on parle de marées vertes, un signe d'eutrophisation des milieux aquatiques.4 Le CNRS, l'Ifremer, l'Inra et Irstea ont mené ensemble une expertise collective sur ce phénomène, commandée par les ministères chargés de l'Agriculture et de l'Environnement. Les résultats ont été exposés lors d'un colloque le 19 septembre 2017.4
- Donne en une phrase la signification de « marée verte ».
- Qui a commandé l'expertise et quels organismes l'ont réalisée ?
- Pourquoi des organismes de recherche et des ministères travaillent-ils ensemble sur ce sujet, selon toi ?
- Cite un domaine des biotechnologies jaunes lié à ce problème.
Indice 1
Les marées vertes sont une manifestation d'un phénomène plus général, l'eutrophisation.
Indice 2
Les biotechnologies jaunes concernent l'environnement et l'énergie.
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Réponse 1 : une marée verte est une multiplication excessive d'algues, parfois toxiques, dans un lac, un cours d'eau ou une zone côtière ; elle traduit l'eutrophisation du milieu aquatique.4
Réponse 2 : les ministères de l'Agriculture et de l'Environnement ont commandé l'expertise, réalisée par le CNRS, l'Ifremer, l'Inra et Irstea ; ses conclusions ont été présentées le 19 septembre 2017.4
Réponse 3 : le sujet touche à la fois l'agriculture et l'environnement, d'où deux ministères. Il demande aussi plusieurs compétences scientifiques, d'où plusieurs organismes. C'est l'idée d'interface entre disciplines.6
Réponse 4 : les biotechnologies jaunes répondent aux enjeux de la protection de l'environnement ; elles sont donc concernées par le suivi et la réduction de ce type de pollution.6
Retiens la date (19 septembre 2017), les quatre organismes et la double demande des ministères : ils montrent qu'un problème d'environnement se traite avec plusieurs disciplines.
Exercice 6 Des emballages à partir de carbone renouvelable
Certains secteurs industriels, dont la chimie, remplacent le carbone fossile par du carbone renouvelable.5 Dans une situation inventée, une entreprise fabrique 5 000 emballages alimentaires de 40 g chacun. Chaque emballage contient 35 % de matière issue de ressources renouvelables.
Quelle masse de matière renouvelable, en kilogrammes, l'entreprise utilise-t-elle pour ces 5 000 emballages ?
Indice 1
Calcule d'abord la masse totale d'emballages, en grammes.
Indice 2
Pense à convertir les grammes en kilogrammes à la fin : 1 kg = 1 000 g.
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Masse totale : g.
Part renouvelable : g.
Conversion : kg.
Contrôle : 35 % est un peu plus d'un tiers ; un tiers de 200 kg vaut environ 67 kg, résultat voisin de 70 kg.
L'entreprise utilise 70 kg de matière renouvelable. Cette substitution de carbone fait partie de la bioéconomie, fondée sur la chimie verte et les biotechnologies.5
Exercice 7 Répartir la biomasse d'une bioraffinerie
La biomasse peut être vue comme une source d'usages multiples : eau, énergie, molécules ou fonctions y sont liées.5 Dans une situation inventée, une bioraffinerie traite 800 tonnes de biomasse par an. Elle en destine 60 % à la fabrication de molécules pour la chimie et 25 % à la production de carburant. Le reste est valorisé en coproduits.
- Quelle masse de coproduits, en tonnes, obtient-elle chaque année ?
- Cette organisation illustre-t-elle un « usage unique » ou des « usages multiples » de la biomasse ? Justifie.
Indice 1
Additionne les deux pourcentages déjà attribués, puis passe au complément à 100 %.
Indice 2
Compare le nombre de destinations différentes de la biomasse.
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Pourcentage déjà attribué : .
Part des coproduits : .
Masse correspondante : tonnes.
Vérification : tonnes, car et .
Question 2 : la biomasse part vers trois destinations (molécules, carburant, coproduits). C'est un exemple d'usages multiples, comme le décrit l'approche des systèmes intégrés de bioraffinerie.5
La bioraffinerie obtient 120 tonnes de coproduits par an. La somme des trois parts redonne 800 tonnes : le bilan est équilibré.
Exercice 8 Argumenter dans un débat sur une innovation
Une coopérative agricole envisage de cultiver une plante obtenue par édition de gènes afin de réduire l'usage de produits chimiques. Les techniques de modification ciblée du génome, développées depuis les années 2010, permettent d'insérer un transgène à un endroit précis ou de modifier la séquence d'un gène sans changer son environnement génomique.4 Les biotechnologies suscitent un débat dans la société, et leur régulation associe des représentants élus et des experts.2
Rédige une réponse argumentée (une dizaine de lignes) qui :
- présente l'intérêt possible de l'innovation pour l'environnement ;
- explique pourquoi un débat public est justifié ;
- précise le rôle des élus et celui des experts ;
- propose une conclusion nuancée.
Indice 1
Pour l'intérêt, appuie-toi sur le but des biotechnologies vertes : de bonnes récoltes avec moins de produits chimiques.
Indice 2
Un texte de référence cité pour l'environnement est la Charte de l'environnement de 2005.
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Pose l'intérêt : les biotechnologies vertes cherchent à bien produire tout en employant moins de produits chimiques, donc en pesant moins sur l'environnement.6
Justifie le débat : les changements environnementaux, la révolution numérique et l'essor des biotechnologies interrogent l'avenir de la société, qui doit s'adapter à de grandes mutations.2
Distingue les rôles : les experts éclairent par leurs connaissances scientifiques ; les représentants élus décident des règles. Les deux participent à la régulation des biotechnologies.2
Appuie-toi sur un repère de droit : la Charte de l'environnement (2005) fait partie des textes cités dans ce cadre.2
Conclus avec nuance : l'innovation peut aider l'environnement, mais sa mise en œuvre suppose des règles discutées publiquement. Évite les phrases absolues du type « c'est sans risque » ou « c'est dangereux ».
Une bonne réponse relie un intérêt (moins d'intrants), un débat (société, mutations) et une régulation (élus et experts). Elle reste nuancée et s'appuie sur des faits précis.
Les questions qu'on se pose
Comment savoir si une activité relève des biotechnologies ?
Cherche deux éléments : l'usage d'un être vivant (cellule, enzyme, micro-organisme, végétal, animal) ou d'un élément du vivant (ADN, protéine), et un but utile : produit ou service.6 Une simple observation sans production ne suffit pas. Les fermentations anciennes comme celles du pain ou de la bière comptent aussi.6
Que faire quand l'énoncé donne trop de données ?
Écris ce que l'on te demande, puis barre les données qui n'y servent pas. Dans un exercice sur les pourcentages, repère la quantité de référence et l'unité de la réponse. Convertis les unités avant de calculer et conclus par une phrase complète avec l'unité.
Pourquoi parle-t-on de débat à propos des biotechnologies ?
Sources
Programme visé : Programme d'enseignement optionnel de biotechnologies de la classe de seconde générale et technologique · Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse
- Programme d'enseignement optionnel de biotechnologies de la classe de seconde générale et technologique, Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse. Consulté le 10 novembre 2026.
- Biotechnologies, démocratie, éthique et défis sociétaux, Éduscol / Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
- Biotechnologies - Ressources pédagogiques, Éduscol. Consulté le 10 novembre 2026.
- Biotechnologies vertes, INRAE. Consulté le 10 novembre 2026.
- Chimie verte et industries agroalimentaires : vers une bioéconomie durable, INRAE. Consulté le 10 novembre 2026.
- Les biotechnologies : panorama d'un secteur en pleine expansion, Académie de Toulouse. Consulté le 10 novembre 2026.
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