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Programme d'études techniques

210-675-SH Techniques immunologiques appliquées 2 351 ..... de la formation spécifique et on en précise les liens dans une matrice de compétences. ...... Puisque les enzymes ont généralement des cinétiques d'ordre zéro ou un, le cours devrait ...... 7 Appliquer les rudiments de l'analyse combinatoire et des probabilités.




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Programme d’études techniques
diplôme d’études collégiales










210.A0 Techniques de laboratoire, voie de spécialisation : biotechnologies







Projet déposé à la Commission des études Collège de Sherbrooke Juin 2004 Mai 2004





























































[dep3-rp1] T: \ DOCUMENT\ Surnumeraire\ Biotechnologies\ TechniqLabBiotech.doc
2e partie : [dep3-rp1] T: \ DOCUMENT\ Surnumeraire\ Biotechnologies\ Plans-cadres_Session6.doc
TABLE DES MATIÈRES

Pages
 TOC \h \z \t "Numéro_cours;1;Titre_en-tête;1;TitreGras(x.x);2" 
 HYPERLINK \l "_Toc73172603" Introduction  PAGEREF _Toc73172603 \h 5
 HYPERLINK \l "_Toc73172604" Lettre d’approbation du ministre  PAGEREF _Toc73172604 \h 7
 HYPERLINK \l "_Toc73172605" Lettre d’allocation budgétaire  PAGEREF _Toc73172605 \h 9
 HYPERLINK \l "_Toc73172606" Résolution du Conseil d’administration : autorisation d’ouverture du programme  PAGEREF _Toc73172606 \h 10
 HYPERLINK \l "_Toc73172607" Résolution du Conseil d’administration : approbation de la première ébauche des orientations locales  PAGEREF _Toc73172607 \h 11
 HYPERLINK \l "_Toc73172609" Résolution du Conseil d’administration : approbation du projet local du programme  PAGEREF _Toc73172609 \h 12
 HYPERLINK \l "_Toc73172610" Recommandation du comité d’implantation  PAGEREF _Toc73172610 \h 13
 HYPERLINK \l "_Toc73172611" Fiche du programme  PAGEREF _Toc73172611 \h 15

 HYPERLINK \l "_Toc73172612" LE CHAMP PROFESSIONNEL  PAGEREF _Toc73172612 \h 19

 HYPERLINK \l "_Toc73172613" 1. LE PROGRAMME TECHNIQUES DE LABORATOIRE : BIOTECHNOLOGIES  PAGEREF _Toc73172613 \h 21

 HYPERLINK \l "_Toc73172614" 1.1 Éléments de contexte  PAGEREF _Toc73172614 \h 21
 HYPERLINK \l "_Toc73172615" 1.2 Quelques jalons de la mise en œuvre du programme  PAGEREF _Toc73172615 \h 22
 HYPERLINK \l "_Toc73172616" 1.3 L’admission au programme  PAGEREF _Toc73172616 \h 23
 HYPERLINK \l "_Toc73172617" 1.4 Les mesures d’encadrement  PAGEREF _Toc73172617 \h 23
 HYPERLINK \l "_Toc73172618" 1.5 Les principaux défis à relever  PAGEREF _Toc73172618 \h 25

 HYPERLINK \l "_Toc73172619" 2. LES DONNÉES MINISTÉRIELLES DU PROGRAMME  PAGEREF _Toc73172619 \h 27

 HYPERLINK \l "_Toc73172620" 2.1 Le processus ministériel d’élaboration du programme  PAGEREF _Toc73172620 \h 27
 HYPERLINK \l "_Toc73172621" 2.2 La structure du programme  PAGEREF _Toc73172621 \h 28
 HYPERLINK \l "_Toc73172622" 2.3 Les buts du programme  PAGEREF _Toc73172622 \h 29
 HYPERLINK \l "_Toc73172623" 2.4 Les compétences du programme  PAGEREF _Toc73172623 \h 30
 HYPERLINK \l "_Toc73172624" 2.5 Les buts de la formation générale*  PAGEREF _Toc73172624 \h 32
 HYPERLINK \l "_Toc73172625" 2.6 La mise en œuvre locale de la formation générale  PAGEREF _Toc73172625 \h 33

 HYPERLINK \l "_Toc73172626" 3. L’ÉLABORATION LOCALE DU PROGRAMME  PAGEREF _Toc73172626 \h 47
 HYPERLINK \l "_Toc73172627" 3.1 Le processus local d’élaboration du programme  PAGEREF _Toc73172627 \h 47
 HYPERLINK \l "_Toc73172628" 3.2 Les orientations locales du programme  PAGEREF _Toc73172628 \h 51
 HYPERLINK \l "_Toc73172629" 3.3 La formation spécifique  PAGEREF _Toc73172629 \h 67

 HYPERLINK \l "_Toc73172630" 4. VOCABULAIRE UTILISÉ  PAGEREF _Toc73172630 \h 79
 HYPERLINK \l "_Toc73172631" Lexique Général  PAGEREF _Toc73172631 \h 79

 HYPERLINK \l "_Toc73172632" PRÉSENTATION DES PLANS-CADRES  PAGEREF _Toc73172632 \h 83
 HYPERLINK \l "_Toc73172633" La grille de cheminement scolaire  PAGEREF _Toc73172633 \h 85

 HYPERLINK \l "_Toc73172634" Première session  PAGEREF _Toc73172634 \h 89
360-106-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172635" Initiation aux professions de laboratoire  PAGEREF _Toc73172635 \h 91
202-195-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172636" Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse  PAGEREF _Toc73172636 \h 105
101-185-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172637" Biologie humaine 1  PAGEREF _Toc73172637 \h 115

 HYPERLINK \l "_Toc73172638" Deuxième session  PAGEREF _Toc73172638 \h 123
360-203-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172639" Assurance de la qualité en laboratoire  PAGEREF _Toc73172639 \h 125
360-365-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172640" Initiation aux techniques microbiologiques  PAGEREF _Toc73172640 \h 133
101-284-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172641" Biologie humaine 2  PAGEREF _Toc73172641 \h 141
202-294-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172642" Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse  PAGEREF _Toc73172642 \h 149
201-244-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172644" Mathématiques appliquées aux analyses  PAGEREF _Toc73172644 \h 157

 HYPERLINK \l "_Toc73172645" Troisième session  PAGEREF _Toc73172645 \h 165
360-465-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172646" Techniques d’identification microbienne  PAGEREF _Toc73172646 \h 167
210-336-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172648" Biochimie générale  PAGEREF _Toc73172648 \h 175
201-343-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172650" Fonctions et variations  PAGEREF _Toc73172650 \h 187
203-354-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172652" Électricité et magnétisme  PAGEREF _Toc73172652 \h 195

 HYPERLINK \l "_Toc73172653" Quatrième session  PAGEREF _Toc73172653 \h 203
210-465-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172656" Microbiologie appliquée  PAGEREF _Toc73172656 \h 205
210-485-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172658" Techniques de culture cellulaire  PAGEREF _Toc73172658 \h 219
210-435-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172660" Biochimie appliquée  PAGEREF _Toc73172660 \h 235
203-454-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172662" Optique appliquée à l’instrumentation  PAGEREF _Toc73172662 \h 249
202-496-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172664" Méthodologie de mesures physicochimiques  PAGEREF _Toc73172664 \h 257

 HYPERLINK \l "_Toc73172665" Cinquième session  PAGEREF _Toc73172665 \h 267
360-274-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172666" Techniques immunologiques appliquées  PAGEREF _Toc73172666 \h 269
210-528-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172668" Génie génétique  PAGEREF _Toc73172668 \h 277
210-514-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172670" Techniques histologiques  PAGEREF _Toc73172670 \h 295
210-585-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172672" Toxicologie et écotoxicologie  PAGEREF _Toc73172672 \h 307
201-544-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172674" Statistiques appliquées aux analyses  PAGEREF _Toc73172674 \h 325
210-595-SH  HYPERLINK \l "_Toc73172676" Analyse instrumentale 1  PAGEREF _Toc73172676 \h 331

 HYPERLINK \l "_Toc73172677" Sixième session  PAGEREF _Toc73172677 \h 349
210-675-SH Techniques immunologiques appliquées 2 351
210-686-SH Bioprocédés 364
210-691-SH Analyse instrumentale 2 377
210-60S-SH Stages Biotechnologies 391
 Introduction

Ce document présente le nouveau programme d’études TECHNIQUES DE LABORATOIRE avec voie de spécialisation en BIOTECHNOLOGIES, offert au Collège de Sherbrooke depuis l’automne 2003. Il s’agit d’un document officiel, adopté par le Conseil d’administration de l’établissement et qui constitue conséquemment la référence privilégiée pour la mise en œuvre de ce programme au Collège de Sherbrooke.

On y rappelle d’abord les événements qui ont mené à l’autorisation par le MEQ d’offrir le programme au Collège et le contexte dans lequel le programme est implanté. L’essentiel des données ministérielles du programme est par la suite présenté. Le document comprend une description du processus ministériel d’élaboration du programme, les buts généraux qui ont été définis pour le programme à l’échelle provinciale et les buts de la formation générale. Dans la section qui traite de l’élaboration locale du programme, outre la description du processus local d’élaboration, sont présentées les orientations locales du programme et les intentions éducatives qui sous-tendent sa mise en œuvre. Plusieurs tableaux et schémas illustrent la structure du programme, les liens entre les compétences et les cours d’une part et entre les cours et les compétences d’autre part. Il est également question, des stages et de l’activité synthèse du programme. On y trouve enfin la grille de cheminement scolaire et le logigramme des préalables.
Dans la seconde partie du document, les plans-cadres des cours sont présentés par session.

Précisons que l’italique constitue le moyen typographique retenu pour identifier les textes ministériels. *



Lettre d’approbation du ministre




Lettre d’allocation budgétaire


Résolution du Conseil d’administration : autorisation d’ouverture du programme





Résolution du Conseil d’administration : approbation de la première ébauche des orientations locales


 Résolution du Conseil d’administration : approbation du projet local de programme

à venir
Recommandation du comité d’implantation


Fiche du programme


210.A0 Techniques de laboratoire : biotechnologies 2001

Type de sanction : Diplôme d’études collégiales

Nombre d’unités Voie de spécialisation A, Biotechnologies 91 2/3

Durée totale : Formation générale 660 heures-contact
Formation spécifique (spécialisation en biotechnologies) 2055 heures-contact

Conditions particulières d’admission : –  Mathématique 068-526
–  Physique 054-534
–  Chimie 051-534



SECTION I

PRÉSENTATION DU PROGRAMME
LE CHAMP PROFESSIONNEL

Le technicien en biotechnologies formé au Collège de Sherbrooke voit s’ouvrir devant lui un monde professionnel vaste et diversifié. En effet, il pourra œuvrer dans des domaines aussi variés que les laboratoires des entreprises manufacturières, les entreprises pharmaceutiques, les entreprises agroalimentaires, la faune, l’environnement, la recherche universitaire, la recherche biomédicale, les laboratoires de sciences judiciaires, les laboratoires d’enseignement, pour ne nommer que ceux-là. Il pourra effectuer des analyses à des fins de recherche, de production ou de contrôle de qualité.

Dans l’exercice de sa profession, le technicien interprète des protocoles avant d’exécuter des travaux à caractère technique sur des échantillons de sources diverses. Il doit aussi être capable de traiter les données recueillies, produire des rapports, communiquer ses résultats, assurer le bon fonctionnement et l’entretien de l’appareillage, tout cela dans le respect des règles des « bonnes pratiques de laboratoire ». Il peut être appelé à mettre au point de nouvelles techniques ou à mettre à jour des techniques existantes.

Le technicien en biotechnologies peut oeuvrer dans bon nombre de champs d’expertise : microbiologie, biochimie, histologie, immunologie, culture cellulaire animale et végétale, toxicologie, écotoxicologie, génie génétique, bioprocédés. Son intervention doit se situer tant au niveau de la manipulation de systèmes vivants variés (microorganismes, animaux, plantes) que de l’analyse moléculaire spécialisée.

Le technicien doit adopter une attitude responsable dans l’ensemble de son travail en faisant preuve de rigueur, de minutie et de souci du travail de qualité. De plus, il doit faire preuve d’autonomie, d’initiative et de sens de l’organisation pour gérer efficacement son temps de travail. Il doit également présenter des aptitudes pour le travail en équipe. Finalement, il doit être préparé à faire face à l’évolution rapide des technologies qui impose de garder ses connaissances à jour.

1. LE PROGRAMME TECHNIQUES DE LABORATOIRE : BIOTECHNOLOGIES
1.1 Éléments de contexte
Le secteur des biotechnologies est en pleine expansion, au Québec comme partout ailleurs et la région de Sherbrooke est particulièrement choyée en ce domaine. Par exemple, à l’Université de Sherbrooke, les biotechnologies sont utilisées et développées à la faculté des sciences et à la faculté de génie autant qu’à la faculté de médecine et dans ses instituts affiliés (Institut de Pharmacologie, Centre de Recherches Cliniques, Institut de gériatrie). On pense également au Parc Biomédical, adjacent à la faculté de médecine, où s’installeront prochainement les entreprises de biotechnologies issues de la mise en valeur de certaines découvertes faites par les chercheurs universitaires; au Centre de recherche et de développement sur le bovin laitier et le porc d’Agriculture et agroalimentaire Canada ainsi qu’au département des sciences biologiques et aux micro-entreprises rattachés à l’Université Bishop et enfin, à toutes les entreprises régionales qui oeuvrent en environnement et en traitement des biomasses et aux projets qu’elles inspirent comme « La maison de l’environnement » associée au projet Cité des rivières. Tout cela crée une demande pour du personnel technique, demande qui ira en s’accroissant au cours des prochaines années. D’où l’importance d’implanter dans la région un programme de Techniques de laboratoire avec voie de spécialisation en Biotechnologies (TLB) qui permettra de combler un besoin reconnu par l’ensemble des partenaires de la table de concertation sur le développement de la formation professionnelle et technique de l’Estrie. En venant s’ajouter à l’environnement créé par les centres de recherche et les industries déjà existantes, la disponibilité d’une main-d’œuvre qualifiée contribuera à créer un pôle d’attraction pour de nouvelles entreprises de biotechnologies, assurant ainsi le développement, la diversification et la consolidation du milieu.
1.2 quelques jalons de la mise en œuvre du programme
À plusieurs occasions dans le passé, le Collège de Sherbrooke avait manifesté l’intention d’offrir un programme d’études dans le secteur de la chimie et de la biologie. Sa dernière démarche auprès du ministère de l’Éducation remonte à 1998, alors qu’il demandait l’autorisation d’offrir une attestation d’études collégiales en Techniques de chimie analytique, pour répondre aux besoins exprimés par les représentants du secteur manufacturier de l’Estrie.

Concurremment, l’émergence de l’industrie biotechnologique, amenait le ministère de l’éducation à réviser le programme Techniques de laboratoire : chimie-biologie. Ces travaux ont mené le MEQ à déposer, en 2001, la partie ministérielle du nouveau programme Techniques de laboratoire avec voie de spécialisation en biotechnologies (TLB). La partie ministérielle comprend les buts du programme, les compétences visées par la composante de la formation générale commune et propre ainsi que celles visées par la composante de la formation spécifique. Ce programme remplace graduellement, depuis l’automne 2002, le programme de chimie-biologie dans les quatre collèges de la province qui l’offraient déjà.

En octobre 2001, le ministre de l’Éducation accordait au Collège de Sherbrooke, l’autorisation d’offrir le programme de Techniques de laboratoire : Biotechnologies, autorisation assortie d’un budget de 1 590 000 $ destiné à l’achat des équipements requis pour son implantation.

Le 27 février 2002, la trois cent septième assemblée du conseil d’administration du Collège de Sherbrooke autorisait l’ouverture du programme pour l’automne 2003.

Le 31 mars 2003, une coordonnatrice du programme a été officiellement embauchée avec comme mandat initial d’élaborer la première année du programme. Elle s’est d’abord attardée à préparer une ébauche préliminaire des orientations locales du programme et les cours de cette première année. Le document a été présenté aux différentes instances du Collège au printemps 2003 et a reçu l’approbation du Conseil d’administration à sa réunion du 18 juin 2003. Tel qu’il avait été prévu, le programme a accueilli sa première cohorte d’étudiants à la session d’automne 2003.

Le 7 avril 2003, le ministre de l’Éducation confirmait une somme de 3 450 000 $ pour l’aménagement des locaux que nécessitera l’implantation de ce nouveau programme.
En mai 2003, la Direction des études confiait à un comité d’implantation la responsabilité de l’élaboration complète et finale du programme pour le printemps 2004. Le résultat des travaux du comité fait l’objet du présent document.

1.3 l’admission au programme
L’effectif scolaire du programme se limite pour l’instant aux 25 étudiants qui viennent de terminer leur première année de formation. Cet effectif est à 60 % féminin et provient à 40 % du secondaire, c’est donc dire que 60 % des étudiants ont déjà été inscrits dans un programme d’études collégiales. Parmi eux, on compte même quelques détenteurs d’un diplôme collégial ou universitaire qui, à la suite d’une absence prolongée du marché du travail, ont choisi de se recycler et de s’inscrire dans un programme en plein essor dans le champ des biotechnologies au collégial.

Le déroulement du processus d’admission pour l’automne 2004 nous permet d’anticiper une deuxième cohorte de la même taille que la première. Nous devrions donc combler la trentaine de places disponibles après les trois tours de demandes d’admission au SRAM.

Au fil de l’implantation de ce nouveau programme, il sera utile d’examiner les caractéristiques de façon à mieux cibler les interventions de promotion et de recrutement et à mieux adapter les interventions d’aide et de soutien à la réussite et à la persistance.

1.4 les mesures d’encadrement
Dans le cadre de son implantation, le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies (TLB) a été jumelé au programme révisé Technologies d’analyses biomédicales (TAB), avec lequel il partage un certain nombre de compétences et d’objectifs de formation. De tels liens ont permis aux étudiants du programme TLB de profiter de plusieurs des nombreuses mesures d’encadrement existantes en TAB. Elles ont facilité l’intégration des premiers étudiants et ont permis d’offrir des mesures d’aide à la réussite, de communiquer des informations sur la profession, de proposer des mesures incitant l’engagement de l’étudiant dans ses études et, ultérieurement, dans sa profession. Les lignes qui suivent présentent les principales activités offertes aux étudiants de biotechnologies.

Une activité d’accueil départementale et institutionnelle (Défi aux étudiants). Cette activité d’accueil vise à faciliter la transition entre le secondaire et le collégial en créant des liens entre les étudiants du même programme, les professeurs et le personnel technique.
L’élaboration et la distribution d’un bottin étudiant fournissant les renseignements utiles pour planifier les rencontres de travaux d’équipe ou à caractère social.
Des moyens pour assurer une diffusion large d’informations générales sur le programme, dont un babillard de programme affichant les anniversaires du mois, les détails concernant les activités sociales prévues, les offres d’emploi d’été ou d’emploi régulier, le journal « Le Biotin » créé par les étudiants de biotechnologies, les services d’aide (anglais, français, gestion du stress…) offerts par le Collège, etc.
Des rencontres de concertation des professeurs de la discipline principale, des disciplines contributives et de l’aide pédagogique individuel qui permettent d’examiner la réussite des cours, d’identifier rapidement les étudiants en difficulté et de leur proposer des moyens appropriés.
Un suivi des comportements en laboratoire pour assurer chez les étudiants un niveau de dextérité adéquat, une application rigoureuse des mesures de sécurité et un engagement approprié dans leur programme.
Un bilan des résultats (réussite, persistance) réalisé au début de la 2e session et un suivi particulier assuré par le professeur responsable de l’encadrement et l’aide pédagogique individuel pendant la session d’hiver auprès des étudiants ayant connu des difficultés scolaires ou qui sont en réflexion sur leur orientation professionnelle.
Des périodes de laboratoire, supplémentaires mais libres, pendant lesquelles des professeurs sont disponibles.

Certains événements peuvent offrir des occasions ponctuelles d’encadrement. Par exemple : Les étudiants de la 1re cohorte ont été sollicités pour la conception d’un logo pour le programme. Plusieurs logos ont été proposés et notre logo officiel, tel qu’on peut le voir en couverture du présent document, a été retenu à la suite d’un vote auquel les étudiants du programme, leurs professeurs et le personnel technique ont été invités à participer. La Fondation du Collège de Sherbrooke s’est associée à l’événement en octroyant un prix au concepteur du logo gagnant. L’effet bénéfique de cette activité sur la cohésion du groupe nous encourage à profiter de chaque occasion d’organiser des activités ponctuelles ayant un potentiel rassembleur.

Il faut mentionner enfin que plusieurs mesures d’encadrement sont appliquées par chacun des professeurs dans le cadre des cours. C’est donc dire que de nombreuses mesures mises en place contribuent à la réussite des étudiants et à faire du Collège un milieu de vie stimulant.
1.5 les principaux défis à relever
Les travaux d’implantation du nouveau programme de Biotechnologies se sont effectués en poursuivant plusieurs visées.

Notre premier défi sera de concrétiser l’indispensable concertation que demande l’harmonisation des programmes TAB et TLB. Le processus est déjà bien enclenché puisque les professeurs en Technologie d’analyses biomédicales ont chapeauté depuis ses tout débuts l’implantation du programme TLB. Ce défi consiste à créer à partir des compétences communes aux deux programmes, les conditions les plus favorables pour toutes les parties impliquées. En le relevant avec succès, nous nous assurerons d’optimiser la polyvalence de nos finissants, d’utiliser efficacement les expertises et les appareils déjà disponibles au Collège.

L’implantation du nouveau programme a nécessité la rédaction de plans-cadres pour des cours dont la majorité n’ont jamais été offerts au Collège de Sherbrooke. Les membres du comité engagés dans le processus s’y sont prêtés avec enthousiasme et rigueur. Mais la mise en œuvre du programme confrontera sans doute les professeurs à certaines difficultés qu’ils ne pouvaient pas prévoir au moment de concevoir chacune des activités d’apprentissage du programme considérant qu’il s’agit d’un nouveau programme au Collège.

L’implantation du programme nécessite l’aménagement de nouveaux laboratoires dont plusieurs seront partagés avec le programme TAB. Ce processus fait de nouveau appel à la concertation des deux programmes. Le défi consiste, cette fois-ci, à réaliser dans un même espace des aménagements qui répondront aux besoins communs et individuels des deux programmes. Il consiste également à anticiper ou à prévoir des moyens de s’adapter aux besoins futurs de programmes dont l’évolution est très rapide.

Mentionnons également le défi enlevant de bâtir à neuf un programme qui répondra le mieux possible aux objectifs inscrits dans les devis ministériels, et ce, dans des délais très courts. Mentionnons enfin ce défi, non moins enlevant, de créer une vision de la formation en biotechnologie qui permettra à nos diplômés de bien tirer leur épingle du jeu dans un domaine en continuelle expansion.

2. LES DONNÉES MINISTÉRIELLES DU PROGRAMME
le processus ministériel d’élaboration du programme
Mentionnons d’entrée de jeu que c’est la Direction générale de la formation professionnelle et technique (DGFPT) du ministère de l’Éducation qui a le mandat de réviser les programmes d’études techniques. Les étapes du processus ministériel d’élaboration d’un programme sont les suivantes :

Portrait de secteur et étude préliminaire
À partir du devis de production, un portrait du secteur d’activités concerné, incluant les nouvelles tendances du marché du travail, est élaboré. L’étude préliminaire, quant à elle, précise la fonction de travail en Techniques de laboratoire.

Analyse de la situation de travail
Un groupe de spécialistes provenant du secteur d’emploi fournissent leur avis sur les conditions d’exercice de la profession ainsi que sur les principales tâches et opérations de la fonction de travail concernée, en l’occurrence la fonction de technicien de laboratoire.

Définition des buts et des compétences à développer
À partir de l’étude préliminaire et de l’analyse de la situation de travail, on précise les orientations du programme, on identifie les buts de la formation, on rédige les compétences de la formation spécifique et on en précise les liens dans une matrice de compétences.

Validation
Des intervenants du milieu (professeurs et autres) sont invités à réagir aux compétences retenues pour ce nouveau programme de formation.

Définition des objectifs et standards
Pour chacune des compétences retenues, on définit les objectifs (énoncé de la compétence et éléments de la compétence) et les standards (contexte de réalisation et critères de performance).

Mise en forme et approbation du programme
Une première version du programme, qui sera ensuite validée et approuvée par les instances concernées, est produite.
Les résultats des différentes étapes de cette démarche constituent les « données ministérielles » habituellement consignées dans quatre documents :
le Portrait de secteur;
l’Étude préliminaire;
le Rapport d’analyse de la situation de travail;
le Programme d’études ministériel.

Le programme Techniques de laboratoire avec voie de spécialisation en Biotechnologies s’inscrit dans les finalités et les orientations de la formation technique qui guident l’action de la Direction générale de la formation professionnelle et technique. Il a été conçu suivant le cadre d’élaboration des programmes d’études techniques qui exige, notamment, la participation de partenaires des milieux du travail et de l’éducation.

Ce programme est défini par compétences et formulé par objectifs et par standards. Conçu selon une approche qui tient compte de facteurs tels que les besoins de formation, la situation de travail et les buts généraux de la formation technique, le programme servira de base à la définition des activités d’apprentissage et à leur évaluation. De plus, le programme rend possible l’application de l’approche programme.

2.2 la structure du programme
Le programme Techniques de laboratoire avec voie de spécialisation en biotechnologies, comprend, à l’instar de tous les programmes menant au DEC, une composante de formation générale comptant 660 heures-contact pour 26,66 unités.
La formation spécifique compte, quant à elle 2 055 heures-contact pour 65 unités.
Le programme a une durée totale de 2 715 heures-contact et prévoit 91,66 unités.
2.3 les buts du programme
Le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies vise à former des techniciennes et des techniciens aptes à travailler dans les laboratoires des entreprises manufacturières, principalement celles des secteurs agroalimentaire et pharmaceutique, et dans les laboratoires spécialisés en environnement. De plus ces personnes seront en mesure de travailler :

dans les laboratoires des entreprises spécialisées en biotechnologies;
dans les laboratoires des entreprises des secteurs de la chimie industrielle, des mines et de la métallurgie, de la pétrochimie, des matériaux et des pâtes et papiers.

Les techniciennes et les techniciens de laboratoire seront capables de prélever des échantillons, d’effectuer des analyses de chimie organique et de biochimie en utilisant certaines méthodes d’analyse instrumentale, de compiler et de traiter les données, de rédiger des rapports et de transmettre les résultats, en respectant les règles de santé et de sécurité ainsi que les Bonnes pratiques de laboratoire et les Bonnes pratiques de fabrication.

Les techniciennes et les techniciens spécialisés en biotechnologies seront capables d’utiliser des microorganismes et des cellules; de réaliser des analyses biochimiques, microbiologiques, immunologiques; de mener des activités liées au génie génétique et d’effectuer des tests de toxicité et d’écotoxicité visant le contrôle de la qualité, la recherche et le développement ainsi que la production.

Conformément aux buts généraux de la formation technique, la composante de la formation spécifique du programme Techniques de laboratoire : biotechnologies vise :
à rendre la personne compétente dans l’exercice de sa profession, c’est-à-dire à lui permettre d’effectuer correctement, avec des performances acceptables au seuil d’entrée sur le marché du travail, les tâches et les activités de la profession;
à favoriser l’intégration de la personne à la vie professionnelle, notamment par une connaissance du marché du travail en général ainsi qu’une connaissance du contexte particulier à la profession de techniciennes et de techniciens de laboratoire en biotechnologies ou en chimie analytique;
à favoriser l’évolution de la personne et l’approfondissement des savoirs professionnels;
à favoriser la mobilité professionnelle de la personne en lui permettant, entre autres, de se donner des moyens pour gérer sa carrière.
Le programme Techniques de laboratoire permet également de mettre en œuvre les intentions éducatives des composantes communes, propres et complémentaires de la formation générale. En outre, il vise à développer chez l’élève le sens des responsabilités, le sens de l’observation, le souci de la précision et la capacité à travailler en équipe.

Finalement, le programme permet de concilier deux exigences de la formation, à savoir la polyvalence et la spécialisation. La polyvalence est assurée par l’acquisition de compétences générales qui permettent aux techniciennes et aux techniciens de laboratoire de faire preuve d’autonomie dans l’accomplissement de leurs fonctions. De plus, ces compétences facilitent leur adaptation à de nouveaux contextes de travail.

La spécialisation nécessaire à une intégration au marché du travail est assurée par l’acquisition de compétences particulières, directement liées aux tâches propres à chacune des deux voies de spécialisation.

2.4 les compétences du programme
Les 2 055 heures-contact de la formation spécifique sont consacrées à l’acquisition des 31 compétences du programme.

Le Collège de Sherbrooke offre depuis 1968 le programme de Technologie de laboratoire médical qui est devenu, à la suite d’une révision, le programme Technologies d’analyses biomédicales (TAB). Ainsi que le ministère de l’Éducation les a présentés, le nouveau programme TAB et le programme de Biotechnologies possèdent dix compétences communes, ce qui rend possible une certaine harmonisation.

Cette harmonisation a pour but d’optimiser le cheminement de l’étudiant durant sa formation, en facilitant son passage d’un programme à un autre ou d’un ordre d’enseignement à un autre et en évitant la duplication des apprentissages.

Compétences communes : Biotechnologies (210.A0) et Analyses biomédicales (140.B0)
01DP Analyser les fonctions de travail
01E0 Assurer la qualité du travail
01E1 Préparer des solutions
01E3 Identifier des molécules organiques
01E5 Détecter des microorganismes
01E6 Assurer la gestion des produits et du matériel
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie
01E8 Appliquer des techniques d’immunologie
01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire
01EA Identifier des microorganismes

Compétences spécifiques : Biotechnologies
01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses
01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareils
01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses
01DT Interpréter des protocoles d’analyse
01DU Prélever des échantillons
01DV Prendre des mesures physicochimiques
01DW Prendre des mesures électrométriques
01DX Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire
01DY Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire
01DZ Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale
01E2 Faire le traitement statistique des données
01E4 Caractériser des biomolécules
01EB Utiliser des animaux de laboratoire
01EC Cultiver des cellules animales
01ED Cultiver des cellules végétales
01EE Réaliser des analyses d’immunologie appliquée
01EF Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie
01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée
01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquée
01EJ Réaliser des activités liées au génie génétique
01EK Utiliser des cellules dans des bioprocédés

2.5 les buts de la formation générale*
L’enseignement collégial québécois fait suite au cycle de la scolarité obligatoire (enseignement primaire et secondaire) qui assure l’acquisition des savoirs primordiaux. Il marque un changement de cap important en ce qui a trait au niveau culturel de la formation et oriente directement vers le marché du travail ou la formation universitaire. L’enseignement collégial répond aux besoins actuels de la formation technique ou préuniversitaire. Il garantit une cohérence interne et un équilibre de la formation.

Dans cette perspective, la formation générale est partie intégrante de chaque programme à titre de formation commune, propre et complémentaire. Elle a une triple finalité, soit l’acquisition d’un fond culturel commun, l’acquisition et le développement d’habiletés génériques et l’appropriation d’attitudes souhaitables. Ces trois aspects visent à former la personne en elle-même, à la préparer à vivre en société de façon responsable et à lui faire partager les acquis de la culture.


Le fond culturel commun
La transmission du fond culturel commun a pour objet d'amener l'étudiant ou l'étudiante à :
la maîtrise de la langue d'enseignement en tant qu'outil de communication et de pensée et la maîtrise des règles de base de la pensée rationnelle, du discours et de l’argumentation;
la capacité de communiquer en d'autres langues, au premier chef en anglais ou en français;
une ouverture sur le monde et la diversité des cultures;
la connaissance des richesses de l'héritage culturel par l'ouverture aux autres civilisations;
la capacité de se situer par rapport aux grands pôles de l’évolution de la pensée humaine;
la capacité de développer une pensée réflexive autonome et critique;
une éthique personnelle et sociale;
une maîtrise des connaissances relatives au développement de son bien-être physique et intellectuel;
la prise de conscience de la nécessité d'adopter des habitudes de vie qui favorisent une bonne santé.

Les habiletés génériques
Les habiletés génériques que permet d'acquérir et de développer la formation générale sont les suivantes :
conceptualisation, analyse et synthèse;
cohérence du raisonnement;
jugement critique;
qualité de l’expression;
application des savoirs à l'analyse de situations;
application des savoirs à la détermination de l'action;
maîtrise de méthodes de travail;
retour réflexif sur les savoirs.


Les attitudes souhaitables
Les acquis culturels et les habiletés génériques concourent à l'adoption et au développement des attitudes suivantes :
autonomie;
sens critique;
conscience de ses responsabilités envers soi et les autres;
ouverture d'esprit;
créativité;
ouverture sur le monde.

2.6 La mise en œuvre locale de la formation générale
La particularité de la formation collégiale tient au fait que l’on trouve dans chacun des programmes conduisant au diplôme d’études collégiales une part significative de formation générale – près de la moitié du temps de formation de tout programme préuniversitaire et près du tiers de tout programme technique. Cette formation vise l’appropriation d’éléments importants de l’héritage culturel et, par ses caractéristiques, est un outil privilégié pour le développement des habiletés liées à la formation fondamentale.

La formation générale est structurée en trois composantes :
la formation commune en langue française et littérature, philosophie, éducation physique et langue anglaise;
la formation propre en langue française, langue anglaise et formation éthique;
la formation complémentaire dans quatre grands domaines autres que le domaine d’études de l’étudiant.

Tableau 1 : Répartition des unités dans les cours de la formation générale
Formation communeFormation propreFormation complémentaireDisciplineLangue d’enseignement et littérature (4 cours)7 1/32Philosophie (3 cours)4 1/32Langue seconde (2 cours)22Éducation physique (3 cours)3DomaineSciences humaines
Culture scientifique et technologique
Langue moderne
Art et esthétique
Langage mathématique et informatique4 unités au total (2 cours)


2.6.1 La formation générale commune
Dans le but d’assurer la maîtrise des langages fondamentaux, l’appropriation d’éléments importants de l’héritage toujours vivant de la culture ainsi que l’équilibre et l’intégration des divers aspects de la formation, le Règlement sur le régime des études collégiales stipule que tout programme comporte une composante de formation générale commune faite de trois cours de français, deux cours de philosophie, trois cours d’éducation physique et un cours d’anglais.

Français, langue d’enseignement et littérature
La formation commune en français comporte trois cours :
601-101-04 – Écriture et littérature (2,33 unités; pondération 2-2-3)
601-102-04 – Littérature et imaginaire (2,33 unités; pondération 3-1-3)
601-103-04 – Littérature québécoise (2,66 unités; pondération 3-1-4)

Cette formation vise deux buts : maîtriser la langue d’enseignement, fondement de l’apprentissage de tous les domaines du savoir, et explorer les richesses de l’héritage littéraire et culturel. Le développement des habiletés langagières sera soutenu par la rédaction de textes de formes différentes et de complexité croissante. Ces textes se caractériseront par leur structure, leur cohérence, leur clarté et seront le reflet de l’application constante et rigoureuse des codes linguistique et grammatical. La fréquentation d’œuvres littéraires de genres variés et de différentes époques permettra aux étudiants, par l’analyse étoffée des textes, d’apprécier et de saisir le sens actuel des œuvres marquantes issues des principaux courants littéraires.

Les trois cours de cette formation sont conçus en une séquence progressive sur le plan des objectifs de formation et des productions exigées de façon à assurer le développement des habiletés langagières et la maîtrise de la langue d’expression.

Le découpage chronologique permet une exploration étendue des richesses de l’héritage littéraire et culturel en évitant les recoupements et en misant sur l’évolution historique. Les genres étudiés sont répartis dans les trois cours selon la difficulté qu’ils posent, les objectifs de chaque cours et la période étudiée. Ainsi, par exemple, le discours narratif, lié au XIXe siècle, période particulièrement riche à cet égard, est vu au premier cours, compte tenu de son accès plus facile. De même, l’essai, qui ressort de la pensée critique, est associé au cours de littérature québécoise qui mène à la production d’une dissertation critique.

Le premier cours de la séquence, Écriture et littérature, vise l’appropriation d’un processus d’analyse de texte. Les étudiants apprendront à reconnaître le propos de textes jugés remarquables et à en repérer et classer les manifestations stylistiques et thématiques dans un plan de rédaction. Les étudiants procéderont à l’analyse de deux œuvres francophones antérieures au XXe siècle qui ont marqué l’histoire de la littérature d’expression française. Ils étudieront particulièrement le discours narratif.

Au terme du cours, les étudiants devront démontrer, lors de la rédaction d’une analyse littéraire, d’un commentaire composé ou d’une explication de texte d’au moins 700 mots, leur capacité à analyser de façon rigoureuse le contenu et la forme d’un texte et à en rendre compte dans une langue claire, cohérente et structurée. Un soutien particulier sera apporté pour assurer la maîtrise des processus qui permettent aux étudiants de développer des mécanismes efficaces de rédaction et de révision de textes. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours Littérature et imaginaire.

Le deuxième cours, Littérature et imaginaire, permet aux étudiants d’expliquer les représentations du monde contenues dans des textes littéraires jugés remarquables en reconnaissant le traitement d’un thème, en dégageant les rapports entre le réel, le langage et l’imaginaire et en situant le texte dans son contexte culturel. Les étudiants analyseront trois œuvres francophones postérieures au XIXe siècle, dont une œuvre québécoise, qui ont marqué l’histoire de la littérature d’expression française. Ils étudieront particulièrement les discours poétique et théâtral.

À la fin du cours, les étudiants manifesteront leur compétence lors de la rédaction d’une dissertation explicative d’au moins 800 mots dont ils auront préalablement élaboré le plan et qui devra refléter une organisation cohérente des idées tout en respectant le code linguistique. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours Littérature québécoise et au cours de formation propre.

Le cours Littérature québécoise, troisième de la séquence, est centré sur l’étude de la littérature québécoise postérieure à l’année 1945 pour le roman, la poésie et l’essai, et à l’année 1960 pour le théâtre. Les étudiants sont invités à reconnaître les principales caractéristiques de la littérature québécoise, à comparer des textes et à adopter un point de vue critique. Les étudiants se livreront à l’analyse de trois œuvres et étudieront particulièrement l’essai. En outre, ce cours vise à préparer les étudiants à l’Épreuve uniforme de français.

Au terme du cours, les étudiants devront démontrer, lors de la rédaction et de la révision d’une dissertation critique d’au moins 900 mots pour laquelle ils auront préalablement élaboré un plan de rédaction, leur capacité à critiquer des œuvres de la littérature québécoise et à en rendre compte dans une langue claire, cohérente et structurée.
Séquence de la formation générale commune en français

Tableau 2 : Français, langue d’enseignement et littérature
Énoncé de la compétence et pondérationCompétences intellectuellesCorpusÉcriture et littérature 601-101-04 (2-2-3) Analyser des textes littéraires de genres variés et de différentes époquesReconnaître le propos du texte
Repérer et classer des thèmes et des procédés stylistiques
Sélectionner les éléments d’analyse pertinents
Élaborer un plan de rédaction
Rédiger une analyse littéraire
Respecter un protocole de rédaction2 œuvres marquantes francophones antérieures au XXe siècle, d’époques et de genres différents
Genres obligatoires : discours narratif et initiation à la poésie et au théâtreLittérature et imaginaire 601-102-04 (3-1-3) Expliquer les représentations du monde contenues dans des textes littéraires de genres variés et de différentes époquesReconnaître le traitement d’un thème dans un texte
Situer le texte dans son contexte culturel et sociohistorique
Dégager les rapports entre le réel, le langage et l’imaginaire
Élaborer un plan de dissertation
Rédiger une dissertation explicative
Respecter un protocole de rédaction2 oeuvres marquantes francophones postérieures au XIXe siècle, d’époques et de genres différents
1 oeuvre marquante de la littérature québécoise antérieure à 1960 pour le théâtre et à 1945 pour le roman, l’essai ou la poésie
Genres obligatoires : poésie et théâtreLittérature québécoise 601-103-04 (3-1-4) Apprécier des textes de la littérature québécoiseReconnaître les caractéristiques de la littérature québécoise
Comparer des textes
Déterminer un point de vue critique
Élaborer un plan de rédaction
Rédiger une dissertation critique
Respecter un protocole de rédaction3 oeuvres marquantes de la littérature québécoise, couvrant au moins deux courants et deux genres, à partir de 1960 pour le théâtre et de 1945 pour le roman, la poésie et l’essai
Genre obligatoire : essai

Philosophie
La formation commune en philosophie comporte deux cours :
340-103-04 – Philosophie et rationalité (2,33 unités; pondération 3-1-3)
340-102-03 – L’être humain (2,00 unités; pondération 3-0-3)

Ces deux cours, élaborés en séquence, favoriseront le développement d’une pensée rationnelle et l’exercice de la réflexion critique. La fréquentation de quelques textes majeurs de la philosophie et l’étude des grands pôles de l’évolution de la pensée soutiendront la pratique du commentaire critique et de la dissertation philosophique.

Le premier cours de la séquence, Philosophie et rationalité, vise à développer la capacité de raisonner et d’argumenter avec rigueur. Pour ce faire, l’étudiant est initié aux règles fondamentales et aux procédés de la logique et de l’argumentation rationnelle. Ce cours vise aussi la compréhension de ce que l’approche philosophique d’une question a de spécifique, en comparaison avec l’approche scientifique et l’approche religieuse, par exemple. Afin d’éclairer cette distinction et dans le but de préparer l’étude des grands pôles de l’évolution de la pensée, le premier cours traite, par ailleurs, du contexte dans lequel la philosophie est apparue dans l’horizon intellectuel de l’humanité et montre l’actualité et la nécessité, à toutes les époques, du type de réflexion qu’elle nous propose.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à traiter une question controversée dans un texte d’au moins 700 mots, en classe, d’une manière proprement philosophique, en se référant explicitement à des auteurs de la tradition, et en manifestant un premier niveau de maîtrise des procédés de l’argumentation rationnelle. Enfin, un examen départemental commun portant sur la maîtrise des outils logiques permettra une mesure complémentaire de l’aptitude à aborder les contenus des cours suivants. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours de la formation propre.

Dans le deuxième cours de la séquence, L’être humain, les étudiants seront invités à caractériser au moins trois grandes conceptions modernes et contemporaines de l’être humain et à les situer dans leur contexte historique, compte tenu que la réflexion sur l’être humain a été, dès l’origine, l’une des principales dimensions de la réflexion philosophique. Les étudiants auront aussi l’occasion de se demander dans quelle mesure les différentes conceptions nous permettent de comprendre et de résoudre les problèmes auxquels nous sommes confrontés, comme individu et comme collectivité.

Dans le but d’enraciner la réflexion, le cours proposera de comparer les différentes conceptions sur la base d’un thème commun parmi les suivants : raison-passion, égoïsme-altruisme, liberté-déterminisme, autonomie-hétéronomie, responsabilité, sens de l’existence. Le cours vise aussi la consolidation des outils logiques et argumentatifs, notamment par l’apprentissage du commentaire critique de texte et de la dissertation philosophique.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à rédiger, en classe, une dissertation d’au moins 800 mots à partir d’une problématique donnée. Ils devront y manifester leur compréhension du sens et de l’importance pour la pensée et pour l’action de deux conceptions de l’être humain en comparant ces deux conceptions sur la base d’un même thème.


Anglais, langue seconde
Cette formation comporte un cours qui peut être offert à différents niveaux de compétence :
604-100-03 – Anglais de base (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-101-03 – Langue anglaise et communication (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-102-03 – Langue anglaise et culture (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-103-03 – Culture anglaise et littérature (2,00 unités; pondération 2-1-3)

La formation en langue seconde vise, selon les intentions éducatives ministérielles, à amener chaque étudiant à un degré supérieur de maîtrise de l’anglais de façon à ce qu’il puisse se tirer d’affaire dans différentes situations de la vie. On tentera de lui faire acquérir des automatismes en ce qui a trait au code grammatical et au vocabulaire qui lui permettront de parler et de lire en anglais avec une certaine aisance, sinon couramment, dans une variété de contextes. Pour répondre aux besoins locaux, quatre niveaux de compétence prévus dans le devis ministériel sont offerts aux étudiants du Collège; les étudiants s’inscrivent au cours du niveau approprié. En utilisant de la documentation et des thèmes d’intérêt général, l’étudiant sera amené à améliorer sa maîtrise de quatre éléments de compétence : la compréhension et l’expression orales et écrites.
Au premier niveau de compétence, l’étudiant devra dégager le sens d’un message d’intérêt général d’une durée d’environ deux minutes, faire une description intelligible d’un message, dégager le sens d’un texte d’environ 500 mots, et rédiger un texte clair et cohérent d’environ 150 mots.

Au niveau plus avancé, les étudiants devront parvenir à dégager le sens d’un message d’intérêt général d’environ cinq minutes, faire une description précise d’un message, dégager le sens d’un texte d’environ 750 mots et rédiger un texte clair, structuré et cohérent d’environ 300 mots. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours de formation propre. Les étudiants sont classés selon leur niveau d’habileté, soit Anglais de base : 20 %, Langue et communication : 37 %, Langue anglaise et culture : 27 % et Culture anglaise et littérature : 16 %. Depuis l’automne 1999, la répartition de la clientèle selon ces pourcentages est assez constante.


Éducation physique
Cette formation comporte trois cours :
109-103-02 – Santé et éducation physique (Activité physique et santé) (1,00 unité; pondération 1-1-1)
109-104-02 – Activité physique (Activité physique et efficacité) (1,00 unité; pondération 0-2-1)
109-105-02 – Intégration de l’activité physique (Activité physique et autonomie) (1,00 unité; pondération 1-1-1)

Dans l’ensemble, la programmation en éducation physique est centrée sur des éléments de formation favorisant chez l’étudiant la capacité de prendre en charge sa santé physique de façon autonome et responsable. La séquence de cours est structurée de façon à démontrer aux étudiants la valeur de l’activité physique régulière pour leur santé et leur qualité de vie présente et future et à les aider à prendre en charge leur condition physique en les guidant dans la recherche et le choix d’activités physiques qui répondent à leurs besoins. La particularité du programme se situe dans le fait qu’outre l’acquisition de compétences dans des habiletés motrices, une part importante des apprentissages cognitifs des étudiants est assurée.

Le premier cours Santé et éducation physique permet à l’étudiant de développer sa capacité de Situer sa pratique de l’activité physique parmi les habitudes de vie favorisant la santé. Cela signifie que l’étudiant établira un bilan personnel de sa santé actuelle et analysera ce qui influence l’état de santé. À travers l’exploration de diverses activités physiques simples, qui relèvent du domaine de celles que l’on peut pratiquer facilement à court et à long terme et à l’aide de concepts scientifiques qui permettent de comprendre et d’expliquer certains phénomènes, l’étudiant sera amené à établir des liens entre ses différentes habitudes de vie et sa santé. Il s’engagera, dans ce cours, dans des activités d’analyse pour décrire, reconnaître et discerner efficacement les éléments permettant d’améliorer et d’entretenir sa santé grâce à la pratique d’activités physiques. Il deviendra ainsi apte à exercer de façon régulière des activités de réflexion face à sa santé.

Le deuxième cours Activité physique permet à l’étudiant d’Améliorer son efficacité lors de la pratique d’une activité physique. Cela signifie que l’étudiant développera une habileté à progresser de façon de plus en plus autonome dans la pratique d’une activité physique particulière en se fixant des objectifs personnels. Il aura à démontrer l’apprentissage d’une démarche personnelle dans l’amélioration de l’activité physique : activités aquatiques, de combat, de raquettes, d’expression, de plein air. Le cours choisi par l’étudiant lui donnera l’occasion d’acquérir des habiletés motrices efficaces qui lui permettront d’exécuter les gestes techniques appropriés et d’adopter les attitudes adéquates lors de la pratique de l’activité physique.

Le troisième cours, Intégration de l’activité physique, permet à l’étudiant d’explorer la troisième compétence Démontrer sa capacité à prendre en charge sa pratique de l’activité physique dans une perspective de santé. Cela signifie que l’étudiant développera sa capacité à prendre en charge sa santé, à être autonome face à la pratique de l’activité physique. Pour mener l’étudiant à ce degré de conviction et d’autonomie au terme de ses études collégiales, le dernier cours d’éducation physique lui offrira l’occasion de participer à des activités de type conditionnement physique ou autre qui lui permettront soit d’améliorer sa condition physique, soit de l’entretenir de façon optimum. En exerçant ces activités, l’étudiant se verra dans l’obligation d’élaborer un programme personnel d’activités à pratiquer à travers ses occupations diverses de façon à intégrer l’activité physique à ses loisirs et à son quotidien.

Les cours d’éducation physique visent à développer chez les étudiants des attitudes et des comportements responsables. Cette habileté fondamentale est une force majeure de l’éducation physique dans la formation collégiale. En effet, l’étudiant ne fait pas qu’acquérir des connaissances dans ce domaine, il doit les vivre et les mettre en application. Il développe donc un savoir-faire et un savoir-être importants à cet égard qui vient renforcer ses comportements respectueux envers lui-même ainsi qu’envers les autres et l’environnement.


École sport-études
L’École sport-études offre aux étudiants qui le désirent la possibilité de suivre des études de niveau collégial tout en poursuivant leur cheminement d’athlète. Dans le cadre de la formation générale, le département d’Éducation physique prend en compte la situation particulière de l’étudiant athlète, notamment le fait que celui-ci pratique régulièrement une activité physique dans une discipline sportive sous la supervision d’un entraîneur qualifié et qu’il y effectue des apprentissages significatifs. Dans ce contexte, le département propose aux étudiants de l’École sport-études qui le souhaitent un mode d’encadrement et de tutorat pour faciliter leur cheminement scolaire, en vue d’assurer l’atteinte des objectifs et standards de chacun des ensembles. Le cas échéant, l’enseignant-tuteur convient de la démarche avec chaque étudiant selon l’ensemble suivi et vérifie avec les outils appropriés l’atteinte de tous les éléments de compétence reliés aux connaissances, aux habiletés, aux attitudes et aux comportements de chaque ensemble.


Éducation physique adaptée
La formule d’éducation physique adaptée permet aux étudiants qui éprouvent certaines difficultés ou limitations physiques temporaires ou permanentes de poursuivre des activités adaptées à leur situation, et ce, pour chacun des ensembles.

2.6.2 La formation propre
Dans le but d’enrichir et de consolider les compétences acquises dans la formation générale commune, mais aussi d’approfondir ces compétences en regard du futur domaine d’activités professionnelles, le programme de formation propre comporte une composante de formation générale propre au domaine. Celle-ci comprend un cours de formation propre en français, un en philosophie et un en anglais.

Pour offrir ces cours « sur mesure », on a procédé à la création de regroupements ou familles de programmes, selon le type de fonction professionnelle que les diplômés seront appelés à exercer.


La formation en français
Cette formation comporte un cours de 2,00 unités et de pondération 2-2-2 : Langue et communication

Ce cours est centré essentiellement sur la capacité à utiliser les principes et les procédés de la communication pour la compréhension et la production de différents types de discours oraux et écrits que commandent des situations du domaine professionnel.

Les étudiants ont à produire différents types de textes complexes en se préoccupant de l’intention de la communication, de l’interlocuteur et des facteurs qui influencent l’efficacité du code à utiliser.

Ils développent leur habileté à s’exprimer dans d’autres formes d’expression efficaces en produisant le résumé d’une conférence ou d’un texte ou le compte rendu critique d’un discours. À chaque occasion, ils ont à élaborer le plan détaillé de la production.

Les habiletés d’expression orale occupent aussi une part importante du temps de formation. Par exemple, lors d’un exposé oral sur un sujet relatif au domaine professionnel, l’étudiant sera amené à démontrer sa capacité à transférer ses apprentissages relatifs à la communication efficace. Il aura aussi à effectuer un retour critique sur sa performance.

Pour le cours de français Langue et communication, les étudiants du programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies sont regroupés au sein de la famille des techniques de la santé.


La formation en philosophie
Cette formation comporte un cours de 2,00 unités et de pondération 3-0-3 : Éthique

Ce cours s’appuie sur les habiletés développées dans la formation commune et vise plus spécifiquement le développement d’une éthique personnelle et sociale. Il vise aussi à permettre de se situer, de façon critique et autonome, par rapport aux valeurs éthiques en général et aux valeurs véhiculées plus particulièrement dans le domaine d’activités professionnelles futures. Les étudiants seront amenés à analyser des situations problématiques pertinentes dans leurs dimensions personnelles, sociales et politiques.

Afin de fournir les instruments d’une démarche de réflexion efficace, le cours propose d’abord un contenu commun à toutes les familles de programmes. On y apprend à discerner la dimension éthique de l’action personnelle, sociale et politique, notamment en caractérisant et en distinguant les concepts d’éthique, de morale, de déontologie, d’idéologie, de valeur et en montrant le sens éthique et politique des notions de liberté, de justice, de droit et de responsabilité.

Dans le même but, le cours amènera à distinguer et à caractériser trois niveaux des théories éthiques : jugements moraux, principes moraux et critères moraux. On y dégagera la différence entre les « théories » éthiques spontanées et celles qui sont fondées sur des constructions conceptuelles explicites. On demandera aux étudiants d’identifier les trois niveaux d’au moins deux théories éthiques explicites.

Les étudiants seront alors en mesure d’analyser plus finement des situations problématiques liées à leur activité professionnelle. La tâche sera d’effectuer l’analyse factuelle de ces situations, de les interpréter à partir d’un ensemble de concepts propres au domaine éthique, d’identifier le ou les problèmes moraux que suggère la situation particulière et enfin, de traiter ces situations problématiques en référence aux procédures définies par les différentes théories éthiques.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à rédiger, en classe, une dissertation d’au moins 900 mots, conforme à un protocole de rédaction et dont l’objet sera de traiter un cas type d’une situation problématique en référence à un des thèmes propres abordés dans le cours.

Pour le cours d’éthique, les étudiants du programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies sont regroupés au sein de la famille des techniques de la santé.


La formation en anglais langue seconde
Cette formation comporte un cours de 2,00 unités et de pondération 2-1-3 : Anglais langue seconde

La formation propre en langue seconde vise d’abord à consolider et à approfondir les compétences acquises en formation commune et à enrichir cette dernière par des éléments de compétence liés au domaine d’activité professionnelle. On y parviendra en utilisant activités, thèmes, situations d’apprentissage et textes adaptés au domaine.

Comme dans le cas du cours de formation commune, on visera à aider les étudiants à améliorer leurs habiletés au niveau des quatre éléments de compétence que l’on retrouve dans l’apprentissage d’une langue seconde, la compréhension et l’expression orales et écrites. De plus, on mettra tout en oeuvre pour que les thèmes utilisés, les situations traitées et les activités d’apprentissage reflètent des préoccupations courantes en milieu du travail.

Les étudiants du premier niveau devront dégager le sens d’un message d’intérêt propre à leur spécialité d’une durée de deux minutes, communiquer un message intelligible d’environ deux minutes sur un thème propre, parvenir à dégager le sens d’un texte d’environ 500 mots sur un thème propre, et communiquer par écrit un message dans des formes propres à leur spécialité.

Les étudiants du deuxième niveau devront poursuivre à peu près les mêmes tâches, sauf que les exigences sur les plans de la durée, de la précision, de la cohérence et de la richesse de la production seront plus élevées. En formation générale propre, les étudiants sont classés selon deux niveaux. Le premier (56 % de la clientèle) est constitué des étudiants provenant des cours des niveaux I et II en formation commune et le second, des étudiants provenant des niveaux III et IV.

Pour le cours en formation propre, les étudiants du programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies sont regroupés au sein de la famille des techniques de la santé.
2.6.3 La formation complémentaire
La formation complémentaire vise à mettre l’étudiant en contact avec des domaines du savoir qui ne font pas partie de son champ d’études spécifique. Elle fournit l’occasion d’avoir accès de façon significative à un fonds culturel riche et large pour accroître la compréhension du monde qui nous entoure.

Les différents cours de cette formation sont conçus dans une perspective pluridisciplinaire; ils traitent de l’essentiel des savoirs du domaine culturel et, tout en restant accessibles à tous les étudiants, ils se caractérisent par le niveau et l’étendue des éléments qu’ils présentent.

Les étudiants doivent accumuler quatre unités dans ce bloc de formation, ce qui leur donne accès à deux cours choisis individuellement dans la banque locale de cours complémentaires. Ces cours ont été élaborés sur la base des devis ministériels qui définissent cinq domaines de formation : sciences humaines, culture scientifique et technologique, langue moderne, langage mathématique et informatique, art et esthétique. Chaque domaine contient deux ensembles de cours qui permettent soit de procéder à l’analyse de situations, soit d’appliquer les méthodes propres au domaine.

Le domaine de la culture scientifique et technologique n’est pas accessible en formation complémentaire aux étudiants inscrits en Techniques de laboratoire : biotechnologies, car le programme se rattache à ce domaine. La formation complémentaire offerte aux étudiants relèvera donc des quatre autres domaines, à savoir langage mathématique et informatique, langue moderne, sciences humaines, art et esthétique.

Le domaine du langage mathématique et informatique vise à amener les étudiantes et les étudiants à considérer la place, le rôle et l’évolution de ces savoirs et de ces outils dans notre société. L’ensemble 1 constitue un tour d’horizon de l’origine, de la diversité et de l’influence des mathématiques et de l’informatique; l’ensemble 2 offre l’occasion d’appliquer une variété de notions et de procédés aux situations quotidiennes de la vie qui exigent l’utilisation de ces « langages ».

En langue moderne, les deux ensembles permettent l’initiation aux structures et au vocabulaire de base d’une troisième langue – en l’occurrence l’espagnol – tout en favorisant un accès à la culture propre des personnes qui parlent ces langues.

En sciences humaines, les deux ensembles permettent à l’étudiant de percevoir l’apport d’une ou de plusieurs sciences humaines au regard des enjeux contemporains ainsi que d’analyser de façon rigoureuse l’un des grands problèmes de notre temps selon une approche particulière au domaine.

En art et esthétique, on offre aux étudiants l’occasion d’explorer diverses formes d’art, autant par la fréquentation d’œuvres à partir desquelles on les invite à apprécier la dynamique de l’imaginaire que par l’expérimentation personnelle du processus de création ou d’interprétation.

Les liens entre le Projet de formation et la formation générale
Les liens entre le Projet de formation et la formation générale sont résumés au tableau 3. Ce tableau met en relation les quatre premières orientations du Projet de formation et les disciplines de la formation générale :

Tableau 3 : Les liens entre le Projet de formation et la formation générale
Orientations
du Projet de formationAnglaisÉducation physiqueFrançaisPhilosophie1a) Habiletés intellectuelles((((1b) Communication et expression écrite((((1c) Attitudes responsables((((1d) Habiletés d’apprenant((((2 Héritage culturel((((3 Transferts des habiletés((((4 Réponse à des besoins spécifiques des programmes(((
Légende :
( Discipline porteuse
( Discipline contributive
3. L’ÉLABORATION LOCALE DU PROGRAMME
le processus local d’élaboration du programme
Au Collège de Sherbrooke, l’élaboration locale d’un programme se fait selon un processus systématique et rigoureux qui met à profit l’expertise développée par les différents intervenants du programme. Dans ce qui suit, on présente le mode de partage des responsabilités de même que les principales étapes du processus.

3.1.1 Comité d’implantation

Le mandat
Un comité a été mis en place avec pour mandat d’élaborer et de recommander à la direction des Services pédagogiques le projet de programme en Techniques de laboratoire avec voie de spécialisation en Biotechnologies, dans la perspective de son implantation à partir de l’automne 2003.

Le projet de programme doit respecter le devis ministériel ainsi que les orientations du Projet de formation du Collège.

La composition du comité d’implantation
Le comité a été constitué en mai 2003. Il comprend des représentants des deux programmes du département de Technologies de laboratoire, nommément Techniques de laboratoire : biotechnologies (TLB) et Technologie d’analyses biomédicales (TAB), un professeur de chacune des quatre disciplines contributives, un professeur de la formation générale, un aide pédagogique individuel, une conseillère pédagogique ainsi que la directrice de l’enseignement et des programmes du secteur auquel est rattaché le programme de TLB. En voici la composition :

Louise BouchardCoordonnatrice du comité de programme de Biotechnologies (TLB), Rédactrice
principaleMichel LarrivéeReprésentant de la discipline BiotechnologiesJacques C. FortierCoordonnateur du département de Technologies de laboratoire médical (TAB) (Hiver et Automne 2003)Anne RousseauCoordonnatrice du département Technologies de laboratoire (Hiver 2004)Alain LalibertéReprésentant de la discipline Technologie d’analyses biomédicalesLyne JolicoeurReprésentante de la discipline BiologieNicolas CaronReprésentant de la discipline ChimieGervais TremblayReprésentant de la discipline MathématiquesNicole NeaultReprésentant de la discipline PhysiqueRichard DesjardinsReprésentant de la formation généraleJean RoyerAide pédagogique individuelNicole BizierConseillère pédagogique
(Automne 2003 - Hiver 2004)Marie-France BélangerDEP, secteur B
(Automne 2003 - Hiver 2004)
Conseillère pédagogique (Hiver 2003)Guy FréchetteDEP, secteur III (par intérim, Hiver 2003)

Rôles et responsabilités

La DEP du secteur B assume la responsabilité du processus et la coordination des travaux. À titre de coordonnatrice du comité, elle convoque, préside et anime les réunions du comité, effectue les recherches, planifie les séances de travail et fournit les divers documents essentiels à la bonne marche du comité.

Le contenu des réunions du comité est soigneusement archivé. La rédaction des comptes rendus des réunions a été assumée tour à tour par Mesdames Louise Bouchard, Marie-France Bélanger et Anne Rousseau suivant les disponibilités de chacune.

La rédactrice du document de programme assume le leadership du projet, consulte les différents intervenants, rédige les plans-cadres et s’assure que les intentions éducatives retenues soient développées d’une façon cohérente.

Les membres du comité participent aux rencontres, informent régulièrement leur département de l’état des travaux du comité et produisent, en collaboration avec celui-ci, les plans-cadres des cours de leur discipline.
3.1.2 Les travaux menés par le comité
Le comité d’implantation du programme Techniques de laboratoire : biotechnologies s’est vu confier la tâche d’élaborer un plan de travail, de proposer un échéancier et de produire un projet du projet de programme à recommander à la direction des Services pédagogiques.

L’élaboration du projet de programme a nécessité les travaux suivants :
l’appropriation des devis ministériels du programme définis selon l’approche par compétences :
les buts du programme;
la liste des compétences;
l’analyse de situation de travail (AST);
les compétences définies en objectifs et standards;
la détermination des orientations locales et des intentions pédagogiques du programme;
l’élaboration d’un logigramme des compétences;
l’harmonisation des programmes Techniques de laboratoire : biotechnologies et Technologie d’analyses biomédicales par la détermination d’un tronc commun;
la détermination des cours et l’élaboration du logigramme des cours;
l’établissement d’une correspondance entre les compétences visées et les cours du programme (discipline, titre, numéro, pondération, unités, préalables);
l’élaboration d’un logigramme des préalables;
l’appropriation du processus de rédaction d’un plan-cadre;
la rédaction d’un plan-cadre pour chaque cours de la formation spécifique, en collaboration avec l’ensemble des professeurs concernés (les professeurs du comité et ceux de la discipline concernée);
l’analyse et l’évaluation des plans-cadres;
l’approbation des plans-cadres par les membres du comité d’implantation;
la conception de l’épreuve synthèse du programme;
la production de la grille de cheminement scolaire et des autres documents requis par le MEQ;
la détermination sommaire des modalités d’organisation et de fonctionnement des activités de stage;
l’établissement des liens appropriés avec les cours de la formation générale, notamment ceux de la formation propre au programme;
la rédaction d’un document de présentation descriptif et prescriptif du projet de programme;
la présentation du document de programme aux différentes instances consultatives et décisionnelles du Collège (CRSP, CE, CA).
3.1.3 Démarche d’élaboration du projet de programme
L’ensemble des travaux d’élaboration locale du programme initialement prévus a été réalisé. La collaboration active et soutenue de tous les acteurs engagés dans cette démarche a grandement contribué à sa réussite. Le comité d’implantation a amorcé ses travaux à la fin de la session d’hiver 2003, plus précisément le 28 mai 2003, en s’appropriant d’abord le projet initial de programme élaboré jusque là par le département de Technologies d’analyses biomédicales puis par la coordonnatrice du programme. Le comité d’implantation est alors devenu l’instance responsable d’assurer la suite des travaux jusqu’à l’approbation finale du document de programme.

Les travaux préliminaires avaient porté sur une ébauche des orientations locales du programme et une proposition de grille de cheminement scolaire pour la première année du programme. Cette grille reflétait alors la volonté d’établir un tronc commun entre les programmes TAB et TLB.

Le comité s’est réuni à plus d’une quinzaine d’occasions pour planifier et réaliser les travaux. Ces travaux ont nécessité des consultations à l’interne, notamment auprès des départements de Biologie, de Chimie, de Mathématiques, de Physique ainsi qu’auprès des départements responsables de la formation générale. Le projet de programme résulte donc d’un parcours ponctué de plusieurs moments et lieux de validation.

Le programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies a pu compter sur un comité d’implantation dynamique et enthousiaste, soucieux de produire un document de qualité qui guidera l’implantation d’un programme ambitieux et passionnant, et ce, malgré des échéanciers serrés.

3.1.4 Élaboration des plans-cadres
Les plans-cadres sont des documents qui s’adressent principalement aux enseignants. Ils fournissent des indications sur la façon dont on compte assurer le développement des compétences visées dans chacun des cours du programme. Pour chaque cours, le plan-cadre comprend une note préliminaire situant le cours dans le programme et spécifiant ses orientations générales, les éléments du contenu, une description de la démarche pédagogique générale, les intentions éducatives, une description de l’évaluation et une médiagraphie. Il est important de souligner que le contenu des plans-cadres constitue la référence obligée de chacun des cours.
3.2 les orientations locales du programme
Les travaux du comité d’implantation ont donné lieu à une réflexion collective qui a mené à la détermination d’orientations locales. Ces orientations prennent appui sur les buts généraux et les compétences du programme ministériel et prennent en compte les orientations du Projet de formation du Collège de même que les besoins des étudiants et ceux du milieu du travail.

3.2.1 Les principales orientations retenues
Le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies s’ouvre sur tous les aspects de cette fascinante discipline qui recouvre de nombreuses applications que l’homme a su développer à partir de ses connaissances du vivant.

Bien que le domaine soit vaste, une première lecture des compétences suggère déjà qu’il peut être divisé selon deux axes principaux : un premier volet basé sur la connaissance et l’exploitation des systèmes vivants et un second, orienté vers les analyses moléculaires. Les deux volets demeurent toutefois interdépendants, l’analyse moléculaire s’effectuant le plus souvent pour purifier ou caractériser les produits synthétisés ou modifiés grâce à l’intervention des systèmes vivants.

Bien que nous ayons fait le choix d’insister davantage sur la formation relevant du volet d’exploitation des systèmes vivants, nous veillerons à ce que toutes les compétences du programme soient adéquatement couvertes afin de respecter l’objectif premier du programme qui est de former des techniciens compétents. Dans cette optique, outre l’enseignement des connaissances théoriques requises, il nous faut aussi favoriser le développement de la dextérité manuelle à la base de l’exécution efficace des protocoles, ce qui implique que nous accordions un soin particulier au choix des contenus théoriques et des techniques qui leur seront associées dans les travaux pratiques.

À cet effet, chacun des deux axes du programme est abordé tout au long des trois années de la formation. Le programme est conçu de façon telle que, de session en session, chaque volet est non seulement approfondi, mais les interrelations entre ces deux volets principaux sont de plus en plus mises en évidence et exploitées.

L’étendue du domaine des biotechnologies et son évolution rapide offrent la possibilité de créer un programme dynamique et ambitieux, mais elle pose, en même temps, un grand défi. En effet, le temps alloué à la formation spécifique constitue une contrainte compte tenu des nombreuses (31) compétences à acquérir dans le programme.

Afin de relever ce défi, nous nous proposons de mettre en place des activités qui suscitent l’intérêt des étudiants à l’égard des nouvelles techniques ainsi que de leur donner le goût et les outils pour poursuivre leur formation au-delà de l’obtention du diplôme. De cette façon, nos étudiants auront développé de grandes habiletés techniques et acquis suffisamment de connaissances et d’habiletés pour s’adapter aisément à des environnements de travail diversifiés. Il sera également de la responsabilité des professeurs de rester à l’affût des nouvelles technologies et de les intégrer au programme chaque fois qu’elles constitueront un avantage pour nos finissants.

Enfin, et bien que cela impose certaines contraintes supplémentaires, il nous est apparu que l’élaboration d’un programme comportant un tronc commun partagé avec le programme Technologie d’analyses biomédicales présentait des avantages pour l’étudiant. En effet, ce tronc commun, décrit à la section 3.2.7, permet à l’étudiant de valider son choix d’orientation professionnelle et facilite le passage d’un programme à l’autre.

3.2.2 Les intentions pédagogiques et le projet de formation du Collège
Le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies, conformément au Projet de formation du Collège, vise l’acquisition par l’étudiant des habiletés intellectuelles, des habiletés de communication, des habiletés d’apprenant ainsi que des attitudes et comportements responsables associés à la formation fondamentale.

Le souci d’amener l’étudiant à développer ces compétences transversales est présent tant dans le volet de la formation spécifique que dans celui de la formation générale. Le tableau 3 résume la contribution de la formation générale à l’acquisition des compétences transversales, alors que la contribution de la formation spécifique est décrite dans les lignes qui suivent.


Les habiletés intellectuelles
Selon les orientations locales de la formation spécifique, le programme vise d’abord et avant tout la formation de techniciens compétents, c’est-à-dire capables d’exécuter un protocole expérimental et d’en apprécier les résultats. Cela exige, bien sûr, que nos finissants maîtrisent les connaissances théoriques requises, mais également qu’ils aient développé des habiletés et des attitudes appropriées, notamment la rigueur, la capacité de synthèse et d’analyse, le sens critique et la capacité de réfléchir sur sa pratique.

Étant donné la nature du travail du technicien et l’importance des habiletés intellectuelles visées, il est primordial que ces dernières soient prises en charge par tous les cours de la formation spécifique. En effet, la rigueur, la capacité de synthèse et d’analyse ainsi que le sens critique sont essentiels à toute démarche scientifique, qu’elle relève de la biologie, de la chimie, de la physique, des mathématiques ou des spécialités de la biotechnologie. À cet égard, les professeurs du programme et ceux des disciplines contributives s’entendent sur une approche commune inspirée principalement du volume « Guide des sciences expérimentales » produit par Gilles Boisclair et Jocelyne Pagé. Le tableau 4 rend compte des liens entre les compétences transversales dont le programme vise le développement et les cours de la formation spécifique. Les flèches de part en part du tableau dans la section « habiletés intellectuelles » servent à illustrer cette volonté de développer et d’appliquer les valeurs de rigueur, de capacité de synthèse, de capacité d’analyse et de sens critique dans tous les cours de la formation spécifique de façon progressive. Ces compétences constituent donc une préoccupation importante mais ne font pas l’objet d’un enseignement proprement dit. Par contre, l’approche pédagogique de tous les cours permet d’en favoriser le développement.

Les habiletés de communication

La deuxième section du tableau 4 rend compte des liens entre les habiletés de communication que le programme doit développer et les cours de la formation spécifique. Le programme doit viser tout spécialement la maîtrise de la communication écrite en français, la maîtrise de la communication orale, la capacité de comprendre un texte en anglais et la capacité d’utiliser les TIC (technologies de l’information et des communications).

La maîtrise de la communication écrite en français doit être un souci constant tout au long de la formation, conformément aux dispositions par ailleurs inscrites dans la PIEA. Cette compétence doit inclure non seulement la maîtrise de l’orthographe, mais également la capacité d’exprimer clairement les hypothèses de travail, les connaissances et les interrogations qui en sont à l’origine, les protocoles expérimentaux, les résultats, leur interprétation, les remarques et recommandations pertinentes faisant suite au déroulement d’une expérience. Elle est indispensable au technicien, notamment lorsqu’il doit tenir son cahier de laboratoire. Le cahier de laboratoire, en effet, n’est pas un outil personnel. C’est un registre qui doit permettre à quiconque, et à n’importe quel moment, de reproduire une expérience donnée. On constate, au tableau 4, que tous les cours de la formation spécifique contribuent au développement des habiletés de communication écrite en français soit par un suivi rigoureux de la tenue du cahier de laboratoire, soit par la production régulière de rapports.

La maîtrise de la communication orale, quant à elle, est indispensable, entre autres pour demander ou fournir des informations ou encore, pour présenter des résultats en réunion de travail. La capacité de comprendre un texte en anglais deviendra utile au moment de fouiller la littérature scientifique, qui est publiée essentiellement en anglais, soit pour trouver un nouveau protocole expérimental, soit pour consulter les informations disponibles sur de nouveaux produits.

Enfin, le technicien devra connaître les outils d’adaptation à l’évolution rapide des biotechnologies, surtout ceux qui reposent sur les technologies de l’information et des communications. La connaissance des logiciels qui permettent l’archivage des données et des résultats est essentielle, de même que la capacité d’utiliser les banques de données et les outils de recherche disponibles sur Internet.

Les attitudes et comportements

Bien que le technicien agisse le plus souvent sous supervision, le programme doit viser le développement d’attitudes telles que l’autonomie et le sens des responsabilités. Il doit également développer la dextérité manuelle, la capacité à donner et à recevoir la critique et bien sûr, le souci du travail bien fait. Même si cette dernière préoccupation n’apparaît pas formellement au tableau 4, elle demeure constante dans tous les cours prévus au programme.

Dans le domaine particulier qu’est la recherche (le principal domaine d’emploi pour nos finissants dans la région), le technicien est le plus souvent le pilier central du laboratoire; il constitue une présence stable et établit les ponts entre les étudiants ou les stagiaires qui vont et viennent. Une telle responsabilité requiert un bon sens de l’organisation et de l’observation, de l’entregent, des prédispositions pour le travail en équipe et un bon sens des communications. Ce sont là d’autres qualités que le programme doit voir à développer.

Le développement de ces attitudes constitue une préoccupation importante mais ne fait pas l’objet d’un enseignement proprement dit. Par contre, l’approche pédagogique de certains cours a été choisie avec comme objectif précis d’en favoriser le développement.

Les habiletés d’apprenant

Finalement, le tableau 4 présente les habiletés d’apprenant dont le programme doit favoriser le développement. Il s’agit de la capacité à transférer et à appliquer ses connaissances, à gérer son temps, à planifier son travail et finalement, à s’adapter aux changements.

La capacité à transférer et à appliquer ses connaissances devient une préoccupation constante, concrétisée dans tous les cours à partir de la quatrième session. Les autres compétences visées font l’objet d’une attention spéciale dans quelques cours. Ces compétences vont permettre au technicien de travailler de façon efficace et de suivre l’évolution du domaine.

L’ensemble des intentions pédagogiques s’inscrit dans une logique de développement progressif et de transfert des apprentissages que l’on retrouvera dans tous les cours de la formation spécifique. Les stratégies pédagogiques contribuent à la progression et au transfert. Ainsi, de façon variable mais non négligeable, chacun des cours porte une part de responsabilité de l’ensemble des intentions pédagogiques du programme. Cependant, comme l’indique le tableau 4, certaines de ces intentions sont prises en charge de manière plus significative par certains cours déterminés. Ces intentions particulières sont clairement énoncées dans les plans-cadres. Mentionnons en terminant que le stage prévu en fin de formation permet de réinvestir tous ces acquis dans un contexte réel de travail.

Tableau 4 : 210.AA Compétences transversales en liens avec les intentions pédagogiques et les cours de la formation spécifique
Compétences transversalesSession 1Session 2Session 3Session 4Session 5Session 6360-106-SH202-195-SH101-185-SH360-203-SH101-284-SH202-294-SH201-244-SH360-365-SH210-336-SH201-343-SH203-354-SH360-465-SH203-454-SH210-485-SH202-496-SH210-465-SH210-435-SH201-544-SH210-514-SH210-585-SH210-528-SH210-595-SH360-274-SH210-685-SH210-675-SH210-691-SH210-606-SHHabiletés intellectuellescapacité de synthèsecapacité d’analyserigueursens critiquecapacité de réfléchir sur sa pratiqueHabiletés de communicationmaîtrise de la communication écrite en françaismaîtrise de la communication orale((((((capacité de comprendre un texte en anglais(((savoir utiliser les TIC(((((((((Attitudes et comportementsautonomie(((((((sens des responsabilités(((((capacité de travailler en équipe((((((((((((capacité à donner et recevoir la critique(((dextérité manuelle(((((((((((((((((((((((Habiletés d’apprenantcapacité à transférer et appliquer ses connaissances(((capacité de gérer son temps((capacité de planifier son travail(((((capacité d’adaptation aux changements((Notes : La contribution des cours de la formation générale est présentée dans le tableau 1 de la page 3 ( compétence faisant l’objet d’un enseignement formel
( compétence appliquée et réinvestie
 compétence prise en charge dans tous les cours de la
formation spécifique

3.2.3 Les stratégies pédagogiques
Le programme propose le recours à des stratégies pédagogiques variées. Tout d’abord, parce qu’une seule stratégie ne peut servir adéquatement tous les objectifs d’un programme aussi diversifié, ensuite, parce que les étudiants répondent mieux à certaines stratégies qu’à d’autres et enfin, parce que l’acquisition des connaissances est facilitée lorsqu’elles ont été abordées de plusieurs façons différentes.

Les stratégies pédagogiques retenues devront favoriser la mobilisation des connaissances antérieures, l’établissement de liens avec les savoirs provenant tant des disciplines contributives que de la formation générale, le développement de la pensée critique et l’engagement de l’étudiant dans sa formation.

À cette fin, le programme repose non seulement sur les présentations magistrales et la réalisation de travaux pratiques, mais propose également le recours à d’autres approches pédagogiques, notamment, l’apprentissage par problèmes (APP). L’APP permet à l’étudiant d’apprendre à analyser une situation reliée à son futur travail, à la fragmenter en éléments plus simples auxquels il peut associer ses connaissances de base afin de cerner la problématique et formuler des hypothèses explicatives. Cette approche apprend aussi à l’étudiant à vérifier ses hypothèses et à les mettre en application, le cas échéant. Cette méthode a déjà fait ses preuves au Collège de Sherbrooke où elle est appliquée depuis plusieurs années, notamment dans le programme Technologies d’analyses biomédicales (TAB). L’utilisation de l’APP en TAB est une particularité du programme local dont les bienfaits ont été récemment reconnus. En effet, en janvier 2004, l’Association médicale canadienne reconduisait l’agrément du programme de TAB. Le comité chargé d’examiner la demande d’agrément notait dans son rapport que les finissants du Collège de Sherbrooke se distinguent par leur autonomie, leur sens de l’initiative et leur capacité de gérer les problèmes et les situations inattendues. Ce sont des qualités que les employeurs apprécient et recherchent.

Certains cours du programme TLB se prêtent également bien à l’approche par projet, surtout lorsqu’ils abordent des technologies applicables dans tous les champs de la biotechnologie. On peut même y jumeler les principes de l’apprentissage collaboratif en regroupant les étudiants en petites équipes, chacune ayant à planifier un projet dans un champ particulier des biotechnologies. On demande alors aux étudiants de planifier les expériences, de les exécuter et de les présenter aux autres équipes du groupe. Une telle approche renforce les qualités d’autonomie et de sens de l’initiative tout en sollicitant les aptitudes à travailler en équipe et à communiquer.

Les stratégies pédagogiques privilégiées retenues contribuent également à l’acquisition des compétences transversales du programme.
3.2.4 Les déterminants de la grille de cheminement scolaire
Le logigramme des compétences
L’élaboration de la grille de cheminement scolaire nécessite la construction d’un logigramme des compétences. Rappelons qu’un logigramme de compétences est une représentation schématique des compétences du programme, placées dans un ordre logique d’acquisition. En considérant les orientations précédemment décrites, nous avons construit le logigramme des compétences qui suit. Il se lit de gauche à droite et un code de couleurs vise à en faciliter la lecture. Ainsi les compétences associées à la couleur jaune s’inscrivent dans le volet d’exploitation des systèmes vivants, alors que les compétences associées à la couleur bleue s’inscrivent dans le volet d’analyse moléculaire. Le vert indique que la compétence relève des disciplines contributives mathématiques ou physique. Finalement, les compétences présentées en orangé sont des compétences générales, associées à la démarche scientifique peu importe le domaine d’application. En plus du fait qu’il rattache chaque compétence à un axe de la formation, le logigramme permet d’illustrer certaines des interrelations qui s’établissent entre les deux axes de la formation.

Tableau 5 : Logigramme des compétences

Le découpage des compétences en cours
L’étape suivante de la préparation de la grille de cheminement scolaire consiste à associer les compétences à des cours.

Le logigramme des préalables
Les cours sont ensuite représentés schématiquement de façon à proposer une suite logique et progressive dans l’acquisition des contenus. On peut ainsi apprécier d’un seul coup d’œil les liens entre les cours et les préalables à chaque cours du programme. Le logigramme des préalables du programme est présenté quant à lui au tableau 10. Nous avons fait le choix, pour la période d’implantation du programme, que tous les préalables soient relatifs, c’est-à-dire qu’il faudra avoir obtenu une note d’au moins 50 % dans un cours donné pour pouvoir suivre les cours auxquels il est préalable. Le comité d’implantation suggère que cette décision soit reconsidérée au moment de la première évaluation du programme. Une seule exception existe pour l’instant : un étudiant ne pourra faire son stage de fin de formation que lorsqu’il aura réussi tous les cours du programme.

La grille de cheminement scolaire

On trouve au tableau 9 la grille de cheminement scolaire proposée par le comité d’implantation du programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies. Elle a été élaborée à partir d’un logigramme des 31 compétences du programme, en tenant compte des orientations locales dont l’harmonisation avec le programme TAB. On trouve ensuite aux tableaux 6 et 7 respectivement, les correspondances entre les cours et les compétences et entre les compétences et les cours, puis finalement au tableau 8, la contribution de chacun des cours à l’atteinte partielle (P) ou complète (C) des objectifs et standards.

La grille souscrit à l’objectif d’élaborer un programme équilibré offrant 91 2/3 unités sur trois ans et comptant 2 055 heures-contact en formation spécifique.

La pondération attribuée à chacun des cours prend appui sur la matrice des compétences, sur l’expérience vécue dans le programme TAB et sur l’appui des membres du comité d’implantation.

La grille de cheminement scolaire proposée reflète l’aspect multidisciplinaire des biotechnologies et on y distingue un regroupement par familles de cours : les connaissances scientifiques et les outils de base (présents surtout en première année), la microbiologie et ses applications, l’immunologie, la biochimie et l’analyse instrumentale, et finalement, les technologies de l’ADN. Ces familles sont présentées de façon verticale sur le logigramme des préalables et s’étalent généralement sur toute la durée du programme. Le programme de Biotechnologies a par ailleurs été conçu comme un ensemble intégré. Tout d’abord, parce que les familles de cours sont dépendantes les unes des autres. Par exemple, les cours de physique sont essentiels à la compréhension du fonctionnement des appareils d’analyse instrumentale. Ensuite, parce que le futur technicien doit considérer chaque expérience comme une étape qui s’inscrit dans un tout. Il doit de plus, comprendre ce tout. Par exemple, les notions de mathématiques appliquées aux analyses (2e et 3e sessions) seront apprises à partir de situations réelles, ou de situations plausibles inspirées de situations réelles, nécessitant l’utilisation des calculs mathématiques pour faire l’analyse des résultats. De la même façon, le programme est conçu de sorte que le cours Statistiques appliquées aux analyses (5e session) se donne en utilisant comme matière première les données recueillies dans les cours Microbiologie appliquée, Biochimie appliquée et Méthodologie de mesures physicochimiques (4e session). Une telle approche responsabilise les étudiants face aux résultats des expériences qu’ils rédigent et à l’importance de les archiver adéquatement. En plus, elle favorise le processus de contextualisation – décontextualisation – recontextualisation, un processus qui favorise l’établissement par l’étudiant de liens entre ce qu’il apprend au Collège et ce qu’il fera dans l’exercice de sa profession. Des ancrages concrets entre le cours Bioprocédés (6e session) et les cours Méthodologie de mesures physicochimiques (4e session) et Analyse instrumentale 2 (6e session) sont également prévus. On vise ainsi à favoriser l’établissement de liens entre les apprentissages, à consolider les compétences déjà acquises lorsque vient le temps d’en aborder une nouvelle et à favoriser une progression réelle des apprentissages.

Le développement de l’autonomie professionnelle et du sens des responsabilités passe indéniablement par trois niveaux d’apprentissage qui constituent trois phases du programme. La première phase doit permettre l’acquisition d’une solide formation scientifique, indispensable à l’apprentissage et à la compréhension des méthodes exploitées. Elle doit également favoriser le développement des habiletés techniques de bases, indispensables au fonctionnement autonome en laboratoire. Elle s’étend sur les trois premières sessions du programme, mais occupe surtout la première année de formation. La seconde phase est axée sur le transfert et l’application des notions fondamentales dans le développement des compétences propres à chaque domaine d’application des biotechnologies. Elle débute à la troisième session et s’étend jusqu’à la sixième session; la complexité des principes et des applications augmentant graduellement au fil de la formation.

Enfin, à la fin de la sixième session, le stage en milieu de travail constitue la troisième phase, celle devant permettre le transfert et l’application de l’expertise acquise dans un contexte réel de travail.

Par ailleurs, le développement de l’autonomie professionnelle et du sens des responsabilités nécessite une solide connaissance et une excellente compréhension du processus de travail en laboratoire. Il importe donc de familiariser l’étudiant le plus rapidement possible avec ce processus. Ainsi, nous avons élaboré le programme en nous appuyant sur le processus de travail décrit dans l’analyse de situation de travail et préconisé dans les compétences du programme axées vers l’application pratique des connaissances. Le processus de travail y est découpé en trois phases distinctes :
les étapes préalables à l’analyse;
les étapes propres à l’analyse;
les étapes post-analytiques.
Il est primordial que la formation de l’étudiant assure le développement harmonisé de ces trois phases.

Le comité a porté une attention particulière à ces orientations et à ces préoccupations au moment de la rédaction des plans-cadres des cours.

3.2.5 Les stages
Le programme prévoit deux périodes de stage en cours de formation. La première, offerte dès la première session de formation, propose des stages complémentaires.

Ce sont essentiellement des stages d’observation. Ces stages, d’une durée de 15 heures, se déroulent sur une période de cinq semaines. Chaque semaine, pendant trois heures consécutives, les étudiants regroupés en équipes de trois suivent un technicien dans le cadre de ses activités. Les étudiants observent son travail et posent des questions. Ils n’effectuent, toutefois, aucune manipulation. Le but des stages d’observation est de permettre aux étudiants de constater quelles sont les tâches exécutées par le technicien en biotechnologies et dans quel environnement il exerce sa profession. À la fin des stages, chaque étudiant aura pu observer cinq milieux de travail différents.

Ces stages sont d’une importance primordiale puisqu’ils permettent aux étudiants d’établir un premier contact avec leur futur milieu de travail. Ils permettent aussi d’éveiller leur curiosité et de susciter leur intérêt dès le début de leur formation puisque les cours inscrits à l’horaire sont presque uniquement des cours généraux donnés par les disciplines contributives. Ces stages apportent ainsi un complément essentiel au cours Initiation aux professions de laboratoire, le seul cours de spécialité offert à la première session.

En effet, les étudiants qui choisissent les programmes techniques le font le plus souvent parce qu’ils sont attirés par les aspects pratiques du domaine. Ils sont impatients d’être exposés à un contexte spécialisé, inspiré du milieu de travail. Les stages d’observation permettent une telle exposition et ont de cette façon un effet positif sur la rétention et la motivation des étudiants. De plus, cela permet de leur faire prendre conscience des différents domaines d’application des biotechnologies où ils sont susceptibles d’effectuer leur stage de fin d’études en troisième année.
La seconde période de stage est prévue à la sixième session, à la toute fin de la formation. Il s’agit essentiellement d’un stage d’intégration au milieu du travail. Ce stage s’étend sur quatre semaines et se déroule dans un laboratoire où l’on exerce l’une ou l’autre des disciplines couvertes par le programme (microbiologie, biochimie, analyse instrumentales, immunologie, histologie, culture cellulaire, génie génétique, toxicologie, écotoxicologie, bioprocédés) dans l’un ou l’autre des aspects (recherche, production, contrôle de qualité) de l’un ou l’autre des domaines d’application des biotechnologies (biomédical, pharmaceutique, agroalimentaire, environnemental, judiciaire).

Peu importe le laboratoire où se déroule son stage, l’étudiant aura à interpréter des directives et des protocoles puis à les exécuter. Étroitement supervisé par un moniteur au tout début de son stage, le stagiaire devra pouvoir fonctionner de façon autonome à la fin du stage, ce qui témoignera de l’atteinte du seuil minimal de compétences exigé à l’entrée sur le marché du travail.


3.2.6 L’épreuve synthèse de programme
Le cours Bioprocédés, offert à la sixième session, a été désigné comme le cours porteur de l’épreuve synthèse de programme (ESP). Cette épreuve vise à évaluer le niveau d’intégration des différentes compétences inscrites au programme. L’épreuve propose une évaluation sommative qui porte sur deux volets importants de la formation : les aspects directement liés à l’expertise biotechnologique et qui relèvent de la formation spécifique d’une part, et certains aspects plus larges de la formation fondamentale, qui relèvent majoritairement de la formation générale, d’autre part.

L’évaluation se déroule en deux étapes. La première étape est divisée en deux parties et dure une journée. Chacune des deux parties aborde les deux aspects prévus à l’évaluation mais s’attarde à des éléments différents du profil de sortie. La première partie consiste en un examen théorique écrit. Cet examen doit vérifier, en plus de l’acquisition des connaissances, la capacité d’analyse de même que la capacité de transfert et d’application des connaissances à des situations de travail. On suggère une épreuve basée sur des études de cas et des mises en situation simulant le contexte de travail. On pourrait proposer un problème intégrateur plus important suivi de quelques problèmes plus courts. Une des questions devra aborder la dimension éthique des biotechnologies. Une autre devra faire appel à la connaissance de l’anglais. Il pourrait s’agir, par exemple, de rédiger un protocole expérimental en français à partir de la section « Matériel et Méthodes » d’un article scientifique rédigé en anglais. Cette partie devra de plus permettre d’évaluer le niveau de maîtrise de la communication écrite en français, une habileté essentielle pour tout technicien de laboratoire. En plus de l’exactitude scientifique, la structure, la cohérence et la clarté des réponses écrites doivent faire partie des éléments pris en considération dans l’évaluation. La seconde partie consiste en un examen pratique destiné à évaluer les habiletés techniques de l’étudiant. On propose d’organiser l’examen sous forme de stations. Certaines stations pourraient requérir l’exécution complète d’une procédure expérimentale courte alors que d’autres pourraient requérir l’exécution de l’une ou l’autre des étapes de la démarche expérimentale (pré-analytique, analytique ou post-analytique) et ce dans des contextes expérimentaux variés et inspirés du milieu du travail. On suggère également de mettre l’accent sur des procédures qui auraient été moins souvent évaluées au cours de la formation.

La deuxième partie de l’évaluation consiste en une présentation orale faite devant les pairs et les professeurs. Les étudiants de première et deuxième année pourraient également assister aux présentations. La présentation doit porter sur l’expérience vécue par l’étudiant pendant son stage en milieu de travail. Il peut alors présenter les bases scientifiques et les buts du projet auquel il a participé ainsi que les résultats obtenus. Il peut s’agir de présenter les bases, les normes et les résultats d’un test de contrôle de qualité. Il peut s’agir aussi de présenter le contexte ou les sujets d’intérêt du laboratoire d’accueil. La présentation doit fournir une occasion d’évaluer non seulement les aptitudes de l’étudiant pour la communication orale, mais aussi sa capacité à comprendre un contexte scientifique, à structurer l’information et à la livrer correctement. Elle pourra également fournir l’occasion d’apprécier le niveau de maîtrise des TIC atteint par l’étudiant.

3.2.7 Harmonisation avec le programme TAB
Le Collège de Sherbrooke offre, depuis 1968, le programme de Technologie de laboratoire médical (TLM), appelé à la faveur de sa révision, Technologie d’analyses biomédicales (TAB). Ainsi que le ministère de l’Éducation les a présentés, le nouveau programme de TAB et le programme de Biotechnologies ont dix compétences communes. Une collaboration étroite entre les deux programmes est déjà établie pour les implanter. De cette collaboration est né le projet d’une première année la plus harmonisée possible qui aborde sept des dix compétences communes aux deux programmes. La première session est identique et permet à l’étudiant qui le désire de passer d’un programme à l’autre sans pénalité. En deuxième session, la plupart des cours sont communs, mais on introduit déjà des cours spécifiques à chaque formation. Ainsi, le programme TLB propose un cours de Mathématiques appliquées aux analyses qui lui est propre et un cours d’Initiation aux techniques microbiologiques qui sera offert à la troisième session du programme TAB. À partir de ce moment, un étudiant qui voudrait passer d’un programme à l’autre devra envisager de terminer sa formation en plus de six sessions. Par ailleurs, cette collaboration permet une utilisation optimale des ressources humaines et matérielles et une certaine rationalisation dans l’achat des équipements.

3.2.8 Arrimage avec les programmes universitaires
La finalité première des programmes d’études techniques consiste à former des techniciens aptes à intégrer le marché du travail. Cependant, un certain nombre de diplômés choisissent de poursuivre leur formation au niveau universitaire. Cette réalité existe déjà pour certains programmes d’études notamment dans les secteurs des techniques physiques et en soins infirmiers. De plus, la tendance vers les programmes de type DEC/BAC s’accentue et s’étend à une gamme de plus en plus large de programmes. Le programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies suivra, lui aussi, cette tendance. Le dialogue est déjà établi entre le Collège et l’Université de Sherbrooke. Ainsi, des démarches ont déjà été entreprises dans le but de faire reconnaître jusqu’à l’équivalent d’une année d’étude dans les programmes universitaires de biotechnologies et de microbiologie. De plus, les finissants du programme TLB pourraient être admissibles au nouveau programme de génie biotechnologique de l’Université de Sherbrooke.
3.3 LA FORMATION SPÉCIFIQUE

La formation spécifique voit au développement des habiletés professionnelles qu’exige la pratique professionnelle du technicien de laboratoire.

À l’apport de la discipline principale s’ajoute la contribution de quatre autres disciplines : la biologie, la chimie, la physique et les mathématiques.

3.3.1 L’apport de la biologie
Les cours de Biologie humaine 1 et 2 visent globalement l’acquisition des savoirs relatifs au fonctionnement normal de l’organisme humain. L’accent est d’abord mis sur la cellule, puis sur le rôle spécifique de chacun des systèmes et leur contribution au maintien des divers équilibres biologiques participant à l’homéostasie de l’organisme. Ces notions mènent ensuite aux généralités applicables aux systèmes animal et végétal et du même coup à la compréhension du fonctionnement des systèmes vivants que les biotechnologies visent à approfondir et à exploiter. Elles sont donc essentielles pour l’ensemble des cours de spécialité, mais encore davantage pour ceux qui sont liés à l’exploitation des systèmes vivants.

3.3.2 L’apport de la chimie
Il est indispensable que les étudiants acquièrent une bonne formation de base en chimie compte tenu, d’une part, que tout phénomène qui se produit dans un organisme vivant s’appuie sur des réactions chimiques et d’autre part, qu’un volet important du travail du technicien en biotechnologie consiste à manipuler et analyser des composés chimiques.

Trois cours de chimie sont prévus au programme : Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse, Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse et Méthodologies de mesures physicochimiques.

Les deux premiers cours abordent les notions fondamentales de chimie générale, de chimie des solutions et de chimie organique nécessaires à la pratique d’une profession en laboratoire. Les notions acquises dans ces cours sont réinvesties dans de nombreux cours subséquents du programme. Le troisième cours s’inscrit dans ce cadre du transfert et de l’application de notions fondamentales, alors qu’il se consacre aux méthodes de mesure utilisées dans les laboratoires de production ou de contrôle de qualité pour évaluer les propriétés physicochimiques des substances.


3.3.3 L’apport des cours de physique
Deux cours de physique sont prévus au programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Le premier, Électricité et magnétisme se donne en troisième session alors que le second, Optique appliquée à l’instrumentation, se donne en quatrième session. Ces deux cours visent globalement l’acquisition des savoirs relatifs aux principes de physique à la base du fonctionnement des appareils de mesure ou d’analyse utilisés en biotechnologie. Le cours vise également à faire réaliser au futur technicien comment les appareils fonctionnent. Les notions acquises seront sollicitées dans plusieurs cours consacrés à l’analyse moléculaire, et tout particulièrement dans l’analyse instrumentale.

3.3.4 L’apport des cours de mathématiques
Une des tâches les plus importantes du technicien de laboratoire consiste à traiter des données brutes obtenues lors de l’exécution d’un protocole expérimental de façon à les convertir en résultats que l’on peut utiliser et interpréter. Une autre tâche importante du technicien consiste à valider les résultats obtenus par l’application de méthodes statistiques.

Les savoirs et les savoir-faire relatifs à l’exécution de ces tâches relèvent du domaine des mathématiques, c’est pourquoi trois cours de mathématiques sont prévus au programme : Mathématiques appliquées au analyses, en deuxième session; Fonctions et variations, en troisième session et finalement, Statistiques appliquées aux analyses en cinquième session. Les deux premiers cours visent à développer chez l’étudiant l’habileté à utiliser les résultats expérimentaux qu’il aura obtenus afin de confronter les hypothèses, de déterminer les dosages ou d’analyser l’influence de la variation d’une quantité en fonction d’une autre. Le troisième cours vise à initier l’étudiant à certaines notions statistiques permettant une prise de décision basée sur des critères objectifs. Cette prise de décision peut porter sur le rejet ou l’acceptation d’une hypothèse portant sur un ou plusieurs paramètres calculés à partir d’une série de mesures ou encore sur le rejet d’un lot ou d’une méthode d’analyse. Les savoirs acquis seront largement appliqués dans tous les cours du programme qui demanderont la tenue d’un cahier de laboratoire ou la production de rapports. On pourra constater à la lecture des plans-cadres des cours concernés, le souci qu’a mis le département à bien arrimer le contenu des cours à la réalité que vivront nos futurs techniciens.

3.3.5 Des compétences aux cours
Les tableaux qui suivent décrivent l’organisation de la formation de même que les liens entre les compétences et les cours.

Tableau 6 : Relations cours-compétences. On trouve dans ce tableau la correspondance des cours en relation avec la compétence.
Tableau 7 : Relations compétences-cours. On trouve dans ce tableau la correspondance des compétences décomposées en cours.
Tableau 8 : Relations objectifs-cours. Ce tableau précise l’atteinte de compétences de façon partielle ou complète.

Ces tableaux sont suivis de la grille de cheminement scolaire et du logigramme des préalables.

Tableau 6 : Relations cours–compétences
CODEPOND.SESSIONDÉSIGNATIONNoÉNONCÉ DE COMPÉTENCES101-185-SH3-2-21Biologie humaine 101E7Utiliser des données d’anatomie et de physiologie360-106-SH3-3-21Initiation aux professions de laboratoire01DP
01E0
01E1Analyser les fonctions de travail
Assurer la qualité du travail
Préparer des solutions202-195-SH3-2-21Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse01E1
01DSPréparer des solutions
Utiliser des principes de chimie générale nécessaires aux analyses101-284-SH2-2-22Biologie humaine 201E7Utiliser des données d’anatomie et de physiologie202-294-SH2-2-22Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse01DS
01E3Utiliser des principes de chimie générale nécessaires aux analyses
Identifier des molécules organiques360-203-SH2-1-22Assurance de la qualité en laboratoire01E6
01E0Assurer la gestion des produits et du matériel
Assurer la qualité du travail 360-365-SH2-3-22Initiation aux techniques microbiologiques01E5Détecter des microorganismes201-244-SH2-2-22Mathématiques appliquées aux analyses01DQUtiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses203-354-SH2-2-23Électricité et magnétisme01DR
01DQInterpréter les principes de fonctionnement des appareils
Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses210-336-SH3-3-33Biochimie générale01E4Caractériser des biomolécules360-465-SH2-3-13Techniques d’identification microbienne01EAIdentifier des microorganismes201-343-SH2-1-2 3Fonctions et variations01DQUtiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses203-454-SH2-2-24Optique appliquée à l’instrumentation01DRInterpréter les principes de fonctionnement des appareils210-485-SH2-3-24Techniques de culture cellulaire01EC
01EDCultiver des cellules animales
Cultiver des cellules végétales202-496-SH2-4-34Méthodologie de mesures physicochimiques01DV
01DWPrendre des mesures physicochimiques
Prendre des mesures électrométriques210-465-SH2-3-24Microbiologie appliquée01DU
01EHPrélever des échantillons
Réaliser des analyses de microbiologie appliquée210-435-SH2-3-24Biochimie appliquée01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée210-514-SH2-2-25Techniques histologiques01E7
01EBUtiliser des données d’anatomie et de physiologie
Utiliser des animaux de laboratoire360-274-SH2-2-25Techniques immunologiques appliquées01E8Appliquer des techniques d’immunologie210-585-SH2-3-25Toxicologie et écotoxicologie01DU
01EB
01EFPrélever des échantillons
Utiliser des animaux de laboratoire
Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie210-528-SH4-4-35Génie génétique 01F1
01EJAppliquer des techniques de biologie moléculaire
Réaliser des activités liées au génie génétique210-595-SH2-3-25Analyse instrumentale 101DX
01DY
01DZ
01DTRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire
Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire
Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale
Interpréter des protocoles d’analyse201-544-SH2-2-25Statistiques appliquées aux analyses de laboratoire01E2Faire le traitement statistique des données210-686-SH2-4-36Bioprocédés01EK
01EGUtiliser des cellules dans des bioprocédés
Réaliser des analyses de biochimie appliquée210-675-SH2-3-36Techniques immunologiques appliquées 201EB
01EEUtiliser des animaux de laboratoire
Réaliser des analyses d’immunologie appliquée210-691-SH3-8-36Analyse instrumentale 201DX
01DY
01DZRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire
Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire
Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale210-60S-SH0-6-16STAGES01E0
01DTAssurer la qualité du travail
Interpréter des protocoles d’analyse  Tableau 7 : Correspondances compétences–cours
NoÉNONCÉ DE COMPÉTENCESCODEPOND.UNITÉSSESSIONDÉSIGNATION DES COURS01DPAnalyser les fonctions de travail 360-106-SH3-3-22,671Initiation aux professions de laboratoire01E0Assurer la qualité du travail 360-106-SH
360-203-SH
210-60S-SH3-3-2
2-1-2
0-6-12,67
1,67
2,331
2
6Initiation aux professions de laboratoire
Assurance de la qualité en laboratoire
Stages01E7Utiliser des données d’anatomie et de physiologie101-185-SH
101-284-SH
210-514-SH3-2-2
2-2-2
2-2-22,33
2,00
2,001
2
5Biologie humaine 1
Biologie humaine 2
Techniques histologiques01DSUtiliser les principes de chimie générale nécessaires aux analyses202-195-SH
202-294-SH3-2-2
2-2-22,33
2,001
2Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse
Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse01E1Préparer des solutions360-106-SH
202-195-SH3-3-2
3-2-22,67
2,331
1Initiation aux professions de laboratoire
Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse01E3Identifier des molécules organiques202-294-SH2-2-22,002Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse01E6Assurer la gestion des produits et du matériel360-203-SH2-1-21,672Assurance de la qualité en laboratoire01DQUtiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses201-244-SH
201-343-SH
203-354-SH2-2-2
2-1-2
2-2-22,00
1,67
2,002
3
3Mathématiques appliquées aux analyses
Fonctions et variations
Électricité et magnétisme01E5Détecter des microorganismes360-365-SH2-3-22,332Initiation aux techniques microbiologiques01DUPrélever des échantillons210-465-SH
210-585-SH2-3-2
2-3-22,33
2,334
5Microbiologie appliquée
Toxicologie et écotoxicologie01DRInterpréter les principes de fonctionnement des appareils203-354-SH
203-454-SH2-2-2
2-2-22,00
2,003
4Électricité et magnétisme
Optique appliquée à l’instrumentation01EAIdentifier des microorganismes360-465-SH2-3-12,003Techniques d’identification microbienne01E4Caractériser des biomolécules210-336-SH3-3-33,003Biochimie générale01DTInterpréter des protocoles d’analyse210-595-SH
210-60S-SH2-3-2
0-6-12,33
2,335
6 Analyse instrumentale 1
Stages01DVPrendre des mesures physicochimiques202-496-SH2-4-33,004Méthodologie de mesures physicochimiques01DWPrendre des mesures électrométriques202-496-SH2-4-33,004Méthodologie de mesures physicochimiques01ECCultiver des cellules animales210-485-SH2-3-22,334Techniques de culture cellulaire01EDCultiver des cellules végétales210-485-SH2-3-22,334Techniques de culture cellulaire01EHRéaliser des analyses de microbiologie appliquée210-465-SH2-3-22,334Microbiologie appliquée01EGRéaliser des analyses de biochimie appliquée210-435-SH
210-686-SH2-3-2
2-4-32,33
3,004
6Biochimie appliquée
Bioprocédés01EBUtiliser des animaux de laboratoire210-514-SH
210-585-SH
210-675-SH2-2-2
2-3-2
2-3-32,00
2,33
2,675
5
6Techniques histologiques
Toxicologie écotoxicologie
Techniques immunologiques appliquées 201E2Faire le traitement statistique des données201-544-SH2-2-22,005Statistiques appliquées aux analyses01E8Appliquer des techniques d’immunologie360-274-SH2-2-22,005Techniques immunologiques appliquées01F1Appliquer des techniques de biologie moléculaire210-528-SH4-4-33,675Génie génétique01EJRéaliser des activités liées au génie génétique210-528-SH4-4-33,675Génie génétique01EFRéaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie210-585-SH2-3-22,335Toxicologie et écotoxicologie01DXRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire210-595-SH
210-691-SH2-3-2
3-8-32,33
4,675
6Analyse instrumentale 1
Analyse instrumentale 201DYRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire210-595-SH
210-691-SH2-3-2
3-8-32,33
4,675
6Analyse instrumentale 1
Analyse instrumentale 201DZRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale210-595-SH
210-691-SH2-3-2
3-8-32,33
4,675
6Analyse instrumentale 1
Analyse instrumentale 201EERéaliser des analyses d’immunologie appliquée210-675-SH2-3-32,676Techniques immunologiques appliquées 201EKUtiliser des cellules dans des bioprocédés210-686-SH2-4-33,006Bioprocédés
Tableau 8 : Relations objectifs-cours / Atteinte (partielle ou complète) de la compétence
RELATIONS OBJECTIFS-COURSCOURS DU PROGRAMME D’ÉTUDESSESSION111222223333444445555556666
210.AA   TECHNIQUES DE LABORATOIRE : BIOTECHNOLOGIES

C = indique que le cours permet d'atteindre complètement l'objectif
P = indique que le cours permet d'atteindre partiellement l'objectif360-106-SH202-195-SH101-185-SH360-203-SH101-284-SH202-294-SH201-244-SH360-365-SH210-336-SH201-343-SH203-354-SH360-465-SH203-454-SH210-485-SH202-496-SH210-465-SH210-435-SH201-544-SH210-514-SH210-585-SH210-528-SH210-595-SH360-274-SH210-686-SH210-675-SH210-691-SH210-606-SHCODEÉNONCÉ DE LA COMPÉTENCE01DPAnalyser les fonctions de travailC01DUPrélever des échantillonsPP01DTInterpréter des protocoles d’analysePP01E6Assurer la gestion des produits et du matériel C01E0Assurer la qualité du travail PPP01EBUtiliser des animaux de laboratoirePPP01DQUtiliser les outils mathématiques nécessaires aux analysesPPP01E2Faire le traitement statistique des donnéesC01DRInterpréter les principes de fonctionnement des appareilsPP01DVPrendre des mesures physicochimiquesC01DWPrendre des mesures électrométriquesC01E7Utiliser des données d’anatomie et de physiologiePPP01E8Appliquer des techniques d’immunologieC01EERéaliser des analyses d’immunologie appliquéeC01ECCultiver des cellules animalesC01EDCultiver des cellules végétalesC01F1Appliquer des techniques de biologie moléculaireC01EJRéaliser des activités liées au génie génétiqueC01EKUtiliser des cellules dans des bioprocédésC01EFRéaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologieC01E5Détecter des microorganismesC01EAIdentifier des microorganismesC01EHRéaliser des analyses de microbiologie appliquéeC01DSUtiliser les principes de chimie générale nécessaires aux analysesPP01E1Préparer des solutionsPP01E3Identifier des molécules organiquesC01E4Caractériser des biomoléculesC01EGRéaliser des analyses de biochimie appliquéePP01DXRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillairePP01DYRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculairePP01DZRéaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentalePP Tableau 9 : Grille de cheminement scolaire


 Tableau 10 : Logigramme des préalables






4. VOCABULAIRE UTILISÉ
Lexique Général
Programme
Ensemble intégré d’activités d’apprentissage visant l’atteinte d’objectifs de formation en fonction de standards déterminés (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques : ensemble intégré d’habiletés cognitives, d’habiletés psychomotrices et de comportements socioaffectifs qui permet d’exercer, au niveau de performance exigé à l’entrée sur le marché du travail, un rôle, une fonction, une tâche ou une activité (Cadre technique d’élaboration de la partie ministérielle des programmes d’études techniques, p. 3).

Objectif
Compétence, habileté ou connaissance, à acquérir ou à maîtriser (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Énoncé de la compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, l’énoncé de la compétence résulte de l’analyse de la situation de travail, des buts généraux de la formation technique et, dans certains cas, d’autres déterminants. Il se compose d’un verbe d’action et d’un complément. L’énoncé de compétence doit être précis et univoque.

Pour la composante de formation générale, l’énoncé de la compétence est issu de l’analyse des besoins de formation générale.

Éléments de la compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, les éléments de la compétence se limitent aux précisions nécessaires à la compréhension de celle-ci. Ils précisent les grandes étapes d’exercice ou les principales composantes de la compétence.

Pour la composante de formation générale, les éléments de l’objectif, formulé sous forme de compétence, en précisent les composantes essentielles. Ils se limitent à ce qui est nécessaire à la compréhension et à l’atteinte de la compétence.

Standard
Niveau de performance considéré comme le seuil à partir duquel on reconnaît qu’un objectif est atteint (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Contexte de réalisation
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, le contexte de réalisation correspond à la situation d’exercice de la compétence, au seuil d’entrée sur le marché du travail. Le contexte de réalisation ne précise pas la situation d’apprentissage ou d’évaluation.

Critères de performance
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, les critères de performance définissent les exigences qui permettront de juger de l’atteinte de chacun des éléments de la compétence et, par voie de conséquence, de la compétence elle-même. Les critères de performance sont fondés sur les exigences d’entrée sur le marché du travail. Les critères de performance ne sont pas l’instrument d’évaluation mais servent plutôt de référence à la production de celui-ci. Chaque élément de la compétence appelle au moins un critère de performance.

Pour la composante de formation générale, les critères de performance définissent les exigences permettant de reconnaître le standard. Pour que l’objectif soit atteint, tous les critères doivent être respectés.

Activités d’apprentissage
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, il s’agit des cours (laboratoires, ateliers, séminaires, stages ou autres activités pédagogiques) destinés à assurer l’atteinte des objectifs et des standards visés. Les collèges ont l’entière responsabilité de la définition des activités d’apprentissage et de l’aménagement de l’approche programme.

Pour la composante de formation générale, les éléments des activités d’apprentissage dont le ministre peut déterminer en tout ou en partie sont le champ d’études, la ou les disciplines, la pondération, les heures-contact, le nombre d’unités et des précisions jugées essentielles.

SECTION II

PLANS-CADRES
DES COURS DE LA FORMATION SPÉCIFIQUE
PRÉSENTATION DES PLANS-CADRES
Les plans-cadres sont un outil pédagogique destiné aux professeurs afin de guider la planification des cours et la rédaction des plans de cours, à favoriser l’arrimage de l’ensemble des composantes du programme de formation, à assurer l’uniformité des cours d’un groupe à l’autre de même que la continuité d’une année à l’autre.

L’ensemble des plans-cadres qui suit est le fruit d’un travail d’équipe et d’une collaboration soutenue entre les membres du comité d’implantation et ceux des départements concernés. Dans le cadre de l’élaboration du programme, nous avons été animés en permanence par le souci de concilier l’esprit et les orientations du nouveau programme d’études en Techniques de laboratoire : biotechnologies avec une démarche pédagogique cohérente avec l’ensemble des paramètres en cause. Un travail constant de mise en perspective des aspects spécifiques d’un plan-cadre donné avec l’ensemble du programme nous a permis de réaliser la complexité d’une telle opération et la nécessité d’un arrimage entre les professeurs, entre les cours, entre les sessions, et cela, tant au regard du contenu que des approches pédagogiques et de l’évaluation.

Le plan-cadre fournit en quelque sorte les bases sur lesquelles le professeur doit planifier et élaborer un cours. Cela signifie que les séquences d’éléments de compétence présentées ainsi que la progression des activités et des contenus constituent un guide, mais ne présume pas de l’ordre dans lequel ces éléments sont abordés dans le cours. Le travail personnel de l’enseignant, quant à l’appropriation et la planification d’un cours et l’élaboration du plan de cours, demeure entier.

Les plans-cadres sont conçus de manière à renseigner le responsable d’un cours sur les différentes dimensions de son cours, mais aussi, sur ce que ses collègues aborderont ou ont abordé avec les mêmes étudiants. Ces informations pourront alors servir d’assise à l’élaboration et à la structuration des activités d’apprentissage.

La structure de présentation des plans-cadres est uniformisée et on y retrouve les mêmes catégories d’information pour chaque cours. Cette façon de procéder facilite la comparaison entre les cours et leurs différents éléments.

Chaque plan-cadre comprend, outre les indications générales telles que le titre et le numéro du cours, sa pondération, les préalables et les compétences ciblées, une note préliminaire situant le cours dans le programme et précisant ses visées particulières, les balises de contenu, des éléments concernant la démarche pédagogique, des indications sur l’évaluation et une médiagraphie. Mentionnons aussi que l’italique est utilisé pour identifier les textes provenant du programme ministériel. Dans chacun des plans-cadres, on indique de plus si les compétences concernées sont traitées de manière complète ou partielle et dans quels cours elles sont évaluées de façon terminale. Trois compétences font exception à cette règle : 01DQ  Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses, 01DR  Interpréter les principes de fonctionnement des appareils et 01EB  Utiliser des animaux de laboratoire. Ces compétences répartissent leurs différents éléments dans plusieurs cours. Chaque fois, les compétences portent la mention partielle. Comme jamais les éléments ne se recoupent d’un cours à l’autre, ces trois compétences ne portent jamais la mention « terminale ».

On remarque qu’aucun préalable absolu n’est requis durant les cinq premières sessions. Le comité d’implantation a fait ce choix de manière transitoire, choix qu’il sera amené à reconsidérer lors de l’évaluation du programme. Toutefois, il apparaît impératif de maintenir les préalables absolus à l’entrée en stage à la sixième session.

Les plans-cadres présentés ici sont le résultat d’un travail rigoureux et consciencieux. Puisque le programme TLB est nouveau au Collège, la plupart des cours décrits n’ont jamais été donnés. Il devient alors important d’assurer une certaine souplesse dans la mise en œuvre du programme. Il devient également important de prévoir la révision soignée de tous les plans-cadres au moment de la première évaluation du programme. Ce faisant, il sera possible d’actualiser le projet de formation en fonction du vécu et de procéder aux ajustements requis.
La grille de cheminement scolaire
Techniques de laboratoire - Biotechnologies 210.AAPremière sessionFormation spécifique360-106-SHInitiation aux professions de laboratoire3-3-22,67202-195-SHChimie appliquée aux laboratoires d’analyse3-2-22,33101-185-SHBiologie humaine 13-2-22,33Formation générale601-101-04Écriture et littérature2-2-3 2,33340-103-04Philo et rationalité3-1-32,33109-103-02Santé et éducation physique1-1-11.00604-101-99Langue anglaise et communication2-1-32,00Deuxième sessionFormation spécifique360-203-SHAssurance de la qualité en laboratoire2-1-21,67360-365-SHInitiation aux techniques microbiologiques2-3-22,33101-284-SHBiologie humaine 22-2-22,00202-294-SHChimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse2-2-22,00201-244-SHMathématiques appliquées aux analyses2-2-22,00Formation générale601-102-04Littérature et imaginaire3-1-32,33Com-xxx-03Cours complémentaires 13-0-32,00604-HAP-03Anglais, langue seconde (FGP)2-1-32,00Troisième sessionFormation spécifique360-465-SHTechniques d’identification microbienne2-3-22,00210-336-SHBiochimie générale3-3-33,00201-343-SHFonctions et variations2-1-21,67203-354-SHÉlectricité et magnétisme2-2-22,00Formation générale601-103-04Littérature québécoise3-1-42,67340-102-03L’être humain3-0-32,00109-104-02Activité physique0-2-11,00com-xxx-03Cours complémentaire 23-0-32,00
Quatrième sessionFormation spécifique210-465-SHMicrobiologie appliquée2-3-22,33210-485-SHTechniques de culture cellulaire2-3-22,33210-435-SHBiochimie appliquée2-3-22,33203-454-SHOptique appliquée à l’instrumentation2-2-22,00202-496-SHMéthodologie de mesures physicochimiques2-4-33,00Formation générale340-HAK-03Éthique (FGP)3-0-32,00109-105-02Initiation à l’activité physique1-1-11,00Cinquième sessionFormation spécifique360-274-SHTechniques immunologiques appliquées2-2-22,00210-528-SHGénie génétique4-4-33,67210-514-SHTechniques histologiques2-2-22,00210-585-SHToxicologie et écotoxicologie2-3-22,33201-544-SHStatistiques appliqués aux analyses de laboratoire2-2-22,00210-595-SHAnalyse instrumentale 12-3-22,33Formation générale601-HAU-04Français (FGP)2-2-22,00Sixième sessionFormation spécifique210-675-SHTechniques immunologiques appliquées 22-3-32,67210-686-SHBioprocédés2-4-33,00210-691-SHAnalyse instrumentale 23-8-34,67210-60S-SHStages Biotechnologies0-6-12,33 Première session

Formation spécifique360-106-SHInitiation aux professions de laboratoire3-3-22,67202-195-SHChimie appliquée aux laboratoires d’analyse3-2-22,33101-185-SHBiologie humaine 13-2-22,33Formation générale601-101-04Écriture et littérature2-2-3 2,33340-103-04Philo et rationalité3-1-32,33109-103-02Santé et éducation physique1-1-11.00604-101-99Langue anglaise et communication2-1-32,0017-12-1615,00* 240 heures-contact de la formation spécifique

360-106-SH
Initiation aux professions de laboratoire


Compétences communes TLB/TAB
01DP Analyser la fonction de travail
01E0 Assurer la qualité du travail
01E1 Préparer des solutions

Compétence propre à TAB
01EX Utiliser des appareils d’analyse instrumentale

Pondération
3-3-2
2,67 unités

Préalable relatif à : Assurance de la qualité en laboratoire
Initiation aux techniques microbiologiques


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01DP Analyser la fonction de travail

Complète

À l’aide de la documentation sur la fonction de travail des techniciennes et des techniciens d’analyses biomédicales :
l’étude préliminaire en Technologie de laboratoire médical;
le rapport d’analyse de situation de travail en Technologie de laboratoire médical;
les normes de l’Ordre professionnel des technologistes médicaux du Québec;
les autres documents d’information sur la profession.

À l’aide de la documentation sur les fonctions de travail des techniciennes et des techniciens de laboratoire de biotechnologie et des techniciennes et des techniciens de laboratoire de chimie analytique :
le portrait de secteur Chimie-Biologie;
l’étude préliminaire Techniciennes et techniciens de laboratoire d’analyse;
le rapport d’analyse de situation de travail Techniciennes et techniciens de laboratoire;
les autres documents d’information sur les professions.
À l’aide de la documentation sur les types de laboratoires au Québec et les secteurs d’activités économiques.
01E0 Assurer la qualité du travail

Partielle
À partir :
de directives;
de protocoles;
des lois et règlements sur la santé et la sécurité au travail;
du Système d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT);
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
À l’aide :
de vêtements protecteurs;
de l’équipement de sécurité;
du matériel de premiers soins;
d’un cahier de laboratoire;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité.
En manifestant son sens des responsabilités.
01E1 Préparer de solutions

Partielle
À partir :
de directives;
de protocoles.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel que des balances analytiques et un pH-mètre;
de la documentation requise telle que le Handbook of Physic and Chemistry.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité; des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
01EX Utiliser des appareils d’analyse instrumentale

PartielleLe travail s’effectue dans un laboratoire d’analyses biomédicales sur un échantillon ou sur une série d’échantillons.
À partir :
de directives ;
de protocoles.
Avec des échantillons biologiques.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel que des appareils fonctionnant selon les principes de microscopie, de photométrie, d’électrochimie, d’osmométrie, d’électrophorèse sur support et de chromatographie liquide à haute pression;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En collaborant avec d’autres professionnelles et professionnels de la santé et avec les personnes chargées de l’entretien et de la réparation des appareils.
En manifestant son professionnalisme et son sens des responsabilités.
En manifestant son souci de la qualité et de l’efficacité.
Note préliminaire
Le cours Initiation aux professions de laboratoire, commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales (TAB) et Biotechnologie (TLB), est situé en début de formation afin de faire connaître rapidement les diverses professions visées. Il aspire également à développer des habiletés et des comportements appropriés à l’exercice de ces professions.

Ce cours doit donner à l’étudiant un aperçu des divers milieux de travail et des secteurs d’activité où s’exercent ces professions. De plus, il doit lui permettre de connaître les tâches qui y sont réalisées. À cet effet, un stage complémentaire d’observation d’une durée de 15 heures en milieu de travail dans le domaine biomédical ou dans celui de la biotechnologie permettra à l’étudiant de valider son choix de programme. Le cours favorisera aussi un choix plus éclairé entre ces professions.

Le cours vise également à améliorer le développement de divers types d’habiletés et comportements liés aux professions, qui se poursuivra dans l’ensemble des cours de laboratoire subséquents du programme. Ces habiletés et comportements sont essentiellement de trois types. Mentionnons d’abord les comportements qui ont égard à la sécurité en laboratoire et aux modes d’intervention lors de situations d’urgence potentiellement générées par l’exécution de manipulations de laboratoire. Mentionnons ensuite les attitudes et habiletés requises pour la préparation de solutions et autres manipulations connexes en laboratoire. Dans ces derniers cas, une attention particulière sera portée à la méthode de travail et au développement de la dextérité manuelle : conditions essentielles à un travail efficace et de qualité. À cet effet, l’étudiant devra, à partir de protocoles, organiser les étapes de son travail en séquences logiques et atteindre un niveau de dextérité manuelle garant de la qualité exigée par les manipulations subséquentes. Mentionnons enfin la compétence 01EX  Utiliser des appareils d’analyse dont le cours vise une atteinte partielle et qui s’articule autour des habiletés liées à l’utilisation du microscope. Ce volet visera la compréhension du fonctionnement des divers types de microscopes afin d’en permettre une utilisation optimale en fonction des besoins propres aux différents champs d’application en laboratoire. L’observation au microscope de spécimens provenant des divers secteurs du laboratoire pourra fournir un complément d’informations permettant de mieux connaître le travail qui s’y exécute. Bien qu’il ne s’agisse pas là d’une compétence clairement formulée pour le programme de biotechnologies, plusieurs compétences du programme supposent l’utilisation du microscope. L’ensemble de ces habiletés et comportements sera sollicité dans un grand nombre de manipulations de base spécifiques à l’exercice de la profession de technicien de laboratoire en biotechnologie ou en biologie médicale. Le temps alloué à l’apprentissage du fonctionnement du microscope et à ses applications ne fera qu’ajouter à l’autonomie du futur technicien en Biotechnologies sans mettre en péril l’apprentissage adéquat des compétences propres à son programme.

Le cours comporte une partie d’enseignements théoriques et une partie de travaux pratiques qui doivent être étroitement liées. Les travaux pratiques se situeront dans un contexte de réalisation concrète, plus particulièrement pour la préparation de solutions : les solutions préparées pourront être utilisées par d’autres étudiants lors de séances de laboratoire à différentes étapes de leur formation. Cette façon de faire se veut un élément motivant qui favorisera l’engagement de l’étudiant dans son programme de formation.

Ce cours poursuit de plus, les intentions pédagogiques suivantes : favoriser le travail en équipe et le développement de la confiance en soi ainsi que le développement de compétences transversales de communication orales et écrites.

01DP Analyser la fonction de travail (15 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageComparer les caractéristiques des différents types de laboratoires. (2 heures)
Résumé succinct des principales activités des laboratoires des établissements de santé, des centres de santé publique, des laboratoires privés et des centres de recherche. Résumé approprié des principales activités :
des laboratoires des entreprises manufacturières, principalement celles des secteurs pharmaceutique et agroalimentaire, des laboratoires de recherche, des laboratoires du secteur de l’environnement, des laboratoires des administrations publiques et des établissements d’enseignement;
des laboratoires des entreprises de biotechnologie;
des laboratoires des entreprises du secteur de l’industrie chimique, du secteur minier et de la pétrochimie.
Distinction claire des caractéristiques des types d’analyse.
Description sommaire des types de milieux de travail publics et privés :
Champs d’activité
Aperçu des types d’analysesCaractériser la fonction de travail et les conditions d’exercice de la profession. (3 heures)Définition claire de la fonction de travail de la technicienne ou du technicien d’analyses biomédicales. De la technicienne ou du technicien de laboratoire de biotechnologie.
Caractérisation juste :
des lieux de travail;
des conditions de travail;
des modes d’organisation du travail.
Survol des conditions d’exercice de la profession et des modes d’organisation :
Selon les différents milieux
Selon les règles éthiques des associations et ordres régissant la professionExaminer les tâches liées à la profession. (8 heures)Examen attentif de chacune des tâches.
Détermination exacte de l’importance, de la fréquence et de la complexité des tâches en tenant compte des caractéristiques des différents milieux de travail.
Description globale des étapes du processus de travail en fonction de l’analyse de situation de travail :
Analyse des étapes d’application du processus de travail en fonction des différents champs d’activitéExaminer les habiletés et les comportements nécessaires à l’exercice des tâches de la profession. (2 heures)Pertinence des liens entre les habiletés et les comportements socioaffectifs, d’une part, et les tâches propres à la fonction de travail, d’autre partIdentification des habiletés et comportements requis à la réalisation des diverses tâches liées à l’exercice de la profession

01E0 Assurer la qualité du travail (15 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageEffectuer des activités liées au programme d’assurance de la qualité en laboratoireVoir le cours Assurance de la qualité en laboratoireAppliquer des pratiques de travail sécuritaires (7,5 heures)Recueil complet de renseignements sur les lois et règlements sur la santé et la sécurité au travail.
Interprétation juste des fiches signalétiques du SIMDUT.
Évaluation correcte des risques liés à la manipulation et à l’entreposage :
des produits chimiques;
des produits biologiques.
Respect des pratiques d’hygiène et des règles d’asepsie recommandées.
Utilisation adéquate des vêtements protecteurs et des appareils de sécurité.
Contrôle adéquat des risques physiques.
Gestion adéquate des déchets chimiques, radioactifs et biologiques en tenant compte des risques pour la santé.Aperçu des lois régissant la santé et la sécurité
Description des éléments du SIMDUT :
Gestion des produits présentant des risques
Fiches signalétiques
Manipulation et entreposage du matériel chimique et biologique
Application des conditions de travail sécuritaires :
Vêtements
Appareils de sécurité
Règles d’hygiène
AsepsieRéagir en situation d’urgence. (7,5 heures)Application des mesures de premiers soins appropriées en cas d’accidents.
Respect des protocoles établis dans les cas :
de fuite ou de déversement de matières infectieuses ou de produits chimiques dangereux;
d’incendie.
Définition des notions élémentaires de premiers soins liées à des accidents produits lors de manipulations de laboratoire
Description des modes d’intervention en cas d’accident en présence de matières dangereuses, plus particulièrement lors :
De fuite ou de déversement de matières infectieuses ou de produits chimiques dangereux
D’incendie


01E1 Préparer des solutions (35 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives. (2 heures)
Interprétation juste de la section du protocole d’analyse relative aux réactifs.Présentation des éléments d’information d’un protocole lié à la préparation de solutionsPréparer le matériel. (20 heures)Choix judicieux des produits en tenant compte du degré de pureté.
Choix judicieux du matériel.
Identification des éléments qui caractérisent le degré de pureté des substances chimiques (influence sur les calculs)
Description des instruments utilisés dans la préparation de solutions
Instruments de volumétrie (notions de précision et d’exactitude)
Balances (types, principe de fonctionnement et caractéristiques)
pH-mètre (principe de fonctionnement et caractéristiques)
Filtres (types et caractéristiques)
Calculer les quantités de produits ou de solutions.Voir le cours Chimie appliquée en laboratoire 1.
Effectuer des opérations liées à la préparation des solutions. (10 heures)Pesée exacte et précise.
Choix judicieux de la pipette, de la burette et de la fiole jaugée appropriées.
Pipetage sécuritaire.
Vérification adéquate de la propreté du matériel.
Chauffage approprié.
Dilution appropriée.
Application correcte de la technique de transfert d’une solution d’un récipient à un autre.
Filtration correcte de la solution.
Apprentissage et application des conditions d’utilisation optimales des instruments de volumétrie, des balances, du pH-mètre et des filtres
Familiarisation avec les calculs de dilution
Faire des dilutions de solutions
Préparation de solutions simples et complexes exigeant l’utilisation d’instruments de volumétrie, de balances, d’un pH-mètre et de filtresDéterminer la concentration des solutions étalons.Choix judicieux de la méthode d’étalonnage :
par une masse connue d’un étalon primaire ou secondaire;
par un volume connu d’une autre solution étalon.
Titrage correct de la solution étalon.
Détermination précise de la concentration de la solution étalon.
Étiqueter le récipient. (2 heures)Choix judicieux du type de récipient.
 Étiquetage exact et conforme aux normes en vigueur dans l’entreprise.Initiation aux méthodes d’étiquetage en fonction du SIMDUT, des normes locales et de l’OPTMQ
Informations sur les types de contenant appropriés à la conservation des solutionsEntreposer les solutions. (1 heure)Entreposage correct en tenant compte :
des règles de santé et de sécurité;
des conditions de préservation de la solution.
Description des conditions d’entreposage efficaces et sécuritaires des solutions
01EX Utiliser des appareils d’analyse instrumentale (25 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les instructions relatives au mode de fonctionnement d’un appareil.
Interprétation juste des schémas d’un appareil.
Interprétation juste des instructions.
Prise en considération des procédés d’automatisation.
Rappel d’optique :
Lumière
Lentilles
Composantes du microscope à fond clair :
Description
Rôle
Caractéristiques
Composantes particulières aux microscopes autres qu’à fond clair (fond noir, contraste de phase, polarisant, à fluorescence, électronique) :
Description
Rôle
Caractéristiques
Principe de fonctionnement des divers types de microscopes
Préparer l’appareil. Sélection précise des paramètres d’analyse.
Installation correcte des réactifs et des solutions.
Paramètres en microscopie :
Champ de vision
Ouverture numérique
Pouvoir de résolution
Grossissement
Champ microscopique
Distance de travail
Réglages préliminaires :
Alignement des composantes optiques
Réglage de l’éclairage (Köhler)Vérifier la fiabilité de l’appareil.Étalonnage précis de l’appareil.
Application rigoureuse d’un programme de contrôle de la qualité.
Prise en considération des limites de l’appareil.
Interprétation juste des causes d’interférence.Faire fonctionner l’appareil.Installation appropriée des échantillons à analyser.
Enregistrement conforme des données dans le système informatisé relié à l’appareil, s’il y a lieu.
Suivi rigoureux du protocole de fonctionnement.
Utilisation appropriée du matériel informatique.
Procédure d’utilisation :
Microscope à fond clair
Microscope à fond noir
Microscope à contraste de phase
Microscope polarisant
Microscope à fluorescence
Entretenir l’appareil.Inspection rigoureuse des composants de l’appareil.
Respect des consignes du fabricant.
Exécution soignée de travaux d’entretien.
Enregistrement exact des travaux dans le registre d’entretien.
Nettoyage soigné de l’appareil.
Procédure d’entretien

Démarche pédagogique
De façon générale, on suggère une approche pédagogique qui permet à l’étudiant de réaliser des projets concrets.

Afin que l’étudiant se consacre activement à l’analyse de la fonction de travail visant une bonne connaissance de la profession, le recours à des formules actives et dynamiques est encouragé. De courts travaux de recherche sur les professions de laboratoire seront effectués en équipe et pourront faire l’objet de présentations orales au groupe d’étudiants en vue d’un partage de connaissances. Par ailleurs, la présentation de conférences par des professionnels de laboratoire peut être considérée. De plus, l’étudiant fera des stages d’observation dans divers champs d’activité de milieux de travail différents.

En ce qui concerne plus particulièrement les compétences Assurer la qualité du travail, Préparer des solutions et le volet microscopie de la compétence Utiliser des appareils d’analyse instrumentale, les approches retenues utiliseront des stratégies pédagogiques de résolution de problèmes. Elles pourront se concrétiser par l’étude d’histoires de cas, de mises en situation ou par l’approche par problème. Quant à l’aspect pratique du cours, et plus particulièrement la préparation de solutions, l’étudiant pourra préparer du matériel qui sera utilisé par des étudiants de 2e et 3e année du programme dans le cadre de leurs cours de laboratoire. Pour ce faire, le jumelage d’étudiants de première année avec des étudiants de deuxième et troisième année s’avérera une stratégie motivante et favorisera, de plus, le développement d’habiletés de communication efficaces et de travail en équipe.

Il est recommandé d’aborder les apprentissages liés à la compétence Préparer des solutions en dernier lieu afin de permettre un meilleur arrimage avec la portion de cette compétence traitée dans le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse.

Évaluation
À la fin de ce cours l’étudiant devra être en mesure :
De préparer des solutions de niveaux de complexité variables répondant à des exigences préétablies.
À partir d’informations élémentaires sur les solutions à préparer, l’étudiant devra rédiger un protocole comportant tous les éléments d’information requis organisés en séquence logique de travail, choisir les instruments et appareils appropriés et en faire une utilisation correcte.

De choisir le type de microscope approprié aux différentes applications de laboratoire et l’utiliser de façon optimale.
L’étudiant devra faire les réglages qui assurent un rendement optimal et adapté aux divers genres de spécimens à observer.

De mettre en pratique les règles élémentaires de sécurité (prévention) dans la réalisation adéquate des tâches liées à la profession en vue de les appliquer dans tous les autres cours de sa formation et dans l’exercice de sa future profession.
L’étudiant devra faire la démonstration de telles règles durant une séance de laboratoire en fin de session. L’évaluation vérifiera le recours de l’étudiant aux divers moyens de prévention disponibles, la pertinence de ces moyens et la conformité de leur application. Elle pourra être complétée par des questions à répondre à partir de mises en situation.

D’intervenir de façon adéquate lors de situations d’urgence (réaction) directement liées à des manipulations de laboratoire.
L’étudiant devra décrire les interventions appropriées face à des mises en situation ou des histoires de cas recréant des situations d’urgence de laboratoire.

De décrire les caractéristiques des différents milieux de travail, de leurs champs d’activité ainsi que des tâches effectuées.

De pouvoir identifier les différences et les similitudes entre les divers milieux de travail, secteurs d’activité et les tâches à effectuer.
L’étudiant devra démontrer l’atteinte des deux éléments précédents par une production orale ou écrite. L’évaluation portera, entre autres, sur la justesse et la clarté des propos.

Le poids de l’évaluation alloué à ces divers aspects doit être représentatif de l’importance accordée à chacune des compétences qui y sont liées.

Médiagraphie
Barker, Kathy. At the bench : A laboratory navigator. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1998, 460 p.
Brouillette, Lucie et Long, Carole. Les biotechnologies pour tous et pour tout. CC DMD, 1999, 169 pages
Gouvernement du Québec, Ministère de l’Éducation. Technicienne et technicien de laboratoire. Rapport d’analyse de situation de travail.
Gouvernement du Québec. Le guide de l’emploi, Septembre éditeur, édition 2003.
Laliberté, Alain. Techniques instrumentales en biologie médicale, tome I, Québec, Édition Odile Germain, 1987, 208 pages.
Office des professions du Québec. Le système professionnel québécois de l’an 2000, Avis au gouvernement du Québec transmis au ministre responsable de l’application des lois professionnelles, Juin 1997.
Ordre des chimistes du Québec. Guide de santé et de sécurité en laboratoire. 4e édition. Avril 2002, 62 p.
Ordre professionnel des technologistes médicaux du Québec. La référence de qualité, septembre 2000.
Richard, Robert. Santé et sécurité en laboratoire médical, Québec, Édition Le griffon d’argile, 1989, 280 pages.
Santé Canada. Biosécurité; lignes directrices, 3e édition, septembre 2001, 123 p.
SCTL. La sécurité au laboratoire. Directives de la SCTL, 3e édition, 1993.
202-195-SH
Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse


Compétences
01E1 Préparer des solutions (Élément 3)
01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses

Pondération
3-2-2
2,33 unités

Préalable relatif à : Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01E1 Préparer des solutions

Partielle
À partir :
de directives;
de protocoles.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel que des balances analytiques et un pH-mètre;
de la documentation requise telle que le Handbook of Physic and Chemistry.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses

PartielleÀ partir de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés.
À l’aide :
d’une calculatrice scientifique;
de la documentation;
du tableau périodique des éléments;
d’un ordinateur.
Note préliminaire
Le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse est offert en première session et constitue le premier de deux cours de chimie dans les programmes de Tecnologie d’analyses biomédicales (TAB) et Techniques de laboratoire : biotechnologies (TLB). Il présente les notions fondamentales de chimie générale et de chimie des solutions nécessaires à la pratique d’une profession en laboratoire d’analyse. En effet, il serait difficile d’imaginer une formation technique spécialisée en laboratoire exempte de chimie. Les professionnels de ces domaines utilisent sur une base quotidienne des notions de stœchiométrie, de pH, de solubilité, de concentrations et d’oxydoréduction. Le contenu du cours couvre l’essentiel des notions pertinentes et applicables dans le contexte. Les notions apprises sont fondamentales à l’acquisition des compétences Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses et préparer des solutions et elles seront réinvesties dans la grande majorité des cours spécialisés des deux programmes.

Le cours est divisé en cinq modules (décrits dans la démarche pédagogique) qui couvrent en grande partie la compétence Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses (dans le programme de Biotechnologies) et l’élément 3 de la compétence Préparer des solutions : Calculer les quantités de produits ou de solutions (commune aux deux programmes).

L’aspect pratique du cours vise le développement d’une méthode sécuritaire et efficace en laboratoire. Les expériences offrent aux étudiants l’occasion de vérifier certaines théories, mais aussi d’approfondir ces connaissances théoriques et de développer des habiletés manuelles.

Note : La pondération 3-2-2 a été attribuée à ce cours malgré l’apparente disproportion entre les heures de classe et les heures de laboratoire. Il est inclus, dans les heures en classe, environ 10 heures de travaux d’intégration, d’exercices et de problèmes. Ce cours comporte donc environ 49 heures de théorie et 26 heures de travaux pratiques (exercices et séances de laboratoire).



01E1 Préparer des solutions (53 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives.Voir le cours 360-106-SH Initiation aux professions de laboratoire (session 1)
Préparer le matériel.Voir le cours 360-106-SH Initiation aux professions de laboratoire (session 1)
Calculer les quantités de produits ou de solutions.Calcul exact de la quantité de produits ou de solutions en tenant compte :
de la nature du produit;
de la solubilité du produit dans le solvant;
de la concentration de la solution mère;
de l’unité de concentration désirée;
du type de solution préparée;
de l’état solide ou liquide du produit;
de la masse volumique.
Module 1 (voir compétence 01DS ci-dessous)
Module 2 (Classe = 16 heures, Laboratoire = 4 heures)
Notions fondamentales de chimie des solutions
Les composés électrolytes
Les types de solutions (gazeuses, liquides, solides ou mixtes)
Les unités de concentration (% vol., % mass. molarité, ppm et ppb)
Les préfixes du système international (SI) (milli, micro, nano, pico, etc.)
Calculs pour convertir les unités de concentration (de l’une à l’autre)
Effets de la température et de la pression sur la solubilité
Loi d’Henry
Réactions en milieu aqueux et précipitations
La saturation
Calculs simples de stœchiométrie
Écriture des réactions
Notion de réactif limitatif
Module 3 (Classe = 17 heures, Laboratoire = 6 heures)
L’équilibre chimique et notions de pH
Principes d’équilibre
Kc et loi d’action de masse
Acides et bases de Brönsted
Le caractère acide et basique des oxydes en fonction de leur structure électronique et de leur position dans le tableau périodique
Force des acides et des bases (Ka et Kb)
Couples conjugués
Composés amphotères
Notion de tampons
Utilisation de l’équation de Henderson-Hasselbach
Courbes de titrages (fort-fort et fort-faible)
Indicateurs acido-basiques
Module 4 (Classe = 8 heures, Laboratoire = 2 heures)
Oxydoréduction
Principes et définitions d’oxydation et de réduction
Potentiel standard d’électrode
Spontanéité des réactions d’oxydoréduction (piles voltaïques)
Effet des concentrations sur la FEM
Fonctionnement du pH mètre

Module 5 (voir compétence 01DS ci-dessous)
Effectuer des opérations liées à la préparation des solutions.Voir le cours Initiation aux professions de laboratoire (360101SH) (session 1)
Déterminer la concentration des solutions étalons.Voir le cours Initiation aux professions de laboratoire (360101SH) (session 1)
Étiqueter le récipient.Voir le cours Initiation aux professions de laboratoire (360106SH) (session 1)
Entreposer les solutions.Voir le cours Initiation aux professions de laboratoire (360106SH) (session 1)


01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses (22 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageCaractériser les états de la matière.Explication juste de la variation périodique des éléments tels que :
les rayons atomiques;
les rayons ioniques;
l’énergie d’ionisation;
l’électronégativité;
le caractère métallique;
le caractère acide et basique des oxydes en fonction de leur structure électronique et de leur position dans le tableau périodique.
Explication correcte :
des liaisons ioniques et covalentes;
de la géométrie d’une molécule simple;
des liaisons intramoléculaires et intermoléculaires;
des changements de phase.
Établissement juste des liens entre la structure et les propriétés générales des solides, des liquides et des gaz.Module 1 (Classe = 12 heures, Laboratoire = 2 heures)
Notions fondamentales de chimie générale
(Les contenus soulignés sont une révision de notions inclues au programme de secondaire 5, adapté au contexte de la technique)
Atome, masse atomique
Rayons atomiques et ioniques
Mole, masse molaire
Tableau périodique, valence
Types de liaisons chimiques, électronégativité
Énergie d’ionisation
Molécules, masse moléculaire
La géométrie des molécules simples
Les phases de la matière du point de vue moléculaire
Les gaz, la loi des gaz parfaits
Loi de Dalton
Effectuer des calculs stœchiométriques.Application correcte des lois de la stœchiométrie dans des situations avec ou sans réactif limitant.
Sera traité dans le module 2 compétence 01E1Résoudre des problèmes relatifs aux équilibres chimiques.Application juste des principes de l’équilibre chimique à la résolution :
de problèmes d’équilibre;
de problèmes d’équilibre ionique en solution aqueuse.
Interprétation juste des courbes de titrage acide base et d’oxydo-réduction.
Module 2 (voir compétence 01E1 ci-dessus)

Module 3 (voir compétence 01E1 ci-dessus)

Module 4 (voir compétence 01E1 ci-dessus)
Établir des liens entre la vitesse d’une réaction chimique et son utilité.Explication claire de la vitesse d’une réaction chimique.
Explication claire de la relation entre :
la concentration de la vitesse;
la température et la vitesse;
un catalyseur et la vitesse.Module 5 (Classe = 6 heures, Laboratoire = 2 heures)
Cinétique
Expressions de vitesses des réactions
Réactions d’ordre 0, 1 et 2
Effet de la température
Catalyse et lien avec enzymologie
Explication claire de la notion de mécanisme réactionnel.Sera couvert dans le cours de Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyses (202294SH)
Démarche pédagogique
Afin que les notions du cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse soient bel et bien applicables par les étudiants dans leur spécialité, il est essentiel que l’enseignant ait constamment à l’esprit l’utilisation qui sera faite des éléments de contenu du présent cours. La compétence 01E1 visée dans ce cours étant partagée avec le cours Initiation aux professions de laboratoire, les enseignants titulaires de ces cours devront se rencontrer en début de session afin de déterminer une stratégie commune pour l’atteinte et l’évaluation des éléments de compétence visés.

Dans la partie suivante se trouve une description module par module des applications majeures en Techniques d’analyses biomédicales (transférables à Biotechnologies). Bien que peu conventionnelle, cette description exhaustive a été produite à la demande unanime des responsables du programme. Elle se veut un outil pour l’enseignant afin qu’il puisse orienter ses enseignements de façon à répondre aux intérêts primordiaux des étudiants inscrits à ce cours.


Module 1 (Notions fondamentales de chimie générale) :
Ce module comprend les notions fondamentales essentielles à la compréhension rationnelle de la chimie. Son objectif est avant tout de familiariser l’étudiant avec des principes plutôt qu’avec des calculs. Il fournira également l’occasion de s’assurer que les notions préalables sont maîtrisées par l’ensemble du groupe.

Les notions relatives au tableau périodique doivent se limiter à la classification périodique des propriétés. Ex. : les ions positifs se situent à gauche, les atomes de grande masse se situent en bas.

Les notions relatives aux gaz serviront en contexte clinique : explication rationnelle des propriétés physiques des gaz, description schématique du mouvement des molécules en phase gazeuse, énoncé de la théorie des gaz parfaits. Il est recommandé d’éviter les calculs complexes relatifs à la loi des gaz parfaits.

La loi de Dalton devrait être présentée pour son principe davantage que pour son utilité quantitative.


Module 2 (Notions fondamentales de chimie des solutions) :
Ce module donne les bases de la chimie des solutions. Ces bases serviront, premièrement, à la préparation des solutions et réactifs requis dans un laboratoire d’analyse biomédicale ou de biotechnologies et deuxièmement, à la compréhension de certaines fonctions biologiques. Il est donc essentiel d’utiliser des exemples tirés de ces domaines pour illustrer chacune des parties de ce module.

La loi d’Henry servira à expliquer la solubilité des gaz dans les systèmes biologiques (ex. : l’oxygène dans les poumons, la solubilité de l’azote dans le sang ou le dosage des gaz sanguins).

Les concentrations seront utilisées dans la compréhension des dosages urinaires.

Les notions de stœchiométrie et de réactif limitatif seront réinvesties dans les cours de biochimie et de chimie organique.


Module 3 (L’équilibre chimique et notions de pH) :
Ce module débute avec un rappel (du secondaire) sur les notions d’équilibre qui sont nécessaires à l’étude des acides et des bases, à la préparation de solutions tampons et à la compréhension des principes d’homéostasie vus en biologie.

La notion d’équilibre sera utilisée lors de l’étude des liaisons entre une hormone et son récepteur et d’un substrat à l’enzyme, elle sera aussi utilisée dans le cours Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyses.

L’utilisation des solutions tampons est très courante dans les domaines biologiques et médicaux. Ces solutions sont essentielles pour le maintien du pH physiologique, l’enzymologie, la préparation des milieux de culture microbiologiques, la préparation de diverses solutions pour des analyses biomédicales.


Module 4 (Oxydoréduction) :
Ce module fournira au futur technicien en laboratoire les notions utiles à la compréhension du principe de fonctionnement d’appareils d’analyse faisant appel à l’oxydoréduction (pH mètre, mesures de pO2 et pCO2, par exemple). L’étudiant pourrait, dans une expérience pratique, réaliser que la concentration des électrolytes influence la FEM d’une cellule voltaïque. Les colorations et l’imprégnation métallique réinvestiront les bases de l’oxydoréduction. Ces principes seront également utiles en chimie organique et en biochimie. En biochimie, les étudiants apprendront les différents états d’oxydation du fer dans la molécule d’hémoglobine ainsi que dans les complexes de la chaîne de transport d’électrons.


Module 5 (Cinétique) :
Ce dernier module poursuit l’objectif d’initier les étudiants à la cinétique des réactions chimiques de façon à ce qu’ils puissent transférer ces notions à l’enzymologie. Puisque les enzymes ont généralement des cinétiques d’ordre zéro ou un, le cours devrait mettre l’accent sur celles-ci. Il serait souhaitable que les temps de demi-vies soient étudiés en prenant la décomposition d’isotopes significatifs en analyse biomédicale (32P, 35S, 125I, 3H, 14C…) en exemple.

L’aspect théorique du cours peut prendre la forme d’un cours magistral ponctué de résolutions de problèmes en classe. L’enseignant doit couvrir l’ensemble des cinq modules durant la session dans l’ordre prescrit dans ce plan-cadre. En effet, l’ordre présenté dans ce document permet un arrimage serré avec le cours Biologie Humaine 1 donné simultanément. L’utilisation de matériel didactique audiovisuel est recommandée afin de concrétiser les aspects les plus abstraits du cours.
L’aspect pratique du cours est constitué d’expériences au choix de l’enseignant. À la suite de chaque séance de laboratoire, les étudiants pourraient remettre un court rapport de laboratoire rapportant l’ensemble de leurs résultats. Il est conseillé de tenir un mini-test avant chaque expérience afin d’obliger les étudiants à lire le protocole à l’avance. Les règles de sécurité en laboratoire de chimie doivent être enseignées et suivies le plus strictement possible.

Évaluation
À la fin du cours, l’étudiant devra être en mesure de :
résoudre des questions variées de compréhension et effectuer des calculs simples en relation avec les sujets couverts par chacun des cinq modules décrits dans Contenu et activités d’apprentissage.

Les examens théoriques doivent comporter des questions de calcul et des questions de compréhension.

L’évaluation des séances de laboratoire peut se faire grâce aux rapports de laboratoire remis à la suite de chaque expérience. L’évaluation de ces rapports pourra se baser notamment sur la qualité des explications données, la précision et l’exactitude des résultats ou autre. L’enseignant peut tenir, au besoin, un examen écrit sur les méthodes et l’interprétation des résultats d’expériences.

Médiagraphie
Chang, R., Papillon, L., Chimie Fondamentale 2e édition, Chenelière McGraw-Hill, Volume 1 (chimie générale) et Volume 2 (chimie des solutions), 2002.
Flamand, E., Chimie générale, Modulo, 2000.
Flamand, E., Chimie des solutions, Modulo, 2001.
Hill, J.W., Petrucci, R.H., Chimie générale, Éditions du renouveau pédagogique (ERPI), 2002.
Hill, J.W., Petrucci, R.H., Chimie des solutions, Éditions du renouveau pédagogique (ERPI), 2003.
Reger, D.L., Goode, S.R., Mercer, E.E., Chimie générale, Éditions Études Vivantes, 2000.
Reger, D.L., Goode, S.R., Mercer, E.E., Chimie des solutions, Éditions Études Vivantes, 2001.
Zumdahl, Steven S., Chimie générale, Centre éducatif et culturel, 1998.
Zumdahl, Steven S., Chimie des solutions, Centre éducatif et culturel, 1998.
101-185-SH
Biologie humaine 1


Compétence
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

Pondération
3-2-2
2,33 unités

Préalable relatif à : Biologie humaine 2
Initiation aux techniques microbiologiques

ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

PartielleLe travail s’effectue dans des situations de la vie professionnelle liées aux analyses biologiques.
À partir de protocoles.
Avec des échantillons de tissus et des organes.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel que des microscopes;
de la documentation requise.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité.
En manifestant son sens de l’observation et son esprit d’analyse et de synthèse.

Note préliminaire
Le cours de Biologie humaine 1 est situé en première session de la formation commune aux programmes de Technologie d’analyses biomédicales et de Biotechnologies. Avec le cours Biologie humaine 2 en deuxième session, il vise globalement l’acquisition des savoirs relatifs au fonctionnement normal de l’organisme à différents niveaux d’organisation (cellulaire, tissulaire…). Ces savoirs sont essentiels pour le développement de la compétence Utiliser des données d’anatomie et de physique. L’accent sera mis sur le rôle spécifique de chacun des systèmes et leur contribution au maintien des divers équilibres biologiques participant à l’homéostasie de l’organisme, cette capacité du corps à maintenir une stabilité relative du milieu intérieur malgré les fluctuations constantes de l’environnement auquel il est exposé.

Les notions de physiologie normale de l’être humain sont essentielles au technicien qui analyse des échantillons pathologiques pour les comparer aux valeurs normales et en confirmer la fiabilité en vue d’un diagnostic et de la thérapeutique.

Les connaissances des niveaux d’organisation moléculaire et cellulaire sont obligatoires pour le biotechnicien qui intervient sur le matériel génétique, base de la synthèse des protéines impliquées dans tous les métabolismes cellulaires. Ces processus métaboliques étant eux-mêmes les assises de l’homéostasie de l’organisme complet, il est important pour le biotechnicien d’avoir une connaissance de la physiologie normale des différents systèmes composant cet organisme.

La présentation proposée ici de l’élément Évaluer les déterminants en cause dans l’homéostasie de la compétence Utiliser des données d’anatomie et de physiologie est distribuée sur deux cours. Elle se base sur l’apport nécessaire à l’édification d’une image globale de l’organisme incluant chaque niveau d’organisation, depuis les composantes moléculaires jusqu’aux systèmes de l’organisme.

Ce premier cours traite particulièrement des niveaux d’organisation moléculaire et cellulaire qui constituent les éléments structuraux et fonctionnels fondamentaux à tout individu. Il permet d’apprécier l’importance des molécules organiques et inorganiques dans la composition, la structure et le fonctionnement cellulaire assurant le maintien de la vie et la reproduction cellulaire. Ce cours porte aussi sur les niveaux d’organisation systémique et en dégage les concepts physiologiques et métaboliques reliés à l’autoconservation de l’organisme (fonctions de nutrition, digestion, circulation, respiration).

Les cours Biologie humaine 1 et 2 de première année servent d’introduction aux disciplines spécialisées des sessions suivantes des programmes de Biotechnologies et de Technologie d’analyses biomédicales (par exemple pour les cours de biochimie, biologie moléculaire, immunologie…). Ils permettent d’avoir une vision globale de l’organisme servant d’ancrage aux différentes spécialités.


01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologieÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageIdentifier les tissus anatomiques.

Voir le cours Histotechnologie fondamentale pour Technologie d’analyses biomédicales
Différencier les organes. 

Voir le cours Techniques histologiques pour BiotechnologiesÉvaluer les déterminants en cause dans l’homéostasie. (75 heures)
PartielleInterprétation juste des principes d’homéostasie.
Distinction adéquate des phénomènes chimiques, biochimiques et physiologiques liés à l’homéostasie.Généralités (5 heures)
Distinction entre l’anatomie et la physiologie
Niveaux d’organisation structurale du corps humain : de l’atome à l’organisme
Description sommaire : éléments structuraux et principales fonctions des systèmes de l’organisme
Cellule, nutrition et métabolisme (30 heures)
Composition chimique du corps humain :
concepts de matière et d’énergie
molécules organiques
molécules inorganiques : eau, sels, acides et bases
Notions de nutrition :
nutriments, sources et fonctions, valeurs énergétiques
Unité fondamentale du vivant, la cellule :
micro-anatomie fonctionnelle (relation structure-fonction) : membrane plasmique, organites cellulaires, noyau et organisation de l’ADN
croissance et reproduction cellulaire :
réplication de l’ADN
gènes et code génétiquemécanismes de transport membranaire passif et actif
métabolisme cellulaire :
notions sommaires d’enzymes et de coenzymes
chaîne respiratoire, ATP
anabolisme et catabolisme des protéines, des glucides et des lipides
régulation neuroendocrinienne des activités cellulaires
Systèmes reliés à l’autoconservation
Système digestif (15 heures)
anatomie fonctionnelle
physiologie de la digestion chimique et mécanique :
sécrétions, motilité transformation des protéines, des lipides et des glucides
rôles des organes annexes (foie, vésicule biliaire et pancréas)
absorption intestinale
défécation
Système cardio-vasculaire (14 heures)
Sang, caractéristiques physiques, composition et fonctions :
plasma
éléments figurés : érythrocytes, leucocytes et thrombocytes
Hémostase (principe général)
Cardio-vasculaire anatomie fonctionnelle
Physiologie de la circulation :
circulations pulmonaire, systémique, coronarienne
activités cardiaques : électrique et mécanique
activités vasculaires : relation structure-fonction des différents types de vaisseaux sanguins
circulation, pressions et échanges capillaires
régulation neuroendocrinienne de l’activité cardio-vasculaire
relations entre le système cardio-vasculaire et les autres systèmes de l’organisme
Système lymphatique (2 heures)
Anatomie fonctionnelle (ganglion)
Circulation lymphatique et caractéristiques de la lymphe
Relation entre le système lymphatique et les autres systèmes de l’organisme.
Système respiratoire (9 heures)
Anatomie fonctionnelle
Physiologie de la respiration :
Étapes de la respiration :
échange d’air : atmosphère- alvéoles
échange des gaz respiratoires entre les alvéoles et les capillaires pulmonaires
transport des gaz respiratoires dans le sang artériel et veineux (PO2, CO2)
échange des gaz respiratoires entre les capillaires systémiques et les cellules (diffusion) Régulation neuroendocrinienne de la respiration
Relation entre le système respiratoire et les autres systèmes de l’organisme

Démarche pédagogique
La compétence visée dans ces cours de Biologie humaine 1 et 2 se réfère à l’utilisation des notions d’anatomie fonctionnelle et de physiologie intervenant dans le maintien de l’homéostasie de l’organisme. La démarche proposée est basée sur la complémentarité des approches analytique et systémique. L’approche analytique ou l’étude plus descriptive des systèmes biologiques permet d’identifier les éléments constitutifs des différents systèmes de l’organisme tandis que l’approche systémique en dégage les interrelations. Le but est de mettre en évidence les principes organisateurs contribuant à l’homéostasie.

Pour faciliter l’édification des connaissances, il est suggéré de traiter du niveau moléculaire, organique et inorganique à la première session. On peut ensuite aborder le système digestif qui nous permet d’introduire ces différentes molécules dans l’organisme, celles-ci servant à la formation de la cellule, unité structurale et fonctionnelle de l’organisme. Les systèmes qui contribuent au maintien de la vie (cardio-vasculaire, lymphatique et pulmonaire) peuvent également être étudiés à la première session. Le système rénal et l’équilibre hydro-électolytique pourraient être vus à la deuxième session, alors que l’étudiant a acquis les connaissances sur les systèmes tampons dans le cours de chimie. Le fin contrôle de l’homéostasie par le système neuroendocrinien et la perpétuation chapeaute la fin de l’étude de l’organisme.

Les concepts fondamentaux de la physiologie peuvent être vus au cours d’exposés magistraux renforcés par des expérimentations en laboratoire. Des activités d’intégration utilisant des schématisations, des problèmes ou des questions de synthèse sont suggérées pour consolider et transférer les connaissances de même que pour développer des habiletés de conceptualisation.

Évaluation
À la fin du cours l’étudiant devra être en mesure :
de comprendre les niveaux d’organisation de l’organisme dans chacun des systèmes étudiés;
de comprendre les différents métabolismes cellulaires intervenant dans l’homéostasie de la cellule;
d’expliquer le rôle du matériel génétique dans la synthèse protéique;
d’expliquer l’apport de chacun des systèmes étudiés dans le maintien de l’homéostasie;
d’expliquer le rôle des systèmes nerveux et endocrinien dans le contrôle de l’homéostasie des systèmes étudiés.

L’évaluation théorique se fera par des examens comportant des questions ouvertes, permettant à l’étudiant d’expliquer les principes étudiés, et des questions à choix multiples, pour préparer les étudiants de Techniques d’analyses biomédicales aux examens du SCSLM.

On peut évaluer l’apprentissage réalisé en laboratoire en même temps que les examens théoriques ou par de courts rapports.

L’évaluation de l’intégration peut se faire par la remise de modèles intégrateurs, par un examen oral ou dans le cadre des examens théoriques.

L’évaluation de l’ensemble des savoirs de la session sera obtenue par un cumul des résultats des différents examens.

Médiagraphie
Volume obligatoire pour l’étudiant ou l’étudiante :
Marieb, E.N., Anatomie et physiologie humaines, Éditions du Renouveau Pédagogique, 2e édition, 1999.
ou
Tortora, G.J., Grabowskis, S.R., Principes d’anatomie et de physiologie, Éditions du Renouveau Pédagogique, 2001.

Autres références pour le professeur :
Alberts, B. et al. Biologie moléculaire de la cellule, Flammarion, 1995.
Fauci, A. et al., Harrison, Médecine interne, tome 1 et 2, McGraw-Hill, 2000.
Ganong, F. William, Physiologie médicale, De Boeck Université, 2001.
Haslett, C., Chilvers, E.R., Hunter, J.A.A., Boon, N.A., Davidson, médecine interne, principes et pratique, Édition Maloine, 2000.
Martin, d.w., Précis de biochimie de Harper, Les Presses de l’université Laval, 1995.
Netter, F.H., Atlas d’anatomie humaine, Éditions Maloine, 1997.
Nossal, G., Génie génétique, réalités et promesses, Masson, 1988.
Passarge, E., Atlas de poche de génétique, Flammarion, 1995.
Vander, A.J., Physiologie humaine, Chenelière/McGraw-Hill, 2000. Deuxième session

Formation spécifique360-203-SHAssurance de la qualité en laboratoire2-1-21,67360-365-SHInitiation aux techniques microbiologiques2-3-22,33101-284-SHBiologie humaine 22-2-22,00202-294-SHChimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse2-2-22,00201-244-SHMathématiques appliquées aux analyses2-2-22,00Formation générale601-102-04Littérature et imaginaire3-1-32,33Com-xxx-03Cours complémentaires 13-0-32,00604-HAP-03Anglais, langue seconde (FGP)2-1-32,0018-12-1916,33* 300 heures-contact de la formation spécifique

360-203-SH
Assurance de la qualité en laboratoire


Compétence commune TLB/TAB
01EO Assurer la qualité du travail

Compétence propre à TLB
01E6 Assurer la gestion des produits et du matériel


Pondération
2-1-2
1,67 unité

Préalable relatif à  : Initiation aux professions de laboratoire


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01EO Assurer la qualité du travail

PartielleÀ partir :
de directives;
de protocoles;
des lois et règlements sur la santé et la sécurité au travail;
du Système d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT);
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
À l’aide :
de vêtements protecteurs;
de l’équipement de sécurité;
du matériel de premiers soins;
d’un cahier de laboratoire;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité.
En manifestant son sens des responsabilités.
01E6 Assurer la gestion des produits et du matériel

ComplèteLe travail s’effectue dans des situations de la vie professionnelle liées au travail de laboratoire.
À partir :
de directives;
de protocoles.
À l’aide :
d’un ordinateur, d’un logiciel de gestion d’inventaire et du réseau Internet;
de catalogues;
de bons de commande.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En collaboration avec des représentantes et des représentants des compagnies.
Note préliminaire
Le cours Assurance de la qualité en laboratoire, situé à la deuxième session, est commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologies. Il vise la familiarisation de l’étudiant avec les principes soutenant l’assurance de la qualité en laboratoire, l’organisation d’un programme d’assurance de la qualité et son application dans les laboratoires d’analyses. Il a également pour but de conscientiser l’étudiant à l’importance de la qualité du travail qu’il effectuera dans l’exercice de sa future profession.

Le cours Assurance de la qualité en laboratoire doit permettre à l’étudiant de connaître les buts et le bien-fondé de l’assurance de la qualité de même que la philosophie sur laquelle elle s’appuie. Il doit également rendre l’étudiant conscient des facteurs qui influent sur la qualité des résultats d’analyses, tant aux étapes pré-analytique, qu’analytique et post-analytique. De plus, le cours doit rendre l’étudiant apte à connaître, comprendre et appliquer les moyens disponibles pour assurer la qualité et la traçabilité des analyses. En conséquence, le cours doit initier l’étudiant, entre autres, au principe et à l’application du contrôle de la qualité, interne et externe, à court et à long terme. L’apprentissage des particularités propres à chaque spécialité devra être réalisé dans chacun des cours de ces disciplines. Enfin, il doit familiariser l’étudiant avec les notions de base de la gestion de l’inventaire des produits et du matériel : un élément important de l’assurance de la qualité en laboratoire.

Les stratégies pédagogiques devront recourir à des mises en situation favorisant des applications concrètes des concepts d’assurance de la qualité en laboratoire d’analyses.

Le cours Assurance de la qualité en laboratoire se réfère à des aspects traités dans le cours d’initiation aux professions de laboratoire, plus particulièrement l’initiation aux notions d’erreur, le choix judicieux des produits et du matériel de même que l’étiquetage et l’entreposage des solutions. Par ailleurs, ce cours offre à l’étudiant l’occasion de constater les difficultés rencontrées dans l’obtention de résultats de qualité, préalable indéniable à la compréhension de l’assurance de la qualité en laboratoire.

Les compétences développées dans le cours Assurance de la qualité en laboratoire donnent les bases requises pour des applications plus spécifiques dans l’ensemble des cours de spécialité des programmes Biotechnologie et Technologie d’analyses biomédicales. Le technicien diplômé exploitera ces compétences dans tous les secteurs d’activité du laboratoire.

01EO Assurer la qualité du travailÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageEffectuer des activités liées au programme d’assurance de la qualité en laboratoire. (30 heures)
Recueil complet de renseignements sur le système d’assurance de la qualité en laboratoire.
Tenue rigoureuse d’un cahier de laboratoire.
Suivi rigoureux des protocoles et des modes opératoires normalisés.
Application conforme d’un contrôle de qualité externe ou interne.
Validation juste de méthodes analytiques, d’appareils et d’instruments
Entretien, vérification et calibrage conformes des appareils et des instruments.
Détection juste de la non-conformité.
Détermination claire de la traçabilité des produits et des échantillons.
Consignation conforme :
des résultats d’étalonnage;
des résultats des contrôles de qualité;
des contrôles d’entretien;
des résultats d’analyse;
des déviations aux protocoles et aux procédures;
des actions correctives.
Exploitation adéquate des systèmes d’enregistrement des données.
Manuel assurance de la qualité en laboratoire
Politique et objectifs de qualité
Système de management de la qualité
Réglementation et lois en vigueur dans les laboratoires
Normes ISO
Accréditation
Procédures du programme de l’assurance de la qualité en laboratoire
Activités régulières d’assurance de la qualité en laboratoire
Audit
Interne
Externe
Protocoles d’analyse; instructions et modes opératoires
But et principe de l’analyse
Conditions de conservation et de préparation des échantillons
Critères de qualité des échantillons
Procédure d’analyse
Appareillage utilisé
Moyens de contrôle de la qualité
Valeurs de références
Contrôle de la non-conformité
Contrôle de cohérence
Contrôle de l’application des instructions et modes opératoires
Notions d’erreur et tolérance
Inexactitude
Imprécision
Exigences de qualité
Programme de contrôle de la qualité
Échantillons étalons, biologiques (tests) et de contrôle
Cartes de contrôle
Préparation
Application
Interprétation
Contrôle de qualité
Interne
Étape pré-analytique
Étape analytique
Étape post-analytique
Externe
Actions correctives
Validations biologiques
Les applications du contrôle de qualité propres à chaque spécialité seront vues à l’élément de compétence 5 Interpréter les résultats de chaque cours de spécialité de TAB
Importance de l’entretien, de la vérification et du calibrage des appareils dans l’assurance de la qualité en laboratoire

En lien avec l’élément de compétence Vérifier la fiabilité de l’appareil de la compétence Utiliser des appareils d’analyse instrumentale (cours Appareils de laboratoire de TAB).
Applications spécifiques à l’élément de compétence Préparer le matériel de chacune des compétences des cours de spécialité en biotechnologies
Méthode de vérification de la concordance entre la pratique journalière et les procédures et instructions établies
Traçabilité des analyses
Provenance des échantillons
Valeurs mesurées
Interventions durant le processus analytique
Date et heure de l’analyse
Type et numéro des échantillons de contrôle
Registre d’entretien des appareils
Actions correctives
Enregistrement des données
Logiciels de gestion de la qualitéAppliquer des pratiques de travail sécuritaires.Vu dans le cours Initiation aux professions de laboratoireRéagir en situation d’urgence.
Vu Dans le cours Initiation aux professions de laboratoireGérer l’inventaire des produits et du matériel. (15 heures)Choix judicieux des produits et du matériel en tenant compte :
des normes de spécifications demandées;
des caractéristiques de qualité attendues;
budget alloué.Exigences analytiques
Précision
Exactitude
Sensibilité
Linéarité
Normes d’étiquetage Étiquetage conforme du matériel.
Choix judicieux du lieu et des conditions d’entreposage.
Consignation conforme du matériel en inventaireEn lien avec les éléments de compétence Étiqueter le récipient et Entreposer les solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
En lien avec l’élément de compétence 2 Appliquer des pratiques de travail sécuritaires de la compétence Assurer la qualité du travail vue dans le cours d’Initiation aux professions de laboratoire et l’élément de compétence 8 Ranger le matériel de chacune des compétences des cours de spécialité
Registre d’inventaire manuscrit
Logiciel de gestion d’inventaire

01E6 Assurer la gestion des produits et du matérielÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageTenir l’inventaire des produits et du matériel.Tenue appropriée de l’inventaire.
Utilisation appropriée d’un système de gestion d’inventaire.
Voir l’élément de compétence Gérer l’inventaire des produits et du matériel de la compétence 01E0 Assurer la qualité du travail Faire les commandes.Détermination correcte des coûts.
Recherche efficace de renseignements.
Établissement correct des commandes.
Respect des budgets alloués.
Recevoir le matériel. (15 heures pour les éléments 1, 2 et 3) ComplèteVérification minutieuse de l’adéquation entre les commandes reçues et les bons de commande.
Choix judicieux du lieu et des conditions d’entreposage.
Étiquetage conforme du matériel.
Enregistrement correct de la commande dans le système de gestion d’inventaire.Démarche pédagogique
La stratégie pédagogique retenue prendra appui sur des mises en situation décrivant un contexte de travail lié à des tâches d’assurance de la qualité en laboratoire. Ces mises en situation permettront de traiter tant des aspects théoriques que pratiques de l’assurance de la qualité en laboratoire.

À partir de ces mises en situation, l’étudiant doit, dans un premier temps, situer son niveau de connaissance des notions requises pour la compréhension de la situation et cibler les apprentissages à réaliser. On peut, par exemple, lui proposer d’établir une série de questions en relation avec ce qu’il ne comprend pas de la situation. En tenant compte de l’ensemble des questions soulevées par les étudiants, l’enseignant transmet ensuite les notions théoriques qui permettront aux étudiants de trouver réponse à leurs questions. L’information peut être transmise sous forme d’exposés magistraux ou de documents de référence à consulter. Dans un deuxième temps, l’étudiant met en pratique ces notions théoriques en réalisant des exercices directement liés à la mise en situation. Il peut s’agir, par exemple, de produire de documents types requis dans un programme d’assurance de la qualité, d’effectuer des calculs de contrôle de qualité et d’analyser des résultats. Ces exercices doivent être réalisés au moyen d’outils informatiques, tels des tableurs, des logiciels de traitement de texte, de gestion de la qualité et de gestion d’inventaire. Enfin, ces exercices se feront le plus souvent en équipe. Tout au long de ce processus d’apprentissage, l’enseignant doit assurer une rétroaction constante pour guider l’étudiant dans la production de documents de qualité répondant aux exigences d’un programme d’assurance de la qualité en laboratoire.

Il est recommandé d’élaborer des mises en situation pour chacune des étapes du processus d’analyse de laboratoire, soit :
pré-analytique;
analytique;
post-analytique.

Les notions de gestion des produits et du matériel faisant partie de l’assurance de la qualité en laboratoire, elles devront être intégrées à l’étude des mises en situation.
Évaluation
L’évaluation devra accorder une place prépondérante à l’élément de compétence Effectuer des activités liées au programme d’assurance de la qualité en laboratoire.

Durant la session, un examen écrit et des documents types produits par l’étudiant permettront d’évaluer la maîtrise des modalités d’application de l’assurance de la qualité en laboratoire, et ce, à chacune des étapes du processus d’analyse (pré-analytique, analytique et post-analytique). Aux fins de l’évaluation sommative de ses apprentissages tout au long de la session, l’étudiant devra donc passer trois examens et produire trois documents types.

À la fin du cours l’étudiant devra démontrer qu’il est capable :
d’expliquer les buts et principes de l’assurance de la qualité en laboratoire;
de décrire les étapes obligatoires d’un programme d’assurance de la qualité en laboratoire;
de produire les documents exigés par un programme d’assurance de la qualité en laboratoire;
d’expliciter les actions à poser pour assurer la qualité;
de documenter toutes les actions pertinentes à l’assurance de la qualité;
de détecter la non-conformité;
d’appliquer un programme de contrôle de la qualité interne et externe;
de comprendre les notions de base de la gestion des produits et du matériel.

L’évaluation de fin de session comportera un examen écrit fait de questions de tout type qui permettront d’évaluer l’ensemble des notions traitées dans le cours.

Médiagraphie
BAKER, kathy. At the bench : A laboratory navigator. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1998, 460 pages.
FOOD & DRUG ADMINISTRATION. Code of federal regulations. Good laboratory practice for non clinical laboratory studies. April 2003, 32 pages.
Laliberté, Alain. Techniques instrumentales en biologie médicale, tome II, Québec, édition Odile Germain, 1989, 240 pages.

360-365-SH
Initiation aux techniques microbiologiques


Compétence
01E5 Détecter des microorganismes

Pondération
2-3-2
2,33 unités

Préalables relatifs : Biologie humaine 1 Initiation aux professions de laboratoire 
Préalable relatif à : Techniques d’identification microbienne

ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01ES Détecter des microorganismes

ComplèteÀ partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel qu’un autoclave, un microscope à fond clair et des loupes;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la minutie.

Note préliminaire
Le cours Initiation aux techniques microbiologiques, situé à la deuxième session, est commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologies. Il vise l’apprentissage des techniques microbiologiques de base utilisées dans la culture en laboratoire des microorganismes (plus particulièrement les bactéries) et dans l’identification présomptive (fondée sur une première observation) de ces derniers. Le cours vise également à développer la connaissance des fondements théoriques sur lesquels ces techniques prennent appui.

Ce cours doit, d’une part, rendre l’étudiant apte à appliquer efficacement des techniques d’ensemencement, d’isolement et de purification de microorganismes dans le respect des règles d’asepsie. Il a également pour but de le rendre apte à choisir les conditions optimales de développement des microorganismes à l’étude. D’autre part, ce cours compte familiariser l’étudiant avec les moyens techniques à la base de l’identification présomptive des microorganismes.

Bien que les fondements en microbiologie soient utilisés dans des perspectives différentes selon qu’on travaille dans le domaine biomédical ou biotechnologique, ces fondements sont au cœur de la fonction de travail dans les deux cas. L’application des techniques microbiologiques dans le domaine biomédical vise essentiellement l’isolement et l’identification de microorganismes pathogènes présents dans les spécimens cliniques, pour fin de diagnostic. En biotechnologie, les techniques microbiologiques sont utiles pour le développement et la sélection de souches microbiennes utilisées dans les bioprocédés des domaines pharmaceutiques, agroalimentaires, environnementaux et pour le génie génétique.

Les notions transmises dans les cours de biologie humaine, plus particulièrement celles traitant du le métabolisme cellulaire, sont des préalables importants au cours d’initiation aux techniques microbiologiques. Par ailleurs, les notions relatives à la préparation de solutions et les habiletés de dextérité manuelle acquises dans le cours d’initiation aux professions de laboratoire seront développées dans le cours Initiation aux techniques microbiologiques.

Le cours Initiation aux techniques microbiologiques est le premier d’une série de trois cours. Il est préalable au deuxième cours de microbiologie commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologies, Techniques d’identification microbienne, dont l’objet principal est l’identification complète et définitive des microorganismes, orientée en fonction des résultats d’identification présomptive. Le troisième cours, propre à chacun des programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologie, permet, quant à lui, d’appliquer l’ensemble de ces techniques dans les champs de spécialité respectifs de chacun des programmes. Enfin, un stage dans le domaine de la microbiologie permet de parfaire ces apprentissages en milieu de travail. Par ailleurs, les habiletés nécessaires à la manipulation des microorganismes pourront être réinvesties dans le cours de biologie moléculaire ou de génie génétique.

Les stratégies pédagogiques seront axées principalement sur des manipulations et des observations de laboratoire; on simulera le contexte de travail. Quant à l’aspect théorique, il devra porter sur les notions fondamentales liées à l’application raisonnée et sécuritaire des techniques microbiologiques.

L’approche retenue dans ce cours vise les intentions pédagogiques suivantes : développer la capacité de prendre des décisions, d’émettre et de recevoir des idées et de prendre confiance en soi. Compte tenu des manipulations répétées sur des microorganismes différents, ce cours contribue également à développer la capacité de transférer et d’appliquer ses connaissances. Par ailleurs, les exigences inhérentes à l’identification présomptive obligent l’étudiant à assurer un travail de qualité, une caractéristique fondamentale requise de tout technicien de laboratoire.


01ES Détecter des microorganismesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageExaminer les échantillons. (20 heures)
Détection correcte des procaryotes.
Distinction juste des mycètes, fungi, des protozoaires et des algues.
Utilisation appropriée du microscope à fond clair et de la loupe binoculaire.
Méthode de prélèvement aseptique des microorganismes :
Au fil droit
Au fil bouclé
À la pipette Pasteur
À partir de spécimen en bouillon ou sur gélose
Préparation et examen d’états frais
Mise en pratique et approfondissement des notions de microscopie
Préparation et examen de frottis colorés vus dans le cours Initiation aux professions de laboratoire
Méthodes de coloration de routine (But, principe et techniques) :
Coloration de Gram
Affinité tinctoriale caractéristique des divers microorganismes
Méthodes de coloration spéciales :
Mise en évidence des A.A.R.
Mise en évidence des spores
Mise en évidence des capsules
Composition et structure des procaryotes, des champignons et des protozoairesPréparer des milieux de culture stériles. (5 heures)Calcul exact des concentrations.
Préparation adéquate des milieux de culture.
Vérification exacte du pH.
Utilisation appropriée et sécuritaire de l’autoclave.
Conservation appropriée des milieux de culture.
Calcul de concentration et de quantité des composants du milieu de culture
Rapport des notions vues aux cours Initiation aux professions de labo
Techniques de dissolution et chimie appliquée aux laboratoires d’analyse
Caractéristiques de fragilité des composants (Exemple)
Autoclave et filtration
Conditions de conservation optimales
Mettre en évidence des microorganismes. (40 heures)Ensemencement stérile.
Décompte juste des colonies.
Isolement en culture pure des microorganismes.
Respect adéquat des conditions optimales de croissance des microorganismes.
Identification morphologique des principaux microorganismes par :
la description des colonies;
les colorations différentielles;
Différenciation juste des composants cellulaires des procaryotes et des eucaryotes.Techniques d’ensemencement d’un mélange, par épuisement :
Au fil droit, au fil bouclé…
De milieux solides, liquides
En aérobie en anaérobie
Méthode de numération par dilution :
Repiquage
Conditions d’incubation : température, atmosphère, temps
Moyens de réalisation des diverses atmosphères
Terminologie appliquée à la description des colonies
Aspect type des colonies selon le microorganisme et types d’hémolyse
Forme du microorganisme et sa réaction au colorant de Gram
Classification des microorganismes en fonction de l’aspect des colonies, du Gram et autres colorations particulières et de la morphologie cellulaire
Évaluer les risques liés à la présence de microorganismes. (5 heures)Association exacte des principaux micro-organismes et de leurs effets.Écologie microbienne :
Microorganismes dans la nature
Microorganismes chez l’humain : flores normales

Microorganismes pathogènes :
Voies d’entrée dans l’organisme humain
Notions de pathogénicité
Pouvoir agressif, toxigénicité et virulence
Transmission des infections
Appliquer des méthodes courantes de contrôle des microorganismes. (5 heures)Choix judicieux de la méthode physique ou chimique de contrôle des microorganismes.
Manipulation sécuritaire du matériel contaminé.
Gestion adéquate du matériel contaminé.
Intervention appropriée lors d’une situation d’urgence liée à une exposition à des microorganismes.Environnement de travail aseptique (brûleur, désinfectant, U.V …) :
Cabinets de biosécurité
Méthodes de disposition des déchets microbiologiques
Risques potentiels :
Contact direct avec des microorganismes
Déversement dans l’environnement de travail
Mode d’intervention face à ces situations
Désinfectants et antiseptiques

Démarche pédagogique
Afin de favoriser un apprentissage intégré, il est fortement suggéré de traiter, parallèlement aux activités de laboratoire, des notions théoriques relatives aux milieux de culture, aux méthodes de colorations, aux risques liés à la manipulation des microorganismes et au mode de vie de ces derniers. Il importe également de reproduire intégralement les étapes du processus de travail menant à l’identification présomptive des microorganismes, tant dans les laboratoires de biologie médicale que de biotechnologie.

Après quelques activités de familiarisation avec les techniques d’asepsie et de culture microbienne, on initie l’étudiant à l’étude des caractéristiques utiles à l’identification présomptive des microorganismes. L’enseignement devrait se faire par modules regroupant des microorganismes ayant des traits communs du point de vue de la morphologie cellulaire et de l’affinité pour le colorant de Gram.

Pour chaque module l’étudiant doit exécuter les techniques menant à l’identification présomptive de quelques microorganismes inconnus d’un même groupe, selon deux étapes :
la mise en culture des microorganismes sur des milieux propices à l’identification et la préparation de frottis de ces mêmes microorganismes;
l’observation des colonies sur les milieux de culture, puis la coloration et l’observation des frottis; identification présomptive des microorganismes.

On procède ensuite à une mise en commun du matériel obtenu par chaque étudiant de l’équipe et un partage de leurs observations. Chacun pourra observer les principales caractéristiques des microorganismes à l’étude et en discuter.

La réussite de cette stratégie pédagogique nécessite un encadrement serré des activités de laboratoire. Tous les résultats de l’ensemble de l’équipe devront être consignés individuellement par chaque étudiant dans son cahier d’activité. Ce cahier, préparé par l’enseignant, devra être structuré de manière à assurer l’association des caractéristiques observées aux microorganismes correspondants. Il servira d’outil de référence pour comparer les caractéristiques microscopiques et culturales des différents groupes de microorganismes et en facilitera leur apprentissage.

L’étudiant pourra parfaire son apprentissage par l’observation de photographies, de diapositives reprenant essentiellement les mêmes situations. On proposera à l’étudiant de faire une démarche synthèse par des activités d’intégration qui pourraient prendre la forme de fiche-synthèses ou de schéma intégrateur. Enfin, des questions d’autoévaluation viendront clore le module.

Les cours théoriques magistraux apporteront les notions théoriques complémentaires et seront l’occasion de renforcer les apprentissages faits au laboratoire.

Évaluation
L’évaluation devra accorder une place prépondérante aux éléments de compétence Examiner les échantillons et Mettre en évidence des microorganismes.

Tout au long du cours, il y aura des examens périodiques (après chaque module) portant autant sur des notions théoriques que pratiques.

À la fin du cours l’étudiant devra démontrer qu’il est capable :
de cultiver efficacement les divers types de microorganismes et plus particulièrement les bactéries;
d’identifier de manière présomptive les microorganismes sur la base de leurs morphologie et arrangement cellulaires et de l’aspect des colonies qu’ils produisent en culture;
d’appliquer des épreuves élémentaires utiles à l’identification présomptive;
et ce, en respectant les règles d’asepsie et de sécurité.

L’évaluation peut être faite par une épreuve synthèse comportant un volet pratique et un volet théorique. Pour le volet pratique, l’étudiant aurait à cultiver, isoler et purifier des bactéries différentes contenues dans un même échantillon, puis à procéder à l’identification présomptive de chacune de ces bactéries. Pour le volet théorique, l’évaluation porterait sur l’analyse de mises en situation basées sur des observations et des résultats réels de laboratoire. L’examen pourra être complété par des questions objectives visant à vérifier l’acquisition d’éléments fondamentaux ayant trait aux connaissances des caractéristiques des microorganismes.

Médiagraphie
Howard, Barbara J. Microbiology ; Clinical and pathogenic, St-Louis, 2e édition, Mosby Year-book inc, 1994, 942 pages.
Martineau, Bernard. Systématique bactérienne ; Guide d’identification des bactéries aérobies, Montréal, Décarie éditeur, 1996, 158 pages.
Prescott, Harley et Klein, Microbiologie, Bruxelles, De Boeck-Wesmael S.A., 1995, 1014 pages.
Regnault J.-P. Immunologie générale, 1988, Décarie éditeur, 469 pages.
Tortora, Fluke et Case. Introduction à la microbiologie, 2003, 945 pages.

101-284-SH
Biologie humaine 2


Compétence
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif : Biologie humaine 1
Préalable relatif à : Biochimie générale
Techniques de culture cellulaire
Techniques histologiques
Techniques immunologiques appliquées



ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

PartielleLe travail s’effectue dans des situations de la vie professionnelle liées aux analyses biologiques.
À partir de protocoles.
Avec des échantillons de tissus et des organes.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel que des microscopes;
de la documentation requise.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité.
En manifestant son sens de l’observation et son esprit d’analyse et de synthèse.










Note préliminaire
Le cours de Biologie humaine 2 est situé en deuxième session de la formation commune aux programmes de Technologie d’analyses biomédicales et de Biotechnologies. Avec le cours Biologie humaine 1 en première session, il vise, globalement l’acquisition des savoirs relatifs au fonctionnement normal de l’organisme à différents niveaux d’organisation (cellulaire, tissulaire…). L’accent sera mis sur le rôle spécifique de chacun des systèmes et leur contribution au maintien des divers équilibres biologiques participant à l’homéostasie de l’organisme, cette capacité du corps à maintenir une stabilité relative du milieu intérieur malgré les fluctuations constantes de l’environnement auquel il est exposé.

Les notions de physiologie normale de l’être humain sont essentielles au technicien qui analyse des échantillons pathologiques pour les comparer aux valeurs normales et en confirmer la fiabilité en vue d’un diagnostic et de la thérapeutique.

Les connaissances sur les niveaux d’organisation moléculaire et cellulaire sont obligatoires pour le biotechnicien qui intervient sur le matériel génétique, base de la synthèse des protéines que l’on retrouve dans tous les métabolismes cellulaires. Ces processus métaboliques étant eux-mêmes les assises de l’homéostasie de l’organisme complet, il est important pour le biotechnicien d’avoir une connaissance de la physiologie normale des différents systèmes le composant.

La présentation proposée de l’élément Évaluer les déterminants en cause dans l’homéostasie de la compétence Utiliser des données d’anatomie et de physiologie est distribuée sur deux cours et se base sur l’apport nécessaire à l’édification d’une image globale du corps en homéostasie de chaque niveau d’organisation, depuis les composantes moléculaires jusqu’aux systèmes de l’organisme.

Ce deuxième cours poursuit l’acquisition des concepts d’autoconservation avec la fonction d’excrétion (système rénal). De plus, il vise surtout la compréhension des concepts physiologiques d’autorégulation rattachés aux mécanismes homéostatiques neuroendocriniens nécessaires pour maintenir les divers équilibres biologiques. Enfin, il donne les bases nécessaires à la compréhension de la perpétuation de l’espèce et de l’hérédité.

Les cours Biologie humaine 1 et 2 de première année servent d’introduction aux disciplines spécialisées des sessions suivantes des programmes de Biotechnologies et de Technologie d’analyses biomédicales (par exemple, pour les cours de biochimie, biologie moléculaire, immunologie…). Ils permettent d’avoir une vision globale de l’organisme humain servant d’ancrage aux différentes spécialités.
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologieÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageIdentifier les tissus anatomiques.
Voir le cours Histotechnologie fondamentale pour Technologie d’analyses biomédicales
Différencier les organes.
Voir le cours Techniques histologiques pour Biotechnologies
Évaluer les déterminants en cause dans l’homéostasie. (60 heures)
PartielleInterprétation juste des principes d’homéostasie.
Distinction adéquate des phénomènes chimiques, biochimiques et physiologiques liés à l’homéostasie.Systèmes reliés à l’autoconservation (suite)
Système rénal (12 heures)
Anatomie fonctionnelle (rein, néphron, vessie, conduits excréteurs)
Physiologie du rein :
caractéristiques de la circulation rénale, filtration glomérulaire, réabsorption tubulaire, sécrétion tubulaire, miction (formation de l’urine, composition de l’urine, débit urinaire)
Régulation de l’activité rénale :
locale (système rénine-angiotensine)
nerveuse
endocrinienne (ADH, aldostérone)
Relation entre le système rénal et les autres systèmes de l’organisme
Homéostasie et contrôles
Homéostasie et équilibres biologiques : (8 heures)
Équilibre hydrique : compartiments liquidiens, apport, réserve, pertes, contrôle neuroendocrinien
Équilibre électrolytique : principaux ions (Na+, K+, Cl-, Ca++, PO4--), répartition, rôles, apport, réserve, perte, contrôle neuroendocrinien
Équilibre acido-basique : pH, tampons, rôle des poumons, rôle des reinsMécanismes de régulation de l’homéostasie :
composantes d’un système régulateur
fonctionnement d’un système régulateur
rétro-inhibition et rétroactivationRégulation nerveuse : (16 heures)
(accorder la priorité au deux premiers points)
Subdivisions structurales et fonctionnelles du système nerveux
Cellules nerveuses et cellules gliales: types, fonctions, micro-anatomie d’un neurone, potentiel membranaire, conduction axonique, transmission synaptique
Réception et conduction des informations sensorielles :
stimulus particulier
récepteur spécifique
nerfs sensitifs : nerfs crâniens, nerfs rachidiens
Intégration et conduction des informations :
anatomie fonctionnelle et rôles physiologiques du système nerveux central, méninges, liquide céphalo-rachidien, moelle épinière, encéphale
réponses motrices et activités sécrétrices
Activités somatiques (centre de contrôle, voies de conduction, effecteurs)
Activités végétatives (centres de contrôle, système nerveux autonome, effecteurs, thermorégulation)Régulation endocrinienne (8 heures)
Organisation générale du système endocrinien :
localisation des glandes endocrines
histologie d’une glande endocrine
concentration hormonale plasmatique : synthèse, transport, utilisation par les cellules cibles, excrétion d’une hormone
mécanisme d’action des différents types d’hormones selon leur classe chimique
Anatomie et physiologie des glandes endocrines :
glandes endocrines (hypothalamus, hypophyse, thyroïde, surrénale, parathyroïde, pancréas, gonades …)
fonctions régulatrices, métaboliques et physiologiques des différentes glandes endocrines
Soutien, mouvement
Système musculo-squelettique (4 heures) :
Anatomie fonctionnelle des différents types de muscles (lisses, cardiaque et squelettique)
Physiologie et biochimie de la contraction d’un muscle squelettique (couplage excitation-contraction), rôle de la myoglobine
Régulation nerveuse de l’activité musculo-squelettique
Anatomie fonctionnelle des os (macroscopique et microscopique)Relation entre le système musculo-squelettique et les autres systèmes
Perpétuation, hérédité
Système génital, génétique et hérédité (12 heures) (mettre de l’importance sur la génétique)Anatomie fonctionnelle du système génital de l’homme et de la femme (gonades, glandes annexes, voies génitales)
Physiologie du système génital de l’homme et de la femme (gamétogénèse, rôle des hormones sexuelles, cycle menstruel, érection, éjaculation, fécondation)
Relation neuroendocrinienne du système génital
Relation entre le système génital et les autres systèmes de l’organisme
Notions de génétique (gènes, allèles, génotype, phénotype)
Transmission héréditaire (dominance, récessivité, codominance, hérédité liée au sexe)

Démarche pédagogique
La compétence visée dans ces cours de Biologie humaine 1 et 2 se réfère à l’utilisation des notions d’anatomie fonctionnelle et de notions de physiologie intervenant dans le maintien de l’homéostasie de l’organisme. La démarche proposée se base sur la complémentarité des approches analytique et systémique. L’approche analytique ou l’étude plus descriptive des systèmes biologiques permet d’identifier les éléments constitutifs des différents systèmes de l’organisme, tandis que l’approche systémique en dégage les interrelations. Le but est de mettre en évidence les principes organisateurs contribuant à l’homéostasie.

Pour faciliter l’édification des connaissances, il est suggéré de traiter du niveau moléculaire, organique et inorganique à la première session. On peut ensuite aborder le système digestif qui nous permet d’introduire ces différentes molécules dans l’organisme, celles-ci servant à la formation de la cellule, unité structurale et fonctionnelle de l’organisme. Les systèmes qui contribuent au maintien de la vie (cardio-vasculaire, lymphatique et pulmonaire) peuvent également être étudiés à la première session. Le système rénal et l’équilibre hydro-électolytique pourraient être vus à la deuxième session, alors que l’étudiant a acquis les connaissances sur les systèmes tampons dans le cours de chimie. Le fin contrôle de l’homéostasie par le système neuroendocrinien et la perpétuation chapeaute la fin de l’étude de l’organisme.

Les notions théoriques sur les concepts fondamentaux de la physiologie peuvent être vues au cours d’exposés magistraux renforcés par des expérimentations en laboratoire. Des activités d’intégration utilisant des schématisations, des problèmes ou des questions de synthèse sont suggérées pour consolider et transférer les connaissances de même que pour développer des habiletés de conceptualisation.

Évaluation
À la fin du cours l’étudiant devra être en mesure :
de comprendre les niveaux d’organisation de l’organisme dans chacun des systèmes étudiés;
de comprendre les différents métabolismes cellulaires intervenant dans l’homéostasie de la cellule;
d’expliquer le rôle du matériel génétique dans la synthèse protéique et la reproduction;
d’expliquer l’apport de chacun des systèmes de l’organisme dans le maintien de l’homéostasie;
d’expliquer le rôle des systèmes nerveux et endocrinien dans le contrôle de l’homéostasie.

L’évaluation théorique se fera par des examens comportant des questions ouvertes permettant à l’étudiant d’expliquer les principes étudiés et des questions à choix multiples pour le préparer aux examens du SCSLM.

On peut évaluer l’apprentissage réalisé en laboratoire en même temps que les examens théoriques ou par de courts rapports.

L’évaluation de l’intégration peut se faire par la remise de modèles intégrateurs, par un examen oral ou dans le cadre des examens théoriques.

L’évaluation de l’ensemble des savoirs de la session sera obtenue par un cumul des résultats des différents examens.

Médiagraphie
Volume obligatoire pour l’étudiant ou l’étudiante :
Marieb, E.N., Anatomie et physiologie humaines, Éditions du Renouveau Pédagogique, 2e édition, 1999.
ou
Tortora, G.J., Grabowskis, S.R., Principes d’anatomie et de physiologie, Éditions du Renouveau Pédagogique, 2001.

Autres références pour le professeur :
Alberts, B. et al. Biologie moléculaire de la cellule, Flammarion, 1995.
Fauci, A. et al., Harrison, Médecine interne, tome 1 et 2, McGraw-Hill, 2000.
Ganong, F. William, Physiologie médicale, De Boeck Université, 2001.
Haslett, C., Chilvers, E.R., Hunter, J.A.A., Boon, N.A., Davidson, médecine interne, principes et pratique, Édition Maloine, 2000.
Martin, D.W., Précis de biochimie de Harper, Les Presses de l’université Laval, 1995.
Netter, F.H., Atlas d’anatomie humaine, Éditions Maloine, 1997.
Nossal, G., Génie génétique, réalités et promesses, Masson, 1988.
Passarge, E., Atlas de poche de génétique, Flammarion, 1995.
Vander, A.J., Physiologie humaine, Chenelière/McGraw-Hill, 2000.

202-294-SH
Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse


Compétences
01E3 Identifier des molécules organiques
01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif : Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse
Préalable relatif à : Biochimie générale
Méthodologie de mesures physicochimiques
Techniques histologiques

ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01E3 Identifier des molécules organiques

ComplèteÀ partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel qu’un appareil à point de fusion, un appareil à point d’ébullition;
d’un réfractomètre, d’un polarimètre et d’un spectromètre à infrarouge;
d’un ordinateur et de logiciels appropriés;
de la documentation requise telle que le Handbook of Physic and Chemistry.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des normes des Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la minutie.01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses
PartielleÀ partir de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés.
À l’aide :
d’une calculatrice scientifique;
de la documentation;
du tableau périodique des éléments;
d’un ordinateur.Note préliminaire
Le cours Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse est offert en deuxième session et constitue le dernier de deux cours de chimie dans les programmes de Technologies d’analyses biomédicales (TAB) et Technique de laboratoires : Biotechnologies. Il vise à donner les notions fondamentales de chimie organique nécessaires à la pratique d’une profession en laboratoire d’analyse. Dans la pratique d’une profession en analyses biomédicales ou en biotechnologies, l’application des principes généraux et spécifiques de la chimie organique est monnaie courante. Par exemple, l’utilisation de solvants, de médicaments ou de réactifs exige des connaissances de base en chimie organique. De plus, l’apprentissage de connaissances minimales en chimie organique est incontournable avant d’aborder la biochimie. Par conséquent, les notions et principes appris dans ce cours seront requis et réinvestis dans la grande majorité des cours spécialisés des deux programmes.

Le cours est divisé en trois modules (décrits dans la démarche pédagogique) qui couvrent la compétence 01E3 Identifier des molécules organiques, l’élément 3 de la compétence 01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analyses ainsi que de nombreuses notions reconnues comme des préalables, des atouts ou des compléments à une formation technique scientifique de qualité. Aussi trouvera-t-on des éléments de contenu qui, sans être étroitement associés à l’élément de compétence, sont essentiels afin d’assurer les assises théoriques de chimie sur lesquelles s’appuient de nombreux cours de ces deux programmes. Ce cours fait aussi suite au cours Initiation aux professions de laboratoire dans lequel l’étudiant a appris les bases du travail sécuritaire et l’utilisation d’appareils d’analyse.

L’aspect pratique du cours vise le développement d’une méthode sécuritaire et efficace en laboratoire. Les expériences sont l’occasion de vérifier certaines théories, mais aussi d’approfondir les connaissances théoriques et de renforcer les habiletés manuelles des étudiants.

Note : La pondération 2-2-3 a été attribuée à ce cours malgré l’apparente disproportion entre les heures de classe et les heures de laboratoire. Il est inclus, dans les heures en classe, environ 10 heures de travaux d’intégration, d’exercices et de problèmes. Ce cours comporte donc environ 34 heures de théorie et 26 heures de travaux pratiques (exercices et séance de laboratoire).


01E3 Identifier des molécules organiquesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePurifier le produit.
Filtration appropriée du mélange.
Décantation, extraction et lavage appropriés.
Distillation correcte du mélange.
Recristallisation correcte.
Séchage approprié.
Évaporation correcte du solvant.
Séparation correcte par chromatographie sur couche mince, sur papier ou sur colonne.
Notions de base (Classe : 5 heures, labo : 2 heures)
Retour sur les liaisons chimiques et la polarité
Structures moléculaires organiques et représentations schématiques
Interactions intermoléculaires (Van der Waals, ponts-H)

Introduction à la chimie organique (Classe : 12 heures, labo : 2 heures)
Nature de la chimie organique, son rôle et ses applications actuelles
Nomenclature internationale
Isomérie (fonction et position)
Stéréochimie (isomères optiques, activité optique, chiralité)

Étude des groupes fonctionnels organiques : propriétés et réactivité (Classe : 27 heures, labo : 12 heures)
Déterminer les constantes physiques du produit purifié. Détermination juste du point de fusion ou du point d’ébullition.
Détermination juste de l’indice de réfraction.
Détermination juste de l’activité optique, si nécessaire.
Détermination juste de la masse volumique.
Déterminer les propriétés chimiques du produit.Identification juste des types de réactions tels que la substitution, l’addition ou l’élimination.
Écriture appropriée des équations.
Hydrocarbures saturés
Propriétés physiques
Combustion
Hydrocarbures insaturés
Isomérie cis-trans
Caractériser les molécules organiques.Respect des règles de nomenclature de l’Union internationale de la chimie pure et appliquée (UICPA).
Schématisation juste de la molécule dans l’espace.
Réalisation appropriée de tests qualitatifs permettant d’identifier les groupements fonctionnels tels :

les hydrocarbures;
les composés aromatiques;
les halogénures d’alkyle;
les composés oxygénés saturés;
les amines;
les hétérocycles.Additions
Structures aromatiques et résonance
Substitutions sur cycles aromatiques
Effets biologiques des composés aromatiques (HAP, par exemple)
Composés halogénés
Propriétés physiques
Éliminations
Substitutions
Usages et effets biologiques (CFC, BPC, anesthésiques, etc.)
Alcools, thiols, éthers et phénols
Propriétés physiques
Déshydratations
Substitutions
Oxydation
Effets biologiques
Aldéhydes et cétones
Propriétés physiques
Oxydation
Réduction
Tautomérie
Formation d’hémiacétals et d’acétals (polysaccharides)
Amines et amides
Propriétés acidobasiques
Propriétés physiques
Formation d’amides (lien peptidique)
Amines biologiques
Acides carboxyliques et esters
Propriétés physiques
Propriétés acidobasiques
Estérification
Hydrolyse et saponification


01DS Utiliser les principes de chimie générale nécessaires à l’interprétation des analysesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageCaractériser les états de la matière.Voir le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse (202195SH)
Effectuer des calculs stœchiométriques.Voir le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse (202195SH)
Résoudre des problèmes relatifs aux équilibres chimiques.Voir le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse (202195SH)
Établir des liens entre la vitesse d’une réaction chimique et son utilité.Explication claire de la notion de mécanisme réactionnel.Notions de mécanismes réactionnels (intégré à l’étude de chaque groupement fonctionnel)
Élimination
Substitution
Résonance

Démarche pédagogique
Afin que les notions du cours Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse soient bel et bien applicables par les étudiants dans leur spécialité, il est essentiel que l’enseignant ait constamment à l’esprit l’utilisation qui sera faite des éléments de contenu du présent cours.

Dans les lignes qui suivent, on retrouve des indications qui permettent d’orienter l’étude de chaque module dans la direction voulue par les deux programmes d’étude.

Module 1 (Notions de base) :
Ce module couvre les principes de chimie fondamentale essentiels pour une étude raisonnée des modules de chimie organique qui suivent.

Module 2 (Introduction à la chimie organique) :
Ce module permet d’introduire la chimie organique dans son ensemble. Il est important de définir la chimie organique et de la situer dans le contexte actuel. Les exemples d’application et d’utilisation de la chimie organique dans les domaines pharmaceutique, médical, environnemental et industriel ne manquent pas. Les principes généraux de la nomenclature systématique internationale peuvent être présentés dans ce module ou être intégrés à l’étude de chacun des groupements fonctionnels du module suivant. Les notions d’isomérie sont très utiles dans l’étude de la biochimie et de la pharmacologie. La stéréochimie est omniprésente dans les sciences de la santé : médicaments chiraux, acides aminés, sucres, structures biologiques stéréosélectives etc.

Module 3 (Étude des groupes fonctionnels organiques) :
Ce module vise à faire découvrir aux étudiants les principes fondamentaux de la chimie organique en gardant à l’esprit le contexte pratique dans lequel ces notions seront réutilisées. Il est important de souligner que l’ensemble des groupements fonctionnels devra être vu, car ces notions seront largement réutilisées. Les notions appliquées de mécanisme réactionnel et de stratégie de synthèse pourront être abordées mais ne doivent pas constituer un des objets d’apprentissage majeurs dans ce cours. Comme il en est fait mention dans les éléments de contenu, l’accent devra être mis sur les propriétés physiques et biologiques des composés organiques. En plus de leur contribution essentielle au développement de la compétence 01E3, les groupements fonctionnels présentés dans ce cours ont étés choisis pour leur importance dans l’étude de la biochimie. L’enseignant pourra, par exemple, mentionner la présence d’une fonction amine sur une multitude de molécules biologiquement actives comme la dopamine, l’adrénaline, l’histamine, etc.

L’aspect théorique du cours peut prendre la forme d’un cours magistral ponctué de résolutions de problèmes en classe. L’utilisation de matériel didactique audiovisuel est recommandée afin de concrétiser les aspects les plus abstraits du cours.

L’aspect pratique du cours est constitué d’expériences pertinentes, au choix de l’enseignant. Il serait souhaitable qu’une séance de laboratoire porte sur la chromatographie afin d’établir une base qui sera réinvestie dans les cours d’instrumentation de la technique. À la suite de chaque séance de laboratoire, les étudiants doivent remettre un compte-rendu de leurs activités sous la forme d’un cahier de laboratoire, d’un rapport ou autre. Il est conseillé de tenir un mini-test avant chaque expérience afin d’obliger les étudiants à lire le protocole à l’avance. Les règles de sécurité en laboratoire de chimie doivent faire l’objet d’un rappel et être suivies le plus strictement possible.

Évaluation
À la fin du cours, l’étudiant devra être en mesure de :
résoudre des problèmes de chimie organique variés et appliqués au domaine biomédical et des biotechnologies;
identifier et décrire les groupes fonctionnels énumérés dans la section éléments de contenu;
démontrer l’importance de la chimie organique dans les domaines biologiques, médicaux et d’analyse par des exemples.

L’évaluation des séances de laboratoire peut se faire grâce aux comptes-rendus de laboratoire remis à la suite de chaque expérience. L’évaluation de ces travaux pourra se baser notamment sur la qualité des explications données, la précision et l’exactitude des résultats ou autre. L’enseignant peut tenir, au besoin, un examen écrit sur les méthodes et l’interprétation des résultats d’expériences.

Médiagraphie
Blondeau, Pierre. Initiation à la chimie organique, Gaëtan Morin éditeur, Montréal, 1997.
Darnell, J., Lodish, H., Baltimore, D., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaria, P. Biologie moléculaire de la cellule, DeBoeck Université, 1997.
Flamand, Eddy. Éléments de chimie organique, Techniques biologiques et physiques, Modulo, 1992.
Guay, Mireille. Chimie générale et organique, Décarie, Montréal, 1995.
Hart, Harold et Conia, Jean-Marie. Introduction à la chimie organique, Massons/InterEditions, Paris, 1997.
Huot, Richard et Roy, Gérard-Yvon. Chimie organique : Notions fondamentales, Les éditions carcajou, 1996.
Stryer, Lubert, La biochimie de Lubert Stryer, Flammarion.
201-244-SH
Mathématiques appliquées aux analyses

Compétence
01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif à :
Calcul différentiel et intégral
Électricité et magnétisme
Optique appliquée à l’instrumentation


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

PartielleÀ partir de protocoles d'analyse.
À l'aide :
d’une calculatrice scientifique;
d’un ordinateur et de logiciels;
de papiers graphiques;
de papiers graphiques logarithmiques et semi-logarithmiques.

Note préliminaire
Faire des mathématiques, c’est poser et résoudre des problèmes. Or, devant un problème, un étudiant qui reconnaît dans la tâche à accomplir la possibilité d’utiliser un certain objet mathématique, qui anticipe les étapes d’un éventuel traitement de cet objet et qui agit de façon systématique pour effectuer ce traitement, met en œuvre le « schème de pensée » qu’il a associé à cet objet. Donc, le rôle des mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies est de présenter aux étudiants des ensembles cohérents objet-situation-schème qui permettront d’effectuer, de comprendre et d’interpréter certaines tâches auxquelles il sera confronté dans son travail futur.

Le cours Mathématiques appliquées aux biotechnologies est offert en deuxième session et constitue le premier de trois cours de mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Il vise principalement à présenter les types de relations (modèles fonctionnels) les plus fréquemment rencontrées dans le domaine de la biotechnologie ainsi que les différentes techniques permettant de déterminer le modèle le plus approprié. Cette caractérisation du lien entre les variables permettra de développer chez l’étudiant l’habileté à utiliser les résultats expérimentaux qu’il aura obtenus afin de confronter des hypothèses, de déterminer des dosages ou de répondre à toutes autres questions qu’il se (ou qu’on lui) posera relativement aux expériences de laboratoire qu’il aura à effectuer.

Il est important de noter que la reconnaissance de modèle se fera par linéarisation des données en utilisant plutôt les changements de variables que les changements d’échelles dans la représentation graphique. L’utilisation des papiers graphiques avec échelles semi-log et log-log se fera lors de certaines séances de laboratoire dans le cadre des cours de physique.

Les concepts et méthodes liés à l’utilisation des résultats expérimentaux seront particulièrement utiles dans les cours Biochimie générale (session 3), Biochimie appliquée (session 4), Toxicologie et écotoxicologie (session 5) et Génie génétique (session 5). Plusieurs applications des fonctions logarithmiques auront pour origine le premier cours de chimie Chimie appliquée (pH, équation de Nernst et de Henderson-Hasselbalch). Les vecteurs géométriques et le modèle sinusoïdal serviront dans le premier cours de physique Électricité et magnétisme (session 3). De plus, la résolution de systèmes d’équations trouvera des applications avec la loi de Kirkkoff en électricité et dans les problèmes relatifs aux équilibres chimiques.

Considérant le temps alloué pour l’ensemble des éléments de compétence retenus dans ce cours et le fait que le sujet est suffisamment exploré au secondaire, l’élément de compétence Appliquer les rudiments de l’analyse combinatoire et des probabilités ne sera pas traité au niveau collégial.

Ce cours contribue aux buts généraux suivants :

rendre la personne compétente dans l’exercice de sa profession, c’est-à-dire lui permettre d’effectuer correctement, avec des performances acceptables au seuil d’entrée sur le marché du travail, les tâches et les activités de la profession.
favoriser l’évolution de la personne et l’approfondissement des savoirs professionnels.

Il contribuera également à l’apprentissage des tâches de technicien de laboratoire qui suivent :

faire des analyses;
analyser les résultats;
produire des rapports et des certificats d’analyse;
élaborer des méthodes et des procédures.
Au moment de l’élaboration du programme, on a constaté que le logiciel Excel était largement utilisé dans le traitement de données expérimentales, et ce, dans plusieurs milieux de travail reliés aux biotechnologies. Par ailleurs, l’utilisation d’un tableur est très appropriée pour la modélisation mathématique de données expérimentales. En conséquence, nous initierons les étudiants à l’utilisation de ce tableur.

Ce cours est un préalable relatif aux cours de troisième session : Calcul différentiel et intégral (201-343-SH), Électricité et magnétisme (203-354-SH) et Optique appliquée aux laboratoires d’analyse (203-454-SH).


01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageAppliquer les fonctions exponentielles et logarithmiques. (22 heures)
Application correcte des fonctions.
Représentation graphique juste des fonctions.
Interprétation juste du lien entre les variables.
Résolution appropriée des équations.
Fonctions exponentielles :
Caractéristiques
représentations graphiques
logarithmes et résolution d’équations exponentielles
utilisation d’un changement de variable pour la reconnaissance du modèle
applications :

croissance de populations
refroidissement d’un corps
amplification d’ADN par PCR
absorption d’un médicament
désintégration radioactive et demi-vie
décharge d’un condensateur
Fonctions logarithmiques :
caractéristiques
représentations graphiques,
utilisation d’un changement de variable pour la reconnaissance du modèle
résolution d’équations
applications :

équation de Nernst
pH
équation de Henderson-Hasselbalch
Représenter graphiquement des résultats. ( 16 heures)Représentation juste des résultats expérimentaux.

Linéarisation correcte de fonctions.
Calcul de la pente et de l'ordonnée à l'origine.
Interpolation et extrapolation justes.
Modèle linéaire et affine :  définition, caractéristiques et applications
Régression linéaire : méthode des moindres carrés, calcul des paramètres, interpolation et extrapolation
Représentations graphiques
Détermination du modèle et de ses paramètres
Précision du modèle
Appliquer les fonctions de trigonométrie.
(10 heures)Application correcte des fonctions.
Représentation graphique juste des fonctions.
Interprétation juste du lien entre les variables.
Résolution appropriée des équations.
Mesures d’angles : degrés, radians
Longueurs d’arc et vitesses angulaires
Cercle trigonométrique
Fonction sinus et cosinus : caractéristiques, propriétés
Résolution d’équations trigonométriques
Modèle sinusoïdal : amplitude, fréquence, période, déphasage
Applications : mouvements oscillatoires, courant alternatifEffectuer des calculs d’erreur et d’incertitude.
Choix pertinent du nombre de chiffres significatifs.
Opérations mathématiques appropriées avec les chiffres significatifs, en tenant compte des règles de propagation de l’incertitude.
Calculs corrects des incertitudes absolues en tenant compte des règles de propagation des incertitudes.
 Vu dans les cours de chimie et de physiqueRésoudre des systèmes d'équations linéaires.
(4 heures)Résolution exacte en utilisant les méthodes suivantes :
élimination et substitution;
Gauss;
Cramer ;
matrices inverses.Ensemble-solution d’un système d’équations
Opérations élémentaires et systèmes équivalents
Méthode d’élimination et de substitution
Méthode de Gauss et de Gauss-Jordan : solution unique
Applications : analyse de circuits, équations chimiquesAppliquer les vecteurs géométriques.
(8 heures)Représentation appropriée des vecteurs dans l'espace.
Réalisation correcte d'opérations avec les vecteurs dans le plan et dans l'espace.
Addition vectorielle :
Méthode du triangle
Méthode du parallélogramme
Multiplication par un scalaire
Angle entre deux vecteurs
Composantes d’un vecteur
Produit scalaire
Produit vectoriel
Applications : résultantes de forces, champs résultantsAppliquer les rudiments de l’analyse combinatoire et des probabilités.Application juste des notions :
de probabilité d’expérience aléatoire;
d’événements et de probabilité;
de probabilités conditionnelles et d’indépendance.

Notions traitées au secondaire.Appliquer les bases du calcul différentiel et intégral.Application correcte de la dérivée et de l’intégrale aux calculs chimiques.
Représentation graphique appropriée d’une dérivée et d’une intégrale.

Vu dans le cours Fonctions et variations (201-343-SH) (session 3)

Démarche pédagogique
Ce cours se donnera à raison de 4 heures par semaine. Il comportera une période d’environ 2 heures par semaine qui permettra à l’enseignant de présenter les nouveaux concepts, les nouvelles méthodes et de répondre aux questions soulevées. Les deux autres heures serviront à du travail individuel ou de groupe sur les problèmes ou exercices soumis par l’enseignant ou à des activités faisant appel aux technologies de l’information et plus particulièrement à l’utilisation du logiciel Excel.
De façon à rendre les apprentissages signifiants et pertinents pour les étudiants, les méthodes et concepts présentés dans ce cours seront introduits dans des contextes liés aux biotechnologies (contextualisation). Le problème ainsi présenté sera une occasion de construire le concept comme outil de résolution.
Par la suite, l’outil, détaché de sa mise en contexte, sera pris à son tour comme objet d’étude (décontextualisation). On établira alors systématiquement ses propriétés; on développera des algorithmes facilitant les calculs.
Enfin, on proposera de nouvelles situations dans lesquelles les concepts et les méthodes étudiés se révèleront pertinents (recontextualisation). Le fait de présenter ainsi une variété de tâches mettant en jeu le concept à l’étude constitue autant d’occasions pour l’étudiant de développer le « schème de pensée » associé à ce concept.

De façon à favoriser la participation de l’étudiant à son apprentissage, les situations d’apprentissage qui lui seront proposées seront choisies afin de l’amener à poser et valider des hypothèses, à chercher activement des solutions, à discuter de ces approches avec d’autres étudiants et/ou avec l’enseignant, à faire des liens avec des apprentissages antérieurs. De plus, dans sa façon d’intervenir, l’enseignant aura recours à des questions plutôt que de fournir des réponses.

La présence au cours est essentielle à la réussite. En effet, la classe est le lieu où s’établit la dynamique du cours. C’est là où les explications théoriques sont données, sans compter toutes les clarifications, mises en relief de contenus ou autres formes d’interventions effectuées par le professeur. À cela, ajoutons l’enrichissement engendré par les questions soulevées par les collègues. De plus, le niveau de connaissances mathématiques des étudiants inscrits à ce cours permet difficilement une appropriation autodidacte.

Les étudiants seront initiés à l’utilisation du logiciel Excel. Cette initiation les familiarisera avec un logiciel qu’ils devront utiliser régulièrement tout au long de leur programme d’études et dans leur travail futur. De plus, l’utilisation de ce logiciel permettra, dans l’étude des modèles mathématiques, de diminuer la partie portant sur les calculs numériques, de faciliter la création de représentations graphiques et de s’attarder ainsi davantage sur des questions plus fondamentales reliées au processus de modélisation.

Il sera nécessaire de réserver un certain temps à la fin de la session afin de permettre à l’étudiant de revenir sur l’ensemble des éléments du cours qui feront l’objet de l’évaluation.

Évaluation

Même si une évaluation continue permet, durant la session, de mesurer les progrès des étudiants et d’apporter rapidement les correctifs nécessaires, un examen final sera nécessaire pour vérifier l’atteinte des éléments de la compétence Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses vus dans le cours. En ce sens, une partie importante de cette évaluation touchera le traitement et l’analyse de données expérimentales. Ce traitement se fera à l’aide d’une calculatrice scientifique et/ou d’un tableur.
Les principaux critères d’évaluation seront :
la pertinence de la méthode de résolution utilisée;
la cohérence et la suffisance du raisonnement;
la clarté et la rigueur des développements;
l’exactitude et la validité des calculs;
la justesse de l’interprétation dans un contexte donné et le jugement sur la vraisemblance des résultats, s’il y a lieu.

Médiagraphie
BOISCLAIR G. et J. PAGÉ, Guide des sciences expérimentales (2e édition), ERPI, Saint-Laurent, 1998, 199 p.
CAMPBELL J. et J. CAMPBELL, Laboratory Mathematics: Medical Biological Applications (5th edition), Mosby Co., St-Louis, 1997.
GINGRAS, M., Mathématique d’appoint (2e édition), Éditions Études vivantes, Laval, 1999, 328 p.
JEAN, R. J., Une approche mathématique de la biologie, Gaëtan Morin éditeur, Chicoutimi, 1987, 407 p.
MOORE, C. J. et L. A. SEIDMAN, Basic Laboratory Methods for Biotechnology, Prentice Hall, New Jersey, 2000, 751 p.
ROSS, A., Mathématiques appliquées pour la chimie et la biologie, Lévis-Lauzon, 2004, 462 p. (notes de cours)
SWOKOWSKI E. W. et J. A. COLE, Algèbre, DeBoeck Université, Lausanne, 1998, 513 p.
Troisième session

Formation spécifique360-465-SHTechniques d’identification microbienne2-3-12,00210-336-SHBiochimie générale3-3-33,00201-343-SHFonctions et variations2-1-21,67203-354-SHÉlectricité et magnétisme2-2-22,00Formation générale601-103-04Littérature québécoise3-1-42,67340-102-03L’être humain3-0-32,00109-104-02Activité physique0-2-11,00com-xxx-03Cours complémentaire 23-0-32,0018-12-1916,34* 270 heures-contact de la formation spécifique

360-465-SH
Techniques d’identification microbienne


Compétence
01EA Identifier des microorganismes

Pondération
2-3-1
2,00 unités

Préalable relatif : Initiation aux techniques microbiologiques
Préalable relatif à : Microbiologie appliquée


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01EA Identifier des microorganismes

ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de microbiologie.
À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons biologiques.
À l’aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié tel que des appareils de stérilisation, des incubateurs, des microscopes à fond clair et à contraste de phase, des loupes binoculaires, un réfrigérateur et un congélateur;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.

Note préliminaire
Le cours Techniques d’identification microbienne, situé à la troisième session, est commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologies. Il vise à rendre l’étudiant apte à choisir, en fonction des résultats d’identification présomptive du microorganisme, les analyses microbiologiques qui en permettront une identification complète (jusqu’à l’espèce) et définitive. Il a également pour but de rendre l’étudiant capable d’appliquer efficacement ces techniques d’identification. Enfin, le cours vise à développer la connaissance des fondements théoriques sur lesquels ces techniques prennent appui.

L’application des techniques d’identification microbienne exige la culture et la conservation de microorganismes à identifier, leur analyse microscopique, biochimique et immunologique ainsi que l’application de techniques de biologie moléculaire. Ainsi, afin de rendre l’étudiant apte à choisir les conditions de culture optimales des microorganismes à identifier, le cours doit traiter du développement bactérien et des exigences nutritives et environnementales qu’il sous-tend de même que des milieux de culture qui peuvent supporter la croissance microbienne. Par ailleurs, pour permettre une meilleure compréhension du développement microbien et des tests biochimiques à la base de l’identification microbienne, il importe que le cours traite des métabolismes microbiens. Ce cours doit également permettre à l’étudiant d’appliquer les techniques d’identification appropriées aux divers microorganismes à identifier, et plus particulièrement aux bactéries. Enfin, ce cours doit familiariser l’étudiant aux risques liés à la manipulation de microorganismes, aux moyens de décontamination de même qu’au mode d’intervention d’urgence en cas d’accident.

Les fondements en microbiologie sont utilisés dans des perspectives différentes selon que l’on travaille dans le domaine biomédical ou biotechnologique. Dans les deux cas ils sont au cœur de la fonction de travail. L’application des techniques microbiologiques dans le domaine biomédical vise essentiellement l’isolement et l’identification de microorganismes pathogènes présents dans les spécimens cliniques, pour fin de diagnostic. En biotechnologie, les techniques microbiologiques sont utiles dans le développement et la sélection de souches microbiennes utilisées dans des bioprocédés des domaines pharmaceutiques, agroalimentaires, environnementaux et du génie génétique.

Les notions acquises dans les cours de biologie humaine, plus particulièrement les notions de métabolisme et de génétique, seront des bases importantes au cours Technique d’identification microbienne. Par ailleurs, la maîtrise des notions relatives aux techniques d’ensemencement, d’isolement et de purification de microorganismes, traitées dans le cours Initiation aux techniques microbiologiques, est essentielle à la réussite des techniques d’identification bactérienne.

Le cours Techniques d’identification microbienne est le deuxième d’une série de trois cours. Il fait suite au premier cours de microbiologie commun aux programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologies, Initiation aux techniques microbiologiques qui doit rendre l’étudiant apte à faire une identification présomptive des microorganismes. Le troisième cours, propre à chacun des programmes Technologie d’analyses biomédicales et Biotechnologie, permet d’appliquer l’ensemble de ces techniques dans les champs de spécialité respectifs de chacun des programmes.

Les stratégies pédagogiques seront axées principalement sur des manipulations et des observations de laboratoire; on simulera le contexte de travail. Quant à l’aspect théorique, il devra porter sur les notions fondamentales liées à l’application logique, cohérente et sécuritaire des techniques d’identification bactérienne.

L’approche retenue est en relation avec les intentions pédagogiques suivantes : développer la capacité de prendre des décisions, d’émettre et de recevoir des idées et de prendre confiance en soi. Compte tenu des manipulations répétées sur des microorganismes différents, ce cours contribue également à développer la capacité de transférer et d’appliquer ses connaissances. Par ailleurs, les exigences inhérentes à l’identification définitive des microorganismes obligent l’étudiant à assurer un travail de qualité, une caractéristique fondamentale requise de tout technicien de laboratoire.


01EA Identifier des microorganismesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePréparer le matériel. (8 heures)
Choix judicieux du milieu de culture.
Préparation appropriée des milieux de culture et des solutions.
Choix judicieux de la méthode de stérilisation du milieu de culture et du matériel.
Préparation adéquate des colorants et des réactifs.
Conservation appropriée :
des milieux de culture;
des colorants;
des réactifs.En lien avec l’élément de compétence 2 Préparer des milieux de culture stériles du cours Initiation aux techniques microbiologiques
Types de milieux de culture :
Enrichis
Sélectifs
Différentiels
D’enrichissement
Composition et utilité des milieux de culture
Réactifs et colorants pour les diverses analyses microbiologiques
Composition
Conditions de conservation
Cultiver des microorganismes.
(15 heures)Isolement stérile des microorganismes en culture pure.
Choix judicieux des conditions optimales de croissance des microorganismes en tenant compte de leurs besoins nutritifs, de leur métabolisme et de leur reproduction.
En lien avec l’élément de compétence 3 Mettre en évidence des microorganismes du cours Initiation aux techniques microbiologiques
Développement microbien et culture :
Exigences requises
Satisfaction des exigences en culture
Métabolismes bactériens :
Métabolisme des glucides et chaîne respiratoire
Métabolisme des protéines
Métabolisme des lipides
Tests d’évaluation des métabolismesIdentifier les microorganismes procaryotes et eucaryotes. (45 heures)Détection adéquate des contaminants microbiologiques.
Identification exacte de l’espèce par :
l’examen des caractéristiques morphologiques;
des macrotests biochimiques;
des microtests biochimiques.
Identification exacte de la sous-espèce par :
des tests sérologiques;
des trousses de détection rapide.
Vérification précise de l’identification en utilisant des logiciels appropriés.Critères de distinction des contaminants en cultures
Renforcement de l’élément de compétence 1 Examiner les échantillons du cours Initiation aux techniques microbiologiques.
Tests biochimiques (liste non limitative)
Dégradation des sucres (en lien avec le cours Initiation aux techniques microbiologiques) :
Individuels
Combinés : Kligler et TSI
ONPG
MR-VP
Protéines et composés azotés :
Recherche des décarboxylases
Recherche d’uréase
Recherche de phénylalanine désaminase (APP) ou TDA
Recherche de gélatinase
Recherche de coagulase
Recherche de nucléase (DNAses)
Production d’indole
Utilisation du citrate
Lipides :
Lipase
Lécithinase
Systèmes d’identification miniaturisés :
Divers systèmes API
Système de microplaque (ex. : Microscan)
Techniques de sérotypage :
Pour les streptocoques (-hémolytiques
Pour les entérobactéries
Pour les bactéries fastidieuses : Haemophilus et Bordetella et autres
Logiciel d’identification microbienne
« APILAB plus »
Système d’analyse microbienne Microscan de DADE

Entretenir des cultures de microorganismes. (5 heures)Choix judicieux de la méthode de conservation de la culture.
Planification appropriée des périodes de repiquage selon les normes d’assurance de la qualité en laboratoire.
Entretien approprié des cultures de microorganismes.
Méthodes de conservation des microorganismes
Normes du National committee for clinical laboratory standards NCCLSDécontaminer le matériel et le poste de travail. (2 heures)Évaluation juste des risques liés aux manipulations de microorganismes.
Application correcte de la méthode de décontamination et de contrôle.
Gestion adéquate des déchets contaminés.
Intervention appropriée lors d’une situation d’urgence liée à une exposition à des microorganismes.Niveaux de biorisques des divers microorganismes
En lien avec l’élément de compétence 5 Appliquer des méthodes courantes de contrôle des microorganismes du cours Initiation aux techniques microbiologiques

Démarche pédagogique
Afin de favoriser un apprentissage intégré des techniques d’identification microbienne, la démarche pédagogique retenue doit assurer le meilleur synchronisme possible entre les notions traitées aux cours théoriques et leurs applications dans les activités de laboratoire. Il importe également que la démarche pédagogique favorise une association des notions d’identification définitive avec les notions d’identification présomptive vues dans le cours Initiation aux techniques microbiologiques.

De plus, compte tenu que l’identification définitive des microorganismes s’appuie essentiellement sur l’étude de leurs propriétés physiologiques, il est recommandé de traiter, en premier lieu, des métabolismes microbiens et d’appliquer parallèlement, en laboratoire, les techniques d’analyses biochimiques qui en permettent l’étude. En deuxième lieu, on traitera de leur utilité et de leurs applications dans les processus d’identification définitive des différents groupes de microorganismes. À cette étape, on devrait aborder les techniques immunologiques et de biologie moléculaire lorsqu’il y a lieu.

L’étude des techniques d’identification des divers groupes de microorganismes doit se faire selon les mêmes regroupements que dans le cours Initiation aux techniques microbiologiques. Ces regroupements sont effectués en fonction de la morphologie et de l’affinité au Gram du microorganisme.

L’enseignement des notions théoriques pourra être assuré par diverses méthodes pédagogiques dont la présentation d’exposés magistraux et des recherches médiagraphiques occasionnelles. Les aspects pratiques des techniques d’identification seront appliqués dans des activités de laboratoire calquées le plus possible sur le contexte de travail. Il est suggéré que l’étudiant produise un rapport de laboratoire par groupe de microorganismes étudiés qui fera l’objet d’une évaluation formative. On proposera également à l’étudiant des activités d’intégration afin qu’il effectue une démarche synthèse; ces activités pourraient prendre la forme de fiches-synthèses ou de schémas intégrateurs, réalisés à partir d’observations de laboratoire et des notions théoriques complémentaires. Enfin, au moyen de questions d’autoévaluation, l’étudiant pourra faire le point sur ses apprentissages.

Évaluation
L’évaluation devra accorder une place prépondérante aux éléments de compétence Cultiver des microorganismes procaryotes et eucaryotes et Nommer les microorganismes procaryotes et eucaryotes.

Les notions théoriques et pratiques étant presque indissociables les unes des autres, toutes les évaluations porteront sur ces deux aspects.

Tout au long de la session, on soumettra l’étudiant à de petits examens périodiques (hebdomadaires) qui l’inciteront à étudier régulièrement et lui permettront de faire rapidement le point sur l’évolution de son apprentissage. L’ensemble de ces examens ne doit toutefois pas représenter plus de 10 % de l’évaluation de la session. Il est recommandé de faire un examen de mi-session comportant principalement des questions objectives.

À la fin du cours l’étudiant devra démontrer qu’il est capable :
de choisir les milieux de culture pertinents à la croissance et à l’isolement des microorganismes à identifier, plus particulièrement les bactéries;
de choisir, à partir des résultats d’identification présomptive, les techniques d’identification, biochimiques, immunologiques ou de biologie moléculaire pertinentes pour une identification, rapide et efficace des microorganismes;
d’appliquer efficacement les techniques d’identification, biochimiques, immunologiques ou de biologie moléculaire pertinentes pour une identification des microorganismes;
d’établir les liens entre les métabolismes microbiens et les analyses de laboratoire;
de distinguer les microorganismes sur la base de leurs propriétés biochimiques et immunologiques;
de recourir aux précautions adéquates en fonction du niveau de risque des microorganismes;
d’assurer la propreté microbiologique de son poste de travail.

Il est fortement recommandé que l’évaluation finale prenne la forme d’une activité synthèse comportant un volet pratique et un volet théorique. Pour le volet pratique, l’étudiant aurait à identifier des bactéries différentes isolées sur un milieu gélosé. Ce volet servirait plus particulièrement à vérifier la capacité de l’étudiant d’établir une démarche d’identification efficace et de l’appliquer correctement de façon à obtenir des résultats justes et fiables. Pour le volet théorique, l’évaluation porterait sur l’analyse de mises en situation basées sur des observations et des résultats réels de laboratoire. L’examen pourra être complété par des questions objectives visant à vérifier l’acquisition d’éléments fondamentaux ayant trait aux connaissances des caractéristiques des microorganismes.

Médiagraphie
Couture, Bertrand. Bactériologie médicale, Montréal, 3e édition Décarie éditeur, 1997, 423 pages.
Howard, Barbara J. Microbiology ; Clinical and pathogenic, St-Louis, 2e edition, Mosby Year-book inc, 1994, 942 pages.
Martineau, Bernard. Systématique bactérienne; Guide d’identification des bactéries aérobies, Montréal, Décarie éditeur, 1996, 158 pages.
Prescott, Harley et Klein. Microbiologie, Bruxelles, De Boeck-Wesmael S.A., 1995, 1014 pages.
210-336-SH
Biochimie générale


Compétences
01E4 Caractériser des biomolécules

Pondération
3-3-3
3,00 unités

Préalables relatifs : Biologie humaine 2
Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse
Préalable relatif à : Biochimie appliquée
Techniques immunologiques appliquées


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01E4 Caractériser des biomolécules

ComplèteÀ partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons.
À l’aide :
des produits nécessaires;
du matériel de chromatographie manuelle, des appareils d’électrophorèse sur support, d’un spectrophotomètre UV/visible, d’un réfractomètre et un polarimètre;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la minutie.






Note préliminaire
Le cours Biochimie générale, situé à la troisième session, présente les propriétés structurales et chimiques qui permettent de caractériser les principales biomolécules. De plus, le cours vise la compréhension de certaines applications qui découlent directement de ces propriétés et dont le technicien fera couramment usage dans le cadre de son travail pour purifier ou doser les biomolécules.

Le cours Biochimie générale fournit une vision d’ensemble de la cellule et des molécules qui supportent son architecture et assurent son fonctionnement. Le cours doit amener l’étudiant à comprendre la vie en termes chimiques en présentant les biomolécules comme des entités qui obéissent aux lois générales de la chimie. Il doit aussi montrer comment les propriétés chimiques des biomolécules ont été exploitées dans le développement de stratégies pour les isoler, les quantifier ou encore en étudier les fonctions.

Les parties théoriques et pratiques du cours s’appuient principalement sur les notions traitées dans les cours de biologie humaine et de chimie organique. Ces notions devraient faciliter l’intégration du concept selon lequel la vie résulte des interactions entre molécules complexes, elles-mêmes formées d’unités plus simples et inanimées. La partie pratique du cours offrira, de plus, nombre d’occasions de renforcement de notions traitées lors des cours Initiation aux professions de laboratoire et Assurance de la qualité en laboratoire. Ces notions portent principalement sur la sécurité en laboratoire, la préparation de solutions, certaines méthodes de séparation, les bases de la méthode expérimentale, les règles qui la régissent et qui régissent la tenue des cahiers de résultats.

Le cours Biochimie générale est le premier de deux cours consacrés à la biochimie. Il présente les fondements qui permettront de comprendre les rôles structuraux et métaboliques des molécules biologiques qui seront abordés dans le cadre du cours Biochimie appliquée prévu en quatrième session. Ces apprentissages combinés serviront à leur tour d’appui aux notions théoriques et pratiques de nombreux autres cours, notamment, Techniques de culture cellulaire, Techniques immunologiques appliquées, Génie génétique, Toxicologie et écotoxicologie, Bioprocédés et Analyse instrumentale. La biochimie joue donc un rôle de premier plan dans la formation du futur technicien.

Le cours Biochimie générale vise le développement ou le renforcement d’habiletés et de comportements essentiels chez tout bon technicien de laboratoire :
une application réfléchie et efficace du travail en laboratoire;
une application sécuritaire des méthodes de travail;
une application conforme des normes qui assurent la validité scientifique d’une expérience;
une utilisation conforme et efficace des appareils d’analyse instrumentale;
la consignation rigoureuse et soignée des données et des résultats dans un cahier de laboratoire.


En milieu de travail, le technicien diplômé appliquera les compétences acquises lors du cours de Biochimie générale dans la plupart des champs d’application des biotechnologies incluant la recherche, l’agro-alimentaire, l’industrie pharmaceutique et les sciences judiciaires.

01E4 Caractériser des biomoléculesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageExtraire des biomolécules. (30 heures)
Choix judicieux de la méthode d’extraction.
Extraction correcte des protéines, des glucides et des lipides à partir d’une matrice complexe, biologique ou non biologique, en tenant compte de leurs propriétés physicochimiques.
En lien avec la compétence Identifier des molécules organiques du cours Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse
Revue de la structure cellulaire 
Introduction aux biomolécules :
Bioéléments
L’eau et les liaisons Hydrogène
Les principaux groupements fonctionnels en biochimie 
Les énantiomères
pH et tampon
Glucides
Définition et fonctions
Classification, structure, représentation moléculaire et règles de nomenclature :
Monosaccharides
Aldose
Cétose
Disaccharides
Polysaccharides
Amidon
Glycogène
Cellulose
Pouvoir rotatoire et isomères
Cyclisation
Propriétés chimiques :
Pouvoir réducteur
Condensation (formation d’acétal)
Phosphorylation
Lipides
Définition et fonctions
Classification et structure
Acides gras
Acyl glycerol
Cholestérol
Phospholipides
Lipoprotéines
Propriétés physicochimiques
Lipides structuraux des membranes
Méthodes d’extraction par les solvants organiques
Protéines
Définition, fonctions et structure :
Acides aminés :
Structure de base
Groupements latéraux
Catégories selon les propriétés chimiques
Schéma d’ionisation
Activité optique
Lien peptidique
Conformation :
Structure primaire
Structure secondaire
Structure tertiaire
Structure quaternaire
Modifications post-traductionnelles
Classification :
Selon la composition chimique
Selon la solubilité
Propriétés physicochimiques
Acido-basiques
Solubilité
Dénaturation
Réversible
Irréversible
Acides nucléiques :
Composition chimique et propriétés :
ADN
ARNSéparer des biomolécules. (30 heures)Choix judicieux de la méthode de séparation en tenant compte du degré de purification requis.
Séparation correcte des biomolécules par :
Chromatographie d’exclusion;
Chromatographie d’adsorption sur couche mince et sur colonne;
Chromatographie par résine échangeuse d’ions;
Électrophorèse sur support,
en tenant compte de leurs caractéristiques physicochimiques.
Vérification correcte des paramètres d’optimisation, s’il y a lieu :
le support;
le volume de l’échantillon;
la viscosité de l’échantillon;
le débit;
le pH;
les forces ioniques;
la longueur de la colonne.
Différenciation juste des biomolécules :
simples;
complexes;
conjuguées,
en tenant compte de leur activité biologique.
Méthodes de séparation :
Analytiques
Préparatives
Méthodes chromatographiques 
Principes
Phases mobiles
Phases stationnaires
Dynamique de séparation
Chromatographie d’exclusion
Principe de séparation
Facteurs d’influence
Résines
Applications
Adsorption sur colonne
Principe de séparation
Facteurs d’influence
Résines
Applications
Chromatographie sur couche mince
Supports
Montages
Facteurs d’influence
Révélation
Applications
Chromatographie ionique
Principe de séparation
Facteurs d’influence
Résines
Applications
Électrophorèse
Principe
Supports
Tampon de migration
Préparation des échantillons
Conditions de migration
non-dénaturantes
dénaturantes
Critères de séparation
Révélation
Applications
Faire un dosage des biomolécules.

(15 heures)Choix judicieux de la méthode de dosage.
Dosage correct des biomolécules en tenant compte de leur réactivité.
Réfractométrie
Principe
Mode de fonctionnement de l’appareil
Applications
Limites

Polarimétrie
Principe
Mode de fonctionnement de l’appareil
Applications
Limites

Spectrophotométrie
Principe
Fonctionnement de l’appareil
Loi de Beer-Lambert
Applications
Limites
Détecter une réaction enzymatique.
(15 heures)Mise en évidence correcte d’une réaction enzymatique.Notions d’enzymologie :
Enzymes et réactions catalysées
Classification des enzymes
Complexe enzyme-substrat
Site actif
Coenzymes
Activité enzymatique
Définition
Conditions optimales.




Démarche pédagogique

Afin de permettre une intégration progressive des connaissances liées à la biochimie, on recommande, pour l’acquisition des notions théoriques, d’utiliser des stratégies pédagogiques qui favorisent une approche globale des sujets étudiés afin de susciter le développement de la curiosité intellectuelle de l’étudiant, de son esprit critique, de sa capacité d’analyse et de synthèse ainsi que de sa capacité de raisonnement.

Parmi les stratégies pédagogiques pertinentes, on privilégie l’apprentissage par problème, les études de cas ou les mises en situation relatant des contextes susceptibles d’être rencontrés dans l’exercice de la profession. Peu importe l’approche retenue, il est important de diviser le cours en modules, chacun portant sur une classe majeure de biomolécules :
Glucides
Lipides
Protéines et enzymes
Acides nucléiques

Considérant l’importance prépondérante et sans cesse grandissante des protéines en biotechnologie, le module qui leur est consacré devrait faire l’objet d’une attention particulière, notamment pour illustrer leur grande diversité de structures et de fonctions. D’autre part, les acides nucléiques bénéficiant d’une place importante dans le cours de Biochimie appliquée, le module y étant consacré dans le cours de Biochimie générale devra se limiter à une introduction de la structure et des classes de molécules afin de les intégrer dans la vision globale de la biochimie que ce cours doit développer.
On recommande également d’arrimer très étroitement le contenu des séances de laboratoire au contenu théorique vu en classe et de planifier les séances de laboratoire en s’inspirant des analyses effectuées dans les différents domaines d’application des biotechnologies qu’on retrouve sur le marché du travail. L’étudiant devrait ainsi pouvoir faire le lien entre les notions théoriques et les utilisations pratiques qu’il pourrait en faire dans l’exercice de sa profession. Les activités de laboratoire devraient être marquées par une progression du niveau de complexité des tâches à réaliser. Elles devraient de plus permettre à l’étudiant de faire la distinction entre les méthodes analytiques (méthodes qui permettent d’apprécier les contenu d’un échantillon en terme du type de molécules qu’il renferme) et les méthodes préparatives (méthodes qui permettent de récupérer les molécules pour les utiliser dans une expérience subséquente comme la détection d’une activité biologique). En début de session, on proposera des tâches élémentaires sur les glucides et les lipides alors qu’en fin de session, les activités porteront sur les enzymes, nécessitant le recours aux étapes de purification, de vérification du niveau de pureté obtenu, de dosage et de détection de l’activité enzymatique. Ce type d’activité permettra de regrouper en une seule expérience toutes les étapes de l’analyse biochimique (extraction, purification, dosage et détection d’une activité biologique) et de les concevoir comme un ensemble intégré.

On recommande enfin d’accorder une attention particulière aux étapes de la préparation des activités de laboratoire et à l’encadrement serré de la tenue du cahier de laboratoire. À cet effet, on peut préparer des tableaux à remplir lors de l’expérimentation ou des questionnaires préalables aux séances de laboratoire. De plus, l’imposition de règles bien précises basées sur les Bonnes pratiques de laboratoire est souhaitable pour la tenue du cahier. On propose également d’encourager la minutie et la rigueur chez l’étudiant en incluant le plus souvent possible des échantillons inconnus à identifier ou à doser et en pondérant l’évaluation en fonction du degré d’exactitude du résultat obtenu.
Évaluation

À la fin du cours de Biochimie générale, l’étudiant devra être en mesure de caractériser des biomolécules, c’est-à-dire de :
Connaître les classes essentielles de biomolécules :
Glucides
Lipides
Protéines
Acides nucléiques
Reconnaître la structure biochimique des molécules biologiques
Reconnaître les principales propriétés des différentes classes de biomolécules
Comprendre les principes chimiques et physiques exploités par les méthodes d’analyse de biochimie 
Utiliser correctement les méthodes de base d’analyse en biochimie :
Réfractométrie
Polarimétrie
Spectrophotométrie
Chromatographie
Électrophorèse
Distinguer clairement les méthodes préparatives des méthodes analytiques.

Quelle que soit la stratégie pédagogique utilisée, le mode d’évaluation devra être le même. Ainsi, il faut prévoir en cours de session, des évaluations systématiques des aspects théoriques et pratiques du cours.

Les aspects théoriques sont évalués régulièrement tout au long de la session. Chaque module comporte des évaluations formatives sous forme de questions d’autoévaluation qui permettent à l’étudiant de faire le point sur ses apprentissages. L’évaluation sommative est assurée par de courts examens écrits ayant lieu après chaque module. Ces examens permettent de vérifier l’acquisition progressive et la compréhension des connaissances par l’étudiant.

À chaque séance de laboratoire, on procède à une évaluation des aspects pratiques par une rétroaction formative sur les activités de laboratoire ainsi qu’à une évaluation sommative à partir des rapports consignés dans les cahiers de laboratoire. L’évaluation doit tenir compte à la fois de l’exactitude des résultats et du respect des règles de présentation et d’archivage de ces résultats dans le cahier de laboratoire.

À la fin de la session, on procède à une évaluation des aspects théoriques et pratiques du cours. Un examen final écrit, portant sur l’ensemble des notions vues durant la session, assure l’évaluation des aspects théoriques. Cet examen doit comprendre des mises en situation et des questions ouvertes appelant des réponses à court développement.

L’évaluation des aspects pratiques porte, d’une part, sur l’application d’une méthode apprise durant la session du point de vue du travail technique au regard de la qualité de l’exécution et du résultat. On recommande d’utiliser une grille d’évaluation basée sur les critères de performance imposés tout au long de la session. L’évaluation porte, d’autre part, sur des questions de laboratoire du même type que celles vues tout au long de la session et sur des questions vérifiant le niveau de compréhension des notions théoriques sur lesquelles reposent les techniques utilisées en biochimie.
Médiagraphie

Food and Drug Administration. Code of Federal Regulations : Good Laboratory Practice, 21 CFR, Part 58. April 2003, 32 pages.
Lehninger, Albert .L., Nelson, David.L., Cox, Michael. M.  Principes de biochimie. Flammarion Médecine-Sciences. 2e édition, 1994. 1035 pages.
Lodish, Harvey, Berk, Arnold, Zipursky, Laurence L., Matsudaira, Paul, Baltimore, David, Darnell, James, E. Molecular Cell Biology. W.H. Freeman and company. 4th edition, 2000. 1084 pages.
Marieb, E.N., Anatomie et physiologie humaines. Éditions du Renouveau Pédagogique, 2e édition, 1999.
Stryer, Lubert. La Biochimie. Flammarion Médecine-Sciences. 4e édition. 1995. 1065 pages.
www.usm.maine.edu/~rhodes/Biochem


201-343-SH
Fonctions et variations


Compétence
01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

Pondération
2-1-2
1,67 unité

Préalable relatif : Mathématiques appliquées aux analyses

Préalable relatif à : Analyse instrumentale 1

ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

PartielleÀ partir de protocoles d'analyse.
À l'aide :
d’une calculatrice scientifique;
d’un ordinateur et de logiciels;
de papiers graphiques;
de papiers graphiques logarithmiques et semi-logarithmiques.

Note préliminaire
Faire des mathématiques, c’est poser et résoudre des problèmes. Or, devant un problème, un étudiant qui reconnaît dans la tâche à accomplir la possibilité d’utiliser un certain objet mathématique, qui anticipe les étapes d’un éventuel traitement de cet objet, qui recherche de l’information et qui agit de façon systématique pour effectuer ce traitement, met en œuvre le « schème de pensée » qu’il a associé à cet objet. Donc, le rôle des mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies est de présenter à l’étudiant des ensembles cohérents objet-situation-schème qui permettront d’effectuer, de comprendre et d’interpréter certaines tâches auxquelles il sera confronté dans son travail futur.
Le cours Fonctions et variations est offert en troisième session et constitue le deuxième de trois cours de mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Il vise principalement à initier l’étudiant à l’analyse de l’influence de la variation d’une quantité en fonction d’une autre dont le calcul différentiel et intégral forme le cadre théorique d’analyse. Cependant, il est important de noter que le support algébrique, très présent dans l’approche traditionnelle, verra sa place diminuée au profit des supports graphique et numérique. On aura recours au support algébrique pour faciliter la généralisation des résultats obtenus dans l’étude de cas particuliers plutôt que dans le but de développer des habiletés algébriques.

Les concepts et méthodes présentés dans ce cours permettront d’approfondir la cinétique chimique qui aura été abordée dans le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse (session 1). Ils serviront dans les cours Électricité et magnétisme (session 3) et Analyse instrumentale 1 (session 5), pour lequel il est un préalable relatif.

Ce cours contribue aux buts généraux suivants :

rendre la personne compétente dans l’exercice de sa profession, c’est-à-dire lui permettre d’effectuer correctement, avec des performances acceptables au seuil d’entrée sur le marché du travail, les tâches et les activités de la profession;

favoriser l’évolution de la personne et l’approfondissement des savoirs professionnels.

Il contribuera également à l’apprentissage des tâches de technicien de laboratoire qui suivent :
faire des analyses;
analyser les résultats;
produire des rapports et des certificats d’analyse;
élaborer des méthodes et des procédures.

01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analysesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageAppliquer les fonctions exponentielles et logarithmiques.
Application correcte des fonctions.
Représentation graphique juste des fonctions.
Interprétation juste du lien entre les variables.
Résolution appropriée des équations.
Vu dans le cours Mathématiques appliquées aux analysesReprésenter graphiquement des résultats. Représentation juste des résultats expérimentaux.
Linéarisation correcte de fonctions.
Calcul de la pente et de l'ordonnée à l'origine.
Intrapolation et extrapolation justes.
Vu dans le cours Mathématiques appliquées aux analysesAppliquer les fonctions de trigonométrie.3.1 Application correcte des fonctions.
3.2 Représentation graphique juste des fonctions.
3.3 Interprétation juste du lien entre les variables.
3.4 Résolution appropriée des équations.Vu dans le cours Mathématiques appliquées aux analysesEffectuer des calculs d'erreur et d'incertitude.Choix pertinent du nombre de chiffres significatifs.
Opérations mathématiques appropriées avec les chiffres significatifs, en tenant compte des règles de propagation de l'incertitude.
Calculs corrects des incertitudes absolues en tenant compte des règles de propagation des incertitudes.
Vu dans le cours Électricité et magnétisme Résoudre des systèmes d'équations linéaires.Résolution exacte en utilisant les méthodes suivantes :
élimination et substitution;
Gauss;
Cramer;
matrices inverses.
Vu dans le cours Mathématiques appliquées aux analysesAppliquer les vecteurs géométriques.Représentation appropriée des vecteurs dans l'espace.
Réalisation correcte d'opérations avec les vecteurs dans le plan et dans l'espace.
Vu dans le cours Mathématiques appliquées aux analysesAppliquer les rudiments de l'analyse combinatoire et des probabilités.Application juste des notions :
de probabilité;
d'expérience aléatoire;
d'événements et de probabilité;
de probabilités conditionnelles et d'indépendance.
Non traité
(voir Note préliminaire du plan-cadre Mathématiques appliquées aux analyses)Appliquer les bases du calcul différentiel et intégral.
(45 heures)Application correcte de la dérivée et de l'intégrale aux calculs chimiques.
Représentation graphique appropriée d'une dérivée et d'une intégrale.Taux de variation (8 heures)
Variation
Interprétation géométrique
Applications :
Solubilité d’un gaz en lien avec la température et la pression
Élévation du point d’ébullition et abaissement du point de congélation
Vitesse de réaction en lien avec la température
Variation de la résistivité en fonction de la température
Mouvement d’une charge dans un champ électrique
Taux de variation moyen et instantané
Interprétations géométriques
Applications :
Physique : mouvement rectiligne, débit, courant, puissance
Chimie : vitesses de réaction
Dérivée (10 heures)
Dérivée en un point : définition et notation
Fonction dérivée : définition et interprétation géométrique
Règles de dérivation de base
Dérivée de certaines fonctions : polynomiales, rationnelle, exponentielles, logarithmiques et trigonométriques (sinus, cosinus)
Applications :
Mouvement rectiligne
Recherche d’une tangente
Mouvement harmonique simple

Équations différentielles
(16 heures)
Solution d’une équation différentielle
Intégrale indéfinie : propriétés, formules de base (incluant eax , ln(ax), sin(ax+b) et cos(ax+b))
Résolution d’équations différentielles à variables séparables
Applications :
Équations de vitesse intégrée
Charge et décharge d’un condensateur
Croissance d’une population
Transfert de chaleur
Problèmes de mélange
Diffusion à travers une paroi

Aire sous la courbe (11 heures)
Calcul approché de l’aire sous la courbe :
Méthode des rectangles
Méthode des trapèzes
Méthode de Simpson
Méthode de Monte Carlo
Erreurs liées à ces méthodes
Calcul exact de l’aire sous la courbe :
Intégrale définie
Théorème fondamental du calcul
Applications :
Analyse instrumentale : chromatographie, spectroscopie
Valeur moyenne d’une onde et valeur efficace
Circulation sanguine
Débit cardiaque


Démarche pédagogique
Ce cours se donnera à raison de 3 heures par semaine. Il comportera une période d’environ 2 heures par semaine qui permettra à l’enseignant de présenter les nouveaux concepts, les nouvelles méthodes et de répondre aux questions soulevées. La troisième heure servira à du travail individuel ou de groupe sur les problèmes ou exercices soumis par l’enseignant ou à des activités faisant appel aux technologies de l’information et plus particulièrement à l’utilisation d’un tableur (Excel) et/ou d’un logiciel de calcul symbolique (Derive ou Maple).
De façon à rendre les apprentissages signifiants et pertinents pour les étudiants, les méthodes et concepts présentés dans ce cours seront introduits dans des contextes liés aux biotechnologies (contextualisation). Le problème ainsi présenté sera une occasion de construire le concept comme outil de résolution.
Par la suite, l’outil, détaché de sa mise en contexte, sera pris à son tour comme objet d’étude (décontextualisation). On établira alors systématiquement ses propriétés; on développera des algorithmes facilitant les calculs.
Enfin, on proposera de nouvelles situations dans lesquelles les concepts et les méthodes étudiés se révèleront pertinents (recontextualisation). Le fait de présenter ainsi une variété de tâches mettant en jeu le concept à l’étude constitue autant d’occasions pour l’étudiant de développer le « schème de pensée » associé à ce concept.
Les supports graphique et numérique devraient être privilégiés dans les sections portant sur les taux de variation et le calcul d’aire, et ce, autant dans les présentations faites par l’enseignant que dans les exercices et problèmes demandés aux étudiants. Dans les sections portant sur la dérivée et les équations différentielles, les supports graphique et algébrique devraient occuper une place plus importante que le support numérique.
L’étudiant devrait être en mesure d’utiliser les règles de dérivation et d’intégration dans le cas de fonctions relativement simples. Pour les fonctions plus complexes, il est suggéré d’utiliser un logiciel de calcul symbolique.
De façon à favoriser la participation de l’étudiant à son apprentissage, les situations d’apprentissage qui lui seront proposées seront choisies afin de l’amener à poser et valider des hypothèses, à chercher activement des solutions, à discuter de ces approches avec d’autres étudiants et/ou avec l’enseignant, à faire des liens avec des apprentissages antérieurs.
La présence au cours est essentielle à la réussite. En effet, la classe est le lieu où s’établit la dynamique du cours. C’est là où les explications théoriques sont données, sans compter toutes les clarifications, mises en relief de contenus ou autres formes d’interventions effectuées par le professeur. À cela, ajoutons l’enrichissement engendré par les questions soulevées par les collègues. De plus, le niveau de connaissances mathématiques des étudiants inscrits à ce cours permet difficilement une appropriation autodidacte.
Évaluation
Une évaluation continue permettra, durant la session, de mesurer les progrès des étudiants et d’apporter rapidement les correctifs nécessaires. L’évaluation permettra de vérifier l’atteinte de l’élément de la compétence Appliquer les bases du calcul différentiel et intégral que l’on retrouve dans la compétence Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses.
La partie de l’évaluation utilisant un support numérique pourra consister en un travail à effectuer à l’extérieur de la classe ou dans un laboratoire d’ordinateurs en utilisant un tableur.
Pour l’évaluation, l’étudiant aura accès aux formules de dérivation et d’intégration de base.
Les principaux critères d’évaluation seront :
la pertinence de la méthode de résolution utilisée;
la cohérence et la suffisance du raisonnement;
la clarté et la rigueur des développements;
l’exactitude et la validité des calculs;
la justesse de l’interprétation dans un contexte donné et le jugement sur la vraisemblance des résultats, s’il y a lieu.

Médiagraphie
Benson H., Physique 2 – Électricité et magnétisme, 2e édition, ERPI, Saint-Laurent, 1999, 398 p.
Hill W.H. et R.H. Petrucci, Chimie des solutions, ERPI, Saint-Laurent, 1999, 372 p.
Ross A., Mathématiques appliquées aux technologies du génie électrique 2, les éditions Le Griffon d’argile, Sainte-Foy, 1999, 430 p.
Stewart J., Analyse – Concepts et contextes, vol.1, DeBoeck Université, Paris, 2001, 643 p.
Swokowski E.W. , Analyse, DeBoeck Université, 5e édition, Bruxelles, 1993, 1051 p.
Thomas, Finney, Weir, Giordano, Calcul différentiel, 10e édition, Groupe Beauchemin, Laval, 2001, 432 p.
Thomas, Finney, Weir, Giordano, Calcul intégral, 10e édition, Groupe Beauchemin, Laval, 2002, 392 p.
203-354-SH
Électricité et magnétisme


Compétence
01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareils
01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses
Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif : Mathématiques appliquées aux analyses
Préalable relatif à : Analyse instrumentale 1


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareils

partielle



À partir :
du schéma des appareils;
du schéma des circuits électroniques des appareils.
À l’aide :
du matériel requis;
de la documentation requise

01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analyses

partielle

À partir de protocoles d’analyses
À l’aide :
d’une calculatrice;
d’un ordinateur et de logiciels;
de papiers graphiques;
de papiers graphiques logarithmiques et semi-logarithmiques
Note préliminaire
Le cours Électricité et Magnétisme est le premier de deux cours de physique dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies et est offert en troisième session. Ce cours vise à donner une formation de base en électricité, en électronique et en magnétisme. Ces notions sont nécessaires à la compréhension du principe de fonctionnement de certains appareils d’analyse instrumentale tels les appareils d’électrophorèse, les conductimètres, les électrodes à ions spécifiques ainsi que les spectromètres de masse.

En effet, le technicien, dans le cadre de son travail, fera couramment usage de ces appareils notamment pour séparer, identifier et doser des molécules. Une bonne connaissance des principes de base lui permettra d’effectuer un choix judicieux de l’appareil à utiliser, d’en faire une utilisation appropriée et de déceler, s’il y a lieu, une anomalie dans son fonctionnement.

Le cours comporte une partie théorique et une partie expérimentale fortement liées l’une à l’autre. En théorie, l’étudiant se familiarisera avec les notions physiques de base et fera appel à plusieurs éléments de compétence vus dans le cours de Mathématiques appliquées aux analyses, entre autres, l’application des fonctions exponentielles et logarithmiques de même que la résolution d’équations linéaires.

Les expériences exécutées en laboratoire contribueront à l’introduction et à la compréhension de la matière, à l’utilisation adéquate d’instruments de mesure électriques, au développement d’habiletés expérimentales ainsi qu’à l’approfondissement des habiletés d’analyse et de communication.

Ce cours est en lien avec plusieurs buts généraux du programme, notamment ceux portant sur l’application de la démarche scientifique et l’utilisation des technologies de l’information. De plus, l’expérimentation en laboratoire permet de développer les attitudes propres au travail scientifique comme la minutie, la rigueur, le sens de l’observation ainsi que l’apprentissage des technologies modernes de l’acquisition et du traitement de l’information.

Les compétences développées dans ce cours sont en lien avec le cours Biochimie Générale et seront réutilisées plus tard dans le cours Méthodologie de mesures physicochimiques et les cours Analyse instrumentale 1 et 2.

01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareilsÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter le schéma d’un appareil. (10 heures)
Interprétation juste du manuel du fabricant, rédigé en français ou en anglais.
Interprétation juste de la terminologie.
Identification juste des composants de l’appareil.Aspect physique des composants
Liste des symboles, représentation schématique et terminologique
Schéma des appareils suivants : pH-mètre, balance électronique, électrophorèse, conductimètre, électrodes à ions spécifiques, spectromètre de masse et autres appareils pertinents
Transposition du schéma au circuit et vice versa (pour des circuits simples)
Décrire le fonctionnement des circuits électriques simples. (35 heures) Utilisation appropriée de la terminologie et des symboles.
Interprétation juste de la loi d’Ohm, des lois de Kirchoff et des notions de puissance.
Identification précise des composants d’un circuit :
avec un courant alternatif;
avec un courant continu.
Distinction claire de la fonction de chaque composant.
Notions de base en électricité et en magnétisme :
charge électrique, isolant et conducteur
atomes, ions
dipôle électrique
force électrique et champ électrique uniforme :
le mouvement d’une particule chargée
potentiel électrique et différence de potentiel dans un champ uniforme
effet électrique dans la matière
courant électrique et résistance
modèle microscopique
loi d’Ohm
circuits simples
lois de Kirchhoff
énergie électrique et puissance
énergie thermique et loi de Joule
les condensateurs : charge et décharge
force magnétique et champ magnétique : mouvement d’une particule chargée dans un champ magnétique uniforme
sélecteur de vitesse
spectromètre de masse
force magnétique et champ magnétique : force produite sur un spécimen aimanté placé dans un champ magnétique uniforme
induction magnétique
loi de Faraday
loi de Lenz
bobine, inductance et transformateur
Étude de circuits électriques en courant continu et en courant alternatif
rôle et principe de fonctionnement des différents composants d’un circuit (résistance, condensateur, inductance et source de tension)
diviseur de tension, filtres, pont de Wheatstone

Instruments de mesure : ampèremètre, voltmètre, ohmmètre et multimètre
schéma et principe de fonctionnement
manipulation, prise de mesure et précision de la mesure.
Identifier des composants électroniques des appareils.
(10 heures)
3.1 Interprétation juste des symboles représentant les composants du circuit électronique.
3.2 Description correcte du circuit.
Identification correcte des composants tels que :
les amplificateurs;
les oscillateurs;
les semi-conducteurs;
les diodes;
les transistors;
les amplificateurs opérationnels.
Notions d’électronique
Rôle et principes élémentaires de fonctionnement de certains composants électroniques.
les semi-conducteurs
les amplificateurs
les oscillateurs
Expliquer le fonctionnement des composants optiques des appareils.4.1 Distinction juste des composants optiques tels que :
les miroirs;
les prismes;
les lentilles;
les polarisateurs;
les filtres colorés.
4.2 Description exacte des sources de radiation utilisées en spectroscopie d’absorption et de fluorescence tels que :
un corps noir;
des lampes à décharge et à arc;
une lampe à cathode creuse;
des rayons laser.
4.3 Explication juste du fonctionnement des séparateurs de longueurs d’ondes tels que :
les filtres;
les réseaux;
les interféromètres.
Voir le cours Optique appliquée à l’instrumentation





Voir le cours Optique appliquée à l’instrumentation







Voir le cours Optique appliquée à l’instrumentation


Établir des liens entre le fonctionnement des appareils et les principaux détecteurs utilisés.5.1 Explication correcte du fonctionnement :
de la détection électronique;
de la détection de radiation;
de la détection ionique.Voir le cours Optique appliquée à l’instrumentation

01DQ Utiliser les outils mathématiques nécessaires aux analysesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageEffectuer des calculs d’erreur et d’incertitude.

(5 heures)6.1 Choix pertinent du nombre de chiffres significatifs.
6.2 Opérations mathématiques appropriées avec les chiffres significatifs, en tenant compte des règles de propagation de l’incertitude.
6.3 Calculs corrects des incertitudes absolues en tenant compte des règles de propagation des incertitudes.Incertitude absolue
Incertitude relative
Chiffres significatifs et écriture d’une mesure
Précision des instruments
Calcul de l’incertitude :
Méthode des extrêmes
À partir des règles simples : somme, différence, produit et quotient 


DÉMARCHE PÉDAGOGIQUE

Les notions théoriques du cours, menant à la compréhension du principe de fonctionnement de certains appareils utilisés en Techniques de laboratoire : biotechnologies, seront vues lors d’exposés magistraux ponctués de résolutions de problèmes en lien avec les applications techniques. Ces notions seront initiées par des démonstrations, des expérimentations en laboratoire et des applications concrètes. Des systèmes d’acquisition et de traitement de données ainsi que des logiciels de présentation graphique seront utilisés, faisant ainsi appel à l’élément de compétence « Représenter graphiquement des résultats » acquis dans le cours de Mathématiques appliquées aux analyses.

La démarche pédagogique retenue doit assurer le meilleur synchronisme possible entre les notions traitées aux cours théoriques et leur application dans les activités de laboratoire. Afin de faciliter l’intégration progressive des connaissances, il est suggéré de débuter ce cours en abordant d’abord les notions d’électricité, ensuite, de magnétisme et finalement, d’électronique.

Des activités de synthèse touchant à plusieurs éléments de compétence viendront ponctuer ce cours.
Évaluation
À la fin du cours, l’étudiant devra démontrer qu’il est capable :
d’utiliser les lois importantes de l’électricité et du magnétisme pour décrire le fonctionnement des appareils;
d’identifier les composants des appareils et de les associer à leur fonction :
composants électriques
composants électroniques
d’interpréter les schémas électriques et électroniques simples d’appareils en analyse instrumentale;
d’évaluer l’incertitude des instruments et d’effectuer des calculs d’incertitude.

L’évaluation de la compréhension des principes de fonctionnement des appareils se fera :
par des examens écrits pouvant comporter :
des problèmes à résoudre
des questions objectives
des questions ouvertes demandant des réponses à court développement
des questions sur les laboratoires;
par la production de rapports de laboratoire pour chacune des expériences réalisées.

Il serait souhaitable qu’il y ait au moins deux examens en cours de session en plus de l’examen de synthèse en fin de session.
Médiagraphie
Arès-Marcoux, P.202 Électricité, Lidec inc, 1973.
Côté Maurice A. , Ouellet C. Électricité et Magnétisme , Le Griffon d’Argile , 1998.
Serway, Raymond A. Physique II - Électricité et Magnétisme, 4e édition, Éditions Études Vivantes, 1996.
Laliberté, Alain. Techniques instrumentales en biologie médicale Tome 1 et Tome 2, Édition Odile Germain, 1990.
Bender, Gary, Principles of Chemical Instrumentation, W.B. Saunders Company, 1987.

Quatrième session

Formation spécifique210-465-SHMicrobiologie appliquée2-3-22,33210-485-SHTechniques de culture cellulaire2-3-22,33210-435-SHBiochimie appliquée2-3-22,33203-454-SHOptique appliquée à l’instrumentation2-2-22,00202-496-SHMéthodologie de mesures physicochimiques2-4-33,00Formation générale340-HAK-03Éthique (FGP)3-0-32,00109-105-02Initiation à l’activité physique1-1-11,0014-16-1515,00* 375 heures-contact de la formation spécifique
210-465-SH
Microbiologie appliquée


Compétences
01DU Prélever des échantillons
01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquée

Pondération
2-3-2
2,33 unités

Préalable relatif Techniques d’identification microbienne
Préalable relatif à Génie génétique
Toxicologie et écotoxicologie




ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01DU Prélever des échantillons

PartielleLe travail s’effectue sur le terrain ou dans une entreprise. Le prélèvement se fait dans des conditions stériles ou non stériles.
À partir :
de directives;
de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés.
À l'aide :
du matériel requis, stérile ou non stérile;
de l’équipement approprié tel qu’un collecteur d’air avec filtres de porosité variable, un collecteur d’eau, un collecteur de sol, un réfrigérateur à l’épreuve des explosions;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles d’asepsie, si nécessaire;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication;
des normes des différents ministères.
01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquée

ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de recherche ou de contrôle de qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique, agroalimentaire ou environnemental ou d’une entreprise de biotechnologie.
À partir :
de directives;
de protocoles ou de modes opératoires normalisés;
de demandes de la clientèle.
Avec des échantillons.
À l'aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié : des appareils de stérilisation, des incubateurs, un microscope à fond clair, à contraste de phase ou à fluorescence, un système automatisé d’identification et une hotte à flux laminaire;
d’un ordinateur, des logiciels appropriés, du réseau Internet;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie, de l’efficacité et son éthique professionnelle.

Note préliminaire
Le cours Microbiologie appliquée, situé à la quatrième session est propre au programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Il s’agit du dernier de trois cours consacrés à la microbiologie. Il vise l’application directe des notions de microbiologie aux différentes disciplines biotechnologiques.

Le cours Microbiologie appliquée doit donc reprendre les principes de culture microbienne et les notions de métabolisme servant à l’identification des microorganismes pour les transposer dans divers contextes d’utilisation pratique inspirés de situations réelles de travail. Il peut s’agir de l’analyse d’échantillons d’aliments, d’eau, d’air ou de sol pour s’assurer du respect des normes d’hygiène et de l’absence de microorganismes pathogènes. Il peut également s’agir de présenter les microorganismes comme des outils capables de répondre à des besoins spécifiques (production, transformation, décontamination) ou encore comme des outils que l’on peut sélectionner ou modifier de façon à ce qu’ils répondent plus adéquatement à des besoins bien précis. Le cours doit finalement couvrir tout le spectre des microorganismes rencontrés en biotechnologie : bactéries, levures, virus, parasites et protozoaires.

Le cours s’appuie principalement sur les notions traitées dans les cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques d’identification microbienne. Comme plusieurs autres cours du programme, il recontextualise des notions vues aux cours Initiation aux professions de laboratoire et Assurance de la qualité en laboratoire. Ces notions sont surtout liées à la sécurité en laboratoire dans un contexte de manipulation de microorganismes, aux méthodes de dilution, aux règles d’étiquetage des échantillons, à l’utilisation du microscope, et au respect des normes de Bonnes pratiques en laboratoire. D’autre part, les compétences acquises lors du cours Microbiologie appliquée seront sollicitées et approfondies dans le cadre des cours Génie génétique, Toxicologie et écotoxicologie et Bioprocédés. Il sera alors question d’utiliser des microorganismes à des fins de manipulation de gènes, de décontamination ou de production industrielle.

Le cours de Microbiologie appliquée devra, dans la mesure du possible, être arrimé au cours Statistiques appliquées aux analyses, prévu en cinquième session. Ceci a pour but de permettre de couvrir l’élément de compétence 6.2 « analyse mathématique et statistique exacte des résultats à l’aide des logiciels appropriés » de la compétence 01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquée. En planifiant les expériences de laboratoire en collaboration avec le département de Mathématiques, il serait possible de monter une banque de données pertinentes pour l’atteinte des objectifs du cours de statistiques tout en permettant aux étudiants d’apprendre les méthodes d’analyse statistique à partir de données qu’ils auront recueillies eux-mêmes. Cela devrait stimuler l’intérêt des étudiants pour l’apprentissage des statistiques.

Les stratégies pédagogiques seront axées principalement sur des manipulations et des observations de laboratoire inspirées des différents champs de spécialité du programme. Le cours vise à développer la capacité de transfert et d’application des connaissances générales en microbiologie tout en renforçant les qualités de minutie, d’autonomie et de capacité de communication dont le développement a été amorcé par les deux cours de microbiologie précédents. Les techniciens finissants pourront mettre à profit leurs compétences globales en microbiologie dans des domaines aussi vastes que la recherche, l’agroalimentaire et l’environnement.

01DU Prélever des échantillonsÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePlanifier l’échantillonnage. (3 heures)
Interprétation juste des directives reçues et des protocoles.


Choix judicieux de la méthode d’échantillonnage en tenant compte des caractéristiques physicochimiques et biologiques de l’échantillon et des méthodes d’analyse disponibles.
Planification rigoureuse de l’échantillonnage :
la visite préliminaire des lieux;
la méthode d’échantillonnage;
les types d’échantillons;
le contrôle de qualité.
















Respect des contraintes statistiques.



Évaluation juste des risques liés à la présence de contaminants toxiques, chimiques, radioactifs ou biologiques dans l’échantillon ainsi que des autres risques que présente le lieu d’échantillonnage.
Protocole expérimental
but et principe
identification des besoins d’échantillonnage
En lien avec le cours Toxicologie et écotoxicologie
Méthodes d’échantillonnage
de l’air
du sol
de l’eau
des prélèvements biologiques
des prélèvements alimentaires
autres
Approches d’échantillonnage
échantillonnage ciblé
échantillonnage aléatoire
échantillonnage systématique
Types d’échantillons
instantané
ponctuel
composé
Contrôle de qualité
des échantillons
des ressources matérielles
entretien des instruments d’échantillonnage
calibration des instruments
En lien avec le cours Statistiques appliquées aux analyses
Nombre d’échantillons
Taille des échantillons
En lien avec le cours Toxicologie et écotoxicologie
Liste des contaminants
inorganiques
organiques
biologiques
autres
En lien avec l’élément de compétence 4.1 « évaluation correcte des risques associés à la présence de microorganismes » de la compétence 01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquéePréparer le matériel. (2 heures)Choix judicieux des contenants.


Étalonnage précis de la verrerie.


Lavage et stérilisation adéquats de l’équipement et des contenants selon les protocoles ou les modes opératoires normalisés.
Étiquetage correct des contenants.
Informations sur les types de contenants appropriés à la conservation des échantillons
En lien avec la compétence 01DS Préparer les solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
Méthodes de lavage et de stérilisation de l’équipement en fonction des normes

En lien avec le cours Assurance de la qualité en laboratoire
Méthodes d’étiquetage en fonction du SIMDUT, des normes gouvernementales, des normes ISO et des Bonnes pratiques de laboratoire.Recueillir l’échantillon.
(4 heures)Prélèvement adéquat de l’échantillon en tenant compte des contraintes d’asepsie, de contamination environnementale et des risques pour la santé et la sécurité.
Utilisation des blancs de terrain.
Prélèvement d’échantillons en duplicata.
Identification précise de l’échantillon.
Contrôle approprié de la qualité.
Scellé correct du contenant.
Enregistrement complet des données.
Vérification de la représentativité de l’échantillon de laboratoire par rapport à l’échantillon brut, si nécessaire.
En lien avec le cours Toxicologie et écotoxicologie
Protection individuelle
vêtements
respirateur
protection auditive
Normes de transport sécuritaire des échantillons
Représentativité des échantillons
En lien avec l’élément de compétence 4.2 « étiquetage conforme du matériel » du cours Assurance de la qualité en laboratoire
Critères de qualité des échantillons

Registre informatisé d’identification et de conservation des échantillons

Choix adéquat des contrôlesConserver l’échantillon.
(1 heure)Respect :
des délais de conservation;
des conditions de conservation.Conditions optimales de conservation des échantillons

01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquéeÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePlanifier le travail.
(2 heures)Interprétation juste des directives reçues, du protocole ou du mode opératoire normalisé.




Recherche d’information pertinente à l’aide des outils appropriés.
Planification réaliste et efficace du travail en tenant compte des exigences liées à la culture des microorganismes procaryotes et eucaryotes.
Protocole d’analyse
buts et principes de l’analyse
Identification des besoins
solutions et matériel à préparer
échantillons
appareils
mesures et données à recueillir
Recherche d’information pertinente sur Internet :
NCBI
ATCC
BIOSUPPLYNET
Santé CanadaPréparer le matériel.
(1 heure)Choix judicieux :
de la verrerie;
des solutions;
des réactifs;
des milieux de culture.
Préparation adéquate du matériel et des milieux de culture.
Choix judicieux du mode de stérilisation.
Conservation adéquate des milieux de culture.
Entreposage adéquat du matériel.En lien avec la compétence 01E1 Préparer des solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
Retour sur les notions vues aux cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques d’identification microbienne

Préparer l’échantillon.Choix judicieux :
des méthodes d’extraction des microorganismes;
des milieux d’enrichissement et des réactifs.


Préparation adéquate de l’homogénat pour l’analyse.










Préservation adéquate des microorganismes.

Méthodes d’extraction
physiques
biologiques
En lien avec les cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques d’identification microbienne
Récupération des microorganismes à partir des cultures
centrifugation
filtration
autres
Milieux d’homogénéisation
composition de base
additifs
préparation et conservation

Méthodes d’homogénéisation
méthodes physiques
méthodes chimiques
méthodes enzymatiques
Conditions optimales de conservation des homogénats
Registre
Déterminer les activités des microorganismes procaryotes et eucaryotes.
(50 heures pour les éléments 3 et 4 qui sont étroitement liés)Évaluation correcte des risques associés à la présence des microorganismes.



Choix judicieux de la méthode de décompte total des microorganismes.





Différenciation adéquate des flores normales et pathogènes et de leurs effets sur la santé.


Identification précise des espèces et des sous-espèces de microorganismes en utilisant différentes méthodes :
les macrotests et microtests biochimiques;
les tests de dépistage rapide;
le typage bactériophagique;
les systèmes automatisés;
les méthodes chromatographiques;
l’empreinte génomique.










Détermination de la présence d’endotoxines, de mycotoxines et d’autres pyrogènes.



Détermination exacte de la concentration en antibiotiques, de vitamines et autres produits.



Respect des règles liées au travail en chambre blanche.
En lien avec l’élément de compétence no. 5 « évaluation juste des risques liés aux manipulations de microorganismes » de la compétence 01EA Identifier des microorganismes
Retour sur et application des notions vues aux cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques d’identification microbienne
Méthodes de décompte :
directes
indirectes
En lien avec l’élément de compétence 4.1 « association exacte des principaux microorganismes et de leurs effets » du cours Initiation aux techniques microbiologiques
En lien avec l’élément de compétence 3.2 « identification exacte de l’espèce » de la compétence 01EA Identifier des microorganismes du cours Techniques d’identification microbienne
Techniques de lysotypie et complémentation
Identification par caractérisation des métabolites
lipides membranaires
produits de pyrolyse
autres métabolites
Identification par détection de gènes ou autres marqueurs spécifiques
PCR
hybridation
Polymorphisme de fragments de restriction
Identification par séparation de chromosomes entiers
Toxines et pyrogènes
description
propriétés
source
méthodes de détection
chromatographiques
spectrométriques
immunologiques
autres
En lien avec le cours Analyse instrumentale 2
Méthodes de détection et de quantification
instrumentales
immunologiques
autres
Chambre blanche
caractéristiques
règlements et normes de travail en chambre blancheAnalyser les résultats.
(4 heures)Lecture adéquate des résultats.
Analyse juste des résultats.
Manifestation de son esprit critique au moment de l’analyse finale.

Relevé des données
Traitement des données
Compilation et analyse des résultatsValider les résultats.
(4 heures)Validation appropriée des résultats selon les normes.





Analyse mathématique et statistique exacte des résultats à l’aide des logiciels appropriés.





Calibrage périodique des instruments.
Validation des résultats
Standards appropriés
Limites de détection de la méthode
Limites de détection de l’appareil
Normes appliquées en microbiologie industrielle

Vu aux cours Mathématiques appliquées 1 et fonctions et variations. En lien avec le cours Statistiques appliquées aux analyses
Saisie des données sur Excel
Conversion des données brutes en valeurs de mesure
Représentation graphique des résultats
Liste des instruments utilisés au laboratoire de microbiologie appliquée
Fonctionnement, entretien de routine et calibrageProduire un rapport.
(2 heures)Saisie correcte des données à l’ordinateur.
Représentation claire des résultats à l’aide de tableaux et de graphiques.
Rapport complet, clair et concis.
Clarté de la communication orale.
Revue et application des notions vues dans le cours Assurance de la qualité en laboratoire
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoireAssurer l’entretien de l’environnement de travail.
(2 heures)Nettoyage et décontamination sécuritaire du matériel et de l’environnement de travail.
Élimination sécuritaire des déchets contaminés et non contaminés.

Entretien et réparation mineure des appareils conformes aux normes des fabricants et aux normes d’assurance de la qualité en laboratoire.
Vérification périodique, selon les normes d’assurance de la qualité en laboratoire, du nombre de microorganismes dans l’air ambiant.


Décontamination sécuritaire du laboratoire, si nécessaire.En lien avec l’élément compétence 5 « Appliquer des méthodes courantes de contrôle des microorganismes »  du cours Initiation aux techniques microbiologiques
En lien avec l’élément de compétence 5 « Décontaminer le matériel et le poste de travail » du cours Techniques d’identification microbienne
Procédure d’entretien de l’appareil
Entretien préventif
régulier
points critiques à surveiller
Entretien correctif de base
Remplacement et ajustement de certaines composantes de l’appareil
En lien avec l’élément de compétence no. 3 « Réagir en situation d’urgence » de la compétence 01E0 Assurer la qualité du travail du cours Initiation aux professions de laboratoire





Démarche pédagogique
De par son lien étroit avec les cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques d’identification microbienne, le cours Microbiologie appliquée se prête particulièrement bien aux méthodes pédagogiques qui exigent que l’étudiant utilise de façon active ses connaissances antérieures. Ce type d’approche permet la recontextualisation des connaissances de base en microbiologie et développe la capacité de transfert des connaissances que le cours cible tout particulièrement.

Les notions théoriques devraient être davantage axées sur l’approfondissement et le transfert des connaissances antérieures que sur l’acquisition de nouvelles connaissances de base. Les connaissances antérieures pourront être directement transférées et appliquées aux besoins des industries pharmaceutiques, agroalimentaires et environnementales. Les nouvelles connaissances devraient porter surtout sur les moyens de sélection et de modification des microorganismes afin qu’ils répondent à des besoins précis. Ces connaissances permettraient d’établir un pont entre le cours Microbiologie appliquée et les cours Génie génétique, Toxicologie et écotoxicologie et Bioprocédés qui suivront.

Les notions pratiques devraient porter sur l’utilisation des méthodes microbiologiques dans des contextes de travail bien précis, applicables lorsque possible sur les échantillons prélevés par les étudiants eux-mêmes dans le cadre du cours. Les séances de laboratoire devraient aborder les thèmes du contrôle de la qualité des aliments, de l’air, de l’eau, des sols ainsi que du développement de nouvelles souches de microorganismes. Elles devraient être sanctionnées par la production de certificats d’analyse ou de contrôle de qualité.

Les champs d’application de la microbiologie étant très vastes, il est pertinent de stimuler la curiosité des étudiants en leur proposant un travail de recherche en équipe sur une application de leur choix. Chaque équipe présente ensuite au reste du groupe l’application qui a retenu son attention et les principes qui en sont à l’origine. Une telle activité d’apprentissage collaboratif responsabilise l’étudiant par rapport au groupe tout en sollicitant sa capacité d’utilisation des divers outils de recherche, ainsi que ses capacités de communication et de partage de ses connaissances. De plus, elle favorise l’acquisition de l’autonomie. Cette approche stimule donc le développement de nombreuses qualités qui seront essentielles en milieu de travail.

Évaluation
A la fin du cours Microbiologie appliquée, l’étudiant devra être en mesure :
de connaître les différentes applications de la microbiologie aux disciplines biotechnologiques (environnement, agroalimentaire, pharmaceutique, recherche) et les normes qui y sont associées;
de prélever et préparer des échantillons en tenant compte des différents contextes, des contraintes sur le terrain et des analyses à effectuer;
d’effectuer différentes analyses microbiologiques dans le but :
d’identifier différents types de microorganismes
de caractériser ces mêmes microorganismes;
de produire les rapports d’analyse appropriés.
L’évaluation devrait porter de manière prépondérante sur l’élément de compétence no. 3 « recueillir l’échantillon » de la compétence 01DU Prélever des échantillons ainsi que sur les éléments de compétence no.3 « préparer l’échantillon » et no.4 « déterminer les activités des microorganismes procaryotes et eucaryotes » de la compétence 01EH Réaliser des analyses de microbiologie appliquée, en insistant tout particulièrement sur l’élément de compétence no.4 « déterminer les activités des microorganismes procaryotes et eucaryotes ».

Il faut prévoir en cours de session des évaluations des aspects théoriques et pratiques du cours. On suggère, d’une part, deux examens en cours de session et, d’autre part, un examen portant sur l’ensemble de la matière à la fin de la session.

L’évaluation des connaissances pratiques pourrait se faire au cours de la session par la production de certificats d’analyse et de rapports de contrôle de qualité. On recommande également de cibler quelques activités de laboratoire pendant la session pour évaluer formellement les habiletés techniques des étudiants, selon des critères et des objectifs précis couvrant toutes les étapes de la démarche expérimentale (pré-analytique, analytique et post-analytique).


Médiagraphie

Bonnefoy, guillet, leyral, et verne-bourdais. Microbiologie et qualité dans les industries agroalimentaires. Biosciences et techniques. Sciences des aliments. 3e édition. Doin éditeurs, 2001 245 pages.

Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales. Cahier 1-généralités. Centre d’expertise en analyses environnementales du Québec. 2e édition. Le griffon d’argile. 1999

Leyral et vierling. Microbiologie et toxicologie des aliments. Hygiène et sécurité des aliments. Biosciences et techniques. Sciences des aliments. 3e édition. Doin éditeurs, 2001, 274 pages.
Prescott, Harley et Klein. Microbiologie, Bruxelles, De Boeck-Wesmael S.A., 1995, 1014 pages
210-485-SH
Techniques de culture cellulaire


Compétences
01EC Cultiver des cellules animales
01ED Cultiver des cellules végétales

Pondération
2-3-2
2,33 unités

Préalable relatif Biologie humaine 2
Préalable relatif à Génie génétique
Toxicologie et écotoxicologie
Techniques immunologiques appliquées 2



ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01EC Cultiver des cellules animales

ComplèteCette activité s’effectue dans un laboratoire de culture cellulaire, dans un contexte nécessitant l’utilisation ou la production de cellules animales.
À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons de source animale.
À l’aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié : une hotte à flux luminaire vertical et horizontal, un incubateur à CO2 , un microscope inversé, à fond clair, à fluorescence avec moniteur et caméra, des appareils de stérilisation, un appareil à amplification d’ADN, un lecteur de plaques avec analyseur intégré et une centrifugeuse réfrigérante;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des normes de Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
01ED Cultiver des cellules végétales

ComplèteCette activité s’effectue dans un laboratoire de culture cellulaire, dans un contexte nécessitant l’utilisation ou la production de cellules végétales.
À partir  :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons de source végétale.
À l’aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié : une hotte à flux laminaire horizontal, un incubateur, un microscope à fond clair, à fluorescence avec moniteur et caméra, des appareils de stérilisation, une centrifugeuse réfrigérante et une chambre environnementale à température, lux et humidité contrôlés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).

Note préliminaire
Le cours Techniques de culture cellulaire, situé à la quatrième session vise l’apprentissage des techniques de mise en culture in vitro de cellules animales et végétales. Il vise également l’apprentissage des techniques de manipulation, de maintien et de conservation à long terme de ces cellules.

La culture in vitro permet de développer des systèmes précis pour la recherche biologique et physiologique. Elle peut également devenir un moyen de propagation au service de la production pharmaceutique, agroalimentaire ou horticole. Le cours Techniques de culture cellulaire vise à présenter une vue d’ensemble des outils offerts par la culture cellulaire et de leurs applications actuelles et potentielles.

Pour cela, le cours doit tout d’abord traiter de notions de base de biologie cellulaire telles la morphologie cellulaire, la division cellulaire, les différentes catégories de cellules et leur potentiel de division, la différenciation, la sénescence et la mort cellulaire. Il doit également aborder la question des besoins en nutriments et en substrats pour assurer le maintien des activités métaboliques et de croissance des cellules. Ces notions, applicables tout autant pour les cellules animales que pour les cellules végétales, permettront ensuite de passer aux aspects plus techniques de la culture de cellules in vitro qu’il s’agisse des techniques de culture proprement dites ou encore du suivi et de l’interprétation du comportement des cultures. Il devra, de plus, aborder en parallèle la culture des cellules végétales et animales en insistant sur les particularités de chaque système.

Les parties théoriques et pratiques du cours font appel aux notions acquises dans de nombreux autres cours. Les cours de biologie humaine notamment, en constituent la base essentielle. Les notions de microscopie, de sécurité en laboratoire et de préparation de solutions apprises au cours Initiation aux professions de laboratoire sont également réinvesties dans le cours, de même que les Bonnes pratiques de laboratoire vues au cours Assurance de la qualité en laboratoire. La culture cellulaire requiert le développement de méthodes de travail qui assurent le maintien de l’asepsie. À cet effet, le cours Techniques de culture cellulaire réutilise les notions d’asepsie déjà abordées dans les cours de microbiologie, dans le but de prévenir l’introduction de tout organisme étranger dans les cultures cellulaires (contaminations bactériennes, mycoplasmes, levures, champignons, contaminations croisées). Finalement, les notions de métabolisme vues dans le cours Biochimie appliquée offert à la même session s’avéreront utiles lorsqu’il sera question de composition des milieux de culture, de leur utilisation et de leur modification par les cellules. De plus, des cellules ou des tissus manipulés dans le cadre du cours Techniques de culture cellulaire pourraient servir de matériel de base pour la réalisation de certains travaux pratiques de biochimie appliquée.

Les compétences acquises au cours Techniques de culture cellulaire seront ensuite réinvesties dans les cours Génie génétique et Toxicologie/écotoxicologie de la cinquième session ainsi que dans les cours Techniques immunologiques appliquées 2 et Bioprocédés de la sixième session. Ces cours reprendront et approfondiront les notions théoriques de biologie cellulaire (cycle cellulaire, croissance, sénescence, mort cellulaire, métabolisme) tout autant qu’ils feront appel aux habiletés manuelles développées ici.

Les modèles dont nous disposons maintenant grâce à la culture in vitro contribuent aux progrès de pratiquement toutes les disciplines scientifiques, qu’il s’agisse de biologie, de biotechnologie (par l’exploitation des bioprocédés), de génétique, de pharmacotoxicologie, de thérapeutique, ou encore, de reconstruction d’organes à partir de cellules souches. Le technicien diplômé aura recours à ses connaissances des techniques de culture cellulaire qu’il exerce en recherche, en industrie pharmaceutique ou en agroalimentaire.

01EC Cultiver des cellules animalesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageChoisir les milieux de culture. (8 heures)
Choix judicieux des milieux de culture de base en tenant compte des types de cellules animales et de leurs besoins nutritifs.
Choix judicieux :
des séra;
des facteurs de croissance,
en tenant compte des besoins nutritifs et de la stabilité des ingrédients.
Choix judicieux des antibiotiques en tenant compte de leur stabilité et des contaminants microbiologiques.
Introduction à la culture de cellules animales
En lien avec les cours Biologie humaine 1 et Biologie humaine 2
phases du cycle cellulaire
ancrage et adhérence cellulaire
cellules multipotentielles
différenciation cellulaire
sénescence et immortalisation
mort cellulaire
types de culture
culture d’organes
cultures primaires
lignées cellulaires
à division limitée
continues
espèces modèles
besoins nutritifs et métabolisme (en lien avec le cours Biochimie appliquée)
Milieux de culture
composition de base et stabilité
source d’énergie
sources de carbone
sources d’azote
vitamines
ions inorganiques
système tampon et pH
principaux milieux, préparation, conditions de conservation, étiquetage
additifs
sérums
facteurs de croissance et hormones
antibiotiques
spectres d’action
concentrations actives
critères d’utilisation
antifongiques
Préparation, stérilisation et conservation des solutions mèresPréparer le matériel. (5 heures)Calcul exact des concentrations.
Préparation et vérification correctes des séra par :
décomplémentation;
recherche de mycoplasmes par réaction de
polymérisation en chaîne.
Absence de résidus toxiques dans l’eau de préparation.
Préparation adéquate des solutions, des milieux de culture et des réactifs.
Stérilisation du matériel :
par méthodes thermiques;
par filtration millipore.
Respect des contraintes de conservation.
En lien avec le cours Initiation aux professions de laboratoire.
Types de sérum
Décomplémentation et conservation
Mycoplasmes
description
source
détection
amplification de l’ADN ribosomique
autres méthodes
élimination
prévention
critères de pureté de l’eau utilisée pour la culture cellulaire
Préparation et vérification de l’eau ultrapure
Stérilisation et étiquetage des milieux
Délai de conservation des milieux et des additifs
Voir la compétence Préparer des solutions du cours Initiation aux professionsMettre en culture des cellules animales.
(15 heures)Prélèvement stérile de l’organe.












Préparation adéquate de la suspension cellulaire stérile.







Ensemencement correct.






Respect des conditions optimales de croissance, de maintien et de conservation.Revue des notions d’asepsie : en lien avec les cours de microbiologie.
Fonctionnement et entretien des hottes à flux laminaire
Aménagement de l’aire de travail.
Anesthésie ou euthanasie des animaux (En lien avec le cours Techniques histologiques).
Désinfection et dissection des animaux
Prélèvement des tissus
tissu normal
tissu embryonnaire
tumeur

Lavage des tissus
Dispersion des cellules
méthodes enzymatiques
méthodes chimiques
méthodes mécaniques
Décompte cellulaire
à l’hématimètre
« Coulter counter »
Ensemencement à densité adéquate
cellules en suspension
cellules adhérentes
substrats
plastiques et polymères
matrices
cellules nourricières
Détermination des besoins en sérums et facteurs de croissanceEntretenir des cultures de cellules animales.
(12 heures)Établissement minutieux d’une lignée cellulaire à la suite d’une culture primaire d’origine animale.
Analyse rigoureuse de l’état de santé d’une culture cellulaire.




Détermination précise de la viabilité des cellules et de leur nombre.



Détermination précise des conditions d’entretien et de conservation de cellules fixées et de cellules libres.










Justesse de la décision relative au clonage des cellules.





Résolution appropriée de problèmes de culture.Maintien en culture des lignées cellulaires établies.

Évaluation de la prolifération
courbe de croissance
temps de division
calcul des générations cellulaires
mesure de la synthèse d’ADN
Évaluation de la viabilité cellulaire
évaluation microscopique de la morphologie cellulaire
coloration d’exclusion (ex : bleu trypan)
MTT
autres méthodes
Entretien des lignées cellulaires
changements de milieu
passages cellulaires
Conservation des lignées
cryopréservation
agents cryoprotecteurs
conditions de refroidissement
entreposage
congélateur
azote liquide
collections(banques)
ATCC
banques spécialisées
Clonage des cellules
ensemencement à faible dilution
clonage en milieu semi-solide
autres méthodes
récupération et amplification des clones
Gestion des problèmes de contamination et de croissance



01ED Cultiver des cellules végétalesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageChoisir les milieux de culture. (5 heures)
Choix judicieux des milieux de culture de base en tenant compte des types de cellules végétales et de leurs besoins nutritifs.









Choix judicieux des phytohormones en tenant compte de leur stabilité et des objectifs de callogenèse ou d’organogenèse visés.
Choix judicieux des supports solides en tenant compte de leur degré de pureté.
En lien avec l’élément de compétence no.1 de la compétence 01EC Cultiver des cellules animales.
Introduction à l’anatomie et à la taxonomie des plantes
Variétés utilisées
en agroalimentaire
en industrie biotechnologique
en recherche
Types de culture
Besoins nutritifs et métabolisme (en lien avec le cours Biochimie appliquée)
Milieux de culture
composition
sels inorganiques
sources de carbone et d’énergie
vitamines
phytohormones
naturelles et artificielles
avantages et inconvénients
effets sur la callogenèse et l’organogenèse
autres
Supports solides et semi-solides
Assurer l’entretien d’une plante. (5 heures)Détermination juste :
des phytohormones;
du photopériodisme;
des engrais;
des périodes d’arrosage;
des conditions environnementales devant assurer une croissance et une floraison optimales.




Taille judicieuse de la plante en tenant compte de son mode de croissance.







Sélection et conservation adéquates des graines.






Détection correcte d’un problème de santé de la plante.
Conditions optimales de croissance
En lien avec l’élément de compétence 1.2 « choix judicieux des phytohormones en tenant compte de leur stabilité et des objectifs de callogenèse et d’organogenèse visés »
Besoins en lumière
intensité lumineuse
durée d’éclairement (h/jour) en fonction de l’activité photosynthétique
qualité spectrale de la lumière et effets sur la morphogenèse
Milieux 
empotage
culture hydroponique
Rôles des engrais
éléments chimiques essentiels
formules
formes
besoins des plantes
critères d’application
fertilisation de fond et de surface
conservation des engrais
Notions de taille des plantes
but
principes généraux
époques favorables en fonction du type de plante
méthodes
pincement
rabattage
autres
Reconnaissance des symptômes liés aux maladies :
Causes
carence en minéraux
carence en lumière
insectes
moisissures
virus
autres
TraitementsPréparer le matériel.
(5 heures)Absence de résidus toxiques dans le matériel et l’eau de préparation.
Calcul exact des concentrations des solutions et des milieux de culture.
Préparation adéquate des solutions et des milieux de culture.
Stérilisation du matériel :
Par méthodes thermiques;
Par filtration millipore.
Respect des contraintes de conservation.
En lien avec l’élément de compétence no.2 de la compétence 01EC Cultiver des cellules animales
En lien avec la compétence 01E1 Préparer des solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
Critères de sélection des méthodes de stérilisation
par la chaleur
par filtration
autres méthodes
Conditions d’entreposage des milieuxMettre en culture des cellules végétales.
(10 heures)Prélèvement correct d’un explant sur une plante saine.
Stérilisation adéquate de l’explant ou des graines.
Préparation appropriée et dissection, s’il y a lieu :
de l’explant;
des protoplastes;
des cellules recombinantes.
Ensemencement correct dans les milieux appropriés.
Respect des conditions optimales de croissance.
Sélection de l’explant
En fonction du stade et de l’âge du pied-mère
En fonction de l’époque de prélèvement
Sources de l’explant (feuille, racine, graine, autres)
Excision et isolement
Types d’explant
Désinfection de l’explant
hypochlorure de calcium
hypochlorure de sodium
éthanol 70%
antibiotiques et antifongiques
Entretenir des cultures de cellules végétales.
(10 heures)Détermination des conditions optimales :
pour l’induction et la multiplication de l’explant;
pour l’enracinement et l’acclimatation de la plantule.
Détermination correcte des conditions optimales de maintien en milieu liquide ou semi-solide :
des protoplastes;
des embryons somatiques.
Analyse rigoureuse de l’état de santé d’une culture cellulaire et d’une plantule.
Résolution appropriée de problèmes de culture.En lien avec l’élément no. 1 « Choisir les milieux de culture »
Milieux de dédifférenciation (composition de base et hormones)
Conditions de culture
Milieux d’enracinement (composition de base et hormones)
Protoplastes
définition
méthodes de préparation
méthodes et milieux de maintien
induction d’embryons somatiques au 2,4 -D
En lien avec l’élément de compétence 2.4 « Détection correcte d’un problème de santé de la plante »
Caractéristiques d’une culture saine
Symptômes des problèmes de culture et causes possibles associées
Interventions


Démarche pédagogique

La culture cellulaire est une technologie de base dont les possibilités sont vastes. Elle est mise à profit dans de nombreux domaines d’application des biotechnologies. Afin de permettre une intégration progressive des connaissances liées à la culture de cellules in vitro, on suggère d’utiliser des stratégies pédagogiques qui favorisent une approche globale des sujets étudiés. La stratégie retenue doit également susciter le développement de la curiosité intellectuelle de l’étudiant, de son esprit critique, de sa capacité d’analyse et de synthèse ainsi que de sa capacité de raisonnement.

Indépendamment de l’approche retenue, il est important de traiter en premier lieu des notions générales de biologie cellulaire. On suggère ensuite de diviser le cours en fonction des différentes étapes des processus de mise en culture des cellules et de maintien des cultures et de présenter pour chaque étape, les procédures adéquates pour les cellules animales et les cellules végétales. On pourra ainsi comparer directement les deux systèmes.

On recommande également d’arrimer très étroitement le contenu des séances de laboratoire au contenu théorique vu en classe et de planifier les séances de laboratoire en s’inspirant des principaux systèmes utilisés dans les différents domaines d’application des biotechnologies où les systèmes cellulaires sont exploités. On suggère à cet égard d’inclure les différents systèmes (hybridomes, cellules d’insectes, Arabidopsis, etc.) qui seront utilisés dans les cours subséquents.
Les activités de laboratoire devraient être marquées par une progression du niveau de complexité des tâches à réaliser. En effet, les techniques de culture cellulaire requièrent de la dextérité, de la précision et de la minutie dans un cadre d’exécution qui restreint les mouvements. On suggère de débuter par la présentation des appareils utilisés en culture cellulaire. On suggère d’aborder également leurs modes de fonctionnement et d’entretien. Les étudiants devront ensuite se familiariser avec les techniques de manipulation des solutions et des instruments stériles sous une hotte à flux laminaire avant même de manipuler de vraies cultures. Les premières manipulations de cellules devraient être simples et exécutées à plusieurs reprises. On suggère, au fur et à mesure, que les étudiants développent la dextérité nécessaire, d’ajouter de nouvelles procédures et d’inclure si possible des techniques telles la transfection, la fusion, la sélection ou la récolte de virus qui seront partie intégrante des manipulations prévues dans les cours où les techniques de culture cellulaire seront utilisées à des fins de production (Techniques immunologiques appliquées, Génie génétique, Bioprocédés). On suggère également d’arrimer certaines activités de laboratoire au cours Biochimie appliquée de façon à ce que les étudiants ensemencent eux-même les cellules dont ils auront besoin pour réaliser certaines expériences de biochimie et y appliquent eux-mêmes les traitements requis. De telles harmonisations facilitent le transfert des connaissances et stimulent l’intérêt des étudiants.



Évaluation

A la fin du cours Techniques de culture cellulaire, l’étudiant devra:
connaître les notions de biologie cellulaire qui expliquent le comportement des cellules en culture;
connaître les principales différences entre les cellules animales et végétales;
expliquer l’utilité et l’importance des modèles de cellules en culture;
décrire et exécuter les étapes de la mise en culture des cellules animales;
décrire et exécuter les méthodes de maintien et de conservation des cellules animales;
décrire et exécuter les étapes de la mise en culture des cellules végétales;
décrire et exécuter les méthodes de maintien et de conservation des cellules végétales;
travailler dans le respect des règles d’asepsie.


Il faut prévoir en cours de session des évaluations portant sur les aspects théoriques et pratiques du cours. Les bases théoriques sont évaluées par deux examens périodiques écrits qui permettent de vérifier l’atteinte des éléments de compétence et d’appliquer les critères de performance s’y rattachant. Les aspects pratiques sont évalués à chaque séance de laboratoire par la production d’un rapport. On suggère également des tests de type « mini quiz » au début de chaque séance de laboratoire. Ce type d’évaluation sensibilise les étudiants au fait qu’une préparation adéquate est essentielle à l’exécution réussie d’un protocole expérimental.

Les compétences Cultiver des cellules animales et Cultiver des cellules végétales seront évaluées dans leur ensemble et dans leurs dimensions théoriques et pratiques. Les bases théoriques servant d’assises à ces compétences seront évaluées dans un examen final écrit portant sur l’ensemble des notions vues durant la session. Cet examen comprendra des mises en situation et des questions ouvertes appelant des réponses à court développement faisant appel au transfert des connaissances dans un contexte d’application inspiré du milieu de travail.

Le volet pratique de l’évaluation finale aura pour objet la capacité d’exécution d’un protocole impliquant la manipulation de cellules sous la hotte à flux laminaire. Les critères d’évaluation porteront sur le choix judicieux des solutions, des milieux et des instruments de travail, sur la qualité de l’exécution, sur le maintien de la stérilité et sur la capacité de l’étudiant à justifier ses choix et ses actions. Les étudiants devront donc être évalués de manière individuelle.


Médiagraphie
Augé, R., Beauchesne, G., Boccon-Gibod, J., Decourtye, L., Digat, B., Jalouzot, R., Minier, R., Morand, J.-C., Reynoird, J.P., Strullu, D.G., Vidalie, H. La culture in vitro et ses applications horticoles. 3e édition. J.B. Baillière éditeur, 1989. 225 pages.
Barlovatz-Meimon, Georgia, Adolphe, Monique. Techniques en culture de cellules animales : Méthodologies-applications. Editions INSERM, Paris, 2003. 898 pages.
Butler, M., Dawson, M. Cell Culture. Labfax. Bios Scientific publisher. Academic Press. 1992. 247 pages.
Croy, R.R.D. Plant molecular biology. Labfax. Bios Scientific publisher. Academic Press, 1993. 382 pages.
Freshney, R. Ian. Culture of Animal Cells. A manual of basic technique. 2nd edition Wiley-Liss. 1987. 397 pages.
Negrutiu, I., Gharti-Chhetri, G.B. A Laboratory Guide for Cellular and Molecular Plant Biology. BioMethods Vol.4. Birkhäuser, 1991. 386 pages.
Prieur, Benoit. Guide du jardinier et de l’aménagement paysager au Québec. Les éditions de l’homme. 1993. 435 pages.
Vasil, Indra K. Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants. Volume 1 : Laboratoty procedures and their applications. Academic Press, 1984. 794 pages.
210-435-SH
Biochimie appliquée

Compétence
01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée

Pondération
2-3-2
2,33 unités
Préalable relatif Biochimie générale
Préalable relatif à  Génie génétique
Toxicologie et écotoxicologie



ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée.

PartielleLe travail s’effectue dans un laboratoire de recherche ou de contrôle de qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique, agroalimentaire ou environnemental ou d’une entreprise de biotechnologie.
À partir  :
de directives;
de protocoles ou de modes opératoires normalisés.
Avec des échantillons.
À l'aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié : des chromatographes, des spectromètres, des appareils d’électrophorèse, une centrifugeuse et une ultracentrifugeuse, une chambre froide à chromatographie et un homogénéisateur;
d’un ordinateur, des logiciels appropriés et du réseau Internet;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.
Note préliminaire
Le cours Biochimie appliquée, situé à la quatrième session fait suite au cours de Biochimie générale. Il s’agit du dernier de deux cours consacrés à la biochimie. Il vise l’utilisation des connaissances de la structure et des propriétés des molécules biologiques vues au cours Biochimie générale, et leur transfert pour la compréhension des interactions intermoléculaires et des transformations chimiques qui en résultent au sein de la matière vivante.

Le cours Biochimie appliquée véhicule une vision globale de l’influence des propriétés chimiques des biomolécules sur le métabolisme cellulaire. Il présente les biomolécules comme des entités qui jouent des rôles précis dans le maintien de l’intégrité cellulaire, dans la production de l’énergie essentielle à ce maintien ainsi que dans la division cellulaire. Sur le plan pratique, il aborde l’étude, non plus seulement des propriétés des biomolécules mais des activités biologiques qui en découlent.

Les parties théoriques et pratiques du cours font appel aux acquis des cours de biologie humaine et de chimie organique. Elles s’appuient également sur les notions vues dans le cours Biochimie générale. La partie pratique du cours permettra de plus le renforcement des savoirs acquis dans les cours Initiation aux professions de laboratoire et Assurance de la qualité en laboratoire en offrant de nombreuses occasions de les recontextualiser.

Le cours de Biochimie appliquée est une suite logique du cours Biochimie générale. On y verra d’abord, la structure, les fonctions, les méthodes d’extraction et de dosage des acides nucléiques, dimensions qui n’ont pas été approfondies dans le cours Biochimie générale. Ensuite, les notions de cinétique enzymatique seront abordées, puis celles traitant des différentes voies métaboliques.

Le cours Biochimie appliquée devra, dans la mesure du possible, être arrimé à d’autres cours du programme. En effet, les travaux pratiques devront se faire à partir de matériel biologique vivant : microorganismes, cellules en culture ou organes fraîchement prélevés sur des animaux de laboratoire. On pourrait utiliser des échantillons préparés dans les cours Techniques de culture cellulaire (lignées cellulaires établies ou organes fraîchement prélevés sur des animaux de laboratoire) ou Microbiologie appliquée (microorganismes) que les étudiants suivent durant la même session. Si les horaires le permettent, l’harmonisation de ces séances de laboratoire permettrait de rationaliser l’utilisation des animaux et des ressources du département de Techniques de santé animale. Elle permettrait également aux étudiants d’apprendre les méthodes de préservation des échantillons en les appliquant.
Le cours Biochimie appliquée devrait idéalement être harmonisé au cours Statistiques appliquées aux analyses prévu en cinquième session. Ceci, afin de permettre de couvrir l’élément « analyse mathématique et statistique des résultats à l’aide des logiciels appropriés » de la compétence 01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée. En effet, le cours Biochimie appliquée pourrait offrir une source intéressante de données pour le cours Statistiques appliquées aux analyses. En planifiant les expériences de laboratoire en collaboration avec le département de Mathématiques, il serait possible de monter une banque de données pertinentes pour l’atteinte des objectifs du cours de statistiques tout en permettant aux étudiants d’apprendre les méthodes d’analyse statistique à partir de données qu’ils auront recueillies eux-mêmes. Cela devrait stimuler l’intérêt des étudiants pour l’apprentissage des statistiques et servir plusieurs objectifs globaux du programme de biotechnologies tels :
démontrer l’importance de planifier minutieusement les échantillons à inclure dans un protocole d’analyse (contrôles positif et négatif);
prévoir dans toute expérience un nombre adéquat d’échantillons et de mesures indépendantes d’un même échantillon;
tenir rigoureusement son cahier de laboratoire.

Les apprentissages du cours Biochimie appliquée seront réinvestis dans plusieurs cours, notamment ceux de Génie génétique et Toxicologie/ écotoxicologie. Dans le cours Génie génétique, les méthodes d’extraction et de purification des acides nucléiques seront au cœur des expériences de biologie moléculaire. Dans le cours Toxicologie et écotoxicologie, la connaissance du métabolisme sera essentielle à la compréhension des phénomènes de cytotoxicité et d’apoptose. Les savoirs acquis dans les cours de biochimie serviront également d’appui à certaines notions théoriques et pratiques de nombreux autres cours, dont Techniques de culture cellulaire, Techniques immunologiques appliquées, Bioprocédés et Analyse instrumentale.

Les cours Biochimie appliquée et Biochimie générale, visent le développement ou le renforcement d’habiletés et de comportements essentiels chez tout bon technicien de laboratoire :
une application réfléchie et efficace du travail en laboratoire :
une application sécuritaire des méthodes de travail;
une application conforme des normes assurant la validité scientifique d’une expérience;
une utilisation conforme et efficace des appareils d’analyse instrumentale;
une connaissance de la sensibilité, du seuil de détection, de la zone de précision et des limites des méthodes d’analyse.

Les compétences acquises lors du cours Biochimie appliquée seront sollicitées dans tous les domaines d’exercice en biotechnologie qu’il s’agisse de la recherche universitaire ou dans l’industrie pharmaceutique ou encore de l’environnement, de l’industrie agro-alimentaire ou des sciences judiciaires.



01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquéeÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePlanifier le travail. (2 heures)
Interprétation juste des directives reçues et du protocole ou mode opératoire normalisé.
Recherche d’information pertinente à l’aide des outils appropriés.
Planification réaliste et efficace du travail en tenant compte des exigences liées à la manipulation des biomolécules et des organismes vivants.
En lien avec la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
En préparation à son évaluation finale dans le cours Analyse instrumentale 1
but et principe de l’analyse
Identification des besoins
solutions et matériel à préparer
échantillons
appareils
mesures et données à recueillir
Recherche d’information pertinente sur Internet :
NCBI
ATCC
Charles River
BIOSUPPLYNETPréparer le matériel. (6 heures)Choix judicieux :
du matériel;
des solutions et des solutions tampons;
des réactifs;
des enzymes.




Préparation adéquate du matériel et des produits.
Conservation adéquate des produits en tenant compte des exigences liées à leur stabilité.





Préparation adéquate des organismes utilisés :
animaux de laboratoire;
cultures de cellules;
microorganismes.


Préparation et calibrage précis des appareils.
Saisie des paramètres d’analyse.
Matériel utilisé au laboratoire de biochimie :
liste
utilité
fonctionnement
calibrage
limites d’utilisation
choix et préparation d’échantillons contrôles et standard
Réactifs utilisés au laboratoire de biochimie :
liste
rôle
composition
préparation
étiquetage
entreposage
limites d’utilisation

Vu dans les cours de Techniques de culture cellulaire et Microbiologie appliquée
Sources de matériel biologique :
caractéristiques
avantages et utilité
En lien avec le cours de Biochimie générale
Instruments utilisés au laboratoire de biochimie
liste
utilité
fonctionnement
entretien
calibrage
limites d’utilisation
choix et programmation des paramètresPréparer l’échantillon.
(6 heures)Application correcte de la méthode d’extraction et de séparation des biomolécules.
Préservation adéquate des biomolécules durant leur mise en solution.
Traitement des échantillons pour analyse
tampons d’homogénéisation
méthodes d’homogénéisation des échantillons biologiques
conditions de conservation des échantillons
En lien avec le cours de Génie génétique
Déterminer l’activité des biomolécules.
(50 heures)Choix judicieux de la méthode de purification des biomolécules.







































Maintien rigoureux de l’activité biologique de la molécule à l’étape de la purification.






Application correcte de la méthode de dosage par :
des biocapteurs;
l’électrophorèse;
la chromatographie;
la spectrométrie,
en tenant compte de la spécificité des appareils et des caractéristiques des biomolécules et des autres composés biologiques.




Dosage exact :
des protéines, des glucides, des lipides et des acides nucléiques;
des hormones;
des vitamines;
des enzymes;
des électrolytes;
des métabolites;
des éléments chimiques.









Détermination précise de la cinétique des réactions enzymatiques.









Établissement juste de voies métaboliques et de métabolites en tenant compte du catabolisme et de l’anabolisme intracellulaire.






















Détermination juste d’activités biologiques in vivo en tenant compte de la physiologie animale et végétale.
En lien avec le cours Biochimie générale (glucides, lipides, protéines)
Acides nucléiques :
définition
Structure et propriétés chimiques
Nucléotides
composantes
structure
fonctions (NTPs, transport d’énergie, coenzymes)
ADN
composition
structure
propriétés chimiques
dénaturation/renaturation
méthylation
mutations
fonctions
ARN
composition en bases
structure
ARN total
ribosomal
de transfert
messager
notions d’épissage
autres
Méthodes d’extraction
lyse cellulaire
bris mécanique
traitement chimique
déprotéinisation
digestion enzymatique
solvant organique
salting out
chromatographie
d’exclusion
ionique
d’adsorption
d’affinité
centrifugation
précipitation
électrophorèse
Conditions nécessaires à la préservation de l’activité biologique des extraits :
tampons d’extraction : composition et pH
température
délai d’analyse
conditions de conservation des échantillons
En lien avec le cours Génie génétique (purification de protéines recombinantes)

En lien avec le cours Biochimie générale
(électrophorèse, chromatographie, spectrométrie)
Biocapteurs
définition
applications
En lien avec le cours Génie génétique
Électrophorèse des acides nucléiques (gel non-dénaturant, dénaturant)
agarose
polyacrylamide
Transfert et application des connaissances vues dans le cours de Biochimie générale
(glucides, lipides, protéines)
Méthodes de dosage des acides nucléiques
spectrométriques
spectrofluorimétriques
Méthodes de dosage des hormones
principe et sensibilité
Méthodes de dosage des vitamines
Principe et sensibilité
Dosage des électrolytes, des métabolites, et des éléments chimiques.

En relation avec le cours Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse (module 5 : cinétique) Approfondissement des notions d’enzymologie vues au cours Biochimie générale
Cinétique enzymatique : facteurs d’influence
effecteurs
inhibiteurs
mesure de la cinétique de réaction
expression de l’activité enzymatique
calcul de l’activité enzymatique.

En lien avec les cours Biologie humaine 1 et 2
Métabolisme :
concept de base
métabolisme des glucides :
glycolyse
cycle de l’acide citrique (Krebs)
phosphorylation oxydative
voie des pentoses phosphates
glucogenèse
métabolisme des acides gras 
dégradation des acides aminés et cycle de l’urée
photosynthèse
biosynthèse :
neoglucogenèse
lipides membranaires et stéroïdes
acides aminés
nucléotides
Retour et approfondissement des notions vues dans les cours de Biologie humaine 1 et 2

En lien avec les cours de Biologie humaine 1 et 2

Hormones
classes selon la structure
récepteurs
mécanismes d’activation cellulaire
seconds messagers
Vitamines
classification selon la solubilité
groupes
rôles :
métabolisme
coenzymesAnalyser les résultats.
(5 heures)Lecture précise des résultats.
Validation appropriée des résultats selon les normes.



Analyse mathématique et statistique exacte des résultats à l’aide des logiciels appropriés.
Voir l’élément de compétence no. 2.5
Validation des résultats
Standards appropriés
Limites de détection de la méthode
Limites de détection de l’appareil

Vu aux cours Mathématiques appliquées 1 et Statistiques appliquées aux analyses
Saisie des données sur Excel
Conversion des données brutes en valeurs de mesure
Représentation graphique des résultats

Produire un rapport.
(4 heures)Saisie correcte des données à l’ordinateur.
Représentation claire des résultats à l’aide de tableaux et de graphiques.
Rapport complet, clair et concis.
Clarté de la communication orale.
Revue et application des notions vues dans le cours Assurance qualité
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire


Assurer l’entretien de l’environnement de travail.
(2 heures)Nettoyage approprié du matériel, des appareils et du poste de travail.
Entretien, calibrage et réparation mineure des appareils conformes aux normes des fabricants et aux normes d’assurance qualité.
Élimination sécuritaire des déchets.Voir l’élément de compétence no. 2


Procédure d’entretien de l’appareil
Entretien préventif
régulier
points critiques à surveiller
Entretien correctif de base
remplacement et ajustement de certaines composantes de l’appareil

Démarche pédagogique
De par son lien étroit avec le cours Biochimie générale, le cours Biochimie appliquée se prête particulièrement bien aux méthodes pédagogiques qui exigent que l’étudiant utilise de façon active ses connaissances antérieures. On peut de cette façon recontextualiser les connaissances de base en biochimie pour y ancrer solidement les nouvelles connaissances à transmettre. On encourage également le développement de la curiosité intellectuelle de l’étudiant, de son esprit critique et de sa capacité de raisonnement.

Ainsi, tout enseignant à l’aise avec la méthode d’apprentissage par problèmes devrait privilégier cette approche ou toute autre approche du même genre. Cependant, quelle que soit l’approche retenue, il est suggéré de diviser le cours en modules :
les acides nucléiques : structure et fonctions;
la cinétique enzymatique;
le métabolisme :
des glucides
des lipides
des acides aminés
des acides nucléiques.

Il est important, en premier lieu, d’approfondir les connaissances portant sur les acides nucléiques, leurs structures, leurs fonctions, la façon de les extraire et de les doser puisque ce sujet n’a été qu’effleuré dans le cours de Biochimie générale. Il faudrait ensuite reprendre les notions d’enzymologie pour y ancrer les bases de la cinétique enzymatique avant d’aborder les voies métaboliques qui impliquent toute l’action de plusieurs enzymes. Les voies de métabolisme énergétique autant chez les cellules animales que chez les cellules végétales devraient être couvertes. On suggère d’aborder les hormones, les vitamines, les électrolytes et les métabolites en même temps que les différentes fonctions biochimiques (enzymatiques ou métaboliques) auxquelles ils participent.

Les activités de laboratoire devront être marquées par une progression du niveau de complexité dans les tâches à réaliser. Elles devront également être étroitement arrimées au contenu théorique vu en classe. Enfin, les activités devront être conçues de façon à amener l’étudiant à réaliser l’importance de chacune des étapes du processus d’analyse. :
étape pré-analytique : planification du protocole, préparation des échantillons et des réactifs;
étape analytique : les méthodes expérimentales, les méthodes qui les sous-tendent, l’exécution du protocole, la cueillette des données;
étape post-analytique : traitement des données expérimentales pour obtenir l’expression d’un résultat et établir sa validité.

La contribution des étudiants à chacune des trois étapes du processus d’analyse devrait faciliter l’atteinte de ce dernier objectif. Les activités de laboratoire devront être dûment consignées dans un cahier de laboratoire dont la tenue devrait être étroitement supervisée. On recommande également des périodes de rétroaction sur les séances de laboratoire prévoyant une participation active des étudiants de façon à exercer leurs aptitudes pour la communication orale.


évaluation

A la fin du cours Biochimie appliquée, l’étudiant devra :
établir un lien entre la structure et la fonction des biomolécules;
comprendre les différentes voies métaboliques et leurs interrelations;
évaluer en laboratoire les voies métaboliques et les activités biologiques.

L’évaluation devrait porter de façon prépondérante sur l’élément « déterminer l’activité des biomolécules » de la compétence 01EG Réaliser des analyses de biochimie appliquée.

Il faut prévoir en cours de session des évaluations des aspects théoriques et pratiques du cours. Les aspects théoriques des deux premiers modules sont évalués à la fin de chaque module par un court examen écrit. Le troisième et dernier module est évalué lors de l’examen théorique de fin de session. Les aspects pratiques sont évalués à chaque séance de laboratoire par la production d’un rapport de laboratoire. On suggère d’inclure dans l’évaluation chacune des trois étapes du processus expérimental : pré-analytique, analytique et post-analytique.

À la fin de la session, on procède à l’évaluation des aspects théoriques et pratiques du cours. Les aspects théoriques sont évalués par un examen final écrit portant sur l’ensemble des notions vues durant la session. Cet examen doit contenir des mises en situation et des questions ouvertes appelant des réponses à court développement axées sur la mesure du niveau d’acquisition de la compétence.

L’évaluation finale pratique devra porter sur la capacité d’exécution d’un protocole, sur l’analyse des données et l’appréciation des résultats obtenus. Elle devra de plus évaluer la compréhension des principes exploités dans les méthodes.

Médiagraphie
Food and Drug Administration. Code of federal regulations : Good Laboratory Practice, 21 CFR, Part 58. April 2003, 32 pages.

Lehninger, Albert .L., Nelson, David.L., Cox, Michael M . Principes de biochimie. Flammarion Médecine-Sciences. 2e édition, 1994. 1035 pages.

Lodish, Harvey, Berk, Arnold, Zipursky, Laurence, L.
Matsudaira, Paul, Baltimore, David, Darnell, James, E. Molecular Cell Biology. W.H. Freeman and company. 4th edition, 2000. 1084 pages.

Micklos, David A., Freyer, Grag A., Crotty, David A. DNA Science. A First Course. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2nd edition, 2003. 575 pages.
Stryer, Lubert. La Biochimie. Flammarion Médecine-Sciences. 4e édition. 1995. 1065 pages.

203-454-SH
Optique appliquée à l’instrumentation


Compétence
01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareils

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif : Mathématiques appliquées aux analyses
Préalable relatif à : Analyse instrumentale 1



Objectif
StandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareils

PartielleÀ partir :
du schéma des appareils;
du schéma des circuits électroniques des appareils.
À l’aide :
du matériel requis;
de la documentation requise.


Note préliminaire
Le cours Optique appliquée à l’instrumentation est le deuxième cours de physique dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies et est offert en quatrième session. Ce cours vise à donner une formation de base en optique géométrique et physique de même qu’en physique moderne. Ces notions sont nécessaires à la compréhension du principe de fonctionnement de nombreux appareils utilisés dans les laboratoires de biotechnologie tels les microscopes, les appareils de détection de radiations ou les spectroscopes.

Dans le cadre de ce cours, certains appareils, déjà utilisés dans les cours Biochimie générale et Initiation aux professions de laboratoire, seront revus et leurs principes de fonctionnement approfondis. Une bonne connaissance des principes de base en physique permettra donc au technicien d’effectuer un choix judicieux de l’appareil à utiliser, d’en faire une utilisation appropriée et de déceler une anomalie dans son fonctionnement s’il y a lieu.

Le cours comporte une partie théorique et une partie expérimentale fortement liées l’une à l’autre. En théorie, l’étudiant se familiarisera avec les notions physiques de base et fera appel à certains éléments de compétences vus dans le cours de Mathématiques appliqués aux analyses principalement l’application des fonctions exponentielles et logarithmiques.

Les expériences réalisées en laboratoire contribueront à l’introduction et à la compréhension de la matière, à l’utilisation adéquate d’instruments de détection de radiation, au développement d’habiletés expérimentales ainsi qu’à l’approfondissement des habiletés d’analyse et de communication.

Les compétences qui y sont développées sont en lien avec le cours Méthodologie de mesures physicochimiques et seront reprises plus tard dans les cours Techniques immunologiques, Génie génétique et Analyse instrumentale 1 et 2.

Ce cours est en lien avec plusieurs buts généraux du programme, notamment ceux portant sur l’application de la démarche scientifique et l’utilisation des techniques de l’information. De plus, l’expérimentation en laboratoire permettra de développer les attitudes propres au travail de laboratoire comme la minutie, la rigueur, le sens de l’observation ainsi que l’apprentissage des technologies modernes de l’acquisition et du traitement de l’information.


01DR Interpréter les principes de fonctionnement des appareilsÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter le schéma d’un appareil.
Interprétation juste du manuel du fabricant, rédigé en français ou en anglais.
Interprétation juste de la terminologie.
Identification juste des composants de l’appareil.Vu dans le cours Électricité et Magnétisme
Décrire le fonctionnement des circuits électriques simples.Utilisation appropriée de la terminologie et des symboles.
Interprétation juste de la loi d’Ohm, des lois de Kirchoff et des notions de puissance.
Identification précise des composants d’un circuit :
avec un courant alternatif ;
avec un courant continu.
Distinction claire de la fonction de chaque composant.Vu dans le cours Électricité et MagnétismeIdentifier des composants électroniques des appareils.Interprétation juste des symboles représentant les composants du circuit électronique.
Description correcte du circuit.
Identification correcte des composants tels que :
les amplificateurs;
les oscillateurs;
les semi-conducteurs;
les diodes;
les transistors;
les amplificateurs opérationnels.Vu dans le cours Électricité et MagnétismeExpliquer le fonctionnement des composants optiques des appareils.

(40 heures)Distinction juste des composants optiques tels que :
les miroirs;
les prismes;
les lentilles;
les polarisateurs;
les filtres colorés.Nature ondulatoire de la lumière
Optique géométrique :
Lois de la réflexion et de la réfraction :
les miroirs
les lentilles
Réflexion totale et fibre optique
Dispersion et prismes
Absorption de la lumière
Aberration dans les lentilles
L’œil et la loupe
Les microscopes
Description exacte des sources de radiation utilisées en spectroscopie d’absorption et de fluorescence tels que :
un corps noir;
des lampes à décharge et à arc;
une lampe à cathode creuse;
des rayons laser.Physique quantique :
Rayonnement du corps noir
Dualité onde-corpuscule
Interférence des électrons et microscope électronique
Physique atomique :
Modèle de Bohr
Spectres et transitions atomiques :
spectrométrie : absorption atomique; infrarouge, ultra-violet et visible;
spectromètres et spectrophotomètres.
Fluorescence et phosphorescence
spectrofluorimétrie
Les lasers
Explication juste du fonctionnement des séparateurs de longueurs d’ondes tels que :Optique physique :
Interférence des ondes lumineuses : expérience de Young, interférence produite par N fentes
Interférence dans les réseaux et les pellicules minces
Applications :
filtre interférentiel
interféromètre de Michelson

Diffraction et polarisation
Diffraction de Fraunhofer
Diffraction des rayons X par des cristaux
Pouvoir de séparation et limite de séparation
Polarisation des ondes lumineuses : par absorption sélective, par réflexion et par diffusion
Diffusion de la lumière
Néphélomètre
Établir des liens entre le fonctionnement des appareils et les principaux détecteurs utilisés

(20 heures)Explication correcte du fonctionnement :
de la détection électronique;
de la détection de radiation;
de la détection ionique.Radioactivité
Noyau atomique
Taux de désintégration et demi-vie
Émission de radiation :
alpha, bêta et gamma
Effet des radiations sur la matière vivante
Radio-protection
Détection de la radiation :
Chambre d’ionisation
Compteur Geiger
Effet photoélectrique
Effet Compton
Création de paires
Démarche pédagogique
Les notions théoriques du cours, menant à la compréhension du principe de fonctionnement de certains appareils utilisés en Techniques de laboratoire : biotechnologies, seront vues à l’aide d’exposés magistraux ponctués de résolution de problèmes en lien avec les applications techniques. Ces notions seront initiées par des démonstrations, par des expérimentations en laboratoire et par des applications concrètes. Des systèmes d’acquisition et de traitement de données ainsi que des logiciels de présentation graphique seront utilisés, faisant ainsi appel à l’élément de compétence « représenter graphiquement des résultats » acquis dans le cours de Mathématiques appliquées aux analyses.

La démarche pédagogique retenue doit assurer le meilleur synchronisme possible entre les notions traitées aux cours théoriques et leurs applications dans les activités de laboratoire.

Des activités de synthèse touchant à plusieurs éléments de compétence viendront ponctuer ce cours.

Évaluation
À la fin du cours, l’étudiant devra démontrer qu’il est capable :
d’utiliser les notions de base vues en optique et en physique moderne pour décrire le fonctionnement des appareils;
d’identifier les sources de radiations utilisées en spectroscopie d’absorption et en fluorescence;
d’identifier les composants optiques des appareils et les associer à leur fonction;
d’établir les liens entre le fonctionnement des appareils et les principaux détecteurs utilisés.

L’évaluation de la compréhension des principes de fonctionnement des appareils se fera :
par des examens écrits pouvant comporter :
des problèmes à résoudre
des questions objectives
des questions à court développement
des questions sur les laboratoires;

par la production de rapports de laboratoire pour chacune des expériences réalisées.


Médiagraphie

Arès-Marcoux, Optique et Structure de la matière, p. 302, Lidec inc., 1973.
Auger, A., Ouellet C., Vibrations, ondes, optique et physique moderne, Le Griffon d’Argile, 1998.
Serway, Raymond A., Physique III – Optique et Physique moderne, 3e édition, Éditions Études vivantes, 1992.
Laliberté, Alain, Techniques instrumentales en biologie médicale, Tome 1 et Tome 2, Édition Odile Germain, 1990.
Bender, Gary, Principles of Chemical Instrumentation, W. B. Saunders Company, 1987.

202-496-SH
Méthodologie de mesures physicochimiques


Compétences
01DV Prendre des mesures physicochimiques
01DW Prendre des mesures électrométriques

Pondération
2-4-3
3,00 unités

Préalable relatif :
Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse



ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01DV Prendre des mesures physicochimiques

ComplèteLe travail s'effectue dans un laboratoire de contrôle de la qualité.
À partir :
de directives;
de protocoles d'analyse ou de modes opératoires normalisés;
du mode d'utilisation des appareils.
Avec des échantillons.
À l'aide :
des produits nécessaires;
des instruments appropriés tels qu’un tensiomètre, un viscosimètre, un appareil à conductivité, un calorimètre, un néphélomètre, un multimètre;
de la documentation rédigée en français ou en anglais;
d'un ordinateur et des logiciels appropriés.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoires, des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l'efficacité.
01DW Prendre des mesures électrométriques

ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de contrôle de la qualité d'une entreprise du secteur pharmaceutique ou agro-alimentaire, ou encore dans un laboratoire du secteur de l'environnement.
À partir :
de directives;
de protocoles d'analyse ou de modes opératoires normalisés;
du mode d'utilisation des appareils.
Avec des échantillons ayant subi une première préparation, s’il y a lieu.
À l'aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié tel que des électrodes à ions spécifiques ou spécialisés, un titrateur automatique, un titrateur Karl Fischer coulométrique, un pH-mètre, un ionomètre;
d'un ordinateur et de logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire, des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l'efficacité.

Note préliminaire
Le cours Méthodologie de mesures physicochimiques est offert en quatrième session du programme de Techniques de laboratoire : biotechnologies. L’objectif de ce cours est d’offrir à l’étudiant une solide formation sur l’utilisation raisonnée des appareils de mesures électrométriques et physicochimiques. Les méthodes enseignées dans ce cours sont reconnues comme incontournables pour tout étudiant qui aspire à devenir technicien de laboratoire dans les domaines biotechnologiques ou d’analyses. En effet, dans les domaines de la pharmacologie, des biotechnologies, de la biochimie, de la biologie moléculaire et de la chimie analytique pour ne nommer que quelques exemples, les techniciens ont à réaliser des mesures comme le pH, la pression de vapeur, la force ionique et la concentration, sur des échantillons de nature variée.

Ici, l’étudiant est appelé à maîtriser le fonctionnement des dix appareils qui lui sont présentés. Il devra passer la majeure partie du temps au laboratoire afin d’apprendre la démarche entière des analyses chimiques à effectuer. Il devra donc apprendre à choisir l’appareil approprié pour l’analyse à effectuer, le préparer, prendre les mesures et analyser les résultats obtenus. Le travail d’équipe et la collaboration entre les étudiants revêtent une importance particulière durant cette session. Le cours vise également à développer le souci de la qualité et de la sécurité ainsi que le jugement.

Le cours Méthodologie de mesures physicochimiques se base sur une bonne connaissance des principes de chimie, de biochimie et de physique vus dans les cours suivants : Chimie appliquée au laboratoires d’analyses, Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyses, Biochimie générale et Électricité et magnétisme. Méthodologie de mesures physicochimiques est le cours porteur des deux compétences citées en entête et doit être axé sur la pratique dans le laboratoire. Les périodes de théorie seront l’occasion pour les étudiants de planifier leur travail au laboratoire, c’est-à-dire, choisir l’appareillage nécessaire, déterminer le protocole à suivre et poser les questions émergentes à l’enseignant. Puisqu’au cours Bioprocédés (sixième session) les étudiants produiront des molécules pouvant servir de sujets pour les analyses du présent cours, il serait très intéressant que l’on puisse utiliser ces échantillons au laboratoire. Cet échange entre les étudiants finissants et ceux de quatrième session fournirait une occasion d’apprentissage intéressante. Les données recueillies lors des expériences pourraient aussi faire l’objet d’une analyse statistique plus poussée dans le cours Statistiques appliquées aux analyses, suivi à la cinquième session.

01DV Prendre des mesures physicochimiquesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives. (6 heures)
Interprétation juste de la documentation :
le protocole d’analyse normalisé ou le mode opératoire normalisé;
le mode d'utilisation des instruments.
Présentation des protocoles d’utilisation des appareils suivants :
viscosimètre*
tensiomètre* (schéma de l’appareil vu dans Électricité et magnétisme)
appareil à conductivité (schéma de l’appareil vu dans Électricité et magnétisme)
néphélomètre*
calorimètre
multimètre (potentiel, courant et résistance)
* Les appareils marqués par un astérisque mesurent des paramètres qui sont nouveaux pour les étudiants (voir la Démarche pédagogique ci-après)Préparer les réactifs. (6 heures)Choix judicieux des produits.
Concentration appropriée des solutions.
Préparation des réactifs nécessaires à l’utilisation des techniques utilisées aux concentrations et volumes prescrits
(Cette partie est une révision de notions vues au cours de Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse)Préparer les instruments.
(5 heures)Installation correcte des accessoires.
Ajustement précis des paramètres en fonction du type d'instrument.Préparation des appareils utilisés :
espace de travail convenable, sécuritaire
ajustements appropriés sur les appareils en suivant le protocoleAppliquer le protocole.
(30 heures)Application correcte du protocole pour la mesure de la viscosité, de la tension de surface, de la conductivité, de la turbidité, du potentiel, de la chaleur de réaction, de la tension de vapeur, du coefficient de partage, de l'adsorption, de la solubilité, de la température de fusion, de la température d'ébullition, de la masse volumique, de la densité et de la masse molaire.
Prise de mesures physicochimiques avec les appareils suivants en suivant correctement le protocole :
viscosimètre
tensiomètre
appareil à conductivité
néphélomètre
calorimètre
multimètre (potentiel, courant et résistance)Interpréter les résultats.
(3 heures)Détermination juste de l'exactitude et de la précision des résultats.
Comparaison juste des résultats avec les normes de qualité prescrites.
Traitement statistique approprié des résultats.
Comprendre et effectuer les calculs nécessaires à l’interprétation des résultats
Calculer les incertitudes
Porter un jugement critique sur les résultats obtenus


Transmettre les résultats.
(6 heures)Respect des règles liées à la tenue d’un cahier de laboratoire.
Transmission conforme aux normes en vigueur dans l'entreprise.
Évaluation juste de la fiabilité des résultats.
Tenue d’un cahier de laboratoire avec pages pré numérotées durant toutes les heures de laboratoire
Production de rapports d’analyse complets incluant des précisions sur les incertitudes et l’interprétation des résultats obtenus
(Facultatif) Présentation d’un rapport d’analyse à l’équipe d’étudiants ayant produit l’échantillon (Bioprocédés)Entretenir les instruments.
(2 heures)Entretien conforme aux normes du fabricant.
Validation des instruments.Présentation et application des opérations d’entretien courant des appareils utilisés
Vérification du calibrage de l’appareil 



01DW Prendre des mesures électrométriquesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives. (5 heures)
Interprétation juste de la documentation :
le protocole d'analyse ou le mode opératoire normalisé;
le mode d'utilisation de l'appareil.
Présentation des protocoles d’utilisation des appareils suivants :
titrateur automatique
titrateur Karl-Fisher coulométrique
pH mètre (schéma de l’appareil vu dans Électricité et magnétisme)
ionomètre
Préparer les réactifs. (6 heures)Choix judicieux des produits.
Concentration appropriée des solutions.
Préparation des réactifs nécessaires à l’utilisation des techniques utilisées aux concentrations et volumes prescrits
(Cette partie est une révision de notions vues au cours de Chimie appliquée aux laboratoires d’analyse)Préparer l'appareil.
(4 heures)Choix judicieux de l’électrode en fonction du type et de la nature de l’échantillon.
Étalonnage juste de l’électrode.
Préparation adéquate :
du ionomètre;
du titrateur automatique;
du titrateur Karl Fischer coulométrique.
Programmation adéquate des fonctions, si nécessaire, en fonction du type d’appareil et de la nature de l’échantillon.
Justifier l’utilisation d’un appareil en fonction du contexte et le préparer à l’utilisation:
choix de l’appareil (et de l’électrode appropriée)
préparer un espace de travail convenable, sécuritaire
calibrer et programmer l’appareil
Faire des dosages.
(6 heures)Dosage exact de la concentration ionique en tenant compte des contraintes liées aux réactions électrochimiques.
Utilisation appropriée du titrateur Karl Fischer.
Prise de mesures électrométriques avec les appareils suivants en suivant correctement le protocole :
titrateur automatique
titrateur Karl-Fisher coulométrique
pH mètre
ionomètreInterpréter les résultats.
(6 heures)Détermination précise de la concentration.
Détermination juste de l'exactitude et de la précision des résultats.
Vérification des résultats en fonction des normes de qualité prescrites.
Traitement statistique approprié des résultats.

Comprendre et effectuer les calculs nécessaires à l’interprétation des résultats
Calculer les incertitudes
Porter un jugement critique sur les résultats obtenusTransmettre les résultats.
(3 heures)Respect des règles liées à la tenue d’un cahier de laboratoire.
Transmission conforme aux normes en vigueur dans l'entreprise.
Évaluation juste de la fiabilité des résultats.
Tenue d’un cahier de laboratoire avec pages pré numérotées durant toutes les heures de laboratoire
Production de rapports d’analyse complets incluant des précisions sur les incertitudes et l’interprétation des résultats obtenus
(Facultatif) Présentation d’un rapport d’analyse à l’équipe d’étudiants ayant produit l’échantillon (Bioprocédés)Entretenir les appareils et les électrodes.
(2 heures)Entretien conforme aux normes du fabricant.
Validation de l’appareil et des électrodes.Présentation et application des opérations d’entretien courant des appareils utilisés
Vérification du calibrage de l’appareil
Démarche pédagogique
Durant le cours théorique, l’enseignant soumet aux étudiants un contexte dans lequel certaines mesures doivent être prises sur des échantillons de nature variée (solvants, solides, protéines, molécules organiques, etc.). L’enseignant présente ensuite les principes théoriques essentiels à la compréhension des méthodes étudiées. Par exemple, dans la partie « mesure de la viscosité avec un viscosimètre », il devient incontournable d’aborder la nature de la viscosité puisqu’elle n’a fait l’objet d’aucun enseignement jusque là. Les paramètres nouveaux pour les étudiants sont marqués d’un astérisque (*) dans la partie « contenu - activités d’apprentissage ».

Les étudiants devront comprendre les principes théoriques ainsi que les schémas des appareils utilisés. Ils devront lire et interpréter le protocole d’analyse avant de l’exécuter. Finalement, ils devront aussi trouver le temps nécessaire pour terminer l’interprétation des résultats obtenus à la période de laboratoire précédente et poser leurs questions.

Au laboratoire, le nombre limité de chaque type d’appareil exigera l’élaboration d’un système de rotation par lequel, à titre d’exemple, quatre équipes prendront des mesures sur un appareil pendant que quatre autres équipes travailleront sur un autre appareil.

Les étudiants tiendront un cahier de laboratoire durant toute la session. Dans ce cahier à pages pré numérotées, l’étudiant notera tous les détails pertinents sur la technique, les résultats bruts, un schéma et toute autre information utile. Ce cahier de laboratoire deviendra un document de référence qui pourra être conservé par l’étudiant.

Dans l’élaboration du plan de cours, toute utilisation de stratégies d’enseignement propice au travail d’équipe et à la collaboration entre les étudiants devra être favorisée. À ce titre, quelques stratégies sont suggérées dans les paragraphes suivants. L’enseignant désirant utiliser une stratégie différente de celles-ci pourra le faire en s’assurant de remplir les objectifs de travail d’équipe et de collaboration entre les étudiants visés dans ce cours. Le développement des compétences couvertes par le cours est favorisé lorsque l’étudiant assume la responsabilité de la préparation de ses expériences; les approches pédagogiques doivent donc en tenir compte.

Les étudiants du cours Bioprocédés de la sixième session pourraient fournir des échantillons à analyser aux étudiants du présent cours. Le rapport d’analyse et l’interprétation des résultats seraient alors communiqués directement aux étudiants du cours Bioprocédés lors d’une rencontre entre les deux équipes (l’équipe qui a produit l’échantillon et celle qui l’a analysé). Dans une telle éventualité, il serait nécessaire que l’enseignant planifie les rencontres tôt dans la session afin d’assurer la synchronisation nécessaire. Il est à noter que les analyses sont réalisables avec toute autre source d’échantillons et la présentation des résultats peut très bien se faire entre les étudiants du même groupe.

Comme c’est le cas pour plusieurs autres cours de ce programme, le cours Méthodologie de mesures physicochimiques est tout à fait approprié pour l’utilisation de l’apprentissage par problèmes (APP). L’enseignant présente alors une tâche aux étudiants dans le but de leur faire vivre la démarche entière : le choix de l’appareil pour résoudre le problème, l’installation de l’appareil, la préparation de l’échantillon, la prise des données, le traitement des données et finalement, l’interprétation des résultats.

Au cours d’une séance de laboratoire, une équipe familiarisée avec une technique la présente au groupe et en fait une démonstration. De cette façon, chaque équipe contribue, à tour de rôle, à la formation du groupe. Cette approche permet aux étudiants d’approfondir davantage une technique et de partager leurs acquis avec les collègues de classe. Elle offre également l’occasion d’évaluer la qualité des travaux de laboratoire.

On peut aussi tirer avantage des occasions d’échanges d’expertises entre équipes jumelées qu’offre le système de rotation. Ainsi, au cours de la deuxième semaine de rotation, chaque équipe donne des conseils sur l’utilisation de l’appareil qu’elle a étudié la semaine précédente et reçoit les conseils de l’équipe jumelée concernant l’appareil à l’étude cette semaine là. Cette stratégie d’enseignement (possible avec des périodes de 4 heures) oblige l’étudiant à porter une attention particulière à chaque technique et à réutiliser les connaissances acquises pour les partager, la semaine suivante.

Évaluation
À la fin du cours, l’étudiant aura acquis les connaissances et habiletés requises pour l’exercice des deux compétences Prendre des mesures physicochimiques et Prendre des mesures électrométriques. Il sera donc capable :

d’interpréter correctement des directives menant à la prise de mesures physicochimiques et électrométriques à l’aide des appareils vus dans ce cours;
de préparer un volume adéquat des réactifs nécessaires à l’application des méthodes vues dans ce cours (à la concentration prescrite);
de préparer adéquatement les instruments étudiés dans ce cours;
d’appliquer correctement le protocole de prise de mesures sur ces appareils;
d’interpréter correctement les résultats obtenus à l’aide de ces appareils;
de transmettre par écrit de façon propre et efficace les résultats obtenus par écrit;
de connaître les mesures générales d’entretien des appareils.

Le plan d’évaluation devra comprendre au minimum :

un rapport de laboratoire complet (but, principes théoriques, méthodologie, résultats, discussion et conclusion);
un examen écrit portant sur la compréhension du fonctionnement des appareils;
une évaluation de la qualité, de la rigueur et de la pertinence des informations consignées dans le cahier de laboratoire;
une évaluation du degré de précision et de l’exactitude des résultats obtenus lors d’une ou de séances de laboratoire;
une évaluation finale du travail en laboratoire prenant la forme d’un examen pratique ou d’une démonstration faite par l’étudiant devant le groupe.
Médiagraphie
Skoog, D.,A., et autres, Principes d’analyse instrumentale, De Boeck Université, 2003, 968 pages, ISBN: 2-7445-0112-3
Kenkel, J., Analytical Chemistry for Technicians, Lewis Publishers; A CRC Press Company, 1994.
Harris, D.C., Hopkins, Quantitative Chemical Analysis, 6th edition, W H Freeman & Co., 2002, ISBN: 0716744643

Cinquième session

Formation spécifique360-274-SHTechniques immunologiques appliquées2-2-22,00210-528-SHGénie génétique4-4-33,67210-514-SHTechniques histologiques2-2-22,00210-585-SHToxicologie et écotoxicologie2-3-22,33201-544-SHStatistiques appliqués aux analyses de laboratoire2-2-22,00210-595-SHAnalyse instrumentale 12-3-22,33Formation générale601-HAU-04Français (FGP)2-2-22,0016-18-1516,33* 450 heures-contact de la formation spécifique 360-274-SH
Techniques immunologiques appliquées


Compétence
01E8 Appliquer des techniques d’immunologie

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalables relatifs : Biologie humaine 2 Biochimie générale
Préalable relatif à : Techniques immunologiques appliquées 2


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01E8 Appliquer des techniques d’immunologie

(Complète)À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons biologiques.
À l’aide :
des produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel qu’un microscope à lumière visible, un microscope à fluorescence, un laveur et un lecteur de plaques Enzyme Linked Immunosorbant Assay (ELISA), un hématimètre, un hémoleucomètre, un néphélomètre et un turbidimètre;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des normes des bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.
Note préliminaire
Le cours Techniques immunologiques appliquées est commun aux programmes Biotechnologies et Technologie d’analyses biomédicales. Il est offert en deuxième session du programme TAB et en cinquième session du programme Biotechnologies. À titre de cours porteur de la compétence Appliquer des techniques d’immunologie, il vise l’acquisition de notions fondamentales en immunologie et la maîtrise des techniques immunologiques de base exploitées dans les domaines de la biotechnologie et de la biologie médicale.

Ce cours traite, d’une part, des réactions immunitaires des organismes vivants, c’est-à-dire des réactions de ces organismes au contact d’une substance étrangère. Il porte notamment sur le mode de production des cellules immunitaires (immunité cellulaire) et sur celui des molécules de l’immunité : les antigènes, les anticorps et les composantes du système du complément (immunité humorale). Il a également pour but de rendre l’étudiant apte à caractériser ces cellules et ces molécules et comporte des activités de laboratoire visant, entre autres, à permettre à l’étudiant de reconnaître les cellules immunitaires à l’examen microscopique et d’en faire une numération. D’autre part, le cours vise à rendre l’étudiant capable d’appliquer de manière raisonnée les techniques immunologiques. On y traite donc de l’utilisation des antigènes et des anticorps en vue de détecter ou de doser une substance dans des échantillons biologiques. De plus, le cours décrit les conditions optimales d’application des techniques immunologiques et les divers moyens de mise en évidence des réactions immunologiques (antigènes-anticorps).

Le cours cible le développement d’habiletés de dextérité fine, de minutie et d’une méthode de travail efficace tout au long du processus analytique qui recourt à l’utilisation de microméthodes appliquées simultanément à une grande quantité d’échantillons.

Le cours Techniques immunologiques appliquées se réfère à des notions traitées dans les cours Initiation aux professions de laboratoire, Biologie humaine 1 et 2, ainsi que dans les cours de chimie et de biochimie. Ces notions concernent plus particulièrement la sécurité, les méthodes de dilution, l’utilisation du microscope, les éléments sanguins, les liaisons chimiques et la structure des protéines. Le cours vise leur intégration et leur transfert.

Initialement limitées aux réactions immunitaires dans l’organisme, les connaissances sur l’immunologie sont aujourd’hui mises à profit dans des méthodes d’analyses de laboratoire. De nos jours, un très grand nombre de techniques d’analyses de laboratoire s’appuient sur des méthodes immunologiques appliquées dans des champs d’activité très variés. Pour les étudiants du programme TAB, la compétence développée dans le cours Techniques immunologiques appliquées sera réutilisée et approfondie dans les domaines de formation suivants : biochimie, microbiologie générale et clinique, immunohématologie, hématologie, hémostase et histotechnologie humaine. Pour les étudiants du programme TLB, les compétences acquises dans le cadre de ce cours seront réinvesties et approfondies dans le cadre du cours Techniques immunologiques appliquées 2, prévu en sixième session (voir la section « démarche pédagogique »). La compétence sera mise à contribution dans plusieurs domaines tels la recherche, l’agro-alimentaire, l’environnement et la production de cosmétiques.



01E8 Appliquer des techniques d’immunologieÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageIdentifier les cellules de l’immunité. (5 heures)
Préparation adéquate de l’échantillon :
à l’état frais;
à l’hématimètre;
sur un frottis coloré.
Évaluation correcte du nombre de cellules.
Identification juste des cellules en tenant compte de leurs caractéristiques.Réaliser des états frais :
À partir de suspension
À partir de culots
À partir de concentrés
À partir de cultures cellulaires
Méthodes de prélèvement
Méthodes d’étalement du spécimen sur la lame de verre
Méthodes de fixation
Méthodes de coloration usuelles
Méthodes de préparation
Types de chambre de comptage
Méthode de remplissage de la chambre de comptage
Caractéristiques tinctoriales et morphologiques des cellules de l’immunité
Définition de l’immunité
Types d’immunité et leurs caractéristiques
Origines des cellules de l’immunité
Identification juste de la production de cellules de l’immunité
Mécanismes de production des anticorps
Réaction normale dans un organisme
Production en laboratoire
Anticorps polyclonaux et monoclonauxContrôler les facteurs influençant les réactions antigène-anticorps. (10 heures)Contrôle efficace des facteurs en tenant compte des particularités liées aux antigènes et aux immunoglobulines.Caractériser l’antigène :
Définition d’un antigène
Composition et structure de l’antigène
Fonction(s) de l’antigène
Caractériser l’anticorps :
Définition
Composition et structure
Fonction(s)
Spécificité
Types
Types de liaisons impliquées dans les réactions antigènes-anticorps selon le type de technique
Conditions d’analyse
Mettre en évidence des antigènes ou des anticorps.
(45 heures pour les éléments 3 et 4 qui sont indissociables)Application appropriée des techniques de précipitation :
– en milieu gélifié par immunodiffusion et immunoprécipitation ;
– en milieu liquide par néphélométrie et par turbidimétrie.
Détermination correcte des antigènes ou des anticorps en utilisant des marqueurs tels que des fluorochromes ou des enzymes.
Appréciation correcte des réactions antigène-anticorps par les techniques d’agglutination active et passive.
Utilisation appropriée du complément pour mettre en évidence les réactions antigène-anticorps.
Application efficace du principe de neutralisation pour démontrer les réactions antigène-anticorps.Techniques fondées sur la réaction de précipitation :
Réaction en milieu liquide
Réaction en milieu solide
Immunoélectrophorèse
Néphélométrie
Turbidimétrie
Techniques faisant appel à des antigènes et à des anticorps marqués :
Immunofluorescence
Immunoenzymologie
Radio-immunologie
Techniques fondées sur la réaction d’agglutination :
Agglutination
Hémagglutination
Test AGH (Coombs)
Nature du complément :
Mode d’action
Dosage
Mise en évidence
Utilisation
Anticorps antitoxiques
Anticorps anti-enzymes
Anticorps antivirus
Utiliser des antigènes et des anticorps.Détermination qualitative ou quantitative des antigènes par l’utilisation appropriée des anticorps polyclonaux ou monoclonaux.
Détermination qualitative ou quantitative des anticorps par l’utilisation appropriée des antigènes.Interprétation des directives d’un protocole
Choix judicieux de la technique
Préparation appropriée du matériel et de l’appareillage
Application rigoureuse d’un programme de contrôle de qualité
Réalisation correcte des tests
Dosage exact d’antigènes ou d’anticorps
Suivi rigoureux des résultats du contrôle de qualité
Traitement approprié des résultats
Suivi approprié lorsque la situation l’exige
Choix du mode de transmission des résultats
Démarche pédagogique
Afin de donner à l’étudiant une vue globale de l’immunologie tout en traitant de manière suffisamment approfondie des éléments régissant les phénomènes à la base des techniques immunologiques, diverses stratégies pédagogiques sont recommandées.

Pour l’enseignement des aspects théoriques, l’enseignant peut recourir à des exposés magistraux jumelés à de courts travaux de recherche réalisés en équipe. Ces derniers portent tant sur l’immunologie que sur des techniques immunologiques types ainsi que sur leurs applications dans les diverses spécialités du laboratoire. Une fois exécutés, ces travaux peuvent faire l’objet de présentations orales. La réalisation de ces travaux favorise une plus grande participation de l’étudiant dans sa démarche d’apprentissage et une meilleure capacité de transfert des acquis dans d’éventuels contextes de travail.

Quant aux activités de laboratoire, elles doivent porter sur l’identification des cellules de l’immunité et sur les méthodes d’analyses immunologiques. Il faut toutefois accorder une importance primordiale à l’application de méthodes d’analyses immunologiques.

On donnera priorité aux techniques types, qui permettent de traiter de l’ensemble des principes des réactions immunologiques exploités en laboratoire. L’exécution de ces techniques, à l’aide de protocoles fournis par l’enseignant, vise également la mise en pratique de concepts théoriques et le développement de l’expertise technique nécessaire à l’obtention de résultats justes. Il est important que l’étudiant produise des rapports de laboratoire afin d’établir le lien entre les notions théoriques et la pratique.

Une fois l’ensemble des techniques types traitées, on pourra proposer une activité de transfert et d’intégration des acquis. L’étudiant sera confronté à un problème concret pouvant être résolu par l’utilisation de techniques d’analyses immunologiques. Il doit établir une stratégie qui lui permette de résoudre ce problème, la faire approuver par l’enseignant et exécuter le travail technique requis. Enfin, l’étudiant tire les conclusions qui s’imposent à l’aide des résultats obtenus et produit un rapport de laboratoire.

Pour les étudiants du programme Biotechnologies, les compétences développées dans le cours Techniques immunologiques appliquées seront réutilisées et approfondies dans le cours Techniques immunologiques appliquées 2. Ce deuxième cours vise, entre autres, l’apprentissage des méthodes de production d’anticorps. La production d’anticorps repose sur des programmes d’immunisation d’animaux qui peuvent s’étendre sur plusieurs mois. Pour avoir le temps d’explorer toutes les étapes du processus, il est primordial de procéder aux immunisations pendant la session d’automne, donc durant le cours de Techniques immunologiques appliquées, pour pouvoir procéder à l’évaluation de la réponse immune et progresser plus avant dans les étapes subséquentes de production des anticorps pendant le cours Techniques immunologiques appliquées 2, qui se donne durant la session d’hiver qui suit. De plus, les immunisations devront se faire en collaboration avec les professeurs et les étudiants du programme Techniques de Santé Animale selon leurs disponibilités. Il est donc important de planifier la procédure en collaboration avec les personnes concernées de ce programme. Cette façon de procéder a l’avantage de placer le futur technicien dans une situation concrète susceptible de se présenter en milieu de travail. En effet, le plus souvent, le technicien de laboratoire prépare les substances à injecter pour l’immunisation mais ce sont les techniciens en santé animale qui sont responsables des étapes d’injection aux animaux. On prépare ainsi l’étudiant à travailler au sein d’une équipe multidisciplinaire et à reconnaître ses responsabilités au sein de cette équipe.
Évaluation
À la fin du cours l’étudiant devra être capable :
de préparer les échantillons en tenant compte des exigences de l’analyse à réaliser;
d’identifier les diverses cellules de l’immunité;
de réaliser les diverses techniques immunologiques types (qualitatives et quantitatives) permettant de détecter la présence ou l’absence d’antigènes ou d’anticorps;
de valider les techniques utilisées de même que les résultats obtenus.

L’évaluation doit porter de façon prépondérante sur les éléments de compétence « Mettre en évidence des antigènes ou des anticorps » et « Utiliser des antigènes et des anticorps ».

L’aspect théorique du cours est évalué par des examens écrits pouvant comporter des questions objectives, des questions ouvertes appelant des réponses à court développement et des problèmes à résoudre. Il devrait y avoir deux examens de ce type en cours de session et un en fin de session. L’examen devrait porter sur l’ensemble de la matière afin de vérifier l’acquisition et l’intégration de l’ensemble des connaissances théoriques. Les travaux de recherche réalisés servent également à l’évaluation de l’aspect théorique du cours.

L’aspect pratique peut être évalué à l’aide des rapports de laboratoire produits par l’étudiant. Il est également recommandé qu’il y ait un examen final de laboratoire. Il peut consister en la reprise de techniques immunologiques pratiquées durant la session ou en la résolution d’un problème concret. Cette évaluation finale vise à vérifier la compréhension et l’intégration de l’ensemble des notions traitées durant la session de même que l’aptitude à exécuter correctement les techniques immunologiques. Les critères d’évaluation pris en considération sont la capacité d’expliquer le principe d’analyse et les phénomènes immunologiques en cause, l’aptitude à exécuter les analyses, à obtenir des résultats justes et à les interpréter.
Médiagraphie
Cruze J.M., Lewis R. E. Atlas of immunology, 1999, CRC, 451 pages.
Letonturier P. Immunologie générale, 1998, 6e édition, Masson, 160 pages.
Regnault J.-P. Immunologie générale, 1988, Décarie éditeur, 469 pages.
Roitt, Brostoff, Male. Immunologie fondamentale et appliquée, 2e édition, 1989, Medsi/Mc Graw-Hill, XX pages.
210-528-SH
Génie génétique


Compétences
01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire
01EJ Réaliser des activités liées au génie génétique

Pondération
4-4-3
3,67 unités

Préalables relatifs Biochimie appliquée
Microbiologie appliquée
Techniques de culture cellulaire
Préalable relatif à Bioprocédés



ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire

ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de biologie moléculaire.
À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des échantillons biologiques.
À l’aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié tel qu’une microcentrifugeuse rapide, un appareil à électrophorèse, un appareil à amplification d’ADN, un appareil photographique du type polaroïd, un réfrigérateur, un congélateur à -30° et à -80° et des appareils de stérilisation;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.01EJ Réaliser des activités liées au génie génétique
ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de recherche ou de contrôle de qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique ou agroalimentaire, ou encore d’une entreprise de biotechnologie.
À partir :
de directives;
de protocoles ou de modes opératoires normalisés.
Avec des microganismes ou des cellules.
À l'aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié : des microcentrifugeuses, une ultracentrifugeuse, un appareil à amplification d’ADN, un appareil à transfert d’acides nucléiques, des appareils d’électophorèse, un séquenceur d’ADN, un densitomètre, un analyseur numérique de séquençage d’ADN et un appareil d’électroporation;
un ordinateur, des logiciels appropriés et du réseau Internet;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, son éthique professionnelle et sa capacité à respecter les autres.

Note préliminaire

Le cours Génie génétique, situé à la cinquième session, a pour objet l’acquisition par l’étudiant des savoirs requis pour l’exercice des compétences Appliquer des techniques de biologie moléculaire et Réaliser des activités liées au génie génétique. Plus précisément, il vise l’apprentissage des technologies qui permettent de modifier le patrimoine héréditaire d’une cellule ou d’un organisme par manipulation de gènes. Il doit également présenter une vue d’ensemble des applications du génie génétique, qu’il s’agisse des moyens d’identification et éventuellement de correction d’anomalies génétiques à l’origine de certaines pathologies ou encore de la caractérisation de microorganismes. Il peut également s’intéresser à la création d’organismes plus résistants à certaines maladies ou à croissance plus rapide, ou encore, à la production de protéines recombinantes.
Pour ce faire, on reverra d’abord la structure de l’ADN et on présentera ses niveaux d’organisation dans la cellule. Ensuite, seront abordées les notions de génétique classique et d’expression des gènes, suivies des mécanismes qui permettent aux cellules de préserver l’intégrité de leur matériel génétique, et de ceux qui font qu’une cellule mère va générer deux cellules filles portant exactement le même patrimoine génétique. Ces notions vont ensuite servir d’assise à la compréhension des méthodes d’extraction, de clonage, d’analyse et de modification de l’ADN ainsi qu’à la compréhension des méthodes de transgenèse.

Les parties théoriques et pratiques du cours font appel aux notions apprises dans de nombreux autres cours. Les acquis en biologie humaine, en microbiologie, en biochimie et en techniques de culture cellulaire en constituent la base. Dans ce cours, sont également réinvesties les notions de microscopie, de sécurité en laboratoire, de préparation de solutions, de volumétrie liées à la manipulation des micropipettes apprises dans le cours Initiation aux professions de laboratoire de même que les notions de radioactivité vues dans le cours d’optique appliquée à l’instrumentation. Plusieurs applications actuelles et potentielles du génie génétique soulèvent des questions éthiques. Le cours offrira donc une occasion unique de poursuivre et d’approfondir dans un cours de spécialité, une réflexion entamée dans le cadre du cours d’éthique, un cours de la formation générale, offert à la quatrième session.

Les compétences acquises dans le cours Génie génétique seront ensuite réinvesties dans le cours Bioprocédés lorsqu’il s’agira de produire certaines molécules par des cellules génétiquement modifiées.

Les micro-méthodes de génie génétique font appel aux habiletés de motricité fine, à la minutie et à la rigueur. Le cours contribuera donc à renforcer les habiletés manuelles ainsi que le souci du travail de qualité dont le développement aura été initié dans les cours préalables, notamment ceux de microbiologie et de culture cellulaire.

Le génie génétique est au cœur des biotechnologies. Les compétences acquises lors du cours Génie génétique seront donc sollicitées dans tous les domaines d’exercice en biotechnologie. Bien qu’il soit né et se soit développé en réponse à des besoins spécifiques de la recherche fondamentale, le génie génétique trouve aujourd’hui plusieurs applications en pharmaceutique, en agroalimentaire, en environnement, en sciences judiciaire et trouve, de plus, régulièrement de nouveaux champs d’application, tout récemment par exemple, en sylvesterie et en anthropologie. C’est donc dire que le futur technicien a toutes les chances d’appliquer les principes et les techniques du génie génétique à un moment ou à un autre si ce n’est tout au long de sa carrière. Il devient donc important que le cours habilite le futur technicien à suivre l’évolution technologique constante et rapide de ce domaine.

01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaireÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageDétecter des anomalies chromosomiques sur un caryotype. (16 heures)
Choix judicieux de la technique de mise en évidence des chromosomes en tenant compte des stades de la mitose.


















Utilisation appropriée du microscope.
Appariement correct des chromosomes.



Reconnaissance exacte des anomalies chromosomiques.
En lien avec les cours Biologie humaine 1 et 2 et Biochimie appliquée
Organisation moléculaire de l’ADN dans la cellule (rappel)
Les étapes de la division cellulaire
La réplication de l’ADN et son contrôle
Mécanismes de réparation de l’ADN
Recombinaison (en lien avec le cours Techniques immunologiques appliquées)
Contrôle de l’expression des gènes
transcription
traduction
contrôle post-transcriptionnel
contrôle post-traductionnel
autres
Nomenclature en cytogénétique
chromosomes
anomalies chromosomiques
Étalement de chromosomes en métaphase
Application des notions vues au cours Initiation aux professions de laboratoire
Méthodes de coloration
Identification des chromosomes par leurs bandes
Appariement des chromosomes en caryotype
Anomalies chromosomiques
trisomie
aneuploïdie
euploïdie
polyploïdie
translocations
délétions
autresExtraire l’ADN. (4 heures)Préparation exacte de milieux réactionnels par :
le calcul précis des concentrations;
l’utilisation appropriée des solutions mères;
la conservation adéquate des milieux préparés.
Préparation adéquate des cellules.





Utilisation correcte des micropipettes calibrées.

Extraction minutieuse de l’ADN en tenant compte de ses caractéristiques physicochimiques












Déphosphorylation et dénaturation appropriées de l’ADN.Application des notions apprises aux cours Initiation aux professions de laboratoire, Biochimie appliquée et Techniques de culture cellulaire
Liste des produits utilisés en biologie moléculaire.
Modes de préparation, d’étiquetage, de stérilisation et de conservation des solutions.
En lien avec le cours Techniques de culture cellulaire
Récupération des cellules
adhérentes
en suspension
Lyse cellulaire
Application des notions de volumétrie vues au cours Initiation aux professions de laboratoire
Application des notions associées aux éléments de compétence 3.1 « Application correcte de la méthode d’extraction et de séparation des biomolécules » et 4.1 « Choix judicieux de la méthode de purification des biomolécules » du cours Biochimie appliquée.
Méthodes d’extraction d’ADN :
chromosomique
plasmidique
À partir
de microorganismes
bactéries
levures
d’une culture cellulaire
d’un tissu
du sang
d’une plante
Voir l’élément de compétence no.2 « Préparer le matériel » de la compétence 01EJ Réaliser des activités liées au génie génétique
En lien avec le cours Biochimie appliquée
Dénaturation de l’ADN
thermique
chimiqueFaire l’hybridation de l’ADN.

(12 heures)Choix, marquage et préparation appropriés des sondes.













Préparation adéquate de l’ADN et des enzymes de restriction.


Digestion adéquate de l’ADN par des enzymes de restriction.













Électrophorèse minutieuse de l’ADN sur gel.




Transfert correct sur membrane par différentes méthodes.








Hybridation adéquate avec des sondes.
















Révélation correcte de l’hybridation.
Marquage d’ADN ou d’oligonucléotides
Méthodes
« random priming »
marquage en 5’
marquage en 3’
PCR
autres
Applications
Southern blot
Northern blot
Dot blot
autres
Radionucléotides et méthodes non-radioactives
En lien avec l’élément de compétence 2 « Préparer le matériel » de la compétence 01EJ Réaliser des activités liées au génie génétique 
Préparation de l’ADN à digérer
Enzymes de restriction
caractéristiques
provenance et nomenclature
types de coupure dans l’ADN
sites de coupure dans l’ADN
principe de digestion de l’ADN par les enzymes de restriction
conditions réactionnelles
pour l’ADN chromosomique
pour l’ADN plasmidique
activité star
Protocoles de digestion enzymatique
Utilisation des notions vues au cours Biochimie appliquée.
Prévision des patrons de restriction
Vérification des patrons de restriction sur gel d’agarose ou de polyacrylamide
Méthodes et conditions de transfert des acides nucléiques sur membrane
Types de membranes
nitrocellulose
nylon
autres
Types de transfert
par capillarité
électrotransfert
en milieu liquide
en milieu semi-sec
Préhybridation des membranes
solutions de préhybridation
agents bloquants
milieux
température
temps de préhybridation
Hybridation à une sonde
solutions d’hybridation
agents bloquants
température et temps d’hybridation
types de sondes et méthodes de préparation
ARN
ADN
En lien avec l’élément de compétence 3.1 « Choix, marquage et préparation appropriée des sondes »
Lavage des membranes.
Méthodes de révélation de l’hybridation
autoradiographique
enzymatiques
autresAmplifier l’ADN.

(12 heures)Préparation adéquate de l’ADN et des produits d’amplification.
Amplification appropriée du fragment d’ADN.











Utilisation judicieuse de l’appareil à amplification pour l’identification.
Entretien et utilisation de l’appareil conformes aux normes.
Interprétation juste des résultats de l’amplification.Définition et principe du PCR
Applications
Étapes du processus
dénaturation
appariement
élongation
Préparation du matériel nécessaire à l’amplification de l’ADN
matrice d’ADN
nucléotides
cations
choix de l’enzyme
amorces
tampon
Optimisation des conditions de réaction
Programmation du thermocycleur
Entretien du thermocycleur
Analyse des produits de PCR
qualitative
quantitative
Application des notions vues au cours Biochimie appliquée
Prédiction de la longueur des produits attendus
Vérification des produits obtenus
électrophorèse
par fluorescence (PCR en temps réel).


01EJ Réaliser des activités liées au génie génétiqueÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePlanifier le travail.
heures)
Interprétation juste des directives reçues, du protocole ou du mode opératoire normalisé.






Recherche d’information pertinente à l’aide des outils appropriés.
Planification réaliste et efficace du travail en tenant compte des exigences liées à la stabilité des produits et à la culture de cellules et de microorganismes.
Évaluation juste des risques associés à l’utilisation de produits radioactifs et autres produits toxiques.
En lien avec la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
En préparation à son évaluation finale dans le cours Analyse instrumentale
but et principe de l’analyse
identification des besoins
solutions et matériel à préparer
échantillons
appareils
mesures et données à recueillir
Recherche sur les banques de données informatisées
NCBI
ATCC
BIOSUPPLYNET
Initiation aux logiciels couramment utilisés en biologie moléculaire
Notions de radioprotection. En lien avec les cours Initiation aux professions de laboratoire et Optique appliquée à l’instrumentation
types de radiations ionisantes
dangers relatifs
En lien avec l’élément de compétence 2.3 « manipulation sécuritaire des produits radioactifs »Préparer le matériel. (6 heures)Choix judicieux :
des solutions et des réactifs;
des enzymes;
des milieux de culture;
des matrices.








Préparation adéquate et sécuritaire du matériel et des produits.

Manipulation sécuritaire des produits radioactifs.








Choix judicieux du mode de stérilisation.

Conservation et entreposage adéquats des produits et des milieux de culture.

Préparation et calibrage appropriés des appareils.
Matériel utilisé au laboratoire de génie génétique
Liste
Utilité
Activité et applications des enzymes de modification
de restriction
polymérase
phosphatases
kinases
ligases
transférases
autres
Application des notions vues au cours Initiation aux professions de laboratoire
Application des notions vues aux cours Initiation aux professions de laboratoire et Optique appliquée à l’instrumentation
Notions de radioprotection
vêtement de protection
équipement de protection
élimination des déchets
frottis de contrôle de contamination
Application des notions vues aux cours Initiation aux professions de laboratoire et Initiation aux techniques microbiologiques
Application des notions vues au cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques de culture cellulaire
Préparer l’échantillon.

(4 heures)Ensemencement adéquat des cellules procaryotes et eucaryotes.

Immortalisation appropriée de cellules et amplification cellulaire.




Extraction et purification adéquates d’acides nucléiques.
Aliquotage précis des échantillons.
Conservation adéquate des échantillons.
Application des notions vues au cours Techniques de culture cellulaire et Initiation aux techniques microbiologiques
Immortalisation cellulaire
principe
méthodes
Application des notions vues au cours Techniques de culture cellulaire


Voir l’élément de compétence 2.4 « extraction minutieuse de l’ADN en tenant compte de ses caractéristiques physicochimiques » de la compétence 01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaireEffectuer des manipulations génétiques.
(48 heures)Manipulation correcte d’acides nucléiques par :
le marquage de nucléotides;
l’utilisation de sondes marquées;
l’électrophorèse sur gel;


le transfert d’acides nucléiques sur gel et membrane;


la mutagénèse dirigée;









l’amplification d’acides nucléiques;


le séquençage d’acides nucléiques;



la préparation d’ADN complémentaire;






l’hybridation d’acides nucléiques et les transferts «Southern» et «Northern».






Utilisation appropriée de vecteurs de clonage ou d’expression dans les cellules hôtes.


Exécution correcte de la méthode de clonage.












Identification précise de gènes par criblage de banque génomique ou de banque d’ADN complémentaire à l’aide d’anticorps ou d’acides nucléiques.

Production adéquate de cellules recombinées et d’organismes transgéniques par :
des techniques de recombinaison génétique de procaryotes;
des techniques de transfection de cellules eucaryotes animales et végétales.
Voir l’élément de compétence 3.1 « choix, marquage et préparation appropriés des sondes » de la compétence 01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire

Voir l’élément de compétence 3.4 « électrophorèse minutieuse de l’ADN sur gel » de la compétence 01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire
Voir l’élément de compétence 3.5 « Transfert correct sur membrane par différentes méthodes » de la compétence 01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire
Types de mutations 
ponctuelles (silencieuse, transition, transversion)
délétion
insertion
Méthodes de mutagenèse
par cassettes
par oligonucléotides
mutagenèse aléatoire localisée
par recombinaison homologue
Méthodes de sélection des mutants
Voir l’élément de compétence no. 4 « Amplifier l’ADN » de la compétence 01F1 Appliquer des techniques de biologie moléculaire
Méthodes de séquençage de l’ADN 
chimique
enzymatique
automatisée
Applications
Extraction et purification d’ARN total ou messager (application des notions vues au cours Biochimie appliquée)
Réaction de transcription inverse
caractéristiques des enzymes
choix des amorces
RT-PCR
Voir l’élément de compétence no.3 « Faire l’hybridation de l’ADN » de la compétence 01EF Appliquer des techniques de biologie moléculaire
Northern blot
électrophorèse d’ARN sur gel d’agarose dénaturant
transfert sur membrane
hybridation et révélation
Vecteurs
types
caractéristiques
applications
choix judicieux
Clonage moléculaire
planification
préparation du vecteur (digestion enzymatique, déphosphorylation)
préparation de l’insert
ADN génomique
ADN complémentaire
produit de PCR
fragment de restriction
ligation et transformation
sélection des transformants
minilyses
analyse de restriction
Criblage de banques génomiques 
Repiquage et hybridation à une sonde
Criblage des banques d’expression à l’aide d’anticorps.
Transformation de cellules bactériennes
insertion de plasmide par transformation (CaCl2, RbCl2)
électroporation
conjugaison
complémentation
infection par bactériophage
Transfection de cellules eucaryotes
précipité ADN-phosphate de calcium
infection virale
liposomes
électroporation
fusion de protoplastes
microinjection
autresAnalyser les résultats.
(6 heures)Lecture précise des résultats.
Validation appropriée des résultats selon les normes.
Analyse mathématique et statistique exacte des résultats à l’aide des logiciels appropriés.
Relevé des données
Validation des résultats
Standards appropriés
Limites de détection des méthodes
Application des notions vues aux cours Mathématiques appliquées aux analyses et Statistiques appliquées aux analyses.
Saisie des données sur Excel
Conversion des données brutes en valeurs de mesure
Représentation graphique des résultats.Produire un rapport.
(4 heures)Saisie correcte des données à l’ordinateur.
Représentation claire des résultats à l’aide de tableaux et de graphiques.
Rapport complet, clair et concis.
Clarté de la communication orale.
Revue et application des notions vues dans le cours Assurance de la qualité en laboratoire
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire
Présentation de projetsAssurer l’entretien de l’environnement de travail.
(4 heures)Nettoyage et décontamination sécuritaires du matériel, des appareils et du poste de travail.
Entretien, calibrage et réparation mineure des appareils selon les normes des fabricants et celles de l’assurance qualité.



Élimination sécuritaire des déchets chimiques, biologiques et radioactifs.
Vérification périodique de la présence de radioactivité dans le laboratoire.Application des notions vues aux cours Initiation aux professions de laboratoire, Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques de culture cellulaire
Procédure d’entretien des appareils
entretien préventif
points critiques à surveiller
Entretien correctif de base
Remplacement et ajustement de certaines composantes de l’appareil
Application des notions vues au cours Initiation aux professions de laboratoire
En lien avec l’élément de compétence 2.3 « manipulation sécuritaire des produits radioactifs »
Prélèvement de frottis
Tenue de registre de vérification des contaminants
Méthodes de décontamination
Démarche pédagogique

De par son lien étroit avec de nombreux autres cours du programme (biologie humaine, biochimie, microbiologie, techniques de culture cellulaire), le cours Génie génétique se prête particulièrement bien aux approches pédagogiques qui exigent que l’étudiant utilise de façon active ses connaissances antérieures. De par la diversité d’application des techniques de base du génie génétique, le cours se prête également bien à l’approche par projets. L’approche par projet fait non seulement appel aux connaissances antérieures, mais place en outre l’étudiant devant une situation qu’il vivra tôt ou tard en milieu de travail et où il aura à faire preuve d’autonomie et à prendre des initiatives après avoir consulté les ressources disponibles. Il est suggéré de combiner les deux types d’approches pour atteindre les objectifs de formation du cours.

On suggère d’orienter d’abord le cours vers l’approfondissement des connaissances de la structure et de la dynamique de l’ADN, de la génétique et de la biologie moléculaire et d’arrimer étroitement les activités de laboratoire aux notions théoriques enseignées. Encore ici, on recommande une surveillance vigilante de la tenue du cahier de laboratoire qui doit se faire selon les règles appliquées en milieu de travail. On suggère ensuite de regrouper les étudiants en équipes. Au fur et à mesure de l’acquisition des connaissances générales, chaque équipe devra se montrer apte à planifier un projet visant un champ d’application bien défini du génie génétique. La démarche doit faire prendre conscience à l’étudiant que les principes appliqués en génie génétique relèvent de lois universelles qui s’appliquent à toutes les espèces vivantes, des virus aux mammifères en passant par les bactéries, les levures, les mouches, les plantes. Elle doit être bien encadrée par le professeur qui doit approuver le projet. Les dernières activités de laboratoire de la session devront être consacrées à l’exécution des projets, à l’analyse des résultats et à leur présentation au groupe. La réalisation de ces projets devrait permettre de créer un contexte favorable à l’atteinte des objectifs de développement de l’autonomie, des qualités requises pour le travail en équipe, des capacités d’utilisation des outils de recherche, de la connaissance des logiciels utiles en biologie moléculaire ainsi que des habiletés de communication.

Évaluation
À la fin du cours Génie génétique, l’étudiant devra :
connaître la structure et les propriétés des acides nucléiques (ADN et ARN);
appliquer les méthodes d’extraction d’ADN et d’ARN à partir d’échantillons biologiques divers;
planifier adéquatement et exécuter correctement divers types de clonage moléculaire;
analyser les produits d’un clonage et identifier la ou les molécules recombinantes recherchées;
connaître et appliquer les méthodes de mutagenèse et d’identification des molécules mutées;
connaître et appliquer les diverses méthodes d’introduction de nouveau matériel génétique dans divers types cellulaires;
connaître les principaux domaines d’application du génie génétique.

Il faut prévoir en cours de session des évaluations des aspects théoriques et pratiques du cours. On suggère, d’une part, deux examens en cours de session et, d’autre part, un examen portant sur l’ensemble de la matière à la fin de la session.

Les connaissances pratiques pourraient être évaluées à partir des informations relatives à chaque expérience consignées dans le cahier de laboratoire et à partir du projet d’équipe.

Le projet tient une place prépondérante dans l’évaluation des compétences du cours. Tout au long du projet, chaque étudiant devra démontrer qu’il est apte à :
consigner de façon structurée les informations utiles;
planifier adéquatement ses activités en fonction du travail à réaliser et du temps alloué;
établir un protocole;
planifier ses besoins en solutions, en réactifs, et en matériel;
exécuter efficacement les expériences planifiées.

Chaque étudiant devra produire un rapport final précisant l’application retenue, les objectifs de la démarche, les protocoles préparés, les résultats et leur interprétation.

L’évaluation prend en compte la pertinence des informations, le choix judicieux des techniques, la cohérence du plan d’activité et la clarté des informations des protocoles, la justesse des résultats et de leur interprétation. De plus, l’étudiant devra démontrer qu’il est capable d’effectuer un retour critique sur sa démarche pour identifier et corriger les causes possibles d’erreur.
Médiagraphie
GARDNER, Eldon John, SIMMONS, Michael J., SNUSTAD, D. Peter. Principles of Genetics. 8th edition. John Wiley & Sons. 1991. 766 pages.
GARRETT, Reginald, H., GRISHAM, Charles M. Biochimie. Traduction de la 2e édition américaine par Bernard Ludochinsky. DeBoeck-Université. 1ère édition. 2000. 1250 pages.
SAMBROOK, J., FRITSCH, E.F., MANIATIS, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989. 3 volumes
Roche Molecular Biochemicals. PCR applications manual. 2nd edition. 1999. 322 pages.
210-514-SH
Techniques histologiques


Compétences
01EB Utiliser des animaux de laboratoire
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalables relatifs Biologie humaine 2 Chimie organique appliquée aux laboratoires d’analyse
Préalable relatif à  Techniques immunologiques appliquées 2


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01EB Utiliser des animaux de laboratoire

PartielleCette activité s’effectue dans une animalerie ou dans un laboratoire.
À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des animaux de laboratoire.
À l’aide :
de produits et du matériel requis pour le travail avec des animaux;
de l’équipement approprié : une hotte à flux laminaire, un appareil à imprégnation et à enrobage, un microtome et un cryomicrotome, un appareil à coloration, un incubateur, un microscope muni d’un système d’analyse d’images et de prise de photographie;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles de santé et sécurité;
des bonnes pratiques de laboratoire.
En adoptant des comportements appropriés vis-à-vis des animaux de laboratoire.
01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie

PartielleLe travail s’effectue dans des situations de la vie professionnelle liées au travail de laboratoire.
À partir de protocoles.
Avec des échantillons de tissus et des organes.
À l’aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement approprié et de microscopes;
de la documentation requise.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité.
En manifestant son sens de l’observation et son esprit d’analyse et de synthèse.


Note préliminaire
Le cours de Techniques histologiques situé à la cinquième session du programme techniques de laboratoires : biotechnologies, vise à rendre l’étudiant apte à exécuter correctement les étapes de la technique histologique de base. Le cours a également pour but de préparer l’étudiant à évaluer la qualité des résultats qu’il obtient lors de l’application de la technique histologique.

Le cours familiarise l’étudiant avec toutes les étapes de la technique histologique, depuis le prélèvement adéquat des organes et des tissus sur les animaux de laboratoire, en passant par la fixation, la circulation, l’enrobage, la coupe des tissus et leur étalement, la coloration, le montage des lames, jusqu’à l’observation microscopique des tissus. Il permet à l’étudiant de comprendre le but de chacune de ces étapes et de distinguer les divers moyens disponibles pour les atteindre. Il sera ainsi capable de choisir et d’utiliser les moyens appropriés selon le type de tissus à préparer et les substances à mettre en évidence. L’évaluation de la qualité du travail s’effectue tout au long du processus, mais s’appuie particulièrement sur l’observation des tissus préparés et colorés. Aussi, est-il important que le cours rende l’étudiant compétent à distinguer et à identifier les structures tissulaires et cellulaires lors de l’examen microscopique.

Le cours vise également le développement d’habiletés et de comportements qui permettent une application réfléchie et sécuritaire de la technique histologique de même qu’une utilisation optimale de l’appareillage et des réactifs. Il s’agit d’habiletés et de comportements liés d’une part à des manipulations délicates des pièces tissulaires et à l’utilisation d’appareils, plus particulièrement du microscope et du microtome et, d’autre part, à la manipulation d’animaux, d’échantillons biologiques potentiellement pathogènes et de substances volatiles toxiques.

Le cours Techniques histologiques se réfère à des notions préalables traitées aux première et deuxième sessions. Il s’agit plus particulièrement des notions de sécurité, de préparation de solutions et de microscopie vues dans le cours d’initiation aux professions de laboratoire, des notions d’anatomie vues dans les cours de biologie et des notions de structure des molécules organiques vues dans le cours de chimie organique appliquée. Le cours doit aussi permettre de transposer les notions d’anatomie et de physiologie humaine aux animaux de laboratoire de façon à comprendre leur utilité comme modèle d’étude des maladies humaines ou comme outil de développement de nouvelles approches thérapeutiques.

Le cours Techniques histologiques développe la maîtrise des techniques élémentaires à utiliser sur des échantillons de tissus humains prélevés lors de chirurgies ou d’autopsies ou encore sur des tissus animaux prélevés lors de nécropsies. Le technicien doit alors préparer les tissus dans le but d’en fournir un échantillon adéquatement coloré pour analyse pathologique. Souvent, le même tissu est préparé en parallèle pour une analyse plus pointue en vue d’établir la présence ou l’absence d’une molécule ou d’une structure bien déterminée. Le cours Techniques histologiques vise aussi à préparer l’étudiant du programme de BIOTECHNOLOGIES à l’apprentissage des techniques d’immuno-histochimie étudiées dans le cours Techniques immunologiques appliquées 2 en sixième session.

Les stratégies pédagogiques proposées dans ce cours poursuivent les intentions pédagogiques suivantes : développer l’autonomie, la minutie et le souci du travail de qualité.


01EB Utiliser des animaux de laboratoire (54 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePrendre soin de l’animal. (6 heures)
Manipulation sécuritaire de l’animal.
Entretien conforme au type d’animal en tenant compte :
des besoins en nourriture et en eau;
des conditions environnementales nécessaires.
Détection adéquate d’un problème de santé ou de comportement chez l’animal.Introduction à l’utilisation des animaux de laboratoire
Espèces utilisées
Justifications de l’expérimentation animale
Organisme de réglementation : CCPA, comité local d’éthique animale
Manipulation des petits rongeurs
Sortie de cage
Contention
Reconnaissance des signes d’inconfort ou de détresse chez l’animal :
Signes physiques
Signes comportementaux
Prélever des échantillons (20 heures)Préparation adéquate :
du matériel;
des milieux de fixation et de conservation;
des colorants.
Application correcte des techniques d’euthanasie.
Dosage précis des anesthésiques en tenant compte de la physiologie respiratoire et cardiovasculaire.
Contention adéquate lors d’une injection ou d’un prélèvement.
Injection précise d’un produit.
Prélèvement sanguin approprié.
Prélèvement stérile ou non-stérile d’organes ou d’échantillons.
Respect des conditions de préservation et de conservation de l’échantillon.
Préparation des solutions pour la mise en évidence des différentes structures tissulaires
Euthanasie des petits rongeurs
Par surdose d’agent pharmacologique
Méthodes physiques
Assomage
Dislocation cervicale
Décapitation
Voir aussi le cours de Techniques immunologiques appliquées II
Nécropsie
Examen externe
Examen macroscopique interne
Identification et localisation des organes
Prélèvement des organes
Fixation
Buts et effets
Méthodes de fixation : physique, chimique, perfusion
Fixateurs
Composition
Mode d’action
Conditions d’utilisation
Avantage et inconvénients
Préparation de biopsies pour cryocoupe
Rapport de nécropsie
Préparer les échantillons. (26 heures)3.1 Préparation adéquate de l’échantillon pour la culture cellulaire.
3.2 Imprégnation et enrobage corrects de l’échantillon.
Préparation correcte du microtome ou du cryomicrotome.
Coupe précise au microtome ou au cryomicrotome.
Colorations spécifiques de la coupe.
Contrôle correct de la qualité.
Analyse juste des coupes.
Voir le cours Techniques de culture cellulaire
Inclusion des pièces tissulaires
Support d’inclusion
Technique d’inclusion
Microtome rotatif
Description et fonctionnement
Utilisation du microtome (angles reliés à la coupe, problèmes et solutions, notions de pleurite)
Cryotome
Utilité en histotechnologie
Description et fonctionnement Températures optimales d’utilisation
Utilisation sécuritaire
Coloration de routine (HÉ et HPS)
Colorations spéciales
Nature et structure des colorants
Mécanismes d’action des colorants
Méthodes de coloration
Utilisation de tissus contrôle
Causes d’erreur et correctifs appropriés
Identification des spécimens : reconnaissance et description structurelle des organes et tissus
Prendre des mesures physiologiques chez l’animal.Prise correcte des mesures physiologiques.
Voir le cours Toxicologie et écotoxicologie
Assurer l’entretien des lieux de travail. (2 heures)Nettoyage du matériel et de l’environnement de travail.
Élimination sécuritaire des déchets.
Élimination adéquate des cadavres.
Respect des règles d’hygiène applicable à une animalerie.Nettoyage de la table à dissection
Nettoyage des instruments
Élimination des carcasses


01E7 Utiliser des données d’anatomie et de physiologie (6 heures)Éléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageIdentifier les tissus anatomiques. Choix judicieux du microscope.
Utilisation et entretien adéquats du microscope.
Distinction juste des composants cellulaires en tenant compte des colorants choisis.
Identification précise des tissus sur une coupe histologique.Utilisation et entretien du microscope : retour sur les notions vues en Introduction à la profession
Structures cellulaires et rôles dans le tissu vivant
Tissus primaires
Structure et organisation
Emplacement dans les tissus
Caractéristiques tinctoriales sur une coupe colorée
Différencier les organes. (Éléments de compétence 1 et 2 : 6 heures)Différenciation macroscopique exacte des organes en tenant compte de leurs caractéristiques anatomiques.
Différenciation microscopique juste des organes en tenant compte de leurs caractéristiques morphologiques et physiologiques.
Détection juste d’anomalies fonctionnelles des composants d’un organe.
Voir élément de compétence 3.7 : Analyse juste des coupes de la compétence : Utiliser les animaux de laboratoire
Voir la section « Nécropsie » ci-haut
Organisation cellulaire des organes
Cellules épithéliales
Tissu de soutien
Voir l’élément de compétence 3.7 : Analyse juste des coupes de la compétence : Utiliser des animaux de laboratoire
Évaluer les déterminants en homéostasie.Interprétation juste des principes d’homéostasie.
Distinction adéquate des phénomènes chimiques, biochimiques et physiologiques liés à l’homéostasie.Vu dans les cours Biologie humaine 1 et 2
Démarche pédagogique

Afin de rendre l’apprentissage concret, on privilégie le recours à des contextes qui évoquent le milieu de travail. De telles stratégies favorisent l’engagement de l’étudiant dans son apprentissage par une démarche de raisonnement. Elles favorisent également le développement de son autonomie.
L’apprentissage théorique devrait être fait à partir d’études de mises en situation ou de problèmes à résoudre qui sont en corrélation avec les applications techniques réalisées dans les activités de laboratoire. Dans l’éventualité où le professeur opterait pour un enseignement magistral, son approche devrait tout de même amener l’étudiant à pouvoir résoudre les problèmes susceptibles de survenir en milieu de travail.

Le cours est divisé en modules. Comme le précise la note préliminaire, chaque module porte sur un thème majeur qui représente une étape du travail en histotechnologie. Le module favorise une approche globale de la matière; il permet d’établir les liens entre l’étape à l’étude et les autres étapes de la technique histologique qui peuvent en influencer les résultats. Il est donc important que les activités de laboratoire soient arrimées avec les notions théoriques traitées dans le module. Il est aussi important que les notions théoriques portent tout autant sur les principes de la technique que sur les étapes plus délicates qui peuvent être à l’origine d’un résultat final inadéquat.


De plus, compte tenu de l’importance des notions d’histologie descriptive dans le contrôle du processus de coloration des tissus, il est recommandé d’en traiter tôt dans la session, avant l’exécution des techniques de coloration. On suggère de procéder par l’observation supervisée de lames des divers types de tissus. Lors des premières séances de laboratoire, qui portent principalement sur l’apprentissage des étapes de prélèvement des tissus sur les animaux de laboratoire et sur les techniques précédant la coloration, on alloue du temps pour que l’étudiant puisse observer des lames de tissus colorés. On favorise ainsi l’apprentissage de l’étudiant en lui permettant d’établir un lien entre l’apparence macroscopique et l’organisation cellulaire de chaque tissu. De plus, la connaissance des structures tissulaires et cellulaires de chaque tissu est essentielle pour l’appréciation de la qualité du travail accompli et l’identification d’une erreur à l’origine d’une éventuelle coloration de mauvaise qualité.

L’exécution des techniques de coloration au laboratoire doit comporter deux volets : la préparation de solutions et de colorants et leur application à la technique. L’enseignant détermine les tâches relatives à la préparation de solutions que chaque étudiant doit assumer pour l’ensemble du groupe. Cela assure que chaque étudiant puisse pratiquer ces manipulations et favorise le développement du sens des responsabilités de l’étudiant dans un travail de groupe. Chaque étudiant doit exécuter individuellement la technique de coloration sur des tissus qu’il a préparés durant la session.

Évaluation
À la fin du cours l’étudiant devra planifier et exécuter de façon autonome les étapes de la technique histologique. Pour ce faire, il devra être en mesure :
d’euthanasier des animaux de laboratoire, de prélever des organes sur ces animaux et de produire un rapport de nécropsie;
de choisir le type de liquide fixateur et les décalcifiants appropriés;
de réaliser une circulation de routine avec les réactifs appropriés;
de procéder à une inclusion de qualité des spécimens;
d’appliquer une technique de coupe au microtome permettant d’obtenir des pièces tissulaires assez minces pour être observées au microscope;
d’appliquer les méthodes de coloration de routine de façon raisonnée;
d’utiliser à chaque étape les méthodes de contrôle de qualité.

L’évaluation doit porter de façon prépondérante sur les éléments de compétence Prélever les échantillons et Préparer les échantillons.

Quelle que soit la stratégie pédagogique retenue, l’évaluation de l’aspect pratique des apprentissages porte sur l’aptitude de l’étudiant à planifier et à exécuter de façon autonome les étapes de la technique histologique. Cette évaluation peut s’appuyer sur la production de feuilles de préparation des activités de laboratoire et la production de fiches techniques tenant lieu de rapport de laboratoire. La vérification de la compréhension des notions théoriques servant d’assises à la pratique en laboratoire peut être faite à l’aide de petits tests écrits à la fin de chaque module ou bloc de matière. Il est également possible d’évaluer la métacognition et la qualité du travail en équipe. Si un enseignant utilise une stratégie de résolution de problème, cette évaluation peut prendre la forme d’une production en équipe d’un résumé de la démarche intellectuelle utilisée pour résoudre ou expliquer les interrelations des phénomènes présentés dans les histoires de cas, mises en situation ou problèmes. Dans le cas où l’enseignant utilise une autre stratégie pédagogique, la métacognition et le travail en équipe peuvent être évalués par toute activité qui nécessite un travail de synthèse sur les sujets d’apprentissage.
À la fin de la session, il y aura une évaluation portant sur l’ensemble des compétences. Elle comprend un volet théorique et un volet pratique.

Volet théorique de l’évaluation finale synthèse :
Le volet théorique de l’évaluation finale concerne les bases théoriques en lien avec les compétences. Elles sont évaluées par un examen final portant sur l’ensemble des notions vues durant la session. Cet examen contient des mises en situation, des histoires de cas ou des questions ouvertes appelant des réponses à court développement qui font appel à la compréhension et l’application des notions liées à l’exécution appropriée des étapes de la technique histologique.

Le volet pratique de l’évaluation finale peut comporter deux aspects :
a) une première partie consiste à identifier des structures tissulaires et cellulaires, puis à répondre à une série de questions traitant exclusivement de l’aspect descriptif des tissus. Les critères d’évaluation doivent permettre à l’enseignant de mesurer la capacité des étudiants de distinguer et d’identifier les structures tissulaires et cellulaires lors de l’examen microscopique et de vérifier leurs connaissances théoriques relatives à chaque tissu.
b) une seconde partie de l’évaluation pratique consiste en la coloration d’un tissu préparé par l’étudiant. Les critères d’évaluation permettent d’apprécier la qualité des différentes étapes de la technique histologique dans son entier ainsi que la compréhension des notions théoriques se rapportant à la partie pratique de la coloration utilisée pour cette épreuve.

L’évaluation théorique synthèse :
Cette évaluation porte sur l’ensemble des contenus théoriques vus durant la session. Elle doit contenir des questions demandant un court développement. Les questions peuvent se rattacher à une petite histoire de cas. Cet examen doit évaluer la compréhension et l’intégration des notions liées à l’application de l’ensemble des étapes de la technique histologiques.
Médiagraphie
Bancroft, John D., and Alan STEVENS. Theory and practice of Histolgical Techniques, 4e ed., New York, Churchill Livingstone, 1996, 766 p.
Dadoune, Jean-Pierre, Peter HADJIISKY, Jean-Pierre SIFFROI et Éric VENDRELY. Histologie, 2e éd., Paris, Médecine-Sciences, 2000, 319 p.
Feldman, Donald B. and Seely John Curtis. Necropy guide: Rodents and the rabbit, CRC Press, 1988, 159 p.
Fortier, J.C. et Hould, R. Histotechnologie : théorie et procédés. CCDMD. Montréal, Québec, 2003, 717 p.
Hould, René. Histologie descriptive et éléments d’histopathologie, Montréal, Décarie éditeur, 303 p. 1983,
Kiernan, J.A. Histological & Histochemical Methods: Theory & Practice. 2e ed., Toronto, Pergamon Press, 1990, 433 p.
Lillie, R.D. and H.J. Conn. Conn’s Biological Stains, Baltimore, Williams & Wilkins, 1977, 692 p.
Steven, Alan et James Lowe. Histologie, Paris, Édition Pradel, Edisem. 1993, 378 p.

Sites Internet : (sujet à changement sans préavis)
Coloration :
 HYPERLINK "http://www.exporter-china.com/html/fastred.htm" http://www.exporter-china.com/html/fastred.htm
 HYPERLINK "http://www.labomoderne.com/PAGESCAT/7-6/7-6-30/7-6-30.HTM#2" http://www.labomoderne.com/PAGESCAT/7-6/7-6-30/7-6-30.HTM#2
 HYPERLINK "http://members.pgonline.com/~bryand/dyes/dyes.htm" http://members.pgonline.com/~bryand/dyes/dyes.htm
 HYPERLINK "http://www.med.univ-tours.fr/enseign/hemato/smd/perls.html" http://www.med.univ-tours.fr/enseign/hemato/smd/perls.html
 HYPERLINK "http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/histhtml/stains/stains.html" http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/histhtml/stains/stains.html

Fibre de collagène :
 HYPERLINK "http://www.le.ac.uk/genetics/collagen/" http://www.le.ac.uk/genetics/collagen/
 HYPERLINK "http://scio.free.fr/comment/microonde.php3" http://scio.free.fr/comment/microonde.php3

Histologie descriptive :
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/default.htm" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/default.htm
 HYPERLINK "http://www.sp.uconn.edu/~terry/images/anim/ETS.html" http://www.sp.uconn.edu/~terry/images/anim/ETS.html
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/epitheliums/sommaire2.htm" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/epitheliums/sommaire2.htm
 HYPERLINK "http://www.ma.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/A/AnimalCells.html" http://www.ma.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/A/AnimalCells.html
 HYPERLINK "http://www.md.ucl.ac.be/isto/intro.html" http://www.md.ucl.ac.be/isto/intro.html
 HYPERLINK "http://perso.infonie.fr/physiology/PHYSIOLOGIE/TISSU_ADIPEUX/Image165.gif" http://perso.infonie.fr/physiology/PHYSIOLOGIE/TISSU_ADIPEUX/Image165.gif
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc1p.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc1p.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc9.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc9.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc18.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tconj/images/tc18.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Toss/images/toss12.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Toss/images/toss12.jpg
 HYPERLINK "http://www.anapath.necker.fr/" http://www.anapath.necker.fr/

Système nerveux :
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/sommaire8.htm" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/sommaire8.htm
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv1p.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv1p.jpg
 HYPERLINK "http://www.csrs.qc.ca/montcalm/proj/neurones/w13.JPG" http://www.csrs.qc.ca/montcalm/proj/neurones/w13.JPG
 HYPERLINK "http://www-rocq.inria.fr/Marc.Thiriet/Glosr/Bio/Neuro/Fig/Physio/neuronfct.gif" http://www.rocq.inria.fr/Marc.Thiriet/Glosr/Bio/Neuro/Fig/Physio/neuronfct.gif
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv5p.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv5p.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv7.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv7.jpg
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 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv9p.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv9p.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv11.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv11.jpg
 HYPERLINK "http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv12.jpg" http://www.medvet.umontreal.ca/histologie/Tnerv/images/tnerv12.jpg

Tissu conjonctif :
 HYPERLINK "http://anatgw.tiho-hannover.de/conntis/ko1_bdgw.htm" http://anatgw.tiho-hannover.de/conntis/ko1_bdgw.htm
210-585-SH
Toxicologie et écotoxicologie


Compétences
01DU Prélever des échantillons
01EB Utiliser des animaux de laboratoire
01EF Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie


Pondération
2-3-2
2,33 unités

Préalables relatifs Biochimie appliquée
Techniques de culture cellulaire
Microbiologie appliquée


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01DU Prélever des échantillons

PartielleLe travail s’effectue sur le terrain ou dans une entreprise. Le prélèvement se fait dans des conditions stériles ou non stériles.
À partir :
de directives;
de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés.
À l'aide :
du matériel requis, stérile ou non stérile;
de l’équipement approprié tel qu’un collecteur d’air avec filtres de porosité variable, un collecteur d’eau, un collecteur de sol, un réfrigérateur à l’épreuve des explosions;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles d’asepsie, si nécessaire;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication;
des normes des différents ministères.
01EB Utiliser des animaux de laboratoire

PartielleÀ partir :
Cette activité s’effectue dans une animalerie ou dans un laboratoire.
À partir :
de directives;
de protocoles.
Avec des animaux de laboratoire.
À l’aide :
des produits et du matériel requis pour le travail avec des animaux;
de l’équipement approprié : une hotte à flux laminaire, un appareil à imprégnation et à enrobage, un microtome et un cryomicrotome, un appareil à coloration, un incubateur, un microscope muni d’un système d’analyse d’images et de prise de photographie;
de la documentation requise.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire.
En adoptant des comportements appropriés vis-à-vis des animaux de laboratoire.
01EF Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie

ComplèteLe travail s’effectue dans un laboratoire de recherche ou de contrôle de qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique, agroalimentaire ou environnemental, ou encore d’une entreprise de biotechnologie.
À partir :
de directives;
de demandes de la clientèle;
de protocoles ou de modes opératoires normalisés.
Avec des échantillons.
À l'aide :
des produits nécessaires;
de l’équipement nécessaire à la culture et à l’entretien des cellules ou des organismes vivants;
de l’équipement approprié : des chromatographes, des spectromètres, un lecteur de plaques en fluorescence et luminescence avec un système intégré d’analyse;
d’un ordinateur, des logiciels appropriés et du réseau Internet;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles d’asepsie;
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.
En adoptant des comportements appropriés vis-à-vis des animaux de laboratoire.

Note préliminaire
Le cours Toxicologie et écotoxicologie est situé à la cinquième session du programme Techniques de laboratoire : Biotechnologies. Il est consacré à l’apprentissage des principes et des méthodes qui permettent d’évaluer les dangers relatifs aux diverses substances avec lesquelles les organismes vivants se retrouvent en contact. La discipline englobe autant l’évaluation des effets secondaires possibles des médicaments en phase de développement, que l’évaluation des effets à court ou à long terme des additifs alimentaires, des cosmétiques, des polluants de l’air, de l’eau ou des sols. Elle s’intéresse autant aux effets sur l’homme (toxicologie) que sur l’environnement et les écosystèmes (écotoxicologie).

Le cours présente la procédure globale d’évaluation toxicologique. Il traite d’abord des notions de base de pharmacologie qui sont essentielles à la compréhension de la démarche et des principes appliqués dans les études toxicologiques. Ensuite, il présente les indices de mesure de la toxicité. Enfin, il aborde les méthodes in vitro et in vivo d’évaluation des indices de toxicité en précisant leurs principaux domaines d’application.

L’acquisition des compétences associées au cours Toxicologie et écotoxicologie prendra appui sur de nombreuses connaissances déjà acquises par l’étudiant en cours de formation. Le cours se réfèrera principalement aux notions de biologie humaine, de chimie organique et de biochimie. En effet, la toxicité d’un composé résulte, d’une part, directement de ses effets sur les biomolécules ou sur les réactions auxquelles elles participent dans la cellule et, d’autre part, des conséquences des perturbations cellulaires qui en découlent sur l’homéostasie de l’organisme visé. À cet égard, les notions de génétique vues à la même session, au début du cours Génie génétique pourront être recontextualisées dans le cadre de l’apprentissage des notions de génotoxicité et des méthodes expérimentales qui permettent de la mesurer.

La partie expérimentale du cours fera appel aux habiletés déjà acquises dans les cours de Techniques de culture cellulaire ainsi que dans les cours de microbiologie et de techniques histologiques. La mesure des indices de toxicité exige en effet d’avoir recours, entre autres, aux animaux (rongeurs), aux lignées cellulaires en culture ainsi qu’aux microorganismes. Le suivi des procédés de décontamination par utilisation des biomarqueurs et des biocapteurs demandera quant à lui le transfert et l’utilisation des connaissances acquises dans le cadre du cours de biochimie appliquée.

Certaines des activités de laboratoire exigeront l’utilisation d’animaux de laboratoire. Ce sera également le cas pour le cours Techniques histologiques qui se donne à la même session. Il serait donc important que les professeurs responsables de ces cours travaillent de concert de façon à s’assurer de la complémentarité des enseignements tout en évitant les dédoublements. Ils devront de plus travailler en étroite collaboration avec le département de santé animale de façon à voir s’il est pertinent et réalisable, pour certaines activités, de faire travailler ensemble les étudiants des deux programmes.

Le suivi des processus de décontamination pourra permettre de fournir des échantillons à analyser dans le cadre du premier cours d’analyse instrumentale donné à la même session. De plus, la planification de l’échantillonnage et la validation des résultats feront appel à des notions vues au cours Statistiques appliquées aux analyses, prévu aussi en cinquième session. Encore ici, la collaboration entre les professeurs responsables des cours sera essentielle.

Le cours Toxicologie et écotoxicologie contribue au renforcement de la dextérité fine et de la minutie tout en exigeant l’application d’une méthode de travail efficace. Ces compétences transversales sont requises tout au long du processus analytique qui recourt à des microméthodes appliquées simultanément à une grande quantité d’échantillons. Le cours cible également le développement du souci de précision requis lorsqu’il faut déterminer un indice de toxicité par la prise de plusieurs mesures indépendantes devant être effectuées à l’intérieur d’une zone d’incertitude acceptable.

Le technicien diplômé pourra faire usage de ses compétences en toxicologie qu’il œuvre en recherche fondamentale, dans l’industrie pharmaceutique, dans l’industrie agroalimentaire ou encore dans le domaine de l’environnement.

01DU Prélever des échantillonsÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePlanifier l’échantillonnage. (3 heures)
Interprétation juste des directives reçues et des protocoles.


Choix judicieux de la méthode d’échantillonnage en tenant compte des caractéristiques physicochimiques et biologiques de l’échantillon et des méthodes d’analyse disponibles.



Planification rigoureuse de l’échantillonnage :
la visite préliminaire des lieux;
la méthode d’échantillonnage;
les types d’échantillons;
le contrôle de qualité.
Respect des contraintes statistiques.
Évaluation juste des risques liés à la présence de contaminants toxiques, chimiques, radioactifs ou biologiques dans l’échantillon ainsi que des autres risques que présente le lieu d’échantillonnage.
Protocole expérimental
but et principe
identification des besoins d’échantillonnage
En lien avec le cours Microbiologie appliquée Méthodes d’échantillonnage
des sols
de l’eau
des prélèvements biologiques
autres

Vu au cours Microbiologie appliquée







Retour sur les données vues au cours Microbiologie appliquée Préparer le matériel. (2 heures)Choix judicieux des contenants.


Étalonnage précis de la verrerie.


Lavage et stérilisation adéquats de l’équipement et des contenants selon les protocoles ou les modes opératoires normalisés.

Étiquetage correct des contenants.
Informations sur les types de contenants appropriés à la conservation des échantillons
En lien avec la compétence 01DS Préparer les solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
Méthodes de lavage et de stérilisation de l’équipement en fonction des normes. Application des notions vues au cours Initiation aux techniques microbiologiques
En lien avec le cours Assurance de la qualité en laboratoire
Recueillir l’échantillon.
(2 heures)3.1 Prélèvement adéquat de l’échantillon en tenant compte des contraintes d’asepsie, de contamination environnementale et des risques pour la santé et la sécurité.
3.2 Utilisation des blancs de terrain.
Prélèvement d’échantillons en duplicata.
Identification précise de l’échantillon.
Contrôle approprié de la qualité.
Scellé correct du contenant.
Enregistrement complet des données.
Vérification de la représentativité de l’échantillon de laboratoire par rapport à l’échantillon brut, si nécessaire.Application des notions vues au cours Microbiologie appliquée Méthodes de prélèvement des échantillons destinés à des analyses toxicologiques et écotoxicologiques
En lien avec les notions vues au cours Microbiologie appliquéeConserver l’échantillon.
(1 heure)4.1 Respect :
des délais de conservation;
des conditions de conservation.Normes de conservation des échantillons pour analyses écotoxicologiques


01EB Utiliser des animaux de laboratoireÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePrendre soin de l’animal.

(1 heure)
Manipulation sécuritaire de l’animal.
Entretien conforme au type d’animal en tenant compte :
des besoins en nourriture et en eau;
des conditions environnementales nécessaires.
Détection adéquate d’un problème de santé ou de comportement chez l’animal.En lien avec les notions vues au cours Techniques histologiques
Prélever des échantillons

(2 heures)

Préparation adéquate :
du matériel;
des milieux de fixation et de conservation;
des colorants.
Application correcte des techniques d’euthanasie.
Dosage précis des anesthésiques en tenant compte de la physiologie respiratoire et cardiovasculaire.
Contention adéquate lors d’une injection ou d’un prélèvement.
Injection précise d’un produit.
Prélèvement sanguin approprié.
Prélèvement stérile ou non-stérile d’organes ou d’échantillons.
Respect des conditions de préservation et de conservation de l’échantillon.
Voir les cours Techniques de culture cellulaire et Techniques histologiques


Voir les cours Techniques histologiques et Techniques immunologiques appliquées 2
En lien avec les cours Biologie humaine 1 et 2
Types d’anesthésiques
posologie
mode d’administration
Choix du site et du mode d’injection en fonction du produit à administrer
Prélèvement des échantillons biologiques :
sang
urine
fèces
Préparation, utilisation et entretien des cages métaboliques
Conditions optimales de préservation des échantillonsPréparer les échantillons. Préparation adéquate de l’échantillon pour la culture cellulaire.
Imprégnation et enrobage corrects de l’échantillon.
Préparation correcte du microtome ou du cryomicrotome.
Coupe précise au microtome ou au cryomicrotome.
Colorations spécifiques de la coupe.
Contrôle correct de la qualité.
Analyse juste des coupes.
Voir le cours Techniques de culture cellulaire

Voir le cours Techniques histologiques Prendre des mesures physiologiques chez l’animal.
(2 heures)Prise correcte des mesures physiologiques.
Mesures physiologiques de base
fréquence cardiaque
fréquence respiratoire
production de CO2
volume d’urine
consommation de nourriture
mesure de la croissance
Utilisation du physiographe (en lien avec les cours Biologie humaine 1 et 2Assurer l’entretien des lieux de travail. Nettoyage du matériel et de l’environnement de travail.
Élimination sécuritaire des déchets.
Élimination adéquate des cadavres.
Respect des règles d’hygiène applicable à une animalerie.Voir les cours Initiation aux professions de laboratoire, Initiation aux techniques microbiologiques, Identification microbienne et Techniques histologiques



01EF Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologieÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissage Planifier le travail. (2 heures)
1.1 Interprétation juste des directives reçues, du protocole ou du mode opératoire normalisé.
1.2 Recherche d’information pertinente à l’aide des outils appropriés.
1.3 Planification réaliste et efficace du travail en tenant compte des contraintes liées au travail sur du matériel biologique et du matériel vivant.
En lien avec la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
En préparation à son évaluation finale dans le cours Analyse instrumentale 1
Protocole d’analyse
buts et principes de l’analyse
Identification des besoins
solutions et matériel à préparer
échantillons
appareils
mesures et données à recueillir
Recherche d’information pertinente sur internet
NCBI
ATCC
Charles River
BIOSUPPLYNET
Banques de données en toxicologie et écotoxicologiePréparer le matériel. (4 heures)2.1 Choix judicieux :
de la verrerie et des accessoires;
des solutions et des réactifs;
des milieux de culture.
Préparation et stérilisation adéquates du matériel et des milieux en tenant compte de la stabilité des produits.
Choix judicieux du mode de stérilisation.
Préparation adéquate des animaux, des cellules ou des microorganismes en tenant compte de leurs exigences métaboliques.

Préparation correcte des appareils.En lien avec la compétence 01E1 Préparer des solutions du cours Initiation aux professions de laboratoire
Matériel utilisé au laboratoire de toxicologie
liste
utilité
choix et préparation des contrôles et standards
Application des notions vues au cours Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques de culture cellulaire
En lien avec la compétence 01EB Utiliser des animaux de laboratoire.

Préparer l’échantillon.

(10 heures)Calcul exact de la concentration du composé à tester en tenant compte de la physiologie de l’animal et du métabolisme cellulaire.






Préparation minutieuse du composé à tester en tenant compte de la provenance de l’échantillon et des risques associés à sa toxicité.







Préservation adéquate de l’activité du composé à tester.
En lien avec le cours Initiation aux professions de laboratoire
En lien avec les cours Biologie humaine 1 et 2
Notions de base de pharmacologie
définition
relation dose-réponse
pharmacocinétique et posologie
absorption et distribution
métabolisme et élimination
Nature des matières toxiques :
molécules d’origine pharmaceutique
additifs alimentaires
principaux polluants des eaux
principaux polluants de l’air
principaux polluants des sols
Préparation des composés
Application des notions (dangers biologiques et chimiques) vues au cours Initiation aux professions de laboratoire
Choix judicieux du solvant, du mode de préparation et des conditions de conservation des composés en fonctions de leurs propriétés chimiques et biologiques et de leur stabilité
Déterminer la toxicité ou l’écotoxicité de l’échantillon.

(38 heures)

Analyse rigoureuse, in vivo, de l’indice de génotoxicité et de l’impact métabolique,
en tenant compte de la pharmacologie du produit et de la physiologie de l’animal


















Analyse rigoureuse, in vitro :
de la cytotoxicité;
de la génotoxicité;
de l’apoptose.

































Détermination exacte :
de la concentration létale 50 % (CL50);
de la concentration inhibitrice 50 % (CI50);
de la concentration efficace 50 % (CE50);
de la concentration minimale produisant un effet observable (CMEO).
Vérification exacte de l’écotoxicité de l’échantillon :
par l’évaluation de la biomasse;
par des tests de létalité;
par des tests d’inhibition de croissance.

Calcul précis de l’unité toxique.









Vérification minutieuse de l’efficacité d’un procédé de biodécontamination.
Notions de base de pharmacologie appliquées à la toxicologie
Définitions
cytotoxicité aiguë, subaiguë, chronique, locale, systémique
génotoxicité
facteurs d’influence
dose
voies d’absorption
types d’effet
types de lésions
modèles expérimentaux de mesure de cytoxicité et de génotoxicité (rongeurs, chiens, primates)
cibles 
sang
foie
reins
système nerveux
autres
bioaccumulation
mesure du potentiel cancérigène
Modèles d’évaluation de la toxicité in vitro
Cytotoxicité
définition
Principes à la base des tests
Choisir parmi les tests suivants un test à présenter en détails puis présenter sommairement les autres
test au bleu de méthylène
MTT
XTT
Incorporation de BrdU
Mesure d’ATP par bioluminescence ou fluorescence
LDH
autres
Génotoxicité
définition
méthodes d’évaluation
test de Ames
test sur différents types de cellules en culture
Apoptose
définition et fonctions
caractéristiques morphologiques (distinction entre apoptose et nécrose)
mécanismes moléculaires et marqueurs
Présenter une des méthodes de détection en détail et présenter sommairement les autres
essai d’activité des caspases
annexin-V
essai TUNEL
échelle nucléosomale
autres


Indicateurs de toxicité
Définition et méthodes de mesure





Mesures pré et post-analytiques
pH
O2 dissout
Conductivité
Préparation de l’échantillon pour analyses écotoxicologiques
prélèvement
homogénéisation
décantation
centrifugation ou filtration
Tests écotoxicologiques en milieu aqueux : présenter les principes à la base des tests et faire un survol des méthodes
daphnies
algues
microtox (bactéries)
poissons
autres
Tests écotoxicologiques en milieu solide (présentation des principes et survol des méthodes)
sensibilité des bactéries aux métaux lourds
lombrics
germination et croissance des plantes
autres
Biomarqueurs
d’exposition
d’effet
de sensibilité
Biocapteurs
bioréacteurs
biosondes cellulaires des fonctions métaboliques
d’affinité (enzymes et anticorps : luminotox)Analyser les résultats.

(2 heures)Lecture précise des résultats.
Analyse juste des résultats.
Manifestation de son esprit critique au moment de l’analyse finale.
Utilisation de notions vues au cours Mathématiques appliquées aux analyses
Relevé des données
Calcul des indices de toxicité
Compilation et analyse des résultatsValider les résultats.

(2 heures)Validation appropriée des résultats selon les normes.
Traitement statistique approprié des résultats à l’aide des logiciels.

Calibrage périodique des instruments selon les normes de l’assurance qualité.Critères de validité des tests et de leurs résultats
Application des notions vues au cours Statistiques appliquées aux analyses à partir des résultats de laboratoire.
Voir l’élément de compétence no. 2.5 « Préparation correcte des appareils »Produire un rapport.

(2 heures)Saisie correcte des données à l’ordinateur.
Représentation claire des résultats à l’aide de tableaux et de graphiques.
Rapport complet, clair et concis.
Clarté de la communication orale.
En lien avec le cours Assurance de la qualité en laboratoire.
Saisie des données sur Excel
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire
Production de fiches :
données brutes
évaluation de toxicitéAssurer l’entretien de l’environnement de travail.

(2 heures)Nettoyage et décontamination sécuritaires du matériel et de l’environnement de travail.
Entretien, calibrage et réparation mineure des appareils conformes aux normes des fabricants.




Élimination sécuritaire des déchets contaminés.En lien avec le cours Initiation aux professions de laboratoire.
Calibrage des appareils
Procédure d’entretien des appareils
Entretien préventif
régulier
points critiques
Entretien correctif de base
Remplacement et/ou ajustement de certaines composantes des appareils
Utilisation des notions vues aux cours Initiation aux professions de laboratoire, Initiation aux techniques microbiologiques et Techniques de culture cellulaire
En lien avec l’élément de compétence no. 5 « Assurer l’entretien des lieux de travail » de la compétence 01EB Utiliser des animaux de laboratoire

Démarche pédagogique
Mentionnons d’entrée de jeu que les domaines de la toxicologie et de l’écotoxicologie sont beaucoup trop vastes pour être entièrement couverts dans le cadre d’un seul cours. En conséquence, on suggère de miser principalement sur la compréhension des principes à l’origine des tests et d’approfondir quelques tests clés de façon à ce que le futur technicien développe une base assez solide pour comprendre et appliquer tout autre test de la même discipline.

De par son lien avec de nombreux autres cours du programme, le cours Toxicologie et écotoxicologie se prête particulièrement bien aux approches pédagogiques qui exigent que l’étudiant utilise de façon active ses connaissances antérieures. On peut de cette façon recontextualiser les connaissances préalables en physiologie, en biologie cellulaire et en biochimie pour y ancrer solidement les nouvelles connaissances à transmettre. On encourage également le développement de la curiosité intellectuelle de l’étudiant, de son esprit critique, de sa capacité de raisonnement, ainsi que de ses aptitudes à transférer ses connaissances.

Les aspects théoriques du cours devront être orientés vers la compréhension de l’exploitation que chaque méthode d’évaluation toxicologique fait des principes fondamentaux de pharmacologie, de physiologie et de biochimie. Il est donc important de traiter en premier lieu des notions générales de pharmacologie et de toxicologie avant d’aborder les systèmes expérimentaux eux-mêmes et les principes qu’ils exploitent.


Les activités de laboratoire doivent porter sur la préparation et l’exécution des méthodes de détection des agents chimiques et des méthodes de mesure de leur toxicité. On recommande d’arrimer très étroitement le contenu des séances de laboratoire au contenu théorique vu en classe et de planifier les séances de laboratoire en s’inspirant des principaux systèmes utilisés dans les domaines ou on procède à des évaluations toxicologiques. Encore ici, on recommande une surveillance vigilante de la tenue du cahier de laboratoire. Les séances de laboratoire devront également fournir l’occasion de couvrir les éléments des compétences 01DU Prélever des échantillons et 01EB Utiliser des animaux de laboratoire prévus au cours.

Les méthodes d’analyse en toxicologie sont nombreuses et font appel à des systèmes variés. Elles fournissent un contexte propice à des activités qui stimulent la curiosité des étudiants. On pourrait, par exemple, proposer un travail de recherche en équipe sur un type donné de tests (ex : détection de l’apoptose, cytotoxicité, écotoxicité). Chaque équipe présente ensuite au groupe le test qui a retenu son attention et les principes qui en sont à l’origine. Une telle activité d’apprentissage collaboratif responsabilise l’étudiant par rapport au groupe tout en sollicitant sa capacité d’utilisation des divers outils de recherche, ainsi que ses capacités de communication et de partage de ses connaissances. De plus, elle favorise le développement de l’autonomie. Ce genre d’activité stimule donc le développement des compétences transversales qui permettront au technicien diplômé de suivre l’évolution constante et rapide des biotechnologies.

Évaluation
L’évaluation porte principalement sur l’élément de compétence « Prélever des échantillons » que l’on retrouve dans les trois compétences associées au cours ainsi que sur les deux éléments « Préparer l’échantillon » et « Déterminer la toxicité et l’écotoxicité de l’échantillon » de la compétence 01EF Réaliser des analyses de toxicologie et d’écotoxicologie. Ces trois éléments couvrent les trois étapes essentielles de la démarche expérimentale (pré-analytique, analytique et post-analytique).


À la fin du cours Toxicologie et écotoxicologie l’étudiant devra :
expliquer ce que sont la toxicologie et l’écotoxicologie;
connaître les principes de pharmacologie appliqués en toxicologie;
connaître les différents systèmes utilisés pour mesurer la toxicité ou l’écotoxicité d’un produit, autant in vitro, qu’in vivo;
connaître les différents tests de mesure de la toxicité ou de l’écotoxicité;
comprendre et appliquer certains tests de mesure de la toxicité ou de l’écotoxicité d’un composé ou d’un échantillon;
expliquer les principes exploités dans ces différents tests;
évaluer les différents indicateurs de toxicité à partir de données expérimentales.


Il faut prévoir en cours de session des évaluations portant sur les aspects théoriques et pratiques du cours. Les bases théoriques sont évaluées par deux examens périodiques écrits qui permettent de vérifier l’atteinte des éléments de compétence et d’appliquer les critères de performance en lien avec ces derniers. Les aspects pratiques sont évalués à chaque séance de laboratoire par la tenue du cahier de laboratoire selon les critères appliqués sur le marché du travail. Pour certaines activités de laboratoire, on pourra exiger la production d’un certificat d’analyse. Les travaux de recherche portant sur les méthodes toxicologiques pourraient également faire partie de l’évaluation.

À la fin de la session, il y a évaluation des compétences dans leur ensemble. L’évaluation compte deux volets : un volet théorique et un volet pratique. Le volet théorique de l’évaluation finale concerne les bases théoriques en lien avec les compétences. Ces dernières sont évaluées par un examen final écrit portant sur l’ensemble des notions vues durant la session. Cet examen comprend des mises en situation et des questions ouvertes appelant des réponses à court développement qui font appel au transfert des connaissances liées aux compétences dans un contexte d’application inspiré du milieu de travail.

Le volet pratique de l’évaluation finale porte sur la capacité d’exécution d’un protocole d’analyse et doit évaluer les aptitudes de l’étudiant à chacune des trois étapes de la méthode analytique. Les critères d’évaluation portent sur la préparation des échantillons et des réactifs, sur la qualité de l’exécution, sur la justesse des résultats obtenus et sur la capacité de l’étudiant à justifier ses choix et ses actions.


Médiagraphie
BRODY, Theodore M., LARNER, Joseph, MINNEMAN, Kenneth P., NEU, Harold C., Human pharmacology: Molecular to clinical. 2nd edition, Moshby, 1994, 952 pages.
COULOMBE, Gaston. Soins, interventions et gestion des animaux de laboratoire. Notes du cours Introduction aux techniques de recherché et soins en animalerie. Collège de Sherbrooke. Session 2002-3.
GOODMAN, L.S., GILMAN, A. The Pharmacological basis of therapeutics. 8th edition, Bergamon Press, 1991, 1811 pages.
LEONARD, Alain. Les mutagènes de l’environnement et leurs effets biologiques. Décarie, 1990, 306 pages.
Centre d’expertise en analyse environnementale. Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales. Cahier 1 Généralités. Ministère de l’Environnement et de la faune. Gouvernement du Québec. 2e édition. Les éditions Le Griffon d’argile. 1999. 60 pages.
Centre d’expertise en analyse environnementale. Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales. Cahier 2 Échantillonnage des rejets liquides. Ministère de l’Environnement et de la faune. Gouvernement du Québec. 2e édition. Les éditions Le Griffon d’argile. 1999. 60 pages.
Centre d’expertise en analyse environnementale. Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales. Cahier 1Échantillonnage des sols. Ministère de l’Environnement et de la faune. Gouvernement du Québec. 2e édition. Les éditions Le Griffon d’argile. 2001. 60 pages.
LEYRAL, Guy et VIERLING, Élisabeth. Microbiologie et toxicologie des aliments. Hygiène et sécurité alimentaires. Collection Biosciences et technique. Sciences des aliments. 3e édition, 2001, 280 pages.

 HYPERLINK "http://www.uoguelph.ca/cntc/files/tox%20guide%20french.pdf" http://www.uoguelph.ca/cntc/files/tox%20guide%20french.pdf
 HYPERLINK "http://www.reptox.csst.qc.ca/Documents/PlusEncore/Notions/HTM" http://www.reptox.csst.qc.ca/Documents/PlusEncore/Notions/HTM
201-544-SH
Statistiques appliquées aux analyses


Compétence
01E2 Faire le traitement statistique des données

Pondération
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif à : Analyse instrumentale 2 (210-691-SH)


ObjectifStandardÉnoncé de la compétenceContexte de réalisation01E2 Faire le traitement statistique des donnéesÀ partir :
de directives;
de protocoles.
À l’aide :
d’une calculatrice;
d’un ordinateur et des logiciels appropriés;
de la documentation requise.
En manifestant son souci de la précision et de l’exactitude.

Note préliminaire
Faire des mathématiques, c’est poser et résoudre des problèmes. Or, devant un problème, un étudiant qui reconnaît dans la tâche à accomplir la possibilité d’utiliser un certain objet mathématique, qui anticipe les étapes d’un éventuel traitement de cet objet et qui agit de façon systématique pour effectuer ce traitement, met en œuvre le « schème de pensée » qu’il a associé à cet objet. Donc, le rôle des mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire – Biotechnologies est de présenter aux étudiants des ensembles cohérents objet-situation-schème qui permettront d’effectuer, de comprendre et d’interpréter certaines tâches auxquelles il sera confronté dans son travail futur.
Le cours Statistiques appliquées aux analyses est offert en cinquième session et constitue le troisième de trois cours de mathématiques dans le programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Il vise principalement à initier l’étudiant à certaines méthodes statistiques permettant une prise de décision basée sur des critères objectifs. Cette prise de décision peut porter sur le rejet ou l’acceptation d’une hypothèse relevant d’un ou des paramètres calculés à partir d’une série de mesures (inférence statistique) ou encore sur le rejet d’un lot ou d’une méthode d’analyse (contrôle de qualité).

Pour chacun des contextes à l’étude, un accent particulier sera mis sur le choix d’une méthode appropriée, sur les conditions d’application et les limites d’utilisation de cette méthode et sur l’interprétation des résultats en lien avec le problème soulevé. Pour les calculs nécessaires au traitement statistique, l’utilisation d’un tableur ou d’une calculatrice avec touches statistiques sera privilégiée.

Dans plusieurs des compétences associées aux cours des sessions quatre, cinq et six, on retrouve un élément de compétence qui porte sur le traitement, l’analyse ou l’interprétation des résultats d’un point de vue statistique. C’est le cas particulièrement pour les cours, Méthodologie des mesures physicochimiques (session 4), Microbiologie appliquée (session 4), Toxicologie et écotoxicologie (session 5), Analyse instrumentale 1 (session 5), Techniques immunologiques appliquées (session 6) et Analyse instrumentale 2 (session 6), pour lequel il est un préalable relatif.
Ce cours contribue au développement d’habiletés liées aux tâches de technicien de laboratoire qui suivent :
analyser les résultats
produire des rapports et des certificats d’analyse
assurer la qualité du travail

01E2 Faire le traitement statistique des donnéesÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissagePrésenter des données. (4 heures)
Mise en ordre des données.
Élaboration correcte d’un tableau de distribution des données.
Présentation graphique appropriée des données.
Population, échantillon et représentativité
Variables statistiques
Distribution de fréquences
Représentations graphiques
Diagramme à bâtons
Histogramme
Polygone de fréquences
Analyser des données. (22 heures)Calcul exact des mesures de tendance centrale.
Calcul exact des mesures de dispersion.
Détermination juste de l’intervalle de confiance :
lorsque l’écart type expérimental est une bonne approximation de l’écart type de la population;
lorsque l’écart type de la population est inconnu.
Application correcte de la méthode des moindres carrés à des résultats expérimentaux.
Détermination juste :
de la pente;
de l’ordonnée à l’origine;
de l’écart type des résidus;
de l’écart type sur la pente;
de l’écart type sur l’ordonnée à l’origine;
de l’écart type pour les résultats obtenus à l’aide de la courbe d’étalonnage;
du coefficient de corrélation.
Représentation graphique appropriée.Mesures de tendance centrale : moyenne, mode et médiane
Mesures de dispersion : étendue, variance, écart type, coefficient de variation
Distribution d’échantillonnage d’une moyenne
Estimation ponctuelle et par intervalle de confiance d’une moyenne (écart type connu et inconnu de la population)
Nombres les plus probables (NPP)
Distribution normale
Distribution de Student
Distribution du  EMBED Equation.DSMT4 
Nuage de points
Coefficient de corrélation et de détermination
Résidus
Droite de régression et étalonnageÉvaluer les résultats.
(26 heures)Appréciation correcte de l’exactitude et de la précision.
Distinction juste entre les erreurs aléatoires et les erreurs systématiques.
Détermination appropriée pour une probabilité donnée :
de la concordance entre une moyenne expérimentale et sa valeur présumée;
de la concordance entre deux moyennes expérimentales;
de la concordance entre la précision de deux séries de mesures.
Décision juste sur le rejet d’une mesure excentrique.
Détermination juste des valeurs normales d’une variable.
Comparaison juste de deux méthodes.
Exactitude et précision
Erreurs aléatoires
Erreurs systématiques
Répétabilité d’une méthode
Reproductibilité d’une méthode
Valeurs aberrantes
Test de Dixon ou test de Grubbs
Application au contrôle de qualité
Test d’hypothèse sur une moyenne
Test d’hypothèse sur une différence de moyennes
Tests de comparaison de variances
Test de Cochran
Test de Fisher
Test d’ajustement à une loi normale
Utiliser des cartes de contrôle.
(8 heures)Utilisation appropriée de cartes de contrôle.Définitions et principes
Échantillons de contrôles
Cartes de contrôles
Graphique de Levey-Jennings
Diagramme de Youden
Interprétation


Démarche pédagogique
Ce cours se donnera à raison de 4 heures par semaine. Il comportera une période d’environ 2 heures par semaine qui permettra à l’enseignant de présenter les nouveaux concepts, les nouvelles méthodes et de répondre aux questions soulevées. Les deux autres heures serviront à du travail individuel ou de groupe sur les problèmes ou exercices soumis par l’enseignant ou à des activités faisant appel aux technologies de l’information et plus particulièrement, à l’utilisation d’un tableur pour le traitement statistique des données.

De façon à rendre les apprentissages signifiants et pertinents pour les étudiants, les méthodes et concepts présentés dans ce cours seront introduits à l’aide de contextes liés aux biotechnologies (contextualisation). Le problème ainsi présenté sera une occasion de construire le concept comme outil de résolution.
Par la suite, l’outil, détaché de sa mise en contexte, sera pris à son tour comme objet d’étude (décontextualisation). On établira alors systématiquement ses propriétés; on développera des algorithmes facilitant les calculs.

Enfin, on proposera de nouvelles situations dans lesquelles les concepts et les méthodes étudiés se révèleront pertinents (recontextualisation). Le fait de présenter ainsi une variété de tâches mettant en jeu le concept à l’étude constitue autant d’occasions pour l’étudiant de développer le « schème de pensée » associé à ce concept.

Pour chacun des contextes à l’étude, un accent particulier sera mis sur le choix d’une méthode appropriée, sur les conditions d’applications et les limites d’utilisation de cette méthode et sur l’interprétation des résultats en lien avec le problème soulevé. Pour les calculs nécessaires au traitement statistique, l’utilisation d’un tableur ou d’une calculatrice avec touches statistiques sera privilégiée.
L’étude du thème portant sur la régression et la corrélation devrait consister en un bref rappel, les étudiants ayant eu l’occasion d’approfondir ce thème dans le cours Mathématiques appliquées aux analyses (session 1).

Il est suggéré, lorsque la méthode à l’étude le permet, de faire appel à des données que l’étudiant (ou l’équipe) aura recueillies dans un des cours de la quatrième session pour lequel un traitement statistique est demandé. Ceci devrait stimuler l’intérêt de l’étudiant pour l’apprentissage des statistiques. On pourrait profiter de cette occasion pour présenter aux étudiants la problématique des essais interlaboratoires pour l’évaluation d’une méthode d’analyse. Les données de chaque étudiant (ou équipe) pourraient être considérées comme celles d’un laboratoire et l’on pourrait ainsi comparer les résultats obtenus.

Il est également recommandé d’amener l’étudiant à poser et valider des hypothèses, à chercher activement des solutions, à discuter de ces approches avec d’autres étudiants et/ou avec l’enseignant, à faire des liens avec des apprentissages antérieurs.

La présence au cours est essentielle à la réussite. En effet, la classe est le lieu où s’établit la dynamique du cours. C’est là où les explications théoriques sont données, sans compter toutes les clarifications, mises en relief de contenus ou autres formes d’interventions effectuées par le professeur. À cela, ajoutons l’enrichissement engendré par les questions soulevées par les collègues.

Évaluation
Une évaluation continue permettra, durant la session, de mesurer les progrès des étudiants et d’apporter rapidement les correctifs nécessaires. L’évaluation finale permettra de vérifier l’atteinte de la compétence Faire le traitement statistique des données. Lors de cette évaluation, pour tout ce qui concerne les calculs statistiques, l’étudiant devra avoir accès à un tableur, ou à tout le moins, à une calculatrice avec touches statistiques.
Les principaux critères d’évaluation seront :

la pertinence de la méthode utilisée;
l’identification des conditions d’applications et des limites d’utilisation ;
la cohérence et la suffisance du raisonnement;
la clarté et la rigueur des développements;
l’exactitude et la validité des calculs;
la justesse de l’interprétation dans un contexte donné et le jugement sur la vraisemblance des résultats, s’il y a lieu.
Médiagraphie
CAMPBELL J. et J. CAMPBELL, Laboratory Mathematics: Medical Biological Applications (5th edition), Mosby Co., St-Louis, 1997.
LALIBERTÉ, A., Techniques instrumentales en biologie médicale, tome 2, Éditions Odile Germain, Québec, 1993, 280 p.
LESSARD S. & MONGA, Statistiques – Concepts et méthodes, Les Presses de l’Université de Montréal, Canada, 1993, 421 p.
MOORE, C. J. et L. A. SEIDMAN, Basic Laboratory Methods for Biotechnology, Prentice Hall, New Jersey, 2000, 751 p.
NEUILLY, M., Modélisation et estimation des erreurs de mesure, Lavoisier, Paris, 1993, 644 p.
210-595-SH
Analyse instrumentale 1


Compétences
01DT Interpréter des protocoles d’analyse
01DX Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire
01DY Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire
01DZ Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale


Pondération
2-3-2
2,33 unités

Préalables relatifs Fonctions et variations
Électricité et magnétisme
Optique appliquée l’instrumentation
Préalable relatif à Analyse instrumentale 2


ObjectifStandardÉnoncé des compétencesContexte de réalisation01DT Interpréter des protocoles d’analyse

PartielleCette activité s’effectue au début de chaque analyse chimique ou biochimique.
À partir de protocoles d’analyse.
À l’aide de la documentation rédigée en français ou en anglais.01DX Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaire

PartielleLe travail s’effectue dans un laboratoire de contrôle de la qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique ou agroalimentaire, ou encore dans un laboratoire du secteur de l’environnement.
À partir :
de directives;
de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés;
du mode d’utilisation des appareils.
Avec des échantillons ayant subi une première préparation.
À l’aide :
de produits et du matériel requis;
de l’équipement approprié tel qu’un appareil d’électrophorèse capillaire;
d’un ordinateur et de logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.
01DY Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaire

PartielleLe travail s'effectue dans un laboratoire de contrôle de la qualité d'une entreprise du secteur pharmaceutique ou agroalimentaire, ou encore dans un laboratoire du secteur de l'environnement.
À partir :
de directives;
de protocoles d'analyse ou de modes opératoires normalisés;
du mode d'utilisation des appareils.
Avec des échantillons ayant subi une première préparation.
À l'aide :
des produits nécessaires;
des instruments appropriés tels qu’un spectrophotomètre ultraviolet et visible, un spectrophotomètre infrarouge et un spectrofluorimètre;
d'un ordinateur et de logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l'efficacité.
01DZ Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentale

PartielleLe travail s’effectue dans un laboratoire de contrôle de la qualité d’une entreprise du secteur pharmaceutique ou agroalimentaire, ou encore dans un laboratoire du secteur de l’environnement.
À partir :
de directives;
de protocoles d’analyse ou de modes opératoires normalisés;
du mode d’utilisation des appareils.
Avec des échantillons ayant subi une première préparation.
À l’aide :
des produits nécessaires;
des appareils de chromatographie en phase gazeuse, de chromatographie liquide et liquide haute performance, de chromatographie ionique ou de chromatographie gazeuse, ou encore de chromatographie liquide couplée à un détecteur spectromètre de masse;
d’un ordinateur et de logiciels appropriés;
de la documentation rédigée en français ou en anglais.
Dans le respect :
des règles de santé et de sécurité;
des Bonnes pratiques de laboratoire et des Bonnes pratiques de fabrication ou des normes de l’Organisation internationale de normalisation (ISO).
En manifestant son souci de la précision, de la minutie et de l’efficacité.



Note préliminaire

Le cours Analyse instrumentale 1 se donne en cinquième session du programme Techniques de laboratoire : biotechnologies. Ce cours a pour objectif l’acquisition des connaissances nécessaires à une utilisation efficace et sécuritaire des appareils d’analyse instrumentale. L’analyse instrumentale fait partie intégrante des biotechnologies où elle est largement utilisée en contrôle de qualité et en production. Elle sert soit à identifier les groupes fonctionnels des molécules, soit à vérifier le contenu, la qualité ou la pureté d’un échantillon, soit à purifier une molécule d’intérêt ou encore à évaluer la concentration d’un composé dans un échantillon.

Le cours Analyse instrumentale 1 est le premier de deux cours dédiés aux méthodes d’analyse instrumentale. Ce premier cours est principalement axé sur le principe de fonctionnement des appareils, les principales composantes et les accessoires, les procédures de préparation et de calibrage, les procédures d’entretien, ainsi que la compréhension et l’utilisation des logiciels de programmation. Ces notions doivent amener l’étudiant à connaître les critères qui déterminent le choix de l’appareil et des accessoires appropriés en fonction d’un besoin d’analyse déterminé. L’évaluation adéquate des besoins d’analyse passe, quant à elle, par la capacité à interpréter un protocole d’analyse. Le cours Analyse instrumentale 1 offre donc le cadre idéal pour l’évaluation finale de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse, dont l’acquisition s’est faite progressivement au fil des cours Biochimie appliquée et Méthodologie de mesures physicochimiques (quatrième session) ainsi que Génie génétique et Toxicologie et écotoxicologie (cinquième session).

Le cours fait aussi appel aux notions apprises dans de nombreux autres cours. Les cours Fonctions et variations, Électricité et magnétisme ainsi que Optique appliquée à l’instrumentation constituent la base essentielle à la compréhension des composantes et des principes de fonctionnement des appareils. Les notions vues aux cours de chimie et de biochimie permettent quant à elles la compréhension des principes de séparation ou de dosage des molécules. Le cours de Statistiques appliquées aux analyses, qui se donne à la même session, couvre quant à lui les connaissances assurant un traitement statistique adéquat des résultats. Les connaissances acquises dans le cadre du cours Analyse instrumentale 1 seront appliquées dans le cours Analyse instrumentale 2, prévu à la session suivante, qui approfondit en plus les étapes de préparation et d’analyse des échantillons, ainsi que les étapes de traitement et d’analyse des données.

Ce cours contribue à l’atteinte des objectifs généraux du programme en favorisant le développement de l’autonomie, de la capacité d’analyse et de la capacité à comprendre un texte en anglais sous la forme d’un manuel du fabricant décrivant le mode d’utilisation d’un appareil.

Le futur technicien appliquera ses connaissances en analyse instrumentale peu importe son domaine d’exercice. En effet, on a recours à l’analyse instrumentale à des degrés divers, aussi bien en recherche, qu’en industrie agroalimentaire et pharmaceutique, en environnement et en sciences judiciaires.

01DT Interpréter des protocoles d’analyseÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les principes sous-jacents à l’analyse. (10 heures)
Interprétation juste de la terminologie.
Explication claire des principes en cause.
Interprétation juste des problèmes causés par les interférences.
Présentation générale des appareils d’analyse instrumentale et des protocoles d’utilisation
HPLC
GC
LC/MS
FPLC
Spectrophotomètre UV/visible*
Proche et moyen infrarouge
Électrophorèse capillaire
Spectrofluorimètre
Il s’agit là des appareils qui seront vus dans le cadre des cours Analyse instrumentale 1 et 2
*appareil déjà utilisé dans le cadre des cours de biochimie.
Critères de sélection des méthodes
précision
biais
sensibilité
limite de détection
domaine de concentrations
sélectivité
autres facteursDécrire l’équipement prescrit. (10 heures)Description juste des caractéristiques des appareils et des accessoires nécessaires aux analyses.
Présentation des composantes et des accessoires des appareils prévus au coursDécrire le mode de préparation des réactifs.
(2 heures)Description juste du mode de préparation des réactifs.
Vérification correcte des calculs de concentration.
Préparation des réactifs nécessaires à l’exécution des techniques aux concentrations et volumes adéquats.
En lien avec le cours Initiation aux professions de laboratoire
Expliquer le mode opératoire.

(10 heures)Explication claire et juste du mode opératoire.
Explication claire du mode de traitement des données.
En lien avec les cours Électricité et magnétisme et Optique appliquée à l’instrumentation
Présentation du mode de fonctionnement des appareils prévus au cours
Présentation des logiciels d’analyse des appareilsSaisir le sens des termes de l’équation utilisée pour le calcul des résultats.
(2 heures)Interprétation juste de l’équation.
Comprendre et effectuer les calculs nécessaires au traitement des données
Application des notions vues aux cours Mathématiques appliquées aux analyses et Fonctions et variationsRésumer les directives relatives au contrôle de qualité et à l’interprétation des résultats.

(2 heures)Résumé complet des directives liées au contrôle de qualité.
Interprétation juste :
des graphiques,
des tableaux.
Explication claire du mode d’interprétation des résultats.Choix judicieux et utilisation appropriée des contrôles et standards
En lien avec l’élément de compétence no. 6 « Interpréter les résultats » des compétences 01DX, 01DY et 01DZ


01DX Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par électrophorèse capillaireÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives.
Interprétation juste de la documentation :
le protocole d’analyse ou le mode opératoire normalisé;
le mode d’utilisation de l’appareil.
Voir les éléments de compétence no. 1 « Interpréter les principes sous-jacents à l’analyse », no. 2. « Décrire l’équipement prescrit » et no. 4 «  Expliquer le mode opératoire » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analysePréparer les réactifs. Choix judicieux des produits et des milieux de migration, en tenant compte de la mobilité électrophorétique et du flux électroosmotique des solutés.
Concentration appropriée des solutions.
Conservation correcte :
des solutions;
des électrolytes;
des milieux de migration.Voir l’élément de compétence no. 3 « Décrire le mode de préparation des réactifs » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse


En lien avec les cours Initiation aux professions de laboratoire, Biochimie générale et Biochimie appliquée
Effectuer la préparation immédiate de l’échantillon.Correction appropriée des dernières interférences de la matrice, s’il y a lieu.
Application correcte des techniques de préparation.
Effets de matrice

Séparation de l’analyte et des agents interférents
Voir le cours Analyse instrumentale 2
Préparer l’appareil d’électrophrèse capillaire.

(4 heures)Choix judicieux :
du capillaire;
du milieu de tamisage du capillaire, s’il y a lieu;
du détecteur.




Installation correcte des composants de l’appareil.
Vérification correcte des composants de l’appareil :
le plateau d’échantillonnage;
le système de détection;
l’enceinte thermostatée;
le capillaire.
Ajustement correct :
du potentiel appliqué;
de la température;
de la pression;
du détecteur;
du gradient de voltage, s’il y a lieu;
des conditions d’injection;
de la quantité d’additifs, s’il y a lieu ;
en tenant compte du type d’appareil et de la nature de l’échantillon.
Utilisation appropriée du logiciel de contrôle des paramètres.Propriétés des composantes de l’appareil en fonction de l’analyse à effectuer
En lien avec l’élément de compétence no 2.1 « Description juste des caractéristiques des appareils et des accessoires nécessaires aux analyses » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
Préparation de l’appareil
Installation des accessoires choisis selon les instructions du fabricant
Contrôle des composantes fixes de l’appareil




Calibration de l’appareil
Établissement des paramètres requis en fonction de l’analyse à effectuer










Présentation et utilisation des logiciels de contrôle de l’appareil
Programmation de l’appareil
Appliquer le protocole d’analyse.
(2 heures)Optimisation correcte des paramètres de l’analyse.
Obtention d’un électrophorégramme adéquat.
Application correcte du protocole pour l’obtention d’une courbe d’étalonnage.
Réalisation correcte des opérations spécifiques au contrôle de la qualité.
Respect de la procédure de fermeture de l’appareil.
Les méthodes d’étalonnage
courbe d’étalonnage
méthode des additions connues
méthode de l’étalon interne
Production d’un électrophorégramme
le signal et le bruit
Choix judicieux et utilisation adéquate des standards
Choix judicieux et utilisation adéquate des contrôles
Fermeture de l’appareil
Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2
Interpréter les résultats.

(2 heures)Identification positive des composés de l’électrophorégramme.
Détermination précise de la concentration des analytes.
Comparaison juste des résultats avec les normes.
Traitement statistique approprié des résultats.
Comparaison des temps de migration des standards et des inconnus
Utilisation adéquate des logiciels d’analyse nécessaires à l’interprétation des résultats
Calculer les incertitudes
Porter un jugement critique sur les résultats obtenus
Voir le cours Analyse instrumentale 2
Transmettre les résultats.

(1 heure)Respect des règles liées à la tenue d’un cahier de laboratoire.
Transmission conforme aux normes en vigueur dans l’entreprise.
Évaluation de la fiabilité des résultats.

Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire

Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2Entretenir l’appareil d’électrophorèse capillaire.

(2 heures)Entretien et réparation mineure de l’appareil d’électrophorèse capillaire selon les normes du fabricant.
Validation correcte de la colonne et de l’appareil.
Respect des normes d’assurance qualité.Présentation et application des opérations d’entretien courant de l’appareil
Vérification du calibrage de l’appareil
Vérification des données recueillies



01DY Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par spectrométrie moléculaireÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives.
Interprétation juste de la documentation :
le protocole d'analyse ou le mode opératoire normalisé;
le mode d'utilisation de l’appareil.
Voir les éléments de compétence no. 1 « Interpréter les principes sous-jacents à l’analyse », no. 2. « Décrire l’équipement prescrit » et no. 4 «  Expliquer le mode opératoire » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analysePréparer les réactifs. Choix judicieux des produits.
Concentration appropriée des solutions.
Conservation correcte des solutions.
Voir l’élément de compétence no. 3 « Décrire le mode de préparation des réactifs » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse Effectuer la préparation immédiate de l’échantillon.Correction appropriée des dernières interférences de la matrice, s’il y a lieu.
Application correcte des techniques de préparation.
Homogénéité de l’échantillon.
Effets de matrice

Séparation de l’analyte et des agents interférents

Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2Préparer l'appareil de spectrométrie.

(6 heures)Choix judicieux des cellules et des accessoires en fonction du type d’appareil et de la nature de l’échantillon.
Installation correcte des accessoires.




Vérification correcte et sécuritaire des composants :
la lampe;
les détecteurs;
les dispositifs optiques.



Ajustement correct des paramètres spécifiques au :
spectrophotomètre infrarouge;
spectrophotomètre UV-visible ou au spectrofluorimètre.
Utilisation appropriée du logiciel de contrôle des paramètres.Propriétés des composantes de l’appareil en fonction de l’analyse à effectuer
En lien avec l’élément de compétence no 2.1 « Description juste des caractéristiques des appareils et des accessoires nécessaires aux analyses » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
Préparation de l’appareil
Installation des accessoires choisis selon les instructions du fabricant
lampes
types
spectre d’émission
durée de vie
cellules
type
usage
précautions lors de la manipulation
entretien
Contrôle des composantes fixes de l’appareil
Calibration de l’appareil
Établissement des paramètres requis en fonction de l’analyse à effectuer
Présentation et utilisation des logiciels de contrôle de l’appareil
Programmation de l’appareil
Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2Appliquer le protocole d’analyse.

(2 heures)Optimisation correcte des paramètres de l’analyse.
Recherche du meilleur couple de longueur d’ondes excitation/émission pour le fluorimètre ou de la longueur d’onde d’absorption pour le spectrophotomètre UV-visible.
Application correcte du protocole pour l’obtention :
d’une courbe d’étalonnage;
d’un spectre infrarouge.
Réalisation correcte des opérations spécifiques au contrôle de qualité.
Respect de la procédure de fermeture de l’appareil.
Notions de spectre d’excitation et de spectre d’émission
Recherche sur les banques de spectres en fonction des molécules à détecter. Identification du pic d’absorption et du pic d’émission





Choix judicieux et utilisation adéquate des contrôles

Fermeture de l’appareil suivant les recommandations du fabriquant.

Interpréter les résultats.

(2 heures)Identification positive des composés en effectuant une recherche adéquate dans la librairie spectrale.
Détermination précise de la concentration des analytes.
Comparaison juste des résultats avec les normes.
Traitement statistique approprié des résultats.
Utilisation adéquate des logiciels d’analyse pour la comparaison du spectre de l’échantillon avec la librairie spectrale.
Évaluation de la pureté du produit
Évaluation de la concentration du produit à partir des courbes d’étalonnage
Calculer les incertitudes
Comparaison avec les contrôles
Transmettre les résultats.

(1 heure)Respect des règles liées à la tenue d’un cahier de laboratoire.
Transmission conforme aux normes en vigueur dans l'entreprise.
Évaluation de la fiabilité des résultats.
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire

Voir aussi Analyse instrumentale 2Entretenir l’appareil de spectrométrie moléculaire.

(2 heures)Entretien et réparation mineure de l’appareil selon les normes du fabricant.
Validation correcte de l’appareil.

Entretien correct des cellules.

Respect des normes d’assurance qualité.Opérations d’entretien courant de l’appareil et de ses accessoires
Vérification du calibrage de l’appareil

Voir l’élément de compétence no.4 « Préparer l’appareil de spectrométrie »
Choix judicieux et utilisation appropriée des contrôles et standards
01DZ Réaliser des analyses de chimie organique et de biochimie par chromatographie instrumentaleÉléments de la compétenceCritères de performanceContenu – activités d’apprentissageInterpréter les directives.
Interprétation juste de la documentation :
le protocole d’analyse ou le mode opératoire normalisé;
le mode d’utilisation de l’appareil.
Voir les éléments de compétence no. 1 « Interpréter les principes sous-jacents à l’analyse », no. 2. « Décrire l’équipement prescrit » et no. 4 «  Expliquer le mode opératoire » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analysePréparer les réactifs. Choix judicieux :
des produits;
des phases mobiles.
Concentration appropriée des solutions.
Conservation correcte des solutions.
Voir l’élément de compétence no. 3 « Décrire le mode de préparation des réactifs » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse Effectuer la préparation immédiate de l’échantillon.Correction appropriée des dernières interférences de la matrice, s’il y a lieu.
Application correcte des techniques de préparation.
Effets de matrice
Séparation de l’analyte et des agents interférents
Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2Préparer l’appareil de chromatographie.

(9 heures)Choix judicieux :
de la pompe;
de l’injecteur;
de la colonne;
des phases mobiles et stationnaires;
du détecteur,
en tenant compte des besoins de la séparation en cause.
Installation correcte des composants.
Vérification du fonctionnement correct et sécuritaire des composants tels que :
l’injecteur;
la colonne;
le détecteur ou le détecteur de spectromètre de masse;
les gaz, s’il y a lieu.


Réglage correct :
du débit du gaz porteur ou de la phase mobile;
de la température ou du programme de température;
du mode d’injection;
du volume d’injection;
des gradients de concentration, s’il y a lieu ;
en tenant compte du type d’appareil et de la nature de l’échantillon.
Calibrage approprié du détecteur.
Utilisation correcte des différents modes d’acquisition de spectres de masse, s’il y a lieu.
Utilisation appropriée du logiciel de contrôle des paramètres.
Propriétés des composantes de l’appareil en fonction de l’analyse à effectuer
En lien avec l’élément de compétence no 2.1 « Description juste des caractéristiques des appareils et des accessoires nécessaires aux analyses » de la compétence 01DT Interpréter des protocoles d’analyse
Préparation de l’appareil
Installation des accessoires choisis selon les instructions du fabricant
Contrôle des composantes de l’appareil

Facteurs qui influencent la migration dans la colonne


Critères d’évaluation de l’efficacité d’une colonne

Calibration de l’appareil
Établissement des paramètres requis en fonction de l’analyse à effectuer









Présentation et utilisation des logiciels de contrôle de l’appareil
Programmation de l’appareilAppliquer le protocole d’analyse.
(2 heures)Optimisation correcte des paramètres de l’analyse.
Obtention d’un chromatogramme.
Réalisation correcte des opérations spécifiques au contrôle de qualité.
Respect de la procédure de fermeture de l’appareil.
Voir le cours Analyse instrumentale 2


Choix judicieux et utilisation adéquate des contrôles
Fermeture de l’appareil suivant les recommandations du fabricant
Interpréter les résultats.

(2 heures)Identification positive des pics du chromatogramme.
Interprétation correcte du spectre de masse, s’il y a lieu.
Détermination précise de la concentration des analytes.





Comparaison juste des résultats avec les normes.
Traitement statistique approprié des résultats.
Analyse qualitative
identification selon le temps de rétention
Analyse quantitative
aire du pic
étalonnage avec des solutions connues
étalon interne
normalisation de l’aire
Utilisation appropriée des logiciels d’analyse des résultats
Calculer les incertitudes
Porter un jugement critique sur les résultats obtenusTransmettre les résultats.

(1 heure)Respect des règles liées à la tenue d’un cahier de laboratoire.
Transmission conforme aux normes en vigueur dans l’entreprise.
Évaluation de la fiabilité des résultats.
Tenue rigoureuse du cahier de laboratoire


Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2Entretenir l’appareil de chromatographie.

(2 heures)Entretien et réparation mineure des appareils de chromatographie selon les normes du fabricant.
Validation correcte de la colonne et de l’appareil.
Entreposage correct des colonnes et des accessoires.
Respect des normes d’assurance qualité.Présentation et application des opérations d’entretien courant des appareils utilisés

Vérification du calibrage

Voir aussi le cours Analyse instrumentale 2



Démarche pédagogique
Les appareils d’analyse instrumentale que l’on retrouve dans les laboratoires de biotechnologies sont des instruments très perfectionnés. Il est primordial de bien comprendre leur fonctionnement, leurs composantes, leurs principales applications, leurs limites de détection et leurs procédures d’opération avant de les utiliser pour réaliser des analyses. Ces connaissances sont d’autant plus importantes qu’elles vont guider le choix de la méthode la plus appropriée à un besoin d’analyse donné et garantir la qualité des résultats. Dans cette optique, le cours Analyse instrumentale 1 se consacre à l’acquisition des connaissances relatives au fonctionnement, aux règles d’utilisation et à l’entretien des appareils. Il se consacre également à l’évaluation adéquate des besoins d’analyse.

Les appareils d’analyse instrumentale sont également très coûteux. C’est la raison pour laquelle les étudiants n’ont accès qu’à un seul appareil de chaque type sur un total de dix appareils différents. Il devient donc impossible d’envisager l’apprentissage de l’utilisation des appareils dans une séquence commune pour tout le groupe. La situation impose plutôt une stratégie d’enseignement basée sur le travail en petites équipes. Chaque équipe apprend le fonctionnement et l’utilisation des différents appareils suivant un système de rotation. Une telle approche implique également que les apprentissages théoriques et pratiques soient très étroitement liés et se fassent tous deux selon le même mode de rotation. En effet, les cours théoriques servent à préparer la séance de laboratoire qui suit. On suggère tout de même de commencer la session par une introduction générale à l’analyse instrumentale présentant les principaux critères qui guident le choix d’une méthode analytique. Une telle introduction peut être faite sur un mode plus magistral, simultanément pour tout le groupe. Ensuite, on peut procéder à la répartition des étudiants en équipes et amorcer les rotations.

Durant les cours théoriques, l’enseignant guide les étudiants dans l’apprentissage du fonctionnement et de l’opération des appareils. Cela peut se faire à partir d’une mise en situation basée sur un protocole d’analyse ayant recours à un des appareils prévus au programme. L’apprentissage des connaissances relatives à cette mise en situation se fait autant à partir d’un manuel décrivant les principes de l’analyse instrumentale qu’à partir des manuels d’instruction fournis par les fabricants des appareils. Chaque équipe doit parvenir à comprendre les principes théoriques ainsi que les schémas des appareils présentés, à interpréter le protocole d’analyse et à prévoir les étapes requises pour l’exécution du protocole en laboratoire et pour l’entretien régulier et les réparations mineures sur l’appareil. Le cours vise donc à permettre à l’étudiant de se familiariser avec les appareils. Les échantillons analysés se limiteront à des contrôles et des standards ou à quelques échantillons déjà préparés, par exemple, dans le cadre du cours Toxicologie et écotoxicologie qui se donne à la même session. Il va sans dire que le cours fait appel à l’autonomie, à la capacité d’analyse et à l’esprit de collaboration des étudiants et contribue à parfaire ces habiletés. Dans ce cours le professeur devient surtout le guide privilégié des apprentissages. Il doit s’assurer de l’acquisition des contenus théoriques en lien avec les objectifs du cours avant que l’étudiant ne se présente au laboratoire.

Le suivi des apprentissages autant théoriques que pratiques peut se faire à partir du cahier de laboratoire, dont la tenue doit, à nouveau, être rigoureusement suivie et qui doit consigner autant les principes de fonctionnement et le schéma des appareils que les résultats des procédures opératoires exécutées en laboratoire.
Évaluation
A la fin du cours Analyse instrumentale 1, l’étudiant devra :
interpréter un protocole d’analyse;
connaître les appareils d’analyse instrumentale les plus fréquemment retrouvés dans les laboratoires de biotechnologie ainsi que leurs composantes :
Chromatographie Liquide à Haute Performance (HPLC)
Chromatographie en phase Gazeuse (GC)
Chromatographie Liquide couplée à un Spectre de Masse (LC/MS)
Chromatographie Liquide à Basse Pression (FPLC)
Spectrophotomètre UV/visible
Proche et moyen infrarouge
Électrophorèse capillaire
Spectrofluorimètre ;

comprendre les principes à la base de leur fonctionnement;
sélectionner les accessoires appropriés en fonction des besoins d’analyse;
connaître et utiliser les logiciels de contrôle des appareils;
calibrer les appareils;
connaître les éléments présentés dans les profils d’analyse produits par les appareils;
assurer l’entretien régulier et les réparations mineures sur les appareils.

Le plan d’évaluation devra inclure :
un ou deux examens écrits sur :
la connaissance des composantes des appareils;
la compréhension du fonctionnement des appareils;
le choix adéquat d’une méthode à partir d’un protocole d’analyse.
une évaluation sommative de la qualité du cahier de laboratoire. Le cahier devrait contenir entre autres :
la mise en situation et l’interprétation que l’étudiant en fait;
la présentation de l’appareil d’analyse à l’étude (schéma, fonctionnement, composantes, accessoires);
la procédure opératoire appliquée;
les profils d’analyse des contrôles et standards et l’interprétation des renseignements qu’ils fournissent.
On recommande aussi de procéder à une évaluation formative régulière tout au long de la session et d’en fournir une rétroaction aux étudiants;

une évaluation finale du travail en laboratoire lors d’un examen pratique portant sur la préparation, le calibrage, la programmation et l’entretien des appareils.



Médiagraphie
HARRIS, J. Quantitative chemical analysis. 6th edition. W H Freeman & col, 2002.
SKOOG, D.A., HOLLER J.F., NIEMAN, T.A. Principes d’analyse instrumentale Traduit de l’anglais par Claudine Buess-Herman et Freddy Dumont. De Boeck, 5e édition, 2003, 956 pages.

Sixième session

Formation spécifique210-675-SHTechniques immunologiques appliquées 22-3-32,67210-686-SHBioprocédés2-4-33,00210-691-SHAnalyse instrumentale 23-8-34,67210-60S-SHStages Biotechnologies0-6-12,337-21-1012,67* 420 heures-contact de la formation spécifiqueTOTAL : 91 2/3 unités* Cours donnés sur dix semaines pour permettre un stage en milieu de travail
Pour les plans-cadres de la sixième session, voir le fichier Plans-cadres_Session6.doc
* Note : À l’exception des textes ministériels, le générique masculin est utilisé ici sans aucune discrimination et uniquement pour alléger le texte.

* La section sur la formation générale est extraite du document suivant: Collège de Sherbrooke, Programme d'études en formation générale, février 2002.









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01EF Réaliser des analyses de
toxicologie et d’écotoxicologie

01EK Utiliser des cellules
dans des bioprocédés

01DF Appliquer des techniques
de biologie moléculaire

01EJ Réaliser des activités
reliées au génie génétique

01EE Réaliser des analyses
d’immunologie appliquée

01E8 Appliquer des
techniques d’immunologie

01EH Réaliser des analyses
de microbiologie appliquée

01EA Identifier des
microorganismes

01E5 Détecter des
microorganismes

01EB Utiliser des
animaux de laboratoire

01EC Cultiver des
cellules animales

01ED Cultiver des
cellules végétales

01E7 Utiliser des données
d’anatomie et de physiologie

01DZ Réaliser des analyses de
chimie organique et de biochimie
par chromatographie instrumentale

01DY Réaliser des analyses de
chimie organique et de biochimie
par spectrométrie moléculaire

01DX Réaliser des analyses de
chimie organique et de biochimie
par électrophorèse capillaire

01DW Prendre des mesures
électrométriques

01DV Prendre des mesures
physicochimiques

01EG Réaliser des analyses
de biochimie appliquée

01E4 Caractériser des
biomolécules

01E3 Identifier des
molécules organiques

01E1 Préparer des solutions

01DS Utiliser les principes
de chimie générale nécessaires
à l’interprétation des analyses



01E2 Faire le traitement
statistique des données

01DS Utiliser les outils
mathématiques nécessaires
aux analyses

01DR Interpréter les
principes de fonctionnement
des appareils

01DT Interpréter des
protocoles d’analyse

01DU Prélever
des échantillons

01E6 Assurer la gestion
des produits et du matériel

01E0 Assurer la qualité
du travail
































01DP Analyser les fonctions
de travail






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