Classe de première STL- Biotechnologies Programme de Chimie ...
Les différentes structures de l'appareil respiratoire permettent les échanges
gazeux ... communes et les particularités de chaque type d'organisation cellulaire
; ..... TD : expérience de diffusion du glucose à travers un fragment d'intestin + ...
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Classe de première STL- Biotechnologies
Programme de Chimie Biochimie Sciences du vivant
Bilan de la réflexion menée le 18 Octobre 2010
Support pour la construction de séquences
ProgrammeExemple de séquence (proposition 18 Oct)PrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésThème 1 : Les systèmes vivants présentent une organisation particulière de la matièreThème 1/ 1.1 Les organismes vivants présentent une unité et une diversitéLobservation des organismes vivants témoigne dune
biodiversité.
Les organismes vivants partagent des caractères
communs, qui permettent de les classer.Extraire et organiser des informations à partir
détudes de terrains, de ressources
documentaires et multimédia, pour :
- constater la biodiversité
- relier les caractères communs des organismes vivants à leur place dans une classification emboîtéeThème 1/ 1.2 Les organismes vivants peuvent être explorés par des techniques adaptées à chaque échelleLimagerie médicale utilise différents signaux pour explorer le corps humain.
Les structures anatomiques observables par imagerie médicale sont les os, les tissus mous et les cavités.
Les signaux, rayons X et ultrasons, interagissent avec les structures anatomiques : transmission, absorption, réflexion.Observer des clichés de radiographie aux rayons X et déchographie pour :
- annoter un schéma simplifié du principe de la technique d'imagerie ;
- mettre en relation la nature du signal et ses interactions avec la structure anatomique explorée.En microscopie, des flux de particules, photons ou électrons, permettent lobservation de structures de tailles différentes.
Le microscope photonique donne, de lobjet observé, une image agrandie ; il permet d'observer cellules et tissus.
Le microscope électronique permet dobserver des organites.
Le pouvoir de résolution caractérise les limites des objets observables au microscope optique et au microscope électronique.Observer des préparations microscopiques ou des micrographies pour :
- réaliser les réglages dun microscope nécessaires à l'observation ;
- utiliser un micromètre pour déterminer les dimensions d'un objet ;
- utiliser le grossissement ou une échelle pour estimer la taille d'un objet microscopique.Les constituants des organismes vivants ont des tailles qui diffèrent de plusieurs ordres de grandeur de l'organe à l'atome.Observer des images obtenues à l'aide de différentes techniques pour :
- situer sur une échelle d'ordre de grandeur en puissances de dix les principaux constituants des organismes vivants ;
- associer un instrument de mesure à chaque ordre de grandeur
ProgrammeExemple de séquence (proposition 18 Oct)PrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésThème 1/ 1.3. Les organismes vivants présentent différents niveaux dorganisationUn appareil intègre plusieurs organes participant au fonctionnement de lorganisme.
Les différentes structures de lappareil respiratoire permettent les échanges gazeux nécessairesExploiter des ressources documentaires, une dissection pour :
- identifier les organes de lappareil respiratoire ;
- schématiser le trajet de lair dans les voies de larbre bronchique, de la trachée à lalvéole pulmonaire ;
- expliquer les échanges gazeux au niveau de la barrière alvéolo-capillaire.Un organe est une structure dun appareil, qui assure une fonction définie.
La pompe cardiaque permet la circulation du sang entre les poumons et les autres organes.Exploiter des ressources documentaires, une dissection dun coeur pour :
- identifier les organes de lappareil cardio-vasculaire ;
- représenter sur un schéma le trajet du sang dans la circulation pulmonaire et systémique ;
- mettre en relation la structure de la pompe cardiaque avec sa fonction.Les tissus sont des organisations pluricellulaires ; différents critères permettent de les identifier.
Exploiter des ressources documentaires et observer des préparations histologiques pour :
- utiliser des critères didentification des tissus ;
- reconnaître les principaux tissus : épithélial, conjonctif, nerveux, musculaire. Thème 1/ 1.4. La cellule fonde lunité des organismes vivantsLa cellule fonde lunité du vivant.
Elle présente deux types dorganisation : cellule procaryote et cellule eucaryote. Exploiter des ressources documentaires et réaliser des observations microscopiques de cellules pour :
- observer et comparer la structure et lultra structure des cellules eucaryotes et procaryotes ;
- dégager les caractéristiques communes et les particularités de chaque type dorganisation cellulaire ;
- déterminer la taille réelle dune cellule à partir dune échelle ou dun grossissement. Peut être fait en cours ou en tp, très court mais point de départ.
ProgrammeExemple de séquence (proposition 18 Oct)PrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésThème 1 /1.5. Les molécules des organismes vivants présentent des structures et des propriétés spécifiquesLes cellules sont composées majoritairement d'eau et de molécules organiques.
Leau constitue lenvironnement des systèmes biologiques.
La solubilité des espèces chimiques dans leau dépend de leur squelette, de leur(s) groupe(s) caractéristique(s) et de leur charge.
Leau est un solvant polaire, dissociant et formant des interactions hydrogène. Exploiter des ressources documentaires ou une activité expérimentale pour :
- déterminer le pourcentage en eau et en matière organique de différents organismes vivants ;
- mettre en évidence la variabilité de la teneur en eau des organismes vivants.
Mettre en oeuvre des activités expérimentales et exploiter des ressources documentaires pour :
- justifier à l'aide d'une échelle d'électronégativité le caractère polaire d'une liaison et de la molécule deau ;
- différencier les interactions intermoléculaires : interactions électrostatiques, interactions hydrogène ;
- tester et interpréter la solubilité ou non dune espèce chimique dans leau ;
- définir les termes : hydrophile, hydrophobe, lipophile, lipophobe, amphiphile ;
- prévoir qualitativement la solubilité ou non d'une espèce simple dans l'eau. Question mobilisatrice : En quoi les propriétés de la molécule deau impactent-elles sur ses propriétés, et en particulier sur les propriétés de solvant?Présentation molécule deau
+ réactivité des molécules deau
Origine de la réactivité
Echelle électronégativé
Interaction avec dautres molécules
Prendre leau pour commencer à aborder les notions de molécules , de modèle de lewis, énergie de liaisons, les différentes liaisonsTP pouvant être « inductif » sur test solubilité et après essayer de comprendre daprès structure moléculaire donc faire relation avec structure moléculaire et introduction chauffage ??
(TP sol-gel : milieu culture agar ?)Le caractère amphiphile de certaines molécules est à lorigine de la structure en double couche des membranes biologiques Analyser la structure de quelques phosphoglycérides pour :
- repérer la chaîne carbonée hydrophobe et la partie hydrophile ;
- interpréter les associations de phospholipides en micelles et en bicouches ; - schématiser un liposome. Les molécules biologiques comportent certains groupes caractéristiques présentant des propriétés acides ou basiques.
En fonction du pH du milieu et du pKA du couple, une espèce dun couple acide/base prédomine.
Des groupes caractéristiques chargés apparaissent ou disparaissent en fonction du pH.
Les milieux biologiques sont des milieux tamponnés. Mettre en oeuvre des activités expérimentales et exploiter des ressources documentaires pour :
- reconnaître lacide ou la base dans un couple acide/base conjugué ;
- écrire quelques couples acide/base usuels relatifs à lacide éthanoïque, lacide carbonique, lacide phosphorique, lion ammonium et ceux relatifs à leau ;
- écrire léquation dune réaction acide-base à partir des deux couples acide/base mis en jeu ;
- utiliser la relation pH = - log [H3O+] ;
- mesurer le pH dune solution ou dun milieu dintérêt biologique à l'aide d'un pH mètre ;
- effectuer une analyse spectrophotométrique pour illustrer expérimentalement la prédominance de la forme acide ou basique dun indicateur coloré en fonction du pH
- identifier lespèce prédominante dun couple acide/base en fonction du pH du milieu et du pKA du couple ;
- préparer un mélange tampon ;
- mettre en évidence expérimentalement leffet tampon et ses limites. Application de notions mise en place sur la molécule deau à des molécules plus complexes.
?TP phmétrie : tp illustration
TP tampon : plutôt inductif
ProgrammeExemple de séquence (proposition 18 Oct)PrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésLes organismes vivants sont essentiellement constitués datomes de C, H, O, N, P et S.
Ces atomes sont reliés entre eux par des liaisons covalentes pour constituer des biomolécules : lipides, protéines, acides nucléiques et polyosides.
Les oses sont des polyalcools pourvus dune fonction aldéhyde ou dune fonction cétone.
Les acides aminés comportent une fonction acide carboxylique et une fonction amine.
Les acides gras comportent une longue chaîne carbonée et une fonction acide carboxylique. Exploiter des ressources documentaires, pour :
- comparer la composition élémentaire de la croûte terrestre et celles des organismes vivants ;
- localiser dans la classification périodique les atomes susceptibles de former des molécules ;
- identifier les groupes caractéristiques des fonctions suivantes : alcool, aldéhyde, cétone, acide carboxylique, amine, amide ;
- représenter la structure générique dun aldohexose, dun acide aminé et dun acide gras.
Utiliser les règles du duet et de l'octet pour :
- déterminer le nombre de liaisons covalentes que peut établir un atome avec les atomes voisins ;
- interpréter la représentation de Lewis de quelques molécules et entités ioniques présentant différents types de doublets. Certaines molécules carbonées présentent des configurations particulières dues à la présence datome(s) de carbone asymétrique(s).
Les oses des systèmes biologiques sont majoritairement des molécules de la série « D ».
Les acides aminés des systèmes biologiques sont majoritairement des molécules de la série « L ».
Certaines molécules carbonées présentent des configurations particulières dues à la présence de double(s) liaison(s). Exploiter des formules semi-développées ou des modèles moléculaires pour :
- représenter en perspective de Cram le méthane et le glycéraldéhyde ;
- représenter les deux énantiomères du glycéraldéhyde ;
- identifier les atomes de carbone asymétriques d'un ose et d'un acide aminé ;
- écrire la molécule du D-glucose en représentation de Fischer ;
- écrire les deux anomères du D-glucopyranose en représentation de Haworth ;
- identifier les groupes caractéristiques et les atomes de carbone asymétriques dans une représentation de Haworth et de Fischer ;
- représenter la double liaison C=C d'une molécule ;
- identifier des stéréo-isomères Z et E liés à la présence d'une double liaison C=C.
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésUne molécule adopte de manière préférentielle la conformation la plus stable, permise par la libre rotation autour des simples liaisons carbone-carbone.
Construire des modèles moléculaires et utiliser les outils numériques de modélisation moléculaire pour :
- représenter la conformation la plus stable de léthane, du butane et d'un acide gras à longue chaîne ;
- représenter la conformation la plus stable appelée « conformation chaise », du ²-glucopyranose. La séquence d'acides aminés, à l'origine de la structure primaire, conditionne le repliement des protéines dans l espace.
Le repliement dans l'espace constitue la structure tridimensionnelle ou structure native de la protéine.
Ce repliement est stabilisé par des interactions non covalentes (électrostatiques, hydrogène) et des ponts disulfure qui conditionnent les structures secondaires, tertiaire et quaternaire.
La structure quaternaire provient d'interactions entre chaînes polypeptidiques.
Les structures tridimensionnelles des protéines permettent la reconnaissance spécifique protéine-ligand : enzyme-substrat, antigène-anticorps, récepteur-hormone. Placer sur une échelle dénergies de « liaisons » les énergies des interactions faibles et les énergies des liaisons covalentes.
Utiliser des banques de données numériques et/ou des logiciels de modélisation moléculaire de protéines et expérimenter pour :
- retrouver la séquence d'acides aminés à partir de la formule semi-développée d'un oligopeptide ;
- mettre en relation les propriétés géométriques de la liaison peptidique et ses contraintes aux structures primaire et secondaire ;
- relier, sur un exemple, les propriétés des chaînes latérales des acides aminés à la structure tridimensionnelle ;
- mettre en évidence le rôle des conditions physico-chimiques dans le maintien du repliement des protéines (pH, température, force ionique) ;
- rendre compte à partir dun exemple de la relation existant entre séquence, conformation et activité des protéines ;
- mettre en évidence la spécificité et laffinité dans linteraction protéine-ligand.
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésThème 2 : Les systèmes vivants échangent de la matière et de lénergieThème 2/ 2.1. Lalimentation humaine doit être diversifiée pour apporter les différents nutrimentsLalimentation apporte les nutriments nécessaires à un bon fonctionnement de lorganisme.
Une ration alimentaire équilibrée couvre l'ensemble des besoins de l'organisme. Exploiter des ressources documentaires pour :
- identifier et caractériser les différents groupes daliments et de molécules (protides, lipides, glucides) ;
- identifier et caractériser les groupes de nutriments ;
- évaluer les besoins énergétiques et lindice de masse corporelle ;
- mettre en relation les besoins de lindividu avec sa ration alimentaire (sur les plans qualitatif et quantitatif) ;
- mettre en relation déséquilibre de la ration et troubles alimentaires : anorexie, obésité, carences. Question mobilisatriceEn cours (2h) :
Utilisation de plaquettes informatives grand public sur l'alimentation et la nutrition pour classer :
les grands groupes d'aliments
les grands groupes de biomolécules présents dans les groupes d'aliments
les nutriments issus de la digestion des aliments
Utilisation de plaquettes informatives grand public sur les conseils alimentaire pour 3 catégories d'individus : l'enfant, l'adulte et la personne âgée.
Les plaquettes informatives grand public sur l'alimentation ont l'avantage de présenter une information synthétique qu'il est possible d'étudier en un temps relativement court.
En TP (2h) :
- calcul de l'IMC
- Etude de courbes de croissance pour étudier les troubles alimentaires
- étude de menus équilibrés ou non
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésThème 2/ 2.2. Chez lHomme, les aliments sont dabord digérés, puis les nutriments sont absorbés et distribués par le milieu intérieur.Les aliments sont des produits complexes.
Les organes de l'appareil digestif permettent la transformation des aliments en nutriments par une succession de réactions de dégradation. Exploiter des ressources documentaires, une dissection, mettre en oeuvre une démarche scientifique pour :
- identifier les organes de lappareil digestif ;
- caractériser les phénomènes mécaniques, chimiques, enzymatiques et microbiologiques qui participent à la digestion des aliments ;
- schématiser le devenir des glucides, des lipides, des protides dans le tube digestif. Question mobilisatrice : Que deviennent les aliments que nous mangeons ?En cours :
- 2h : Etude de l'anatomie de l'appareil digestif
Anatomie de l'appareil digestif : distinguer les organes appartenant à l'appareil digestif et les glandes annexes. Trajet des aliments En général, la dissection de la souris est déjà faite en seconde
Protocole + schémas TP : dissection du rat (2h)
ou de souris pour étudier les organes de l'appareil digestif
Savoir annoter un schéma de l'appareil digestif
Savoir suivre un protocole de dissection+ savoir montrer les différents organes + sécurité-
Annoter un schéma anatomique
Cours
(1,30h
TP: 2h)- 4h
Etude de la digestion :
- phénomènes mécaniques
- phénomènes chimiques
- phénomènes enzymatiques
- phénomènes microbiologiques
But : simplification moléculaire transformation des aliments en nutriments-
-structure de l'amidon et du glucose (idem pour les autres familles de biomolécules)
-réactions de caractérisation de l'amidon et des sucres réducteurs
Thème 1.5 et 2.1
TP : Hydrolyse acide et enzymatique de l'amidon (1h)
En TD :- 2h :: Synthèse sous forme dun tableauMécanismes de la simplification des aliments en nutriments-
nom des organes et trajet des aliments,
- définition de nutriment
-notion de simplification moléculaires des aliments
- notion de spécificité enzymatiqueSuivre un protocole
organisation du temps-
réaliser un schéma dobservation scientifique
- Suivre un protocole simple
- Analyser des résultats expérimentaux
- Construire un tableau de synthèseLes réactions intervenant lors de la digestion des macromolécules sont des réactions dhydrolyse.
La vitesse des réactions chimiques et biochimiques dépend de différents paramètres ; elle traduit la vitesse de disparition d'un réactif ou d'apparition d'un produit.
Elle est liée, au niveau moléculaire, à la fréquence des chocs efficaces entre les entités chimiques.
Les triglycérides, esters d'acides gras et de glycérol peuvent être hydrolysés par voie chimique ou par voie enzymatique. Exploiter des ressources documentaires, ou une activité expérimentale pour :
- comparer des vitesses de réactions dans différentes conditions de température et de concentrations ;
- mettre en évidence la notion de catalyse chimique ;
- mettre qualitativement en évidence la notion de catalyse enzymatique ;
- identifier les groupes caractéristiques des espèces chimiques impliquées dans la réaction d'hydrolyse d'un triglycéride. Aliments vus en thème 2.1.TP cinétique de dégradation de l'amidon avec influence de la température et du pH (2h) - 2H : Hydrolyse de lamidon par lamylase en faisant varier la température
TP 2h :Introduction comparaison des hydrolyses enzymatiques et chimiques
1h Notion fondamentales dhydrolyse enzymatique
1h TD paramètre de la réaction enzymatiqueBiomolécules :
-Structure des acides gras du glycérol
-Ester
- Acide carboxylique et Indicateur de pH
Résultats expérimentaux sur linfluence des condition physiques et chimiques sur lactivité de la lipase pancréatiqueTP 2h
Définition, calcul et comparaison des vitesses Hydrolyse chimique et enzymatique
Structure Structure dun trigycéride
Réaction dhydrolyse et condensation
Vitesse moyenne de réaction
Notion de catalyseur
Hydrolyse dun ester
Calcul de
vitesse de réaction
Les produits de la digestion sont absorbés au niveau de la muqueuse intestinale et distribués par le milieu intérieur circulant.
Labsorption des oses nécessite des structures membranaires spécifiques qui permettent un transport actif du glucose.
Le transport des lipides nécessite lassociation à des protéines dans les lipoprotéines. Exploiter des ressources documentaires pour :
- mettre en relation la structure de lépithélium intestinal avec sa fonction dabsorption ;
- expliquer les modalités de labsorption du glucose ;
- mettre en relation la polarité des molécules avec les modalités de leur distribution dans le milieu intérieur. Absorption des nutriments
-Histologie de l'appareil digestif
- absorption du glucose contre un gradient de concentration : explications chimiques et cellulaire
- transport des lipides
Savoir utiliser le microscopeSchémas
et photos microscopie électronique-TP : observation microscopique de lames de villosités intestinales (1h)
TD : expérience de diffusion du glucose à travers un fragment d'intestin + transport actif (1h)
En TP 2h
Phénomène de dialyse et dosmose
Td 2
Légender et analyser un schéma de lépithélium intestinal et de lentérocyte- Épithélium simple , surface d'échange importante facilite l'absorption
- transport actif du glucose contre un gradient de concentrationRéglage du microscope, choix d'un champ
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentairesHoraireConnaissancesCapacitésThème 2/ 2.3. Les cellules puisent les nutriments dans leur environnement pour former et renouveler leurs constituants.La membrane cellulaire est le siège déchanges avec le milieu extracellulaire.
Les nutriments peuvent franchir la membrane plasmique par diffusion simple ou à l'aide d'un transporteur Mettre en oeuvre des activités expérimentales et exploiter des ressources documentaires pour :
- identifier le phénomène dosmose.
Exploiter des ressources documentaires, pour :
- mettre en relation le phénomène dosmose avec les propriétés des membranes hémiperméables ;
- caractériser les différents types déchanges transmembranaires. Thème 2/ 2.4. Le maintien en équilibre dynamique des paramètres physiologiques assure la stabilité du milieu intérieur
Les liquides de l'organisme sont compartimentés et échangent de la matière.
Le sang et la lymphe diffèrent par leur composition et leurs fonctions.
.
Exploiter des ressources documentaires, pour :
- identifier les différents compartiments liquidiens ;
- établir les relations anatomiques et fonctionnelles entre circulation sanguine et circulation lymphatique.
Observer au microscope des frottis fixés pour :
- reconnaître les différentes cellules sanguines ;
- nommer les principaux types de cellules sanguines. Le rein, par la formation de lurine, participe à lélimination de déchets de lorganismeÀ partir dune dissection d'un rein, de lobservation de coupes histologiques, exploiter des informations pour :
- mettre en relation lorganisation anatomique du rein avec ses fonctions de filtration, réabsorption, sécrétion et excrétion.
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentairesHoraireConnaissancesCapacitésThème 3 - Les systèmes vivants maintiennent leur intégrité et leur identité en échangeant de linformation Thème 3/ 3.1 Un système vivant est un système de communication intégré Un système de communication est fondé sur la production dun message codé par un émetteur, transporté jusquà un récepteur.
Les cellules peuvent communiquer par voie nerveuse et hormonale Exploiter des ressources documentaires pour :
- mettre en évidence lexistence des voies de communication nerveuse et hormonale ;
- définir les caractéristiques communes à ces deux voies. Thème 3/ 3.2 Les systèmes vivants utilisent deux grandes voies de communication La communication nerveuseQuestion mobilisatrice : Comment expliquer la vitesse de réaction dun reflexe?La communication nerveuse est caractérisée par
la propagation dun signal au niveau des neurones.Exploiter des ressources documentaires et mettre en oeuvre des activités expérimentales pour :
identifier les centres nerveux et les voies
afférentes et efférentes
mettre en relation les caractéristiques
cytologiques des neurones avec leurs fonctionsSéance 1 : Anatomie le système nerveux:Au travers d'un exercice sera abordée la notion de structure du système nerveux : système nerveux central, système nerveux périphérique
ððSchéma anatomique à compléter
- De là, la structure du neurone sera traitée
ððObservation microscopique d une coupe de neurone, schéma à annoterCT/CL
Organe/ cellule
Imagerie
Coloration
Savoir légender (propreté du tracé, précision de la flèche, terminologie exacte)
Schéma anatomique
Coupe microscopiques
Photos dimagerie
Modèle 3D
VidéoLégender un Schéma anatomique
Observation microscopique dune coupe de neurone, schéma à annoterAxone et corps cellulaire, gaine de myéline, en lien avec Substance blanche et substance grise,
Conduction, vitesse de propagation
Faire le lien entre lobservation et linterprétation
Savoir représenter (faire le lien entre une image et sa représentation schématique)
Cibler les éléments structuraux caractéristiques de lorgane ou de la structure.
Repérer, sur une image ou sur une coupe, les éléments déterminant une structure
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentairesHoraireConnaissancesCapacitésCe signal se propage sous forme de potentiels
d'action.
La fréquence d'émission des potentiels d'action
constitue le codage du message.
mettre en relation la fréquence d'émission des
potentiels daction avec la variation dun
paramètre au niveau des récepteurs spécifiques.
expliquer les mécanismes de propagation et de
transmission des potentiels daction.Séance 2 : Mise en évidence du centre nerveux et des voies de conduction de l'influx nerveux dans l'élaboration d'un réflexe- Exercice mettant en évidence le centre nerveux médullaire à l'origine du réflexe myotatique (grenouille décérébrée, étude de cas clinique avec lésion de moelle épinière...)
- Exercice de section des racines antérieure et postérieure de la moelle épinière mettant en évidence les voies afférentes et efférentes.* Echanges membranaires, polarité, transporteurs : cf. partie 2.3
* documents : tableau avec différents types (localisation) de lésion
TD analyse des différents cas afin de déduire lorigine médullaire du réflexeNotion de communication nerveuse
Analyse de documents, démarche scientifique1H30Structure neurone /
Logiciel nerf ?
Logiciel exao reflexe myotatiqueExploitation documents- mise en évidence réflexe myotatique par EXAOVoies afférentes, voies efférentes
Les centres nerveux.Savoir interpréter des sections ou de stimulations de nerfs
Construire boucle reflexe ou pas
2-3HSéances 3 :et 4 :Le potentiel d'action : genèse et propriétés - Exercice mettant en évidence le codage des potentiels d'action en fréquence
úðnotion de stimulation infraliminaire, liminaire, de loi de tout ou rien : donc impossibilité de coder l'intensité de la stimulation en augmentant l'amplitude du PA
úðFaire réfléchir sur le moyen de coder l'intensité de la stimulation, exercice d'application sur la fréquence des potentiels d'action en fonction de l'intensité du stimulus.
- Mécanisme moléculaire du potentiel d'action mis en évidence sous forme inductive
il semble nécessaire de traiter le mécanisme moléculaire du PA, pour expliquer la propagation du PA, cependant ceci n'est pas clairement explicité dans le programme.
- Propagation du potentiel d'action au travers d'exercicesStructure dun neurone, transports membranaires
Utilisation dun oscilloscopeLogiciel NerfC
Documents- Utilisation du logiciel
- Exercices
- TP : axone géant de calmar + oscilloscope (stimulation infra/supraliminaire, loi du tout ou rien, période réfractaire, effet de la concentration en sel sur le PA)Caractéristiques du PAUtilisation de lordinateur
Analyse de documents
Mesure dun signal4hNotion de fréquence
échange membranaire
Transport actif et passfAugmentation de la stimulation du genou donne toujours le même mouvement.
exercice d'application sur la fréquence des potentiels d'action en fonction de l'intensité du stimulus.
Stimulation infraliminaire, limianaire loi tout ou rien
Période réfractaire.
Mécanimes moléculaires
Propagation proche en proche ou saltatoire.
Savoir interpréter des résultats expérimentaux.
Calcul de fréquence ?
Légender un PA
Savoir expliquer lorigine ionique dun PA.4h
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentairesHoraireConnaissancesCapacitésSéance 4 : les synapses La transmission du message d'une cellule à l'autre
nécessite une structure particulière appelée
synapse. caractériser le fonctionnement dune synapse
biochimique
- Anatomie de la synapse
- Exercice mettant en évidence le sens de la transmission synaptique et la notion de neurotransmetteur.
- mécanisme de transmission du potentiel d'action au niveau de la synapseStructure dun neurone, cellule excitable (cellule musculaire)Schéma dune synapse
Documents
Légender le schéma
TDFonctionnement de la transmission synaptiqueAnalyse de documents2HStructure celluleExercice mettant en évidence le sens de la transmission synaptique et la notion de neurotransmetteur.Anatomie synpase + fonctionnement.Legender synapse
Expliquer fonctionnement à partir de schéma.2hSYNTHÈSE ð
èðConstruire au fur et à mesure des connaissances acquises, un schéma mettant en évidence le fonctionnement du réflexe myotatique et mettre en évidence les caractéristiques de ce réflexe à partir des connaissances acquises (3.3. correspond donc à la conclusion de cette partie)
logiciel d'exploration (ExAO)
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources *
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoraireConnaissancesCapacitésØðLa communication hormonaleQuestion mobilisatrice :La communication hormonale est caractérisée par la libération d'une molécule en réponse à un stimulus.
Exploiter des ressources documentaires pour :
- définir une hormone, une glande endocrine et un organe cible ;
- mettre en relation la variation d'un paramètre physiologique avec la sécrétion d'un messager hormonal ;
- mettre en relation la réception d'un messager hormonal avec la modification d'une activité cellulaire. Séance 1 : Caractéristiques de la communication hormonale- A partir d'un texte sera abordée la notion d'hormone, d'organe endocrine et organe cible :
Réaliser un schéma présentant le lien entre ces différents éléments.
Confirmer que le seul lien unissant ces éléments est le sangUne hormone est une molécule libérée en petite quantité qui agit spécifiquement sur des cellules-cible.
Séance 2 : Mise en évidence des organes ciblesA partir d'un schéma présentant la vascularisation du foie et de l'intestin grêle et d'une manipulation présentant l'expérience du foie lavé : monter que le foie est un des organes cibles des hormones intervenant dans la régulation de la glycémie
A partir d'exercices, mettre en évidence les autres organes cibles intervenant dans la régulation de la glycémieLe mode daction des messagers hormonaux dépend de leur nature biochimique : peptide, stéroïde, dérivé d'acide aminé.Séance 3 : Codage en amplitude et mode d'action des hormones - exercice mettant en évidence le codage en amplitude (étude de courbes)
- A partir de la nature biochimique des hormones (peptidique ou stéroïdienne) et de la connaissance de l'organisation de la membrane plasmique en bicouche de phospholipides, réfléchir sur le moyen d'action possible de ces hormones sur leur organe cible
ððdonner des documents présentant les hormones, repérer les fonctions chimiques, la liposolubilité ou l'hydrosolubilité & ..
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources*
ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentaireshoaireConnaissancesCapacitésLes communications hormonale et nerveuse sorganisent en boucles de régulation.
La régulation de la glycémie nécessite un échange dinformations entre organes et cellules par voie hormonale.
L'hyperglycémie et l'hypoglycémie sont des écarts de la concentration en glucose dans le sang avec la valeur de consigne.
Les cellules pancréatiques détectent l'écart entre la valeur de la glycémie effective et la valeur de consigne et sécrètent l'insuline ou le glucagon.
Les organes-cible, le foie, les tissus adipeux et musculaires déclenchent des actions correctives en vue de ramener la glycémie à la valeur de consigne.
Les diabètes sucrés sont des pathologies caractéristiques d'un dysfonctionnement de la boucle de l'insuline. Exploiter des ressources documentaires pour :
- comparer la glycémie effective d'un résultat d'analyse médicale à une valeur de référence ;
- schématiser une boucle de régulation de la glycémie ;
- mettre en relation la correction de l écart avec les effets des messages hormonaux sur les structures cibles ;
- distinguer les diabètes de type 1 et 2. SYNTHÈSEèðConstruire au fur et à mesure des connaissances acquises, un schéma mettant en évidence la boucle de régulation de la glycémie : cas d'une hypoglycémie, cas d'une hyperglycémie.
Remarque : la communication hormonale chez les végétaux à mettre en evidence à partir d'un texte
ProgrammeExemple de séquencePrérequisRessources * : ActivitéObjectifs en terme de connaissances fondamentaleObjectifs en terme de savoir faire élémentairesHoraireConnaissancesCapacitésThème 4 - Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de linformation génétiqueThème 4/ 4.1 Les propriétés informatives de lADN sont liées à sa structure Question(s) mobilisatrice(s) :
Comment apparaissent de nouveaux phénotypes ? Peuvent- ils se transmettre ? Quel est le vecteur de cette transmission ? Quelle est sa localisation cellulaire ?
Pour approfondir :
Quelle est la structure tridimensionnelle de cette molécule? Quobtient-on en la soumettant à une hydrolyse ménagée ? Quels sont ses constituants élémentaires ? Quelles sont les liaisons impliquées ? Quelles propriétés en résultent ?
Comment une telle molécule peut-elle porter linformation ?Un nucléotide de l'ADN est constitué d'une base azotée, d'un désoxyribose, et d'un groupement phosphate.
Structure primaire de l'ADN, la séquence orientée des nucléotides constitue le support de l'information.
Les interactions hydrogène entre les bases azotées permettent l'association de deux brins complémentaires en double hélice. Exploiter des résultats des expériences historiques de Griffith, Avery, Hershey et Chase pour :
- déduire limportance de lADN dans lacquisition de phénotypes nouveaux : notion de principe transformant.
Exploiter des ressources documentaires pour :
- identifier les constituants de lADN ;
- établir la séquence complémentaire d'une séquence désoxyribonucléotidique donnée. Mots clés :
Phénotype, gène, génôme, allèle, mutation
ADN, acide nucléique, nucléoside, nucléotide, base azotée, base purique, base pyrimidique, séquence
- stabilité, symétrie, variabilité, flexibilité - En classe de 3ème : notions despèce, de caractère héréditaire, dallèle et de reproduction sexuée associées aux chromosomes et au brassage génétique ; luniversalité de la molécule dADN est établie ainsi que sa localisation dans le noyau cellulaire. Les aspects moléculaires ne sont cependant pas abordés.
- En classe de 2de structure de lADN, double hélice constituée de nucléotides dont on peut identifier lenchaînement par séquençage. Lexistence de mutants (phénotype) traduit des variations (mutations)
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