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3DF 2010-11

Objectifs d'apprentissage de 3DF

Objectifs généraux :

  • Découvrir la biologie
  • Observer des phénomènes biologiques. Réaliser et critiquer des rapports scientifiques
  • Trouver des informations dans un ouvrage et comparer les références.
  • Organiser/Sélectionner des données pour les exploiter
  • Argumenter, Discuter, Présenter.

 

Aller directement aux objectifs de :

  1. La génétique (1e semestre)
  2. L'évolution (2e semestre)
  3. Les végétaux (2e semestre)
  4. L'écologie (2e semestre)

 

Aller vers les évaluations et leur correctif.

 

Détails des objectifs (par leçon) :

GENETIQUE

3 et 6 septembre 2010 (1) : Révisions "essentielles"

  • Enumérer les 4 groupes de molécules organiques (Lipides, Protides, Glucides, Acides nucléiques) et nommer des exemples de molécules pour chaque groupe et les principales fonctions de ces groupes.
  • Reconnaître et nommer les différentes sous-structures cellulaires (membrane, noyau, etc...). A partir de cela, déterminer l'appartenance d'une cellule aux règnes "végétal" et "animal" et au domaine des "procaryotes". Comparer ces types cellulaires.
  • Expliquer le processus de respiration cellulaire. Nommer la structure dans laquelle elle se passe.
  • Enumérer les différences entre les bactéries, les eucaryotes et les virus. Identifier les organismes vivants et les organismes non-vivants.
  • Rechercher des informations dans un livre de référence.

Ref : CAIN : Chapitres 1, 5, 6, 8

 

10 et 13 septembre 2010 (2) : Structure de l'ADN

  • Définir la structure de l'ADN. Reconnaître et nommer les différents composants d'un nucléotide.
  • Etablir les différences entre l'ARN et l'ADN (glucide des nucléotides ; usage des bases azotées), et en déduire les similitudes. A partir de cela, différencier les acides nucléiques et justifier sa réponse. Utiliser ces différences/similitudes pour résoudre un problème.
  • Définir les propriétés (= bicaténaire, antiparallélisme, complémentarité + extrémités 5' et 3') de la molécule d'ADN et les illustrer. A partir de là, identifier une erreur dans une structure proposée.
  • Définir la structure cellulaire de l'ADN tout au long du cycle cellulaire. Nommer les différents composants et définir leur nature. Enumérer et définir la nomenclature propre à ces structures (chromatine, chromatide, chromosome, etc.). Les identifier sur une photo ou un schéma. Justifier la présence de ces structures aux différentes étapes du cycle cellulaire.
  • Décrire et expliquer les principales étapes permettant d'extraire de l'ADN d'organismes vivants.

Ref : CAIN : Chapitres 5, 10, 14, (16)

 

17 et 20 septembre 2010 (3) : Mitose, Méiose et Caryotype.

  • Nommer et définir les différentes phases du cycle cellulaire (G1,S,G2,M). Définir le but/résultat de la mitose et de la méiose et déterminer les cellules concernées par ces processus cellulaire.
  • Enumérer chronologiquement les différentes phases de la mitose. Définir les principaux événements et les principales structures de chaque phase. Déterminer la phase d'une cellule à partir d'une illustration, et justifier son choix.
  • Enumérer chronologiquement les différentes phases de la méiose. Définir les principaux événements de chaque phase. Comparer la méiose à la mitose.
  • Expliquer et réaliser la procédure conduisant à l'élaboration d'un caryotype humain, déterminer les conditions nécessaires à cette expérience. Déterminer et discuter les informations pouvant être obtenues par cette expérience.
  • Trouver des informations dans un livre de référence.

Ref : CAIN : Chapitre 10

 

24 et 27 septembre 2010 (4) : Réplication de l'ADN.

  • Expliquer les différentes étapes du processus de la réplication.
  • Nommer les différents protagonistes de ce processus (ADN, Hélicase, Polymérase, etc.) et définir ses propriétés (Synthèse 5'->3', semi-conservative).
  • Situer ce processus dans le cycle cellulaire (Phase S de l'Interphase).

Ref : CAIN : Chapitres 10, 14

 

1 et 4 octobre 2010 (5) : Génétique classique (Mendel) : Introduction et monohybridisme

  • Définir les éléments essentiels à la réalisation des expériences de génétique classique. Commenter et critiquer chaque élément. Concevoir de telles expériences.
  • Identifier et définir la nomenclature se rapportant à la génétique classique (phénotype, allèle, dominant, etc.). Utiliser correctement cette nomenclature.
  • Résoudre (justifier et critiquer) des exercices mettant en pratique ces lois. Calculer ou prédire des probabilités issues des lois mendéliennes. Interpréter des statistiques à l'aide des lois mendéliennes, et identifier les limites de ces statistiques.

Réf : CAIN Chapitres 12, (13)

 

8 et 11 octobre 2010 (6) : Génétique classique : Codominance et groupes sanguins

  • Identifier les cas de codominance (ou dominance incomplète) et résoudre des problèmes s'y rapportant.
  • Définir les allèles et les phénotypes se rapportant aux groupes sanguins et au facteur Rhésus. Résoudre des problèmes de génétique classique s'y rapportant.

Réf : CAIN Chapitres 12, (13)

 

15, 18, 22 octobre et 1 novembre 2010 (7-8) : Dihybridisme, arbre généalogique et hérédité liée au sexe.

  • Interpréter un arbre généalogique et résoudre des problèmes s'y rapportant.
  • Résoudre (justifier et critique) des exercices se rapportant au dihybridisme et aux arbres généalogique.
  • Identifier la liaison de certains gènes au chromosome X et, analyser/prédire les conséquences particulières de cette liaison dans les maladies héréditaires humaines. Identifier cela comme une limite aux lois de Mendel chez certaines espèces (homme, drosophile, etc).

Réf : CAIN Chapitres 12, 13

 

5 et 8 novembre 2010 (9) : Les exceptions aux lois mendéliennes

  • Reconnaître une situation ne respectant pas les règles mendéliennes de l'hérédité.
  • Identifier les principales causes de ces aberrations. Définir sommairement ce que sont l'épigénétique, l'hérédité mitochondriale, le polygénisme, l'épistasie, la pénétrance et l'expressivité.
  • Argumenter en faveur ou à l'encontre d'une cause d'aberration, dans le cas d'une situation présentée.
  • Repérer dans un texte des arguments importants / pertinents, analyser une situation problème et résoudre/argumenter sa réponse à partir des éléments à sa disposition.

Réf : Les documents distribués en cours issus de Biologie par Campbell (Pearson 2007).

 

12 et 15 novembre 2010 (10) : Synthèse des protéines.

  • Nommer et décrire les processus cellulaires permettant la synthèse des protéines chez les eucaryotes. Nommer les structures moléculaires (enzymes, ARN, etc) permettant une telle synthèse et expliquer leurs rôles.
  • Expliquer comment la cellule utilise le code génétique pour la synthèse de ses protéines. Résoudre des exercices mettant en jeu la synthèse des protéines et le code génétique.
  • Situer dans la cellule ces processus et nommer/reconnaître les structures cellulaires impliquées.

Réf : CAIN Chapitre 15.

 

19 et 22 novembre 2010 (11) : Mutations

  • Décrire les différents types de mutation. Décrire en particulier, les mutations ponctuelles affectant la séquence codante et expliquer leurs effets sur la synthèse des protéines.
  • Identifier les principales cause des mutations génétiques et par extension les principaux moyens cellulaires pour lutter contre elles.
  • Relier les mutations au concept d'allèles.
  • Décrire le génome des eucaryotes supérieurs comme un mélange de séquences codantes (minoritaire) et de non-codantes (majoritaire) (parfois injustement appelé "junk DNA").

Réf : CAIN Chapitre 15.

 

du 27 novembre 2010 à janvier 2011 : Laboratoire sur la conjugaison bactérienne et l'antibiogramme.

  • Identifier les processus bactériens permettant l'acquisition d'un ADN "étranger" dans une bactérie. Décrire et expliquer en particulier la conjugaison bactérienne.
  • Identifier les principales applications de ces processus dans le génie génétique.
  • Décrire le fonctionnement d'un gène marqueur, en particulier les gènes de résistance aux antibiotiques.
  • Définir la sensibilité ou la résistance d'une souche de bactérie aux antibiotiques. Identifier l'intérêt médical des antibiotiques et discuter les problèmes générés par l'augmentation des résistances aux antibiotiques.
  • Réaliser une expérience de biologie moléculaire. Discuter les résultats

Réf : Feuilles distribuées en cours : extrait du CAMPBELL 2007, pp 379-382 et extraits du magasine Médecines /Sciences de Novembre 2010.

 

10 janvier 2010 au 21 janvier : Génie génétique et sélection artificielle

  • Définir les domaines d'applications, les buts, les enjeux et la réglementation relative au génie génétique.
  • Identifier les principaux problèmes que peut soulever le génie génétique, mais également les avantages qu'il procure.
  • Définir la sélection artificielle, son application et ses buts.
  • Comparer le génie génétique et la sélection artificielle, en terme d'objectifs, de temps et d'avantages/désavantages respectifs.
  • Repérer dans un texte des arguments importants / pertinents, et s'en servir pour répondre à des questions.

Réf : CAIN Chapitres 17, 18, La brochure "Génie génétique" de la fondation GenSuisse (Télécharger le PDF sur le site GenSuisse (12Mo))

EVOLUTION

24 et 27 janvier 2011 : Introduction et mécanisme d'évolution

  • Définir la notion d'évolution comme un changement, dans le temps, des populations.
  • Définir la notion de diversité génétique et son lien avec l'évolution.
  • Définir la notion d'espèce (dans le cas d'une reproduction sexuée) comme la capacité d'une reproduction efficace (sur plus d'une génération) entre deux individus.
  • Identifier les différents indices permettant de conclure à la théorie de l'évolution.
  • Définir les différents éléments (mécanismes) essentiels à l'évolution.
  • Expliquer chacun de ces mécanismes : Mutations/recombinaison ; Croisements non-aléatoires ; Flux gén(ét)ique ; Dérive génétique ; Sélection naturelle.
  • Identifier les mécanismes impliqués dans une situation proposée/donnée.
  • Illustrer le fait que l'évolution peut prendre des chemins très différents pour arriver à des résultats très similaires (-> processus adaptatif d'organismes non-liés).

Ref : CAIN : Chapitres 19, 20, 21


31 janvier et 4 février 2011 : Historique de l'apparition de la vie - les grandes étapes.

  • Définir les dates des grandes étapes de l'évolution de la vie (apparition de la vie, photosynthèse et création de la couche d'O3, apparition des pluricellulaires, conquête de la terre)
  • Définir les conditions initiales de l'apparition de la vie (atmosphère sans O2 ni O3, énergie provenant de sources volcaniques, pas de continent, etc)
  • Identifier l'impact de l'environnement sur l'évolution de la vie mais également l'inverse (p.ex avec la couche d'O3).

Ref : CAIN : Chapitre 22


31 janvier et 4 février 2011 : Fossilisation.

  • Définir et expliquer ce qu'est un fossile et les conditions permettant sa création. Par extension, identifier les différences entre un "fossile" et des ossements (p.ex).
  • Définir le type d'informations pouvant être apporté par un fossile et ce qui ne peut pas l'être. Par extension, les informations apportées par d'autres traces (os, ADN, etc).
  • Identifier les fossiles comme des "traces" partielles de l'activité ou de la présence d'organismes vivant à un moment donné sur un endroit donné.

Ref : CAIN : Chapitre 22

 

14 février au 18 mars 2011 : Evolution des hominidés.

  • Définir les différentes étapes de l'évolution des hominidés et les dates s'y rapportant.
  • Identifier les modifications morphologiques liées à l'acquisition de la bipédie.
  • Définir les genres "Australopithèque" et "Homo", nommer les principales espèces de chaque genre et situer chronologiquement ces espèces.
  • Attribuer les principales trouvailles (outils de pierres taillées, domestication du feu, rites funéraires, etc) des hominidés aux différentes espèces et situer chronologiquement ces acquisitions.
  • Identifier les crânes des principales espèces du genre Homo et les différencier des espèces d'Australopithèques.
  • Proposer et argumenter différentes explications de la disparition de l'homme de Néanderthal.
  • Critiquer les représentations des hominidés dans les médias, à l'aide des véritables preuves retrouvées.

Ref : CAIN : Chapitre 23

VEGETAUX

21 mars et 1e avril 2011 : Intoduction aux végétaux - photosynthèse, mousses et fougères.

  • Définir les éléments nécessaires et produits (H2O, CO2, Glucose, O2) ainsi que des principaux processus (phases lumineuse et obscure) de la photosynthèse. Situer ces processus dans la cellule (chloroplaste -> thylakoïdes et stroma).
  • Définir la classification des végétaux et identifier le lien évolutif de cette classification.
  • Définir et Comparer les principales caractéristiques morphologiques et reproductives des mousses et des fougères. Nommer les structures et les processus impliqués.

Ref : CAIN : Chapitres 3, 6, 26, 28, 30, 36

 

25 et 28 mars 2011 : Photosynthèse et chromatographie (expériences)

  • Démontrer expérimentalement la photosynthèse et la présence de différents pigments dans les feuilles d'épinard.
  • Présenter une expérience et ses résultats sous forme de poster.

Ref : CAIN : Chapitres 6, 28

 

4 et 8 avril 2011 : Observations de végétaux

  • Observer les principales structures anatomiques et reproductives des principaux groupes de végétaux.
  • Relier ces structures aux processus déjà étudiés en classe (photosynthèse et cycle de vie des mousses et des fougères).
  • Définir et Comparer les principales caractéristiques morphologiques et reproductives des conifères et des plantes à fleurs. Nommer les structures et les processus impliqués.

Ref : CAIN : Chapitres 3, 6, 26, 28, 30, 36

 

11 au 15 avril 2011 : Conifères et Plantes à fleurs et introduction à l'écologie

  • Définir et Comparer les principales caractéristiques morphologiques et reproductives des conifères et des plantes à fleurs. Nommer les structures et les processus impliqués.
  • Identifier la relation privilégiées qu'entretiennent les plantes à fleurs et les animaux.
  • Définir les principaux termes employés en écologie (biotope, biocénose, facteurs abiotiques et biotiques, biomes).
  • Identifier les principaux facteurs abiotiques.

Ref : CAIN : Chapitres 3, 26, 28, 30, 36, 39, 40, 41, 44, 45

ECOLOGIE

18 avril au 6 mai 2010 : Introduction à l'écologie : Facteurs (a)biotiques

  • Définir les principaux termes employés en écologie (biotope, biocénose, facteurs abiotiques et biotiques, biomes).
  • Décrire/Identifier/Illustrer les conditions d'humidité et de température moyenne des principaux biomes.
  • Décrire/Identifier/Illustrer les principaux facteurs abiotiques et leurs effets.
  • Décrire/Identifier/Illustrer les facteurs biotiques et leurs effets.

Ref : CAIN : Chapitres 39, 42


2 au 13 mai 2010 : Réseaux trophiques et cycles de la matière

  • Définir les termes suivants : Chaîne alimentaire, réseau trophique, bioamplification/bioaccumulation, producteur, décomposeur, consommateur, espèce clé-de-voute.
  • Concevoir et Interpréter des réseaux trophiques. Expliquer le cycle de la biomasse et le transfert de la matière/énergie.
  • Prédire les bouleversements induits par la disparition ou l'introduction d'une espèce, dans un réseau trophique donné.
  • Expliquer le phénomène de bioaccumulation/bioamplification des toxines dans une chaine alimentaire et reconnaître ce phénomène dans une situation présentée.
  • Décrire les différents flux et réservoirs du cycle du carbone, et en particulier la formation des énergies fossiles. Interpréter les schémas de cycles de la matière.

Ref : CAIN : Chapitres 43, 44


16 et 20 mai 2010 : Sortie sur le terrain

  • Observer un écosystème.
  • Identifier la biocénose et les facteurs (a)biotiques intervenants dans cet écosystème. Analyser l'influence de ces relations (facteurs) dans l'écosystème.
  • Concevoir et Réaliser un poster.

Ref : CAIN : Chapitres 39, 40, 42, 43, 44

 

23 et 27 mai 2010 : Couche d'ozone et effet de serre

  • Décrire/expliquer l'effet de serre et son impact écologique. Idem pour la couche d'ozone. Identifier l'origine des molécules impliquées.
  • Décrire/Prédire les effets d'une augmentation de la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère et l'augmentation de gaz destructeur d'ozone. Identifier l'origine de ces molécules et citer quelques exemples.
  • Reconnaître ces phénomènes dans une situation présentée.
  • Illustrer les effets du réchauffement climatique.

Ref : CAIN : Chapitre 45