1 2 PRÉFACE L’élaboration du présent fascicule s’inscrit dans le souci d’aboutir à un attirail pratique, fiable et efficace pour guider les démarches didactiques des enseignants dans leur enseignement des Sciences de la Vie et de la Terre (SVT) en 3ème année des sections internationales du secondaire collégial au Maroc Option langue Française, ayant opter pour le choix d’utiliser le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT - Collection Univers. Ce guide facilitera aux professeurs les tâches d’inventorier de manière harmonieuse et concise, en référence aux orientations et programmes officiels, les objectifs d’apprentissage à réaliser avec les apprenants, notamment les savoirs scientifiques (notions et concepts) et les savoirs-faire (capacités et habilités pratiques) ; de planifier les leçons et de construire pertinemment les situations d’enseignement-apprentissage et les mettre en application en classe ; de bien structurer aisément les résumés des cours ; et de procéder objectivement à des soutiens et renforcements pédagogiques fondés sur une approche d’évaluation formative formelle mettant en œuvre des instruments spécifiés de mesure et de vérification des apprentissages (Évaluation formative instrumentée). Par ailleurs, l’impact positif de ce guide, s’étend aussi bien évidement, d’une part à la question de gestion du temps en classe en ayant bien focalisé les objectifs d’apprentissage et en disposant de documents de cours convenablement choisis et construits ; et d’autre part, à la pratique évaluative continue à caractère sommatif des apprentissages, et à ses résultats. Le guide, conformément à la conception du Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT - Collection Univers, comprend quatre composantes essentielles : La première présente les objectifs spécifiques et la répartition officielle des contenus du programme scolaire, la deuxième donne une présentation des deux types de documents constituant le livre ; la troisième éclaircie le mode d’utilisation de chaque document de cours et affiche ses complétions à ajouter par les élèves en situation de classe ; et la quatrième illustre la méthodologie à suivre dans l’exploitation des activités spécifiées à la vérification des apprentissages permettant le soutien et le renforcement pédagogiques. Nous espérons ainsi, répondre à l’attente des professeurs des SVT exerçant dans le secondaire collégial du système éducatif marocain, en matière du mode d’utilisation du Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT Collection Univers ; et ayant trouvé dans ce livre le bon moyen pour assurer un meilleur enseignement-apprentissage des SVT. Auteurs Edition : Dar Nachr El Maarifa ISBN : 978-9954-693-96-4 Edition : 2021 © Tous droits réservés Il est illégal de reproduire une partie quelconque de ce livre sans autorisation de la maison d’édition. Toute reproduction de cette publication, par n’importe quel procédé, sera considérée comme une violation des droits d’auteurs. SOMMAIRE Préface...................................................................................................................... 02 Sommaire................................................................................................................. 03 Objectifs spécifiques et répartition du programme des SVT de 3ème AC.............. 04 Objectifs spécifiques .......................................................................................... 04 Objectifs attribués à la 1ère Unité du programme ........................................... 04 Objectifs attribués à la 2ème Unité du programme ......................................... 04 Objectifs attribués à la 3ème Unité du programme ......................................... 05 Répartition du programme des SVT de 3ème AC ............................................... 06 Présentation des types de documents du livre de 3ème AC............................. 07 Mes documents de cours ................................................................................... 07 Destination d’emploi ......................................................................................... 07 Illustration .......................................................................................................... 07 Mes documents pour activités de vérification des apprentissages, de soutien ou renforcement pédagogiques .................................................... 08 Destination d’emploi ......................................................................................... 08 Illustration .......................................................................................................... 08 Comment utiliser les documents de cours, et leurs complétions ................ 09 Consignes générales d’utilisation .................................................................... 09 Consignes particulières d’utilisation des documents, et leurs complétions ..... 11 Comment exploiter les activités de vérification des apprentissages et permettant le soutien et le renforcement pédagogiques .............................. 60 Définitions du soutien pédagogique et de quelques concepts qui lui sont liés ..... 60 Planning annuel de passation des évaluations formatives instrumentées et du soutien et/ou renforcements pédagogiques ............................................... 63 Comment procéder au soutien et au renforcement pédagogiques .............. 64 Solutionnaire des activités de vérification des apprentissages .................. 68 Bibliographie........................................................................................................... 87 4 Objectifs spécifiques et répartition du programme des SVT de 3ème AC Objectifs spécifiques Objectifs attribués à la 1ère Unité du programme Thème de l’unité : Les fonctions de nutrition chez l’Homme et l’éducation nutritionnelle L’enseignement de la 1ère unité du programme vise à ce que l’élève arrive à : Mettre en exergue les interactions entre l’organisme et le milieu extérieur à travers les échanges permettant aux cellules d’accomplir leurs rôles. Construire une conception de complémentarité entre les diverses fonctions de nutrition chez l’Homme, la digestion, la respiration, la circulation et l’excrétion, dans la mesure où le fonctionnement de l’organisme repose sur les activités de cellules spécialisées qui doivent être alimentées continuellement en matière et en énergie, et débarrassées des déchets et des substances toxiques. Développer une pensée scientifique en mobilisant une démarche d’investigation scientifique. S’approprier des valeurs et des attitudes positives à l’égard de la santé de son propre organisme et des organismes d’autrui. Objectifs attribués à la 2ème Unité du programme Thème de l’unité : Les fonctions de relation chez l’Homme L’enseignement de la 2ème unité du programme vise à ce que l’élève arrive à : Mettre en exergue les interactions entre l’organisme et le milieu extérieur assurées par les systèmes nerveux et musculaire. Construire des modèles explicatifs de la sensibilité consciente, de la motricité volontaire et du réflexe médullaire. Adopter des démarches d’investigation scientifique dans l’étude des fonctions des systèmes nerveux et musculaire. Développer les capacités de manipulation, d’expérimentation et d’observation. Développer une attitude consciente envers la santé des systèmes nerveux et musculaire. Construire une conception de complémentarité entre les fonctions de nutritions et celles de relation, telle complémentarité nécessaire à l’intégrité fonctionnelle de l’organisme. 5 Objectifs attribués à la 3ème Unité du programme Thème de l’unité : L’immunologie L’enseignement de la 3ème unité du programme vise à ce que l’élève arrive à : Prendre connaissance des microorganismes et de leur classification à partir d’observations microscopiques réelles de certains microbes d’eau stagnante, et d’observations de préparations microscopiques commerciales et de microphotographies d’autres exemples de microbes. Corriger ses attitudes vis-à-vis des microorganismes en distinguant entre les microbes pathogènes et ceux non pathogènes. Prendre connaissance des types de réponses immunitaires à partir d’observations et de d’analyses d’expériences permettant de construire le concept du soi et du non soi. Prendre connaissance des moyens de renforcement du système immunitaire, de certaines formes de dérèglement de ce système, et de problèmes immunologiques. Développer une attitude consciente et responsable envers la santé du système reproducteur. 6 Répartition du programme des SVT de 3ème AC Semestre Contenu 1. Les aliments Premier semestre 2. Les fonctions de nutrition Unité 1 : Les fonctions de nutrition chez l’Homme et l’éducation nutritionnelle 3h 2-2. L’absorption intestinale. 1h 2-3. Les carences alimentaires. 2-4. Les rations alimentaires. 2-5. Hygiène de l’appareil digestif. Évaluation et Soutien pédagogique 3. La respiration 4h Deuxième semestre 3h 5h 1h 1-3. Les réflexes médullaires. 4h 1-2. La motricité volontaire. 1h 1-4. Hygiène du système nerveux. 1h 2. Le système musculaire 2-1. Rôle du muscle squelettique. 2h 2-2. Structure et caractéristiques du muscle squelettique. 1h 2-3. Hygiène du système musculaire. 1h 5h 2h 1. Les microbes (Microorganismes) 2. L’immunité naturelle 3. L’immunité spécifique L’immunologie 1h 1-1. La sensibilité consciente. Évaluation et Soutien pédagogique Unité 3 : 1h 5h 4. Le sang et la circulation chez l’l’Homme 1. Le système nerveux chez l’Homme 2h 3h Évaluation et Soutien pédagogique de relation 2h 3-1. La respiration chez l’Homme. 5. L’excrétion urinaire chez l’l’Homme Les fonctions 2 2-1. La digestion (digestion mécanique et digestion chimique). 3-2. Hygiène de l’appareil respiratoire. Unité 2 : Durée 2h 3h 4. Dérèglements du système immunitaire 2h 5. Hygiène de l’appareil reproducteur. 1h (les allergies, le SIDA) 6. Des problèmes immunologiques (la transfusion sanguine) Évaluation et Soutien pédagogique 1h 5h Source : Note ministérielle N° 132, du 20/9/2011 7 Présentation des types de documents du livre de 3ème AC Le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT – Collection Univers comprend deux types de documents. Le premier type intitulé «Mes documents de cours», et le second «Mes documents pour activités de vérification des apprentissages, de soutien ou renforcement pédagogiques». Mes documents de cours Destination d’emploi Il s’agit de documents à utiliser en situations d’enseignement-apprentissage, et dans la structuration des résumés de cours. Illustration Indication de l’unité du programme, et son rang dans la répartition du programme Unité 1 Titre ou thème de l’unité LES FONCTIONS DE NUTRITION CHEZ L'HOMME ET L’ÉDUCATION NUTRITIONNELLE Titre de la sous-unité (ou du chapitre) Les aliments, les carences et les rations alimentaires Mes documents de cours : Titre de la section du 1er type des documents du livre Les aliments : Document 1 Tableau présentant des réactifs et des tests de mise en évidence de certains aliments. Aliments Glucose, Lactose… Organiques Glucides Résultat positif Précipité rouge brique Eau iodée Coloration bleue foncée Amidon Cadre de découpage du document par l’élève Protides Acide nitrique Coloration jaune Lipides Frottement contre du papier Tache translucide qui ne disparait pas sous réchauffement Gouttelettes d’eau sur la paroi du tube à essais Précipité blanc qui noircit à la lumière Réchauffement dans tube à essais Eau Minéraux Réactif ou test Liqueur de Fehling + réchauffement jusqu’à bouillonnement Sels minéraux Chlorures Nitrate d’argent Sels de Calcium Oxalate d’ammonium Précipité blanc Tableau ...... : ............................................................................................................................................................... Document 2 Figures illustrant les préparations des filtrats du pain et du lait. Contenus des documents : Entonnoir contenir des cases spécifiées aux conclusions et/ou commentaires à ajouter par les élèves. Titres inscrits ou à ajouter par les élèves, et à numéroter selon la place du document dans le cours et son résumé. Acide acétique Papier filtre • Figures et tableaux pouvant Titres des documents : Bécher Document 13 Figures montrant la circulation sanguine dans l’organisme chez l’Homme, et sa représentation schématique simplifiée. Lait Pain + Eau distillée Filtrat du pain Figure ...... : cerveau Filtrat (petit lait) ..................................................... Figure ...... : Lait coagulé (Lait caillé) ..................................................... veinule artériole 5 veine (cave) capillaires • Schémas bilans clôturant foie sang riche en oxygène certaines sections pour synthèse des acquis et favoriser leur mémoration. artère veine Circulation pulmonaire Circulation générale muscle sang pauvre en oxygène Exemple de document : Schéma bilan (synthèse) Unité 1 Exemple de documents : Figures contenant des cases spécifiées aux conclusions et/ ou commentaires à ajouter par les élèves B C Rein : - Passage des déchets dans les reins Intestin grêle : - Passage des nutriments (glucose, acides aminés…) dans le sang Muscle et autres organes : - Passage du O2 et de nutriments dans l’organe - Rejet du CO2 dans le sang Figure ...... : ............................................................................................................................................. Bécher Bain Marie 65 Glace (0°C) avec Liqueur de Fehling (B) Analyse des résultats ............................................................................................................................................................................................................ Conclusion (D) (A) (B) (C) (D) ............................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................................ Figure ...... : .............................................................................................................................................................. Document 2 Figure montrant schématiquement l’action de l’amylase salivaire sur l’amidon. ........................ amidon Sang riche en O2 et pauvre en CO2 Sang pauvre en O2 et riche en CO2 D (A) (C) Artère Veine 37°C Résultats des tests réalisés sur les contenus des tubes A, B, C et D après 20 minutes avec Eau iodée .............. Poumon : - Passage du O2 dans le sang - Rejet du CO2 dans l’air alvéolaire Cerveau Mes documents de cours : A ........... 2 Autres organes Figure ...... : ..................................................................... Cœur Tube A : Empois d'amidon Tube B : Empois d'amidon + salive fraiche Tube C : Empois d'amidon + salive bouillée Tube D : Empois d'amidon + salive fraiche à T= 0°c Cerveau Document 14 Document présentant un schéma de synthèse portant sur le système circulatoire et les principaux échanges entre le sang et les organes de l’organisme chez l’Homme. La digestion La digestion : Cœur Muscles Figure ...... : ......................................................... LES FONCTIONS DE NUTRITION CHEZ L'HOMME ET L’ÉDUCATION NUTRITIONNELLE Document 1 Document illustrant l’expérience de la digestion de l’amidon in vitro, et permettant d’amorcer l’approchement du concept de digestion chimique et d’en déduire la notion d’enzyme. (à compléter conjointement avec la réalisation de l’expérience et l’observation des résultats) .............. 4 poumon rein intestin Poumon 1.............. 3 .............. .............. artère (aorte) ............................ ............................ Titre de présentation du document de cours, et son rang parmi les documents de la section : destiné au professeur et pouvant intégrer une consigne d’emploi. Figure ...... : .................................. .......................................................... .......................................................... .......................................................... = action de l'amylase 25 8 Mes documents pour activités de vérification des apprentissages, de soutien ou renforcement pédagogiques Destination d’emploi Il s’agit de documents constituant des instruments de mesure présentés sous forme d’activités à utiliser pour la vérification des principaux apprentissages envisageables dans l’enseignement des sous unités du programme scolaire, en vue d’identifier les lacunes et les difficultés des élèves relativement à une partie déterminée du programme. Les résultats de l’application de ces instruments aux élèves devront permettre au professeur de procéder de façon objective à des soutiens et renforcements pédagogiques avant la passation des devoirs surveillés du contrôle continue lié à l’évaluation sommative. A ce type de documents, et au verso de la première des feuilles consacrées aux activités de vérification des apprentissages, est joint pour chaque série d’activités dans le Livre, un autre genre de document. Il s’agit de tableaux spécialement élaborés pour le dépouillement des appréciations de correction des réponses individuelles des élèves aux questions des activités de vérification des apprentissages. Illustration Titre de la section du 2ème type des documents du livre. Mes documents pour activités de vérification des apprentissages, de soutien ou de renforcement pédagogiques : Activité 1 Répondre aux propositions suivantes par vrai ou faux en mettant une croix dans la case qui convient. Propositions Vrai Faux - Le sang total est constitué d’hématies et du plasma. Titre indicatif d’une activité de vérification des apprentissages, et son rang parmi les activités de la section. Ligne de découpage par l’élève de la feuille des activités Items ou questions de l’activité : Chaque item renvoie à une notion ou groupe de notions, concept, capacité, habileté ou parfois à l’expression d’une attitude ou prise de position, et cela parmi les principaux objectifs d’apprentissage relevant de l’enseignement d’une sous unité du programme. - La lymphe amène l’oxygène vers le sang pour le distribuer aux cellules. - Le cœur est un muscle creux comportant quatre cavités. - Les veines pulmonaires amènent le sang oxygéné à l’oreillette gauche. - Le sang pauvre en dioxygène passe dans les veines. - Les capillaires sont des artéres qui amènent le sang vers le cœur gauche . - Les valvules assurent le sens unique de la circulation du sang à l’intérieur du cœur. Activité 2 Le document suivant illustre la relation entre le sang, la lymphe et les cellules de l'organisme . 1 - Compléter la légende du document. 2 - Déduire l’origine de la lymphe. .............................................................................................................. .............................................................................................................. .............................................................................................................. 3 - Relever le rôle du sang et de la lymphe, évoqué par le document. .............................................................................................................. .............................................................................................................. .............................. .............................. .............................. .............................. : Plasma. : ................. : ................. 4 - Montrer à l’aide d’un schéma simple associant des mots, des flèches et des réactions chimiques, comment chaque hématie assure de manière répétée l’approvisionnement des cellules de l’organisme en oxygène. Le document (1) ci-contre présente, schématiquement et en désordre, des moments différents du cycle cardiaque. Doc. 1 1 - Appuyé par tes connaissances et un visionnement d’une ressource Activité 3 audio-visuelle appropriée portant sur l’activité cardiaque : a) Préciser sur le document chacun de ces moments. b) Classer ces moments dans l’ordre convenable. ........................................................................................................................... (a): ............................. (b): ............................. ........................................................................................................................... c) Identifier l’étape du cycle cardiaque non représentée dans le document, et présenter la au moyen d’un schéma simple dans la case vide. (c): ............................. 67 Appréciations de correction des activités de vérification des apprentissages Nom de l’élève : ........................................................................... Unité 1 Appréciation de correction des réponses vrai Faux Activité 1 Activité 2 Remarques particulières du professeur ....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... 1 ....................................................................................... 2 Espaces vides réservés à la rédaction des réponses par l’élève aux items de l’activité Une nouvelle activité visant la vérification des apprentissages non recouverts par les autres activités de la même section Titre du tableau de dépouillement des appréciations de correction Emplacements consacrés à l’inscription du Nom et de la Classe de l’élève ........................................................................................ ....................................................................................... 3 ....................................................................................... ....................................................................................... 4 1 Sans réponse ....................................................................................... (Connaissances fondamentales liées à la circulation sanguine) ........................................................................................ a) ....................................................................................... b) ....................................................................................... c) ....................................................................................... ....................................................................................... ........................................................................................ ....................................................................................... 2 ........................................................................................ ....................................................................................... 3 ....................................................................................... ........................................................................................ 4 5 Classe : 3ème A.C : ...................... Sous unité : Le sang et la circulation sanguine Questions Activité 3 Tableau de dépouillement des appréciations de correction des activités de vérification des apprentissages .............................. .............................................................................................................. Items Indications de l’unité et de la sous unité du programme concernées par la vérification des apprentissages Cadre de l’activité - L’hémoglobine est responsable du transport des gaz respiratoires. ....................................................................................... a) ....................................................................................... b) ....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... c) ....................................................................................... ....................................................................................... d) ....................................................................................... 68 9 Espaces consacrés à l’inscription par le professeur de remarques ou observations particulières sur les réponses de l’élève Comment utiliser les documents de cours, et leurs complétions Consignes générales d’utilisation Pour une meilleure utilisation des documents de cours du Livre de 3ème AC de documents pour apprendre les SVT, l’exploitation des documents doit être encadrée par tout un ensemble de considérations et de principes didactiques que nous formulons comme suite : L’emploi des documents ne doit pas remplacer le recours aux observations réelles, ou par le biais de ressources numériques, des phénomènes naturels et du matériel biologique ou géologique, De même pour la réalisation des expériences et des manipulations importantes et susceptibles d’être effectuées en classe. Dans le livre, ces documents de cours constituent des documents individuels, en ce sens qu’ils représentent des documents mis à la disposition de chaque élève de façon individualisée pour s’en servir en situations d’enseignementapprentissage, et dans la structuration des résumés de cours. Dans cette optique, pour une meilleure exploitation didactique, le professeur, pour la majorité de ces documents, doit disposer de documents similaires qualifiés de documents collectifs (documents numériques, figures reproduits sur tableau…), qu’il doit présenter à l’ensemble de la classe, en premier lieu, en phase de présentation et de premières lectures de ces documents avant l’engagement des élèves dans le travail effectif d’exploitation des documents ; et en second lieu, en étape de synthèse et de correction collective des productions des apprenants. Pour tous les documents, avant de s’engager dans l’exploitation effective d’un document, le professeur est censé de procéder en premier lieu à une présentation aux élèves de ce document, puis leurs permettre de faire une lecture première personnelle leurs permettant une intériorisation des éléments et du contenu de ce document et une préparation à son exploitation. Pour les documents composites et sollicitant des efforts de réflexion importants (des démarches de raisonnement scientifique) et la réalisation de taches enchaînées (émettre des hypothèses, proposer une ou série d’expériences, analyser et commenter les résultats de plusieurs manipulations, formuler des conclusions et des synthèses…), il est plus commode d’inviter les élèves à exploiter ces documents en situation de «travail en groupe». Par cette manière d’enseigner, le professeur manœuvre une «pratique d’enseignement investigative» dans laquelle 10 il constitue auprès des élèves «une communauté de validation». Une telle pratique favorise convenablement, selon certains spécialistes socioconstructivistes (Piaget, Vygotsky…), le développement cognitif des apprenants par une construction de savoirs mettant en jeu la collaboration et le conflit cognitif entre élèves. En cas d’option pour l’exploitation d’un document en situation de «travail en groupe» (de 3 à 5 individus), le professeur est invité, dans la formation des groupes, à tenir compte des affinités entre les élèves, et de recommander à chaque groupe de destiner un élève coordinateur qui devrait prendre en charge l’organisation des discutions entre les membres du groupe, et la rédaction des productions retenues et leur présentation à l’ensemble de la classe. Le professeur est censé également de demander aux groupes de conclure à des productions écrites. L’accomplissement définitif des documents à compléter est à faire après la validation par l’ensemble de la classe des suggestions de complétions à retenir. Les documents sont tous à coller par les élèves dans le cahier ou le classeur de cours en des emplacements appropriés, lors de la structuration des résumés, et après avoir achevé leur complétion. Il convient au professeur d’attribuer un numéro à chaque figure ou tableau présentés par les documents, selon leurs emplacements suggérés dans le résumé de cours. 11 Consignes particulières d’utilisation des documents, et leurs complétions Unité 1 : Les fonctions de nutrition chez l’Homme et l’éducation nutritionnelle Sous unité Consignes particulières d’utilisation des documents et leurs complétions Consignes : - Permet de présenter des réactifs et des tests de mise en évidences de certains aliments simples (analyse qualitative d’aliments composés). Les aliments, les carences et les rations alimentaires - Favorise la préparation des élèves aux travaux pratiques liés à l’analyse qualitative d’aliments composés (pain, lait….) Doc. 1 - A utiliser après avoir établie une problématique articulée autour du sujet de l’alimentation chez l’homme ; la composition des aliments, leur digestion, et les problèmes sous-jacents à l’alimentation. De même que pour répondre à la question de la composition des aliments, faire ressentir aux élèves le besoin de connaitre les tests appropriés pour analyser un aliment composé. - Il importe de présenter, au moins, les réactifs aux élèves en cours de l’exploitation du Doc., de même que de planifier sur le tableau avant d’entamer les travaux pratiques, en coopération avec les élèves, toutes les manipulations d’analyse du pain et du lait, à réaliser en classe. (Attitude du chercheur scientifique en matière de recherche expérimentale) Complétions : - Titre : Réactifs et tests de mise en évidence de certains aliments (simples). Consignes : - Permet d’illustrer les manipulations de préparation des filtrats du pain et du lait. Des filtrats dont la préparation est indispensable pour réaliser certains tests d’analyse de ces aliments. Doc. 2 - A utiliser juste avant la préparation des filtrats pour rendre aisée la participation effective des élèves dans la préparation de ces filtrats. Complétions : - Titre 1ère figure : Préparation du filtrat du pain. - Titre 2ème figure : Préparation du filtrat du lait. Consignes : Doc. 3 - Permet la présentation des expériences d’analyse qualitative du pain et du lait, et la déduction des notions «d’aliment simple» et «d’aliment composé». - A compléter par les élèves à la suite de la réalisation effective des expériences par ces élèves. 12 Complétions : Expériences Résultats Tube à essais Vapeur d’eau Gouttelettes d’eau Morceau de pain Les aliments, les carences et les rations alimentaires 1 Noircissement du morceau de pain Bec benzène Précipité rouge brique 2 Eau iodée Morceau de pain 3 Acide nitrique Morceau de pain 4 Papier Frottement du pain 5 Filtrat du pain Le pain contient de l’amidon (glucide composé) Coloration jaune Le pain contient des protides Non apparition de tache translucide Le pain ne contient pas des lipides (ou en contient une très faible quantité) Précipité blanc qui noircit à la lumière Oxalate d’ammonium 7 Filtrat du pain Le pain contient des glucides simples (glucose) Coloration bleue-violacée (bleue foncée) Nitrate d’argent 6 Le pain contient de l’eau Liqueur de Fehling Filtrat du pain Doc. 3 Conclusions Précipité blanc Le pain contient des sels de Chlorures Le pain contient des sels de Calcium Le pain contient de l’eau, des sels minéraux, des glucides, des protides, et peu de lipides. Synthèse Le pain est alors un aliment composé qui est constitué de divers aliments simples. Tableau ...... : Des expériences de l’analyse qualitative du pain. 13 Complétions : Lait Petit lait Doc. 3 Réchauffement Liqueur de Eau Fehling + dans tube iodée réchauffement à essais Gouttelettes d’eau Les aliments, les carences et les rations alimentaires Lait caillé Précipité Non coloration Précipité Précipité rouge brique bleue foncée blanc noircit blanc à la lumière Glucides simples Eau Synthèse Nitrate Oxalate d’argent d’ammonium pas d’amidon Chlorures Calcium Ecorce du lait Acide nitrique Coloration jaune Coloration jaune Protides Protides Crème du lait Frottement contre papier Tache translucide Lipides Le lait contient de l’eau, des sels minéraux, des glucides, des protides, et des lipides. Le lait est alors un aliment composé qui est constitué de divers aliments simples. Figure ...... : Schéma montrant les expériences de l’analyse qualitative du lait. Consignes : Doc. 4 - Permet d’illustrer graphiquement et de manière comparative, la composition en termes d’analyse quantitative, de quelques aliments consommés par l’Homme, en aliments simples. Le Doc. favorise la déduction de la notion «d’aliment complet», et l’établissement d’une classification des aliments composés. - A utiliser dans le cadre d’un travail de lecture analytique, de préférence en situation de «travail en groupe». Complétions : - Titre : Composition quantitative en aliments simples de quelques aliments composés. Consignes : - Permet de développer la notion «d’aliment complet» juste précédemment acquise, et de prolonger l’exploitation de Doc.4 en allant vers une classification simple des aliments composés, basée sur leur teneur en aliments simples organiques. Doc. 5 - A utiliser en continuité directe, dans le cadre de la même situation d’enseignement apprentissage retenue dans l’usage du Doc.4 . Complétions : composés Classe d’aliments Exemples d’aliments Aliments riches en protides Viande, œuf, poisson (Saumon), fromage. Aliments riches en glucides Pain, haricots (grains), pomme de terre, carotte, pomme. Aliments riches en lipides Beurre, noix. Tableau ...... : Classification des aliments composés selon la teneur en aliments simples organiques. 14 Consignes : - Permet de présenter une autre classification des aliments composés à option fonctionnelle ; une classification de ces aliments fondée sur leurs aliments simples essentiels et leurs rôles physiologiques. - A utiliser dans une situation de lecture analytique, et à faire compléter par les élèves. Complétions : Les aliments, les carences et les rations alimentaires Groupe 1 Doc. 6 Groupe Riche en aliments constructeurs viande, œufs, poissons (aliments riches en protides d'origine animale) Groupe 2 lait, frommages (aliments riches en calcium) Groupe 6 Groupe 5 légumes et fruits, cuits ou crus (aliments riches en vitamines, fibres...) eau, jus de fruit Groupe 3 beurre, huile, noix, charcuterie (aliments riches en matières grasses) Figure ...... : Classification des aliments composés selon les rôles physiologiques de leurs aliments simples essentiels. Groupe 4 Groupe riche en aliments préventifs pain, pâtes, pommes de terre, riz, sucre, confiture (aliments riches en amidon ou en sucre) Groupe riche en aliments énergétiques Consignes : - Permet d’approcher la notion de «Carence alimentaire» en présentant par images quelques exemples de maladies nutritionnelles, à savoir, le Rachitisme, le Scorbut, le Goitre, et le kwashiorkor. Doc. 7 - A utiliser, après avoir rappelé la question des problèmes sous-jacents à l’alimentation chez l’Homme, dans le cadre d’un travail de lecture analytique par les élèves aboutissant à la connaissance des maladies nutritionnelles présentées, à la précision de leurs symptômes, et à l’interrogation sur leurs causes. Complétions : - Titre : Quelques exemples de maladies nutritionnelles. Consignes : Doc. 8 - Permet d’enchaîner sur l’approchement de la notion de «Carence alimentaire» en s’orientant vers la mise en évidence du rôle de certains acides aminés dans l’organisme. Le Doc. montre un travail expérimental appliqué à des lots de jeunes rats. - A utiliser dans le cadre d’un travail d’analyse et d’interprétation, de préférence en situation de «travail en groupe». Complétions : - Titre : Données expérimentales montrant le rôle de certains acides aminés dans l’organisme. 15 Consignes : Doc. 9 - Permet dans le cadre de l’approchement de la notion de «Carence alimentaire», d’aborder les «Vitamines», leurs rôles, et les «Avitaminoses» qui leurs sont liées. - A utiliser dans le cadre d’un travail de lecture analytique. Complétions : - Titre : Les principales vitamines et les avitaminoses qui leurs sont associées. Les aliments, les carences et les rations alimentaires Consignes : - Permet de récapituler dans un même tableau pour les maladies nutritionnelles évoquées antérieurement, les symptômes, les causes, les mesures de soin et d’hygiène. - A faire compléter par les élèves, de préférence en situation de «travail en groupe», en se basant sur les acquisitions faites à partir des Doc. de (5) à (9). Complétions : Maladies Nutritionnelles Doc. 10 Symptômes Causes Soin et Hygiène Rachitisme Scorbut - Bourrelets des poignets et chevilles. - Incurvation concave en dedans des membres inférieurs. - Hernie ombilicale. - Carence en Calcium. - Avitaminose D. - Manque d’exposition au soleil. - Apport alimentaire en Calcium. - Nutrition riche en vitamine D. - Exposition modérée au soleil. - Déchaussement des dents. - Inflammation de la gencive. - Hémorragies. - Avitaminose C. - Alimentation comprenant des fruits et légumes frais riches en vitamine C. Goitre kwashiorkor - Gonflement de la - Amaigrissement. thyroïde. - Gros ventre, - Problèmes Œdèmes. respiratoires et - Atteinte des nerveux. cheveux et de la peau. - Carence en Iode. - Carence en - Tabagisme protéines. (facteur de risque) - Alimentation - Alimentation comprenant comprenant des fruits, des des protéines légumes, et des (viande, poisons). fruits de mer riches en Iode. Tableau ...... : Symptômes, causes, et mesures de prévention de certaines maladies nutritionnelles. Consignes : - Permet, dans le but de construire la notion de «Ration alimentaire», d’illustrer la composition en aliments simples organiques de quelques aliments consommés par l’Homme. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, après avoir Doc. 11 souligné le lien entre les maladies nutritionnelles et le besoin à l’alimentation diversifiée et équilibrée. Complétions : - Titre : Composition en aliments simples organiques de quelques aliments consommés par l’Homme. Consignes : Doc. 12 - Permet d’enchaîner sur la construction de la notion de «Ration alimentaire», en montrant les besoins nutritifs et énergétiques quotidiens chez les adolescents filles et garçons. (Variation de la ration alimentaire selon le sexe chez des personnes du même âge) 16 - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique individuelle ou par binôme, et cela après avoir défini ce qui est «la ration alimentaire», et par le biais d’un exemple, montrer aux élèves comment calculer la valeur énergétique d’une ration alimentaire donnée. Les aliments, les carences et les rations alimentaires Doc. 12 Complétions : - Commentaire : Les besoins nutritifs et énergétiques chez les adolescents dépassent significativement ceux des adolescentes. - Conclusion : Les besoins nutritifs et énergétiques quotidiens dépendent du sexe de la personne. - Titre : Les besoins nutritifs et énergétiques chez les adolescents. Consignes : - Permet dans le même enchaînement, d’illustrer les besoins énergétiques quotidiens chez l’Homme en fonction de l’âge, le sexe, l’activité physique, et l’état physiologique de l’organisme. (Variation de la ration alimentaire selon les différents paramètres évoqués) - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique individuelle ou par binôme, et cela après avoir expliqué de façon très simpliste comment on procède pour mesurer les besoins énergétiques chez un personne. - Il est à noter que l’usage du présent Doc., peut dispenser le professeur de l’exploitation du Doc. 14, dans la mesure où il évoque tous les facteurs desquels dépend la ration alimentaire. Doc. 13 Complétions : - Commentaire : Les besoins énergétiques :- chez l’homme dépassent ceux de la femme. - chez l’enfant sont inférieurs que ceux chez les adolescents et les adultes. - augmentent en fonction de l’intensité de l’activité physique. - chez la femme, sont importants en états de grossesse et d’allaitement qu’en état normal. - Conclusion : Les besoins énergétiques dépendent de plusieurs facteurs : le sexe, l’âge, l’activité physique, et l’état physiologique de l’organisme. - Titre : Les besoins énergétiques chez l’Homme selon l’âge, le sexe, l’état et l’activité physique. Consignes : - Permet d’illustrer la relation entre les besoins énergétiques quotidiens chez l’Homme, et l’âge et l’effort physique. (Variation de la ration alimentaire selon Doc. 14 l’âge, et le genre d’effort physique) - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique individuelle ou par binôme. 17 Les aliments, les carences et les rations alimentaires Complétions : Doc. 14 - Synthèse : Les besoins énergétiques quotidiens chez l’Homme varient en fonction l’âge et du genre de l’activité physique. - Titre : Les besoins énergétiques chez l’Homme selon l’âge et la nature de l’effort physique. Consignes : - Permet dans le même enchaînement, d’illustrer les valeurs énergétiques consommées en différentes formes d’activité de l’organisme chez l’Homme. (Variation des dépenses énergétiques selon le genre d’activité physique) - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique individuelle ou par binôme. Doc. 15 Complétions : - Commentaire : Les dépenses énergétiques chez l’Homme augmentent proportionnellement avec l’intensité de l’effort physique déployé. - Conclusion : Les dépenses énergétiques chez l’Homme varient selon l’intensité de l’effort physique. - Titre : Les dépenses énergétiques en différentes formes d’activité de l’organisme chez l’Homme. Consignes : - Permet d’amorcer l’approchement du concept de «Digestion chimique» et d’en déduire la notion «d’Enzyme». Le Doc. illustre l’expérience de la digestion de l’amidon in vitro. La digestion - A utiliser après avoir rappelé l’interrogation sur la digestion des aliments chez l’Homme, et évoquer la notion de «Digestion mécanique». Doc. 1 - Il importe de planifier sur le tableau avant d’entamer les travaux pratiques, en coopération avec les élèves, toutes les manipulations à réaliser en classe pour découvrir le mécanisme chimique de la digestion de l’amidon au niveau de la bouche. (Attitude du chercheur scientifique en matière de recherche expérimentale) - Il importe également à la fin de conclure à partir des résultats des travaux pratiques, de définir «l’enzyme», et de donner aux élèves la règle générale de nomenclature des enzymes. Complétions : - Analyse des résultats : A la fin de l’expérience, on remarque dans le tube B la disparition de l’amidon et l’apparition d’un glucide simple. En parallèle, aucun changement ne s’est produit dans les tubes A , C et D. 18 - Conclusion : - Sous l’effet de la salive fraiche, l’amidon (glucide composé) se transforme en un glucide simple (le maltose). - La salive fraiche simplifie l’amidon en sucre simple par le moyen d’une substance chimique qui se dénature à haute température et devient inactive à basse température. Doc. 1 Il s’agit d’une protéine (Amylase salivaire) que l’on qualifie «d’Enzyme». - Titre : Expérience de la digestion de l’amidon in vitro. Consignes : - Permet d’illustrer schématiquement l’action digestive de l’amylase salivaire sur l’amidon. Doc. 2 - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique. Complétions : - Légende : Maltose - Titre : Schéma montrant l’action digestive de l’amylase salivaire sur l’amidon. La digestion Consignes : Doc. 3 - Permet d’enchaîner sur l’étude de la digestion au niveau de la bouche en abordant les aspects anatomiques. Le Doc. montre l’organisation de la bouche chez l’Homme en mettant le point sur les glandes salivaires et les organes intervenant dans la digestion mécanique. - A utiliser dans le cadre d’une observation analytique appuyée par une observation sur l’écorché ou d’un modèle anatomique. Complétions : - Légende : Maltose - Titre : Organes de la bouche intervenant dans la digestion (chimique et mécanique). Consignes : - Permet d’avancer l’étude de la «Digestion» à l’échelle du tube digestif en visant la découverte du mécanisme de la digestion des protéines au niveau de l’estomac. Le Doc. illustre l’expérience de la digestion des protéines in vitro. Doc. 4 - A utiliser après avoir invité les élèves, de préférence en situation de binôme, à proposer un protocole expérimental permettant de mettre en évidence la digestion des protéines dans l’estomac, en mobilisant les apprentissages réalisés à l’occasion de l’étude de la digestion de l’amidon au niveau de la bouche. - Il est souhaitable de permettre aux élèves l’observation de l’expérience en question par le biais d’une ressource numérique. Complétions : - Analyse des résultats : A la fin de l’expérience, on remarque dans le tube A la disparition de l’ovalbumine. En parallèle, aucun changement ne s’est produit dans le. tube B. 19 Doc. 4 - Conclusion : Le suc gastrique contient une enzyme responsable de l’hydrolyse de l’ovalbumine. Il s’agit d’une protéase : la pepsine. - Titre : Expérience de la digestion des protéines in vitro (exemple de digestion de l’ovalbumine). Consignes : - Permet d’illustrer schématiquement la décomposition des protéines au niveau du tube digestif. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique en complétant le schéma présenté. Complétions : Doc. 5 Peptidase Pepsine Protéine Polypeptides Acides aminés La digestion Figure ...... : Schéma illustrant le mécanisme de la digestion des protéines Consignes : - Permet de poursuivre l’étude de la «Digestion» à l’échelle du tube digestif en visant la découverte du mécanisme de la digestion des lipides au niveau de l’intestin grêle. Le Doc. illustre l’expérience de la digestion des lipides in vitro. - A utiliser après avoir invité les élèves, de préférence en situation de binôme, à proposer un protocole expérimental permettant de mettre en évidence la digestion des lipides au niveau du duodénum, en mobilisant les apprentissages réalisés à l’occasion des études antérieures de la digestion. Doc. 6 - Il est souhaitable de permettre aux élèves l’observation de l’expérience en question par le biais d’une ressource numérique. Complétions : - Analyse des résultats : En présence de la bile, l’huile se transforme en une émulsion, et en présence de la lipase, cette émulsion disparaît (décomposition des lipides). - Conclusion : La digestion des lipides se déroule en 2 étapes : - l’émulsification sous l’effet de la bile ; - puis la lyse des lipides sous l’action de la lipase. - Titre : Expérience de la digestion des lipides in vitro. 20 Consignes : - Permet d’illustrer schématiquement la décomposition des lipides au niveau de l’intestin grêle. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique en complétant le schéma présenté. Complétions : Lipase Doc. 7 1 Emulsion par la bile Molécule lipidique Acides gras 2 Glycérol Action du lipase Gouttelettes lipidiques Triglycérides + Glycérol + Acides gras 3 Glycérol + Acides gras Figure ...... : Schéma illustrant le mécanisme de la digestion des Lipides Consignes : La digestion - Permet d’enchaîner sur l’étude de la digestion au niveau de l’intestin grêle en abordant les aspects anatomiques. Le Doc. montre dans une première figure l’organisation de l’ensemble de l’appareil digestif chez l’Homme, et met le point dans une deuxième figure sur les liens anatomiques entre le foie, le pancréas et le tube digestif au niveau du duodénum. - A utiliser dans le cadre d’une observation analytique appuyée par une observation sur l’écorché ou de modèles anatomiques. Complétions : Doc. 8 6 Glandes Bouche 1 salivaires Œsophage 2 7 Estomac Foie 3 8 Pancréas 9 Intestin grêle Gros intestin 4 Appendice 5 10 Anus Figure ...... : Anatomie de l’appareil digestif chez l’Homme. - Titre 2ème figure : Schéma montrant les liens anatomiques entre des organes de l’appareil digestif au niveau du duodénum. 21 La digestion Doc. 9 Consignes : - Permet, dans l’objectif de récapituler les connaissances relevant de l’étude de la digestion à l’échelle de l’ensemble du tube digestif, de présenter harmonieusement dans un seul tableau, les compositions en enzymes des sucs digestifs, les organes responsables de la sécrétion de ces enzymes, et leurs actions digestives. (Sorte de première synthèse sur la digestion avant de passer à l’étude de l’absorption intestinale). - A utiliser dans le cadre d’une lecture de mise au point et de fixation des connaissances. Complétions : - Titre : Composition en enzymes des sucs digestifs et leurs actions digestives. Consignes : - Permet d’amorcer l’approchement de la notion «d’Absorption intestinale». Le Doc. représente graphiquement l’évolution des quantités des nutriments organiques tout au long du tube digestif. - A utiliser de préférence en situation de «travail en groupe», mais après avoir sollicité le questionnement des élèves sur le devenir des nutriments dans le tube digestif à la fin de la digestion, puis les inviter à proposer des hypothèses et à montrer comment les vérifier. Complétions : - Analyse et interprétation du graphique : Au long de la distance allant de Doc. 10 la bouche jusqu’à la fin de l’œsophage, les courbes sont horizontales au niveau de 100% ; et juste après, ces courbes deviennent décroissantes jusqu’au niveau 0%. Cela signifie que les quantités des nutriments organiques restent constantes de la bouche jusqu’au début de l’intestin grêle ; et au niveau de cet organe, ces quantités baissent graduellement jusqu’à disparaitre. - Conclusion : Au niveau de l’intestin grêle, les nutriments quittent le tube digestif en passant vers un ou autres organes de l’organisme. - Titre : Evolution des quantités des nutriments organiques tout au long du tube digestif. Doc. 11 Consignes : - Permet de mettre en évidence le phénomène «d’Absorption intestinale», en présentant la teneur du sang en certains nutriments à la sortie de l’intestin grêle avant et après un repas. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme, et cela après avoir choisi de travailler sur l’hypothèse de passation des nutriments vers le sang, et inviter les élèves de proposer une pratique appropriée pour vérifier cette hypothèse. Complétions : - Titre : Teneur du sang en certains nutriments à la sortie de l’intestin grêle avant et après un repas. 22 La digestion Consignes : - Permet d’avancer l’approchement de «l’Adsorption intestinale», en faisant appel, à la fois, aux données anatomiques et physiologiques. Le Doc. montre l’intestin grêle, sa vascularisation, et les quantités de nutriments dans le sang entrant et le sang sortant de l’intestin grêle. Doc. 12 - A utiliser en étant appuyé par l’observation des structures anatomiques présentées par le moyen de ressources numériques. Complétions : - Titre 1ère figure : Vascularisation de l’intestin grêle. - Titre 2ème figure : Quantités de nutriments dans le sang entrant et le sang sortant de l’intestin grêle. Doc. 13 Consignes : - Permet d’approfondir l’étude de la structure interne de l’intestin grêle afin de dégager les caractéristiques qui font de cet intestin un organe pertinemment adapté au rôle d’absorption de nutriments (Grande surface d’absorption assurée par les villosités intestinales de la paroi interne de l’intestin grêle, et les microvillosités des cellules épithéliales ; riche vascularisation). - A utiliser en étant appuyé par l’observation des structures anatomiques présentées par le moyen de ressources numériques. Complétions : Figure ...... : Schéma Cellule caliciforme 1 (ou Cellule à mucus) Cellules épithéliales 2 d’une villosité intestinale. Artériole 3 Veinule 4 Capillaire lymphatique 5 Consignes : - Permet de clôturer la présente sous unité du programme, en fournissant un tableau présentant un bilan regroupant en harmonie les principales connaissances relevant de l’étude de la digestion chez l’Homme. - A utiliser après avoir sollicité, dans une situation de «travail en groupe», la participation des élèves dans un essai d’établissement d’un schéma Doc. 14 synthèse portant sur la digestion chez l’Homme. - Il est souhaitable, avant la présentation du Doc., de visionner une séquence numérique appropriée résumant la digestion chez l’Homme. Complétions : - Titre : Bilan de la digestion chez l’Homme. 23 Consignes : - Permet dans le but de construire le concept de «Respiration», d’illustrer l’organisation et les structures de l’appareil respiratoire de l’Homme. - A utiliser après avoir soulevé la question de la respiration chez l’Homme et de son importance pour l’organisme, puis évoquer brièvement les connaissances antérieurement acquises sur la respiration. - Il importe de présenter également ces structures aux élèves au moyen de modèles anatomiques et/ou de ressources numériques. Complétions : Doc. 1 1 Nez 1 Alvéole (en coupe) 2 2 Trachée Bronches 4 3 Poumon gauche Bronchiole 5 La respiration Sac alvéolaire 3 6 Sac alvéolaire Capillaires sanguins Figure ...... : Schéma de l’appareil respiratoire humain. Figure ...... : Structure de sac alvéolaire. Consignes : - Permet la mise en évidence des échanges gazeux respiratoires au niveau des alvéoles pulmonaires, en présentant schématiquement la circulation du sang autour des alvéoles, et les teneurs du sang entrant et du sang sortant en O2 et CO2. - A utiliser dans le cadre d’un travail de lecture analytique individuelle ou par binôme. Doc. 2 Complétions : - Commentaire : Le sang sortant des alvéoles est riche en O2 comparativement au sang entrant, alors que ce sang entrant est plus riche en CO2 par rapport au sang sortant. - Conclusion : Au niveau des alvéoles pulmonaires se passent des échanges gazeux respiratoires entre l’air alvéolaire et le sang : le sang s’enrichit en dioxygène (O2) et rejette du dioxyde de Carbone (CO2). - Titre : Les échanges gazeux respiratoires au niveau des alvéoles pulmonaires. 24 Consignes : - Permet d’illustrer le mécanisme des échanges gazeux respiratoires au niveau des alvéoles, en faisant appel aux données permettant de mettre en application le principe de diffusion des gaz (un gaz diffuse vers le milieu où la pression partielle de ce gaz est moins élevée). - A utiliser dans le cadre d’un travail de lecture analytique individuelle ou par binôme, et à compléter par les élèves (légende, flèches indiquant le trajet de O2 (en rouge) et celui de CO2 (en bleu)). Doc. 3 Complétions : Sang provenant des organes Inspiration Expiration Sang sortant vers les organes Capillaire sanguin Alvéole pulmonaire Figure ...... : Mécanisme des échanges gazeux respiratoires au niveau des La respiration Consignes : alvéoles pulmonaires. - Permet, dans l’esprit d’approcher la respiration au niveau cellulaire, d’illustrer une expérience de mise en évidence des échanges gazeux respiratoires au niveau des tissus (exemple du tissu musculaire). - A utiliser après avoir soulevé le questionnement sur l’origine du CO2 arrivant dans le sang aux poumons, et le devenir de O2 incorporé dans le sang au niveau du même organe ; puis inviter les élèves à proposer un protocole expérimental permettant de mettre en évidence des échanges gazeux respiratoires au niveau d’un tissu (Rappel des pratiques expérimentales vues dans l’étude de la respiration dans différents milieux en 1ère Année collégiale). Doc. 4 Complétions : Début de l’expérience Fin de l’expérience Tube capllaire Bocal étanche Muscle frais Colorant Eau de chaux limpide Colorant Eau de chaux troublée Figure ...... : Expérience de mise en évidence des échanges gazeux respiratoires au niveau du tissu musculaire. L’eau de chaux devient troublée à la suite de l’absorption de CO2 dégagé; et le colorant Commentaire remonte dans le tube capillaire à la suite d’une dépression crée par l’absorption de O2 par le muscle. Conclusion Le tissu musculaire échange les gaz respiratoires avec le milieu ambiant en rejetant le CO2 et en absorbant le O2. Les tissus, et donc les cellules, respirent (Respiration cellulaire). 25 Consignes : - Permet d’illustrer le mécanisme des échanges gazeux respiratoires au niveau des tissus, en faisant appel aux données permettant l’application du principe de diffusion des gaz. Doc. 5 - A utiliser dans le cadre d’un travail de lecture analytique individuelle ou par binôme, et à compléter par les élèves (légende, flèches indiquant le trajet de O2 (en rouge) et celui de CO2 (en bleu)). Complétions : O2 Cellules 1 CO2 Sang entrant 3 dans le tissu 4 Sang sortant du tissu 2 Capillaire sanguin Figure ...... : Mécanisme des échanges gazeux respiratoires au niveau des tissus. Consignes : La respiration - Permet, dans le but de converger vers la mise en évidence de l’importance de la respiration pour la cellule, de mettre en exergue le besoin des cellules musculaires au glycogène au cours d’un effort physique. - A utiliser de préférence en situation de «travail en groupe», dans le cadre d’un exercice d’analyse et d’interprétation des figures présentées. Complétions : Doc. 6 - Analyse et interprétation de la courbe : La courbe montre une allure décroissante tout au long du temps de travail, depuis le niveau de concentration de glycogène 20g/kg au début du travail, jusqu’à 0g/kg vers 80 minutes. Cela signifie que la quantité de glycogène dans le tissu musculaire diminue progressivement au cours d’un effort physique. - Conclusion : Au cours de l’effort physique, le muscle utilise le glycogène (forme de réserve de glucose) pour avoir de l’énergie nécessaire pour cet effort. - Titre 3ème figure : Evolution des réserves du muscle en glycogène lors d’un effort physique. Consignes : Doc. 7 - Permet, dans le même but que précédemment, de révéler les besoins en glucose et en dioxygène (O2) pour l’activité musculaire. - A utiliser de préférence en situation de «travail en groupe», dans le cadre d’un exercice d’analyse et d’interprétation. 26 Doc. 7 Complétions : - Commentaire : Les quantités du glucose et de O2 consommées, ainsi que la quantité de CO2 rejetée, sont plus importantes dans le cas du muscle en activité que dans le cas du muscle au repos. - Conclusion : Lors de l’effort physique, le muscle utilise plus de glucose et de dioxygène (O2) provenant du sang, pour produire l’énergie nécessaire pour cet effort. - Titre : Quantités de glucose, de O2 et de CO2, dans les sang entrant et sortant du muscle en état de repos et en état d’activité. La respiration Consignes : - Permet, dans le même but que précédemment, d’établir le lien entre la respiration pulmonaire et la respiration cellulaire, et d’illustrer le rôle de ces processus dans la production d’énergie (cas d’énergie nécessaire à l’activité musculaire). - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique individuelle ou par binôme, et à compléter par les élèves. Complétions : CO2 O2 Doc. 8 O2 Déchets : CO2 ... Glucose Glucose + O2 Contraction musculaire Effort physique Energie CO2 + H2O Chaleur Figure ...... : Liens entre la respiration pulmonaire, la respiration cellulaire, et la production d’énergie. Commentaire Pour se contracter, la cellule musculaire produit de l’énergie à partir du glucose et de O2 provenant des poumons. En même temps, elle produit de l’eau et du CO2, et dégage de la chaleur (processus de respiration cellulaire). Doc. 9 Consignes : - Permet de conclure de façon générale sur le phénomène de respiration cellulaire, en illustrant de manière schématique et simplifiée, le mécanisme de production d’énergie au sein de la cellule. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique. Complétions : - Titre : Présentation schématique simplifiée du mécanisme de production d’énergie dans la cellule. Consignes : - Permet de clôturer l’étude de la respiration chez l’Homme, par le fait de soulever la question d’hygiène du système respiratoire. Le Doc. présente Doc. 10 certains des effets néfastes du tabagisme et de la pollution de l’air sur l’appareil respiratoire chez l’Homme ; et certains mesures de prévention relatives à la protection de la fonction respiratoire. 27 La respiration Doc. 10 - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, mais après avoir permis aux élèves de s’exprimer au sujet de la santé du système respiratoire, à partir de leurs apprentissages en classe, leurs connaissances générales et expériences personnelles. Complétions : - Titre 1ère figure : Impact du tabagisme sur les poumons de l’Homme. - Titre 2ème figure : Des mesures de prévention contre les risques respiratoires. Consignes : - Permet, dans le but d’étudier le «Sang» et de construire le concept de «Circulation sanguine», de présenter les principaux constituants du sang. - A utiliser après avoir soulevé la question de la circulation chez l’Homme, et de sa relation avec les fonctions de nutritions antérieurement étudiées ; la digestion et la respiration (la composition du sang, son rôle, et le mécanisme de fonctionnement du système responsable de sa circulation). Le sang et la circulation sanguine - Il importe de présenter, également, aux élèves les éléments évoqués dans le Doc. par le moyen de ressources numériques. Doc. 1 Complétions : - Titre 1ère figure : Sang frais et sang centrifugé. 1 Plasma (55%) 2 Plaquettes et globules blancs (1%) 3 Globules rouges (44%) Eléments figurés (Hématies) Figure ...... : Schéma du sang centrifugé (sédimenté). Consignes : - Permet, dans le but de développer la découverte des constituants du sang au moyen de l’observation microscopique, d’illustrer la technique de préparation d’un frottis sanguin. Doc. 2 - A utiliser après avoir pratiqué devant les élèves la technique de préparation du frottis sanguin, en leur soulignant toutes les mesures de précaution à prendre dans cette préparation. Complétions : Goutte de sang Lame (1). Dépôt du sang Sens d'étalement (2). Placement de lamelle (3). Etalement du sang (4). Sèchement dans l’air Figure ...... : Etapes de préparation d’un frottis sanguin. 28 Consignes : - Permet de présenter une observation microscopique d’un frottis sanguin, et d’identifier les éléments figurés du sang. - A utiliser après avoir réalisé avec les élèves l’observation de frottis sanguins au moyen du microscope optique, ou présenter cette observation aux apprenants au moyen d’images numériques. Doc. 3 Complétions : Granulocyte 1Globule rouge (Hématie) Le sang et la circulation sanguine Globules blancs (Leucocytes) 2 Plaquettes 3 Plasma Lymphocyte Monocyte Figure ...... : Observation microscopique d’un frottis sanguin. Consignes : Doc. 4 - Permet de poursuivre le développement de la découverte des constituants du sang, en présentant un extrait médical d’analyse du sang humain. Le Doc. intègre aussi bien l’aspect qualitatif que l’aspect quantitatif de la composition du sang chez l’Homme, et donne également des indications sur le rôle du sang dans le transport des gaz respiratoires et des nutriments. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique individuelle ou en binôme. Complétions : - Titre : Un extrait d’analyse du sang humain. Consignes : - Permet d’approcher le rôle du sang dans le transport des gaz respiratoires, en présentant des expériences montrant les effets de ces gaz sur le sang. Doc. 5 - A utiliser de préférence en situation de «travail en groupe», après avoir invité les élèves à proposer des manipulations simples permettant d’observer les effets éventuelles des gaz respiratoires sur le sang. - Il importe après l’usage du Doc. de montrer aux élèves comment le sang assure le transport des gaz respiratoires (rôle des hématies, formation de l’HbO2 au niveau des poumons et sa dissociation au niveau des tissus ; formation de l’HbCO2 au niveau des tissus et sa dissociation au niveau des poumons ; et les formes dissoute et d’hydrogénocarbonate de CO2). 29 Complétions : Témoin B O2 C CO2 D Aspiration Ballon Expériences Doc. 5 A Sang frais oxalaté En présence de l’air, le sang prend une couleur rouge vive. Résultats En ajoutant CO2, En retirant l’air, le En ajoutant O2, le sang prend le sang prend couleur sang prend couleur couleur rouge vive. rouge foncée. rouge foncée. Le sang est un composé qui peut se charger et se décharger des gaz respiratoires, le Conclusion Dioxygène (O2) et le Dioxyde de carbone (CO2) ; et en interagissant avec ces gaz, il prend des couleurs différentes, sang rouge vif riche en O2, et sang rouge foncé riche en CO2. Le sang et la circulation sanguine Tableau ...... : Effets des gaz respiratoires sur le sang. Consignes : - Permet d’illustrer schématiquement le transport de O2 et de CO2 assuré par le sang, et les échanges gazeux respiratoires entre le sang et les alvéoles pulmonaires et les cellules. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique mobilisant les acquisitions relevant de l’étude de la respiration. Complétions : Doc. 6 Air alvéolaire CO2 Au niveau des alvéoles, les hématies e sd Sen ang s du Plasma Lymphe on lati (Liquide interstitiel) u circ Hématie saturée en oxyhémoglobine chargées d’hémoglobine fixent le O2 et le O2 O2 CO2 Commentaire Cellules Capillaire sanguin O2 O2 O2 puis diffuse du plasma vers les cellules à CO2 O2 Hématie non saturée en oxyhémoglobine transportent vers les tissus où le O2 est libéré, CO2 travers la lymphe interstitielle. A ce niveau, les cellules rejettent le CO2 qui diffuse vers le plasma et les hématies. Le sang devenue ainsi riche en CO2 transporte ce gaz vers les alvéoles où il sera rejeté au niveau des poumons. Figure ...... : Mode de transport des gaz respiratoires par le sang. Doc. 7 Consignes : - Permet de contribuer à la construction de notion de «Milieu intérieur», en présentant de manière comparative la composition du liquide interstitiel (la lymphe) et du plasma. Le Doc. permet d’établir le lien entre les deux liquides constituant le milieu intérieur, à savoir, le sang et la lymphe sous ses deux formes interstitielle et circulante. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique. Complétions : - Commentaire : Le liquide interstitiel montre une composition très voisine de celle du plasma, sauf que celui-ci renferme plus de protéines que le liquide interstitiel. Cela montre que la lymphe dérive du plasma par le fait de la filtration de la majeure partie de constituants plasmatiques à travers les parois des capillaires. - Titre : Composition comparative du plasma sanguin et du liquide interstitiel (lymphe). 30 Consignes : - Permet d’illustrer schématiquement les différents échanges entre les cellules et le milieu intérieur (le sang et la lymphe). - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique mobilisant les apprentissages antérieurement réalisés. Complétions : Doc. 8 Capillaire sanguin 1 Plasma Plasma Le sang et la circulation sanguine Leucocyte 2 4 Cellules Lymphe interstit ie lle Vaisseau 3 lymphatique Nutriments, O2… Déchets Figure ...... : .............................................................................................................................................................. Figure ...... : Les échanges entre les cellules et le milieu intérieur. Consignes : - Permet de clôturer la partie consacrée à l’étude de la composition du sang et de son rôle, de la présente sous unité du programme, en fournissant un schéma bilan portant sur les constituants du sang et ses principales fonctions de transport et de protection de l’organisme. Doc. 9 Le Doc. favorise la fixation et l’intégration harmonieuse des savoirs construits relatifs à la partie étudiée. - A utiliser après avoir sollicité, dans une situation de «travail en groupe», la participation des élèves dans un essai d’établissement d’un schéma synthèse simplifié portant sur les constituants du sang et son rôle, notamment, de transport. Complétions : - Titre : Un schéma Bilan des constituants du sang et de ses principales fonctions. Consignes : - Permet dans le but d’aborder les aspects anatomiques et de chercher à comprendre comment la «Circulation sanguine» est assurée chez Doc. 10 l’Homme (mécanisme de fonctionnement du système circulatoire), de présenter l’organisation générale du système cardiovasculaire chez l’Homme, et l’anatomie du cœur humain. 31 - A utiliser après avoir rappelé le questionnement sur le mécanisme de fonctionnement du système responsable de la circulation, puis inviter les élèves à proposer une démarche pratique et adéquate pour découvrir l’organisation du système circulatoire et son mode de fonctionnement. - Il importe de présenter, également, aux élèves les aspects anatomiques évoqués dans le Doc. par le moyen de modèles anatomiques, de ressources numériques, et/ou de matériel biologique frais (dissection de cœur de mouton par exemple). Complétions : Le sang et la circulation sanguine - Titre 1ère figure : Système circulatoire chez l’Homme. Doc. 10 1 Crosse aortique (Aorte) 2 Artère pulmonaire 3 Veines pulmonaires Veine cave supérieure 7 Oreillette droite 8 4 Oreillette gauche 5 Vaisseaux du cœur Veine cave 9 inférieure 6 Ventricule gauche Ventricule droit 10 Figure ...... : Cœur de l’Homme (vue externe) 1 Crosse aortique (Aorte) 2Artère pulmonaire 3 Veines pulmonaires Veine cave 10 supérieure 4 Oreillette gauche 5 Valvules auriculoventriculaires 6 Valvules de l’aorte 7 Ventricule gauche 8 Septum interventriculaire 9 Myocarde Oreillette 11 droite Ventricule 12 droit Veine cave 13 inférieure Figure ...... : Coupe longitudinale du cœur humain. Consignes : Doc. 11 - Permet d’illustrer le rôle de pompe qu’assume le coeur dans le système circulatoire, en présentant de façon schématique les étapes du cycle cardiaque. - A utiliser après avoir visionné un film numérique portant sur l’activité cardiaque. Le Doc. est à compléter par l’ensemble de la classe en nommant et commentant de façon succincte les étapes du cycle cardiaque présentées. 32 Complétions : Doc. 11 (A) : Diastole générale (B) : Systole auriculaire Sang arrive par les veines, remplit les oreillettes et s’écoule vers les ventricules. Seules les valvules auriculoventriculaires sont ouvertes. Contraction des oreillettes qui finit par remplir les ventricules. Seules les valvules auriculoventriculaires sont ouvertes. 0,4s 0,3s Contraction des ventricules qui presse le sang jusqu’à fermer les valvules auriculoventriculaires et ouvrir les valvules sigmoïdes ; et le sang passe dans les artères. (C) : Systole ventriculaire Figure ...... : Cycle cardiaque (Etapes d’une révolution cardiaque). Consignes : Doc. 12 - Permet d’illustrer le rôle des vaisseaux sanguins, et de présenter de manière comparative les structures des différents types de ces vaisseaux. - A utiliser après avoir visionné une présentation numérique courte montrant la circulation du sang à l’intérieur d’un vaisseau sanguin. Consignes : - Permet d’illustrer la circulation sanguine à l’échelle de l‘organisme, et sa représentation schématique simplifiée (circulation pulmonaire ou petite circulation, circulation générale ou grande circulation) - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : Circulation pulmonaire Doc. 13 Poumon 1Veine pulmonaire Artère 3 pulmonaire Cœur 4 Circulation générale Veine cave inférieure Le sang et la circulation sanguine 0,1s Cerveau 2 Artère aorte Autres organes Muscles Figure ...... : Schéma simplifiée de la circulation chez l’Homme. 33 Le sang et la circulation sanguine Consignes : - Permet de clôturer la présente sous unité du programme, en fournissant un schéma bilan regroupant en harmonie les principales connaissances relevant de l’étude du sang et de la circulation chez l’Homme. - A utiliser après avoir sollicité, dans une situation de «travail en groupe», la participation des élèves dans un essai d’établissement d’un schéma Doc. 14 synthèse simple portant sur le sang et la circulation chez l’Homme. - Il est souhaitable, avant la présentation du Doc., de visionner un film numérique appropriée résumant la circulation sanguine chez l’Homme. Complétions : - Titre : Un schéma bilan de la circulation et des échanges entre le sang et les organes chez l’Homme. Consignes : - Permet, dans le but de construire le concept «d’Excrétion urinaire», de présenter certaines des expériences de l’analyse qualitative de l’urine normale de l’Homme (composition de l’urine). L’excrétion urinaire - A utiliser après avoir soulevé l’interrogation sur le devenir des déchets émanant de l’utilisation des nutriments par l’organisme, et inviter les élèves à proposer une démarche pratique et adéquate pour répondre à cette interrogation. - Il est souhaitable de réaliser en classe, parmi les expériences évoquées dans le Doc., celles qui n’exigent pas trop de précautions sécuritaires, ou de présenter les expériences aux élèves par le biais de ressources numériques. Doc. 1 Complétions : Expériences Résultats Conclusions Evaporation d’eau et sa condensation L’urine contient de Urine chauffée sur la paroi de tube à essai. l’eau L’urine contient des Urine + nitrate d’argent Précipité blanc qui noircit à la lumière. sels de Chlorures Montée d’un gaz qui colore feuille de L’urine contient de Urine + potasse + chauffage tourne au sol en bleu. l’ammoniac Urine + solution méthylique de xanL’urine contient de Formation d’un précipité blanc. thydrol l’urée Urine + Liqueur de Fehling + chauf- Pas de précipité rouge brique. L’urine ne contient fage pas le glucose L’urine ne contient Urine + acide acétique + chauffage Aspect normal d’une urine. pas l’albumine Synthèse L’urine est composée d’eau, de sels de Chlorure (éléments minéraux), et de composés azotés toxiques (ammoniac, urée). Ce liquide que l’Homme rejette à l’extérieur du corps accumule des sels en excès et des résidus toxiques pour l’organisme. Tableau ...... : Composition comparative du plasma sanguin et de l’urine. 34 Consignes : - Permet, dans l’esprit de définir l’origine de provenance de l’urine, de consulter de manière comparative la composition du plasma et celle de l’urine. Le Doc. favorise la déduction du lien existant entre le sang et l’urine (formation de l’urine à partir du plasma sanguin pour purifier le sang). - A utiliser après avoir soulevé l’interrogation sur l’origine de l’urine, et inviter les élèves à proposer une démarche pratique et adéquate pour répondre à cette interrogation. - Le Doc. peut être exploité en situation de lecture analytique, de préférence en binôme ou en trinôme. Doc. 2 Complétions : Complétions : Substances Valeurs moyennes de la concentration (g/L) Plasma Urine 70 0 1à2 0 1 0 910 950 8 10 0,3 20 0,03 0,5 0,01 0,8 0 0,5 0 0,7 Protéines Lipides Glucose Eau Ions minéraux (Na+, K+, Cl-) Urée Acide urique Créatinine L’excrétion urinaire Acide hippurique Ammoniac Conclusion Commentaire Contrairement au plasma, l’urine ne contient pas de nutriments organiques, et renferme l’ammoniac et l’acide urique. Mais par ailleurs, comparativement au plasma, l’urine contient un peu plus d’eau et d’ions minéraux, et des quantités importantes d’urée, d’acide urique, et de créatinine. L’urine semble formée au niveau des reins à partir du plasma sanguin dans le but de purifier le sang. Cependant, certains constituants de l’urine comme l’ammoniac et l’acide urique semblent sécrétés par les structures rénales. Tableau ...... : Composition comparative du plasma sanguin et de l’urine. Consignes : - Permet d’aborder les aspects anatomiques relevant de l’excrétion urinaire dans l’esprit de chercher à comprendre comment se déroule la formation de l’urine dans les reins. Le Doc. illustre l’organisation de l’appareil urinaire et l’anatomie du rein chez l’Homme. - A utiliser en étant appuyé par des observations sur l’écorché, de dissection de rein de mouton par exemple, et/ou de modèles anatomiques de rein humain. Complétions : Doc. 3 1 Glande surrénale 2 Rein droit 1 Artérioles 2 Pyramide 3 Veinules Veine cave 3 inférieure 4 Artère rénale 4 Aorte 5 Bassinet 6 Tube urinifère 7 Veine rénale 5 Uretère 8 Zone corticale (ou cortex) 6 Vessie 7 Urètre 9 Uretère Figure ...... : Appareil urinaire chez l’Homme. 35 Figure ...... : Coupe longitudinale du rein humain. Consignes : - Permet de confirmer le rôle des reins dans l’épuration du sang et le maintien de l’homéostasie (constance du milieu intérieur), en présentant de manière comparative la composition, en certaines substances, de l’urine et du sang entrant et sortant du rein. Doc. 4 - A utiliser en situation de lecture analytique en binôme ou en trinôme, après avoir invité les élèves à proposer une démarche pratique et adéquate permettant de confirmer le rôle des reins dans la purification du sang. Complétions : - Titre : Composition comparative de l’urine et du sang entrant et sortant du rein. Doc. 5 - Permet d’approcher de plus près la fonction rénale (processus d’excrétion urinaire à l’échelle du néphron), en présentant de manière comparative la composition du plasma sanguin et celles des urines primitive et définitive. - A utiliser en situation de lecture analytique en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Composition comparative du plasma et des urines primitive et définitive. Consignes : - Permet d’approfondir l’étude anatomique du rein en illustrant l’ultrastructure de cet organe. Le Doc. situe les néphrons et présente leur structure. - A utiliser en complétant la légende des structures présentées. Complétions : Capsule glomérulaire 5 (ou de Bowman) Capillaires sanguins 6 Néphron 2 Corte x réna l Doc. 6 7Glo m érul 3 1 Rein Médu lla rén ale L’excrétion urinaire Consignes : 4 9 Veinule 10 Artériole Figure ...... : Situation et structure des néphrons. 36 e 8 Tube urinifère Tube collecteur11 Consignes : - A utiliser en complétant la légende des structures et des processus physiologiques présentés. Complétions : Doc. 7 Capsule 2 Capillaires 3 sanguins Glomérule L’excrétion urinaire - Permet d’illustrer les étapes de formation de l’urine à l’échelle du néphron, à savoir, la filtration glomérulaire (formation d’urine primitive, rôle de barrière face à certaines substances), la réabsorption tubulaire au niveau du tube contourné (rôle de filtre sélectif), et la sécrétion tubulaire (sécrétion de certaines substances à partir d’autres substances plasmatiques, rôle sécréteur). 1 5 Tube urinifère 4 Artériole 6 Tube collecteur F = Filtration glomérulaire R = Réabsorption tubulaire S = Sécrétion tubulaire E = Evacuation 7 Evacuation Figure ...... : Etapes de formation de l’urine. 37 Consignes particulières d’utilisation des documents, et leurs complétions Unité 2 : Les fonctions de relation chez l’Homme Sous unité Consignes particulières d’utilisation des documents et leurs complétions Consignes : - Permet dans le contexte de l’étude du système nerveux, d’amorcer l’étude la sensibilité consciente chez l’Homme, en illustrant l’anatomie de deux organes de sens chez l’Homme, l’œil et la peau. Doc. 1 - A utiliser après avoir établie une problématique articulée autour du sujet des fonctions de relation assurées chez l’homme par les systèmes nerveux et musculaires ; leurs physiologie et organisation, et leur importance et les mesures à prendre pour les sauvegarder. - Il importe de faire usage des figures du Doc. une après l’autre, après la réalisation d’une dissection d’œil du bœuf par exemple, et l’observation de modèles anatomiques de l’œil et de la peau humains. Complétions : Le système nerveux - Titre 1ère figure : Anatomie de l’œil humain. - Titre 2ème figure : Anatomie de la peau humaine. Consignes : - Permet d’illustrer les liens anatomiques entre l’œil (organe de sens) et le cerveau (élément du système nerveux), et l’anatomie de l’encéphale humain. - A utiliser en étant appuyé par l’observation de modèles anatomiques et/ou de ressources numériques illustrant les structures visées. Complétions : 1 Ecorce cérébral 1 Œil droit Doc. 2 2 Nerf optique 3 Chiasma optique 4 Hémisphère cérébral droit Bulbe rachidien 3 Moelle épinière 4 5 Aires visuelles Figure ...... : Liens anatomiques entre l’œil et le cerveau. 38 2 Cervelet Figure ...... : Coupe longitudinale de l’en céphale humain. Consignes : - Permet de montrer le fonctionnement de l’œil et son rôle de dans la sensibilité visuelle, en présentant le mécanisme optique de formation de l’image dans l’œil normal, et une vue d’ensemble d’œil-cerveau. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique. Doc. 3 Complétions : - Titre 1ère figure : Mécanisme optique de formation de l’image d’un objet dans l’œil. Cerveau Lobe frontal Centre visuel Œil Le système nerveux Nerf optique Figure ... : Vue d’ensemble d’œil-cerveau. Consignes : - Permet de montrer les organes intervenant dans la sensibilité consciente, et le trajet de l’influx nerveux sensitif lors de cette sensibilité consciente. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique. Complétions : - Titre 1ère figure : Les organes intervenant dans la sensibilité consciente. 1 Aire sensitive Sillon de Rolando primaire (ou de sensibilité générale) Doc. 4 Bulbe rachidien 2 Moelle épinière 3 Influx nerveux 4 sensitif Peau Figure ... : Trajet de l’influx nerveux lors de la sensi bilité consciente. 39 Doc. 5 Le système nerveux Doc. 6 Consignes : - Permet de montrer la localisation des aires sensitives au niveau du cerveau humain. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique, en étant appuyé par l’observation d’un modèle anatomique approprié. Complétions : - Titre 1ère figure : Localisation des aires sensitives au niveau du cerveau humain. Consignes : - Permet dans l’esprit d’étudier la motricité volontaire chez l’Homme, d’illustrer un exemple de mouvement volontaire. - A utiliser après avoir soulevé le questionnement sur le mouvement volontaire chez l’Homme, son mécanisme et les organes intervenant dans ce genre de mouvement. - Il importe d’utiliser le Doc. après avoir créé en classe des exemples de situations de mouvements volontaires, puis les commenter. Complétions : Organe 1 récepteur (Oreille) 2 Organe effecteur (Muscle) Commentaire analytique du mouvement La personne entend la sonnerie de son téléphone portable (stimulus sonneur) par le moyen de son oreille (organe récepteur), et en réponse à cette stimulation, il décide de tendre volontairement sa main pour prendre le téléphone. Ce dernier acte et effectué grâce aux muscles de son membre supérieur (organes effecteurs). Conclusion L’Homme peut réagir au monde extérieur par des mouvements volontaires qui impliquent nécessairement des organes effecteurs qui sont les muscles. Figure .. : Un exemple de mouvement volontaire chez l’Homme. Stimulus sonneur 3 Consignes : - Permet d’approcher le mécanisme nerveux du mouvement volontaire en montrant les trajets de l’influx nerveux lors d’un mouvement volontaire et lors de la sensibilité consciente. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique accompagnée par la complétion des légendes des figures présentées. Sillon de Rolando Complétions : Aire motrice 1 Doc. 7 Bulbe rachidien 2 Moelle épinière 3 Muscle Influx nerveux moteur 4 Figure ... : Trajet de l’influx nerveux moteur. 40 Doc. 8 Consignes : - Permet de mettre en relief les liens entre les différentes parties du corps et les aires sensitives et motrices du cortex cérébral humain, en illustrant la cartographie des cortex sensitif et moteur. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique, en étant appuyé par l’observation d’un modèle anatomique approprié, et en montrant aux élèves les techniques d’étude ayant permis l’établissement de cette cartographie du cortex cérébral (expériences de stimulation du cerveau et l’imagerie cérébrale). Complétions : Le système nerveux - Titre : Localisation des aires sensitives et motrices du cortex cérébral humain. Doc. 9 Consignes : - Permet dans l’esprit d’étudier la motricité involontaire (reflexe médullaire) chez l’Homme, d’illustrer un exemple de mouvement involontaire, le reflexe rotulien. - A utiliser après avoir soulevé le questionnement sur le mouvement involontaire chez l’Homme, son mécanisme et les organes intervenant dans ce genre de mouvement. - Il importe d’utiliser le Doc. après avoir invité les élèves à citer des exemples de mouvements involontaires chez l’Homme, puis faire une observation réelle du reflexe rotulien chez un élève, et le commenter. Complétions : Marteau (stimulation par percussion du tendon) Quadriceps Muscles postérieurs de la cuisse La percussion du tendon rotulien par le marteau (stimulation) proCommentaire voque une extension involontaire analytique du de la jambe. Ce mouvement némouvement cessite l’implication des muscles de la cuisse (organes effecteurs). jambe Extension Conclusion L’Homme peut réagir au monde extérieur par des mouvements involontaires qui impliquent des organes effecteurs, les muscles. Figure ... : Un exemple de mouvement involontaire chez l’Homme, le réflexe rotulien. Consignes : - Permet de construire la notion du «Nerf», une structure intervenant dans toute activité nerveuse, en montrant l’exemple du nerf sciatique chez la grenouille, ses liens avec les centres nerveux et les muscles ; et son emplacement au niveau de la cuisse. Cette étape dans le cours contribue également à la préparation des élèves à la recherche des structures anatomiques Doc. 10 intervenant dans le réflexe médullaire. - A utiliser après avoir fait la dissection d’une grenouille au niveau de la cuisse, ou visionner une ressource numérique montrant cette dissection. Complétions : - Titre 1ère figure : Nerf sciatique chez la grenouille. - Titre 2ème figure : Localisation du nerf sciatique dans la cuisse de grenouille. 41 Consignes : - Permet d’enchaîner sur la construction de la notion du «Nerf» et d’approcher la notion de «Neurone» (cellule ou fibre nerveuse, unité fonctionnelle du système nerveux). Le Doc. illustre schématiquement l’anatomie du nerf, et la structure du neurone. Doc. 11 - A utiliseren situation de lecture analytique, après avoir recouru à une ou à des présentations numériques des structures nerveuses visées. - Au terme de l’étude du neurone, il convient d’approcher la notion de «Synapse», sa structure et son fonctionnement (comment elle assure la transmission du message nerveux d’un neurone à un autre). Complétions : - Titre 1ère figure : Anatomie du nerf. - Légende 2ème figure : 1. Corps cellulaire, 2. Axone, 3. Arborisation terminale. - Titre 2ème figure : Structure du neurone. Consignes : Le système nerveux - Permet d’enchaîner sur l’étude de l’activité réflexe en présentant des expériences de mise en évidence des structures anatomiques intervenant dans le mouvement réflexe chez une grenouille spinale. - A utiliser après avoir invité les élèves, de préférence en situation de «travail en groupe», à proposer des idées d’expériences sur la grenouille permettant la mise en évidence des éléments anatomiques intervenant dans le mouvement réflexe. Dans la même situation de travail, le Doc. peut être analysé et complété. La correction de sa complétion est à faire par l’ensemble de la classe. Complétions : Expérience Doc. 12 Stimulation électrique du membre postérieur gauche. 1 Anesthésie de 2 la terminaison du membre postérieur gauche, puis stimulation électrique de ce membre. Section du 3 nerf sciatique du membre postérieur gauche, puis stimulation de la terminaison de ce membre. Section du 4 nerf sciatique du membre postérieur gauche, puis stimulation au-dessous de la section. 42 Résultat Conclusion Flexion du membre postérieur stimulé Le cerveau n’intervient pas dans le mouvement reflexe. Pas de flexion (Aucune réponse) La peau intervient dans le mouvement reflexe (organe récepteur). Pas de flexion (Aucune réponse) Le nerf sciatique conduit l’influx nerveux issu de la stimulation. (Conducteur) Flexion du membre postérieur stimulé Le nerf sciatique conduit l’influx nerveux moteur (Conducteur moteur). Doc. 12 Section du nerf 5 sciatique du membre postérieur gauche, puis stimulation au-dessus de la section. Flexion du membre postérieur droit non stimulé Le nerf sciatique est excitable et conduit l’influx nerveux sensitif (Conducteur sensitif). Destruction du 6 muscle de la cuisse du membre postérieur gauche, puis stimulation de la terminaison de ce membre. Pas de flexion (Aucune réponse) Le muscle intervient dans le mouvement reflexe (organe effecteur). Destruction de 7 la moelle épinière, puis stimulation de la terminaison du membre postérieur gauche. Pas de flexion (Aucune réponse) La moelle épinière est le centre nerveux qui commande le mouvement reflexe. Figure ... : Expériences de mise en évidence des organes intervenant dans le mouvement reflexe. Le système nerveux Consignes : - Permet de développer l’étude de l’activité reflexe en illustrant la structure de la moelle épinière. - A utiliser dans le cadre d’activités de lectures analytiques des figures présentées, en étant appuyé par des observations des structures visées par le biais de ressources numériques. Complétions : - Légende 1ère figure : 1. Substance blanche, 2. Substance grise. Doc. 13 - Titre 1ère figure : Coupe transversale de la moelle épinière. - Légende 2ème figure : 1. Substance grise, 2. Substance blanche, 3. Dendrite, 4. Corps cellulaire, 5. Fibres nerveuses. - Titre 2ème figure : Observation microscopique de coupe transversale de moelle épinière. - Légende 3ème figure : 1. Substance blanche, 2. Ganglion rachidien, 3. Substance grise, 4. Racine postérieure, 5. Nerf rachidien, 6. Racine antérieure. - Titre 3ème figure : Schéma interprétatif d’une coupe transversale de la moelle épinière. Consignes : - Permet de poursuivre le développement de l’étude de l’activité reflexe en présentant les expériences de Magendie permettant de mettre en évidence les rôles des racines antérieure et postérieure du nerf rachidien. Doc. 14 - A utiliser après avoir invité les élèves, de préférence en situation de binôme ou de trinôme, à proposer des idées d’expériences permettant de mettre en évidence les rôles des racines antérieure et postérieure du nerf rachidien. Dans la même situation de travail, le Doc. peut être analysé et complété. La correction de sa complétion est à faire par l’ensemble de la classe. 43 Complétions : Expérience Section du nerf rachidien. 1 Section de la racine antérieure, puis stimulation du bout périphérique de cette racine. Doc. 14 2 Section de la racine antérieure, puis stimulation du bout central de cette racine. 3 Section de la racine postérieure, puis stimulation du bout central de cette racine. 4 Section de la racine postérieure, puis stimulation du bout périphérique de cette racine. 5 Résultat Conclusion Région du corps innervée par le nerf sectionné perd la sensibilité et la motricité. Nerf rachidien est un nerf mixte : conduit les influx nerveux sensitif et moteur. Région du corps innervée par le nerf sectionné perd la motricité. La stimulation provoque une contraction musculaire de la partie innervée. Racine antérieure conduit les influx nerveux moteurs seulement (influx centrifuges). La stimulation ne provoque aucune contraction musculaire de la partie innervée. Racine antérieure renferme les fibres nerveuses motrices uniquement. Région du corps innervé par le nerf sectionné perd la sensibilité. La stimulation provoque une sensation de douleur et une contraction musculaire de la partie innervée. Racine postérieure conduit les influx nerveux sensitifs seulement (influx centripètes). La stimulation ne provoque aucune réaction. Racine postérieure renferme les fibres nerveuses sensitives uniquement. Figure ... : Expériences de Magendie. Le système nerveux Consignes : - Permet d’achever l’étude de la motricité involontaire en présentant l’arc reflexe, et une interprétation simplifiée du reflexe rotulien chez l’Homme. La 2ème figure du Doc. permet plus particulièrement aux élèves de revenir après l’étude du mouvement reflexe, à l’exemple du reflexe rotulien retenu au début de l’étude (mise en œuvre des acquisitions pour comprendre le mécanisme de l’exemple précis du reflexe rotuliens). Doc. 15 - A utiliser après avoir invité les élèves, de préférence en situation de binôme ou de trinôme, à établir, en premier lieu, schématiquement l’arc reflexe en mobilisant les connaissances acquises à l’occasion de l’étude du reflexe médullaire ; puis à expliciter le mécanisme du reflexe rotulien à la lumière des connaissances acquises. Complétions : Moelle épinière (centre nerveux) Racine postérieure 3 Nerf rachidien 2 Neurone d'association 4 Racine antérieure 1 Peau (organe sensitif) Neurone sensitif Neurone moteur 5 Muscle (organe effecteur) Figure ... : Schéma représentant l’arc reflexe chez l’Homme. - Titre 2ème figure : Schéma interprétatif simplifié du reflexe rotulien chez l’Homme. 44 Le système nerveux Consignes : - Permet de clôturer la présente sous unité du programme, en fournissant un tableau récapitulant les principales fonctions du système nerveux chez l’Homme, et les principales règles d’hygiène liées à ce système. Le Doc. favorise également la mise en relief de l’importance du système nerveux dans le fonctionnement de l’organisme en termes de relation avec le milieu extérieur, et permet, par conséquent, de dégager la nécessité de la protection de ce système. Doc. 16 - A utiliser après avoir sollicité la participation des élèves à un essai de mise au point sur les principales connaissances relevant de l’étude des fonctions du système nerveux humain, et de prise de connaissance des principales mesures liées à l’hygiène dudit système. - Il est souhaitable, avant la présentation du Doc., de visionner un film numérique approprié résumant la physiologie et l’anatomie du système nerveux humain.. Complétions : - Titre : Principales fonctions et règles d’hygiène du système nerveux chez l’être humain. Consignes : - Permet dans le but d’étudier le système musculaire chez l’Homme, de présenter les différents types de muscles chez l’Homme, et les liens anatomiques entre les muscles squelettiques, les os et Le système musculaire les articulations (exemple de ces liens anatomiques au niveau du coude). - A utiliser après avoir rappelé le questionnement préalablement soulevé au début de l’étude des fonctions de relation, notamment à la présente étape, dans sa partie concernant le système musculaire; Doc. 1 son rôle, son fonctionnement, son organisation, et son importance et les mesures à prendre pour le sauvegarder. - Il importe de faire usage des figures du Doc. une après l’autre dans l’ordre présenté dans le Doc., et de s’en servir, avant l’utilisation de la 2ème figure, d’un modèle anatomique du membre supérieur de l’homme, ou d’une présentation numérique convenable. Complétions : - Titre 1ère figure : Les différents types de muscles humains. - Titre 2ème figure : Liens anatomiques entre les muscles squelettiques, les os et l’articulation au niveau du coude chez l’Homme. 45 Consignes : - Permet d’illustrer le rôle des muscles squelettiques dans la réalisation des mouvements de flexion et d’extension (exemple des mouvements de l’avantbras). Doc. 2 - A utiliser après avoir fait une observation des mouvements de flexion et d’extension de l’avant-bras réalisés par un individu en classe, et les commenter. Complétions : - Légende : 1. Biceps relâché, 2. Triceps contracté, 3. Biceps contracté, 4. Triceps relâché. - Titre : Schémas interprétatifs des mouvements d’extension et de flexion de l’avant-bras. Le système musculaire Consignes : - Permet d’approcher les aspects anatomiques relatifs au muscle squelettique, et de construire la notion de «fibre musculaire», en illustrant la structure anatomique du muscle squelettique à l’échelle macroscopique et à l’échelle microscopique. Doc. 3 - A utiliser les figures une après l’autre dans l’ordre présenté dans le Doc., en étant appuyé par des présentations numériques appropriées. Complétions : - Légende 3ème figure : 1. Striation (stries), 2. Noyau, 3. Membrane plasmique, 4. Strie (Bande), 5. Noyau. ème - Titre 3 figure : Structure du muscle squelettique. Consignes : - Permet de construire la notion de «plaque motrice», en illustrant la jonction fibre nerveuse motrice-fibre musculaire. Doc. 4 - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique. Complétions : - Légende : 1. Plaque motrice, 2. Plaque motrice, 3. Fibres musculaires. - Titre : La jonction fibre nerveuse motrice - fibre musculaire. Consignes : Doc. 5 - Permet de présenter des expériences de mise en évidence des caractéristiques fonctionnelles du muscle squelettique, à savoir, l’excitabilité, la contractilité, et l’élasticité. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique en situation, de préférence, de «travail en groupe». 46 Complétions : 1 Excitation électrique du muscle Expériences + - 2 Accrocher au muscle une masse de 10g, puis retirer la masse. Doc. 5 Le système musculaire 4 Conclusions Le muscle réagit à l’excitation en se contractant. - Muscle est excitable : Excitabilité. - Muscle est contractile : Contractilité. Le muscle s’allonge, puis récupère sa longueur initiale après retirement de la masse de 10g. 10g 3 Accrocher au muscle une masse de 20g, puis retirer la masse. Observations Le muscle s’allonge, puis récupère sa longueur initiale après retirement de la masse de 20g. 20g Le muscle s’allonge, mais ne récupère pas sa longueur initiale après retirement de la masse de 60g. Accrocher au muscle une masse de 60g, puis retirer la masse. Muscle est un organe élastique : Elasticité Muscle est un organe élastique, mais son élasticité est limitée. 60g Tableau .. : Expériences de mise en évidence des caractéristiques du muscle squelettique. Consignes : - Permet de clôturer la présente sous unité du programme, en fournissant un tableau récapitulant les principales fonctions du système musculaire chez l’Homme, et les principales règles d’hygiène liées à ce système. Le Doc. favorise également la mise en relief de l’importance du système musculaire dans le fonctionnement de l’organisme en termes de relation avec le milieu extérieur, et permet, par conséquent, de dégager la nécessité de la protection de ce système. Doc. 6 - A utiliser après avoir sollicité la participation des élèves à un essai de mise au point sur les principales connaissances relevant de l’étude du système musculaire humain, et de prise de connaissance des principales mesures liées à l’hygiène dudit système. - Il est souhaitable, avant la présentation du Doc., de visionner un film numérique approprié résumant la physiologie et l’anatomie du système musculaire chez l’Homme. Complétions : - Titre : Principales fonctions et règles d’hygiène du système musculaire chez l’Homme. 47 Consignes particulières d’utilisation des documents, et leurs complétions Unité 3 : L’immunologie Sous unité Consignes particulières d’utilisation des documents et leurs complétions Consignes : - Permet dans le but d’étudier les microbes, de présenter quelques exemples de microorganismes, et de montrer la diversité et le caractère microcopique de ces êtres vivants. Doc. 1 - A utiliser après avoir établie une problématique articulée autour du sujet de la défense de l’organisme humain contre les microbes et les corps étrangers (immunologie) : la nature et les caractéristiques des microbes, le fonctionnement et les organes du système immunitaire, les problèmes d’ordre immunologique chez l’Homme, et l’importance de protéger le système immunitaire et comment le sauvegarder. Les microbes - Il est plus commode de faire usage des figures des microbes une après l’autre dans l’ordre présenté dans le Doc., en étant appuyé par des observations réelles à l’œil nue d’attaques microbiennes, notamment des moisissures, et par des présentations d’illustration numériques, et en soulignant la classification des microbes montrée dans le Doc. Complétions : - Titre : Quelques exemples de microorganismes (microbes). Consignes : - Permet de mettre le point sur le caractère de multiplication importante et rapide chez les microorganismes, en montrant la multiplication par bipartition chez des bactéries comme la Salmonelle. - A utiliser en étant appuyé par l’observation de séquences numériques montrant le phénomène de multiplication par bipartition chez certaines bactéries, et l’ampleur de cette multiplication. Doc. 2 Complétions : - Analyse du graphique : La courbe d’évolution du nombre de bactéries montre 3 moments essentiels : 1. Pendant la 1ère heure, la courbe est horizontale, ce qui se traduit par une non multiplication des bactéries (phase de latence). 2. Pendant la 2ème heure, la courbe est très croissante, ce qui signifie une multiplication importante et rapide des bactéries (phase exponentielle). 3. Après la 2ème heure, la courbe est presque horizontale, ce qui indique un arrêt de la multiplication des bactéries (phase stationnaire). 48 - Conclusion : Dans un milieu convenable, les bactéries se multiplient de façon rapide et importante, mais après une phase de latence (phase d’adaptation au milieu). Consignes : - Permet, dans l’esprit de corriger les attitudes des apprenants vis-à-vis des microorganismes en distinguant entre les microbes pathogènes et ceux non pathogènes, de montrer l’effet pathogène de certains microbes en illustrant les étapes de multiplication d’un virus dans une cellule hôte. Doc. 3 - A utiliser après avoir visionné une illustration numérique montrant une attaque virale de cellules vivantes d’un organisme, puis la commenter en déduisant les principales étapes de cette attaque. Complétions : Les microbes 1 Virus Cellule hôte Noyau Fixation du virus sur la cellule hôte. 4 Multiplication du virus, et bourgeonnement pour libération de nouveaux virus (virions). Virions 2 Pénétration du virus dans la cellule hôte. 3 Libération et insertion du génome viral dans le noyau de la cellule hôte. Figure .. : Etapes de prolifération des virus dans une cellule hôte (cellule infectée). Consignes : - Permet de poursuivre la mise en exergue du pouvoir pathogène de certains microbes, en présentant des expériences permettant de mettre en évidence le mode d’action d’une bactérie pathogène (Bacille tétanique) sur l’organisme. Doc. 4 - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique en situation de travail en binôme ou en trinôme. - Il est à noter qu’il est souhaitable d’évoquer dans le présent contexte, et en utilisant des moyens d’illustration convenables, d’autres exemples de microbes pathogènes et leurs effets sur l’organisme humain (Bacille de Koch / Tuberculose, Helicobacter pylori / Ulcère gastrique, Virus de la grippe / Grippe, Virus de l’hépatite / Hépatites,…) Complétions : - Titre : Expériences de mise en évidence du mode d’action de la Bacille tétanique (bactérie pathogène) sur l’organisme de souris. Consignes : - Permet, dans le but d’étudier l’immunité naturelle chez l’Homme, de Doc. 1 présenter les principales barrières naturelles de défense du corps humain contre les microbes et les substances étrangères. (les barrières naturelles physiques et chimiques) 49 Doc. 1 - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique, mais après avoir rappelé le questionnement soulevé au début de l’étude de la présente sous unité, et portant particulièrement sur l’immunité, puis inviter les élèves à citer certaines formes de défense de l’organisme contre les éléments étrangers. Complétions : - Titre : Principales barrières naturelles de défense du corps humain contre les corps étrangers. Consignes : Doc. 2 - Permet, dans le but de construire la notion de ‘’Réaction inflammatoire’’, de présenter une observation microscopique d’une goutte de pus après une infection tissulaire de la peau. - A utiliser dans le cadre d’une lecture analytique. Complétions : - Titre : Observation microscopique d’une goutte de pus après une inflammation de la peau. L’immunité naturelle Consignes : - Permet d’enchaîner sur la construction de la notion de ‘’Réaction inflammatoire’’, en illustrant schématiquement les symptômes de la réaction immunitaire inflammatoire à la suite d’une lésion tissulaire au niveau de la peau. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique en situation de travail en binôme ou en trinôme. La correction des complétions proposées par les élèves est à faire par l’ensemble de la classe. Complétions : Gonflement Epingle Épiderme 1 Doc. 3 Bactéries Derme Leucocytes Histamines 2 Leucocyte Leucocyte Capillaire 3 sanguin 1 Lésion tissulaire et libération de l’histamine. 2 Diapédèse : leucocytes traversent les parois capillaires. 3 Phagocytose : leucocytes ingèrent et digèrent les bactéries. Figure ... : Schéma interprétatif des symptômes de la réaction inflammatoire. Symptômes de la réaction inflammatoire Cause Gonflement Passage du plasma dans le compartiment interstitiel du tissu lésé. Elévation de la température Augmentation du débit sanguin vers le siège de la lésion. Douleur Impact de la tuméfaction sur les neurones sensitifs innervant le tissu lésé. Rougeur de la zone lésée Dilatation locale des capillaire et élévation du débit sanguin. 50 L’immunité naturelle Consignes : - Permet d’illustrer les étapes de la phagocytose. - A utiliser après avoir visionné une illustration numérique montrant le phénomène de la phagocytose, dans le cadre d’une activité de lecture analytique en situation de travail en binôme ou en trinôme. La correction des complétions proposées par les élèves est à faire par l’ensemble de la classe. Complétions : Phagocyte Lysosomes Bactérie Pseudopode Vacuole phagocytaire Doc. 4 Débris bactériens 1 Adhésion : Phagocyte se lie au microbe. 2 Ingestion : Phagocyte englobe le microbe par les pseudopodes, et l’internalise (Vacuole phagocytaire). 3 Digestion : fusion entre vacuole phagocytaire et un lysosome, et dégradation du microbe par enzymes. 4 Expulsion : Rejet des débris du microbe en dehors du phagocyte. Figure .... : Schéma interprétatif des étapes de la phagocytose. L’immunité spécifique Consignes : - Permet dans l’esprit d’étudier l’immunité spécifique chez l’Homme, d’amorcer l’étude de la réponse immunitaire spécifique à voie humorale. Le Doc. montre l’évolution comparée des taux d’antigènes et d’anticorps dans le sang à la suite d’une contamination par des bactéries pathogènes (Bacille tétanique), et permet d’établir le lien entre les antigènes et les anticorps. - A utiliser de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme, mais après avoir soulevé la question de la portée limitée en général de l’immunité naturelle dans la défense de l’organisme contre les microbes pathogènes. Doc. 1 Complétions : - Titre graphique : Evolution des taux d’antigènes et d’anticorps dans le sang après contamination par le Bacille tétanique (bactérie pathogène). - Commentaire : Un jour après la contamination, le taux d’antigènes augmente progressivement jusqu’au 4ème jour, un jour avant lequel les anticorps apparaissent dans le sang et leur taux s’élève pendant les jours qui suivent. Pendant ces mêmes jours, les antigènes, leur taux diminue progressivement jusqu’à la disparition après le 13ème jour. - Conclusion : A la suite d’une contamination, le corps produit des anticorps pour neutraliser les antigènes provenant de cette contamination. 51 Consignes : - Permet de mettre en évidence la réponse immunitaire à médiation humorale et de sa spécificité, en présentant des expériences réalisées en ce sens sur des lots de souris. L’immunité spécifique - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme. La correction des conclusions élaborées par les élèves est à faire par l’ensemble de la classe. Complétions : Epérciences Doc. 2 Lot 1: Injection de bacilles diphtériques. Lot 2 : Injection du sérum d’un animal guéri de la diphtérie. Après 2 semaines Injection de bacilles diphtériques Résultats Conclusions Mort de la souris Bacilles diphtériques sont mortelles pour la souris. Survie de la souris Souris sauvée par les anticorps provenant de l’animal guéri de la diphtérie. Mort de la souris Sérum de l’animal donneur ne contient pas d’anticorps pouvant neutraliser les bacilles diphtériques. Les anticorps sont spécifiques pour chaque antigène (spécificité des anticorps). (Sérum : liquide obtenu après filtration du sang coagulé) Lot 3 : Injection du sérum d’un animal n’ayant jamais eu la diphtérie. Lot 4 : Injection du sérum d’un animal guéri de la diphtérie. Après 2 semaines Injection de bacilles diphtériques Injection de bacilles tétaniques Après 2 semaines Mort de la souris Tableau ... : Expériences de mise en évidence de la spécificité des anticorps dans l’immunité humorale. Consignes : - Permet d’enchaîner sur la relation antigène/anticorps en illustrant l’adhésion spécifique des anticorps aux antigènes, et la neutralisation de ces antigènes par la formation de complexes immuns. Doc. 3 - A utiliser en étant appuyé par une observation d’images et de modèles interprétatifs appropriés, assurée au moyen de ressources numériques. Complétions : - Titre : Schéma interprétatif de la spécificité des anticorps et image d’un complexe immun. Consignes : Doc. 4 - Permet, dans le but de mettre en évidence la notion de ‘’Mémoire immunitaire’’ dans l’immunité spécifique humorale, de montrer l’évolution de la quantité d’anticorps dans la sang après deux injections successives avec un même antigène. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme. 52 Complétions : - Titre du graphique : Evolution de la quantité d’anticorps dans le sang après deux contacts successifs avec un même antigène. L’immunité spécifique Doc. 4 - Analyse du graphique : Une semaine après le 1er contact avec l’antigène, le taux d’anticorps s’élève progressivement pendant une semaine, puis rechute jusqu’à un taux faible pendant 3 semaines (Réponse primaire). Et juste après le 2ème contact avec l’antigène, le taux d’anticorps augmente de façon plus importante en 4 à 5 jours pour atteindre un maximum qui régresse par après faiblement avec le temps (Réponse secondaire). - Conclusion : L’immunité humorale présente 2 types de réponses, une réponse primaire et une réponse secondaire. Cette dernière est rapide et plus intense grâce à la présence de Lymphocytes B mémoires formées à la suite du 1er contact. (Notion de mémoire immunitaire) Consignes : Doc. 5 - Permet d’achever l’étude de l’immunité humorale, en illustrant ses principales étapes. - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : - Titre : Principales étapes de la réaction immunitaire humorale. Consignes : Doc. 6 - Permet dans le contexte de l’étude de l’immunité spécifique chez l’Homme, d’amorcer l’étude de la réponse immunitaire spécifique à voie cellulaire. Le Doc. présente des expériences réalisées sur des cobayes, et permettant de mettre en évidence la réponse immunitaire spécifique à médiation cellulaire. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme, mais après avoir soulevé l’interrogation sur l’existence éventuelle chez l’Homme d’une autre forme de réaction immunitaire spécifique autre que la réponse spécifique à médiation humorale, et préciser aux élèves ce que c’est le BCG (Bacille bilié de Calmette et Guérin, Bacille inoffensif donné comme vaccin préventif antituberculeux). 53 Complétions : Epérciences 1 Temps t1 Résultats Temps t2 Mort du cobaye A Injection de bacilles de Koch Survie du cobaye B Injection de bacilles de Koch (B.K) Conclusions Cobaye A n’est pas immunisé contre le B.K . Cobaye A témoin 2 Doc. 6 Injection B.C.G Cobaye B 3 Injection du sérum prélevé sur cobaye B Mort du cobaye C Injection de B.K Cobaye C Cobaye B immunisé contre B.K Injection de lymphocytes T prélevés sur cobaye B Injection de B.K L’immunité spécifique Cobaye D Survie du cobaye D Le B.C.G a immunisé le Cobaye B contre le B.K . L’immunité contre le B.K n’est plus à médiation humorale. L’immunité contre le B.K est assurée par les lymphocytes T. Elle est à médiation cellulaire. Tableau .... : Expériences de mise en évidence de la réponse immunitaire à voie cellulaire. Consignes : Doc. 7 - Permet de développer l’étude de l’immunité cellulaire, en illustrant les principales étapes de cette immunité assurée par les lymphocytes T. - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : - Titre : Principales étapes de la réaction immunitaire cellulaire. Consignes : Doc. 8 - Permet d’avancer dans le développement de l’étude de l’immunité cellulaire, en illustrant le mode d’agir des lymphocytes T tueurs sur les cellules infectées par un virus. (Action cytotoxique ; cytotoxicité, propriété à être toxique pour les cellules cibles jusqu’à les détruire (lyse des cellules cible). - A utiliser en situation de lecture analytique, en étant appuyé, de préférence, par une illustration numérique appropriée. Complétions : - Titre 1ère figure : Microphotographie de lymphocytes T en adhésion à une cellule infectée par un virus. - Titre 2ème figure : Destruction d’une cellule infectée par un virus par un lymphocyte T. Consignes : Doc. 9 - Permet de répondre à l’interrogation sur l’origine des cellules du système immunitaire, en montrant l’origine des lymphocytes et les sièges de leur maturation dans le corps. - A utiliser en situation de lecture analytique, en étant appuyé, de préférence, par des illustrations numériques appropriées. 54 Consignes : - Permet de répondre à l’interrogation sur l’organisation d’ensemble du système immunitaire au niveau de l’organisme humain, en montrant les organes de ce système à l’échelle du corps. Doc. 10 - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : - Titre : Les organes du système immunitaire chez l’Homme. Consignes : - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme, mais après avoir soulevé l’interrogation sur l’existence d’une éventuelle coopération entre les lymphocytes B et les lymphocytes T dans le processus de défense immunitaire spécifique. Complétions : Epérciences Irradiation (destruction de tous les lymphocytes) Doc. 11 Témoin L’immunité spécifique - Permet de mettre en évidence la coopération cellulaire entre les lymphocytes B et les lymphocytes T (coopération immunitaire), en présentant des expériences réalisées en ce sens sur des lots de souris. Résultats lymphocytes B Lot 1 lymphocytes T Lot 2 lymphocytes B et T Conclusions Pas de production d’anticorps Les lymphocytes T sont indispensables pour le processus de production d’anticorps par les lymphocytes B. Pas de production d’anticorps La présence de lymphocytes T seuls dans le corps n’induit pas la production d’anticorps. Production d’anticorps Lot 3 Production d’anticorps Lot 4 La présence simultanée dans le corps des lymphocytes T et B induit la production d’anticorps. En situation normale, les lymphocytes T et B coopèrent dans le processus de production d’anticorps. Tableau ... : Expériences de mise en évidence de la coopération cellulaire entre les lymphocytes B et T. Consignes : - Permet de développer la notion de «Coopération immunitaire», en illustrant le rôle des lymphocytes T4 (LT4) dans l’immunité spécifique. (Lymphocytes T auxiliaires à rôle de régulation en stimulant la production d’autres cellules, Doc. 12 les lymphocytes T cytotoxiques et les lymphocytes B) - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : - Titre : Schéma interprétatif du rôle des lymphocytes T4 dans l’immunité spécifique. 55 Consignes : - Permet d’aborder la question du renforcement de l’immunité spécifique conçu par l’Homme sur la base des découvertes scientifiques faites sur l’immunité humaine, en présentant des expériences permettant de mettre en évidence le principe et l’intérêt de la sérothérapie. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, de Doc. 13 préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme, mais après avoir invité les élèves à proposer, en mobilisant leurs savoirs acquis sur l’immunité, des idées de formes d’interventions pour le renforcement du système de défense de l’organisme. Complétions : - Titre : Expériences de mise évidence du principe et de l’intérêt de la L’immunité spécifique sérothérapie. Consignes : - Permet d’enchaîner sur la question du renforcement de l’immunité spécifique, en présentant un extrait des expériences de Pasteur permettant de mettre en évidence le principe et l’intérêt de la Doc. 14 vaccination. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, de préférence en situation de travail en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Extrait des expériences de Pasteur montrant le principe et l’intérêt de la vaccination. Consignes : - Permet de clôturer l’étude des réactions immunitaires aussi bien naturelles que spécifiques, en présentant un schéma de synthèse de l’immunité chez l’Homme. Doc. 15 - A utiliser en situation de lecture analytique. - Il est souhaitable, avant la présentation du Doc., de visionner un film numérique approprié résumant de façon simplifiée le fonctionnement et l’organisation du système immunitaire chez l’Homme. Complétions : - Titre : Un schéma synthèse de l’immunité chez l’Homme. 56 Consignes : Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques - Permet, dans le but d’aborder les aspects relatifs au dysfonctionnement du système immunitaire et aux problèmes immunologiques chez l’Homme, de présenter quelques exemples d’allergènes qui peuvent induire des réactions allergiques chez l’être humain. Doc. 1 - A utiliser en situation de lecture analytique, après avoir rappelé le questionnement soulevé au début de l’étude de la présente sous unité consacrée à l’immunologie, portant plus particulièrement sur les problèmes liés à l’immunité ; puis proposer aux élèves de citer quelques exemples d’agents allergènes et d’allergies très connues chez l’Homme et que manifestent certaines personnes. Complétions : - Titre : Quelques exemples d’allergènes et d’allergies chez l’Homme. Consignes : - Permet de développer l’approchement du dysfonctionnement ou du dérèglement du système immunitaire chez l’Homme, en illustrant le test médical permettant d’identifier l’allergène ou les allergènes responsables des réactions allergiques chez une personne. Doc. 2 - A utiliser en situation de lecture analytique. - Il est souhaitable de présenter également ce test par le biais d’une ressource numérique. Complétions : - Titre : Test médical d’identification d’allergènes responsables de réactions allergiques chez un individu. Consignes : Doc. 3 - Permet de de poursuivre le développement de l’approchement du dérèglement du système immunitaire chez l’Homme, en illustrant de façon simplifiée le mécanisme de la réaction allergique. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, en situation de travail en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Etapes et mécanisme de la réaction allergique. Consignes : Doc. 4 - Permet de d’enchaîner sur l’approchement du dérèglement du système immunitaire chez l’Homme, en abordant le SIDA, une forme de défaillance du système immunitaire humain. Le Doc. montre au moyen d’images microscopiques la prolifération du virus VIH du SIDA sur les lymphocytes T4 (Attaque et destruction des lymphocytes T4 par le VIH). - A utiliser en situation de lecture analytique. 57 Doc. 4 Complétions : - Titre : Prolifération d’un VIH au dépend d’un lymphocyte T4. Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques Consignes : Doc. 5 - Permet de de développer l’approchement du SIDA, en illustrant schématiquement l’impact de l’infection par le VIH sur le fonctionnement et l’efficacité du système immunitaire ; l’impact qui finit par instaurer une déficience immunitaire, le SIDA. - A utiliser en situation de lecture analytique. Complétions : - Titre : Impact du VIH sur le fonctionnement et l’efficacité du système immunitaire humain. Consignes : Doc. 6 - Permet d’enchaîner sur l’approchement du SIDA, en illustrant par le biais d’un graphique l’évolution au fil du temps de ce syndrome chez les sujets atteints du SIDA. - A utiliser dans le cadre d’un exercice de lecture analytique, en situation de travail en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Etapes de l’évolution du SIDA. Consignes : - Permet d’achever l’approchement du SIDA, en présentant les principaux modes de transmission du SIDA d’une personne à une autre. Doc. 7 - A utiliser en situation de lecture analytique, après avoir invité les élèves à citer des exemples de façons et d’agents de contamination par le VIH. Complétions : - Titre : Principaux modes de transmission du SIDA. Consignes : Doc. 8 - Permet d’aborder le volet lié aux problèmes d’ordre immunologique confrontés par l’Homme notamment en matière de la médication, comme c’est le cas en domaine de la transfusion sanguine. Le Doc. présente des expériences de Karl Landsteiner (1901) qui ont permis de comprendre certains problèmes rencontrés dans la transfusion sanguine chez l’Homme, et qui ont été à l’origine de la découverte des groupes sanguins chez l’être humain. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique, en situation de travail en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Expériences de Karl Landsteiner (1901) de mise en évidence des groupes sanguins chez l’Homme. 58 Consignes : Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques Doc. 9 - Permet de développer l’étude des problèmes d’ordre immunologique liés à la transfusion sanguine, en montrant de manière schématique les caractéristiques des groupes sanguins chez l’Homme. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique, en situation de travail en binôme ou en trinôme. Complétions : - Titre : Caractéristiques des groupes sanguins chez l’Homme. Consignes : - Permet, en liaison avec la question de transfusion sanguine, de présenter la technique du test de détermination des groupes sanguins chez l’Homme par les sérum-tests. - A utiliser dans le cadre d’une activité de lecture analytique, et à compléter à partir des données des Doc. 7 et 8, en situation, de préférence, de travail en binôme ou en trinôme ; mais après avoir invité les élèves à proposer des idées de tests pratiques convenables pour déterminer le groupe sanguin d’une personne, en mobilisant les connaissances acquises antérieurement sur les groupes sanguins. Doc. 10 Complétions : Sérum-test Groupe sanguin Sérum Anti-A Sérum Anti-B A Sérum Anti-A et Anti-B Figure ... : Test de détermination des groupes sanguins chez l’Homme (Technique du sérum-test) B AB O Consignes : - Permet, toujours en liaison avec la question de transfusion sanguine, de présenter dans un tableau les possibilités de transfusions sanguines entre les individus chez l’Homme. - A utiliser dans le cadre d’une activité de complétion du tableau, à partir Doc. 11 des connaissances acquises sur les groupes sanguins ; en situation, de préférence, de travail en binôme. - Il convient après la complétion correcte du tableau, d’établir le schéma simplifié des transfusions sanguines valables entres les individus ; et de déduire les notions de «Donneur universel» et de «Receveur universel». 59 Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques Complétions : Doc. 11 Rec Don eve neu r ur ARh+ ARh- BRh+ BRh- ABRh+ ABRh- ORh+ ORh- ARh+ + + - - - - + + ARh- - + - - - - - + BRh+ - - + + - - + + BRh- - - - + - - - + ABRh+ + + + + + + + + ABRh- - + - + - + - + ORh+ - - - - - - + + ORh- - - - - - - - + Tableau ...... : Différentes possibilités de transfusions sanguines chez l’Homme. 60 Comment exploiter les activités spécifiées à la vérification des apprentissages et permettant le soutien et le renforcement pédagogiques Il est à noter que l’importance singulière accordée au soutien pédagogique dans le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT – Collection Univers, relève des orientations pédagogiques officielles qui recommandent aux enseignants d’organiser des soutiens pédagogiques au profit des élèves manifestant des lacunes et présentant des difficultés dans leur apprentissage. En effet, plus particulièrement, les notes ministérielles N° 132 de 2011, et N° 12-037 de 2012 consacrent une enveloppe horaire de 16 heures au soutien pédagogique, et précisent explicitement aux enseignants quatre moments d’arrêt au cours de l’année scolaire pour mettre en exercice cette pratique. Pour pouvoir mieux éclaircir comment exploiter les activités spécifiées, dans le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT – Collection Univers, à la vérification des apprentissages et permettant le soutien et le renforcement pédagogiques, on tiendra tout d’abord de définir ce qu’est le soutien pédagogique et certains concepts qui lui sont organiquement liés, puis présenter un canevas d’une démarche de soutien et/ou renforcement pédagogiques, et un planning annuel de mise en œuvre de ce soutien ; et par la suite, montrer comment procéder à ladite pratique, et présenter le solutionnaire des activités de vérification des apprentissages dispensées dans le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT – Collection Univers. Définitions du soutien pédagogique et de quelques concepts qui lui sont liés Le soutien pédagogique « Le soutien pédagogique est une activité d’apprentissage mise en œuvre pour tout élève confronté à une difficulté scolaire en référence aux socles de compétences de base, temporaire ou durable, liée à un apprentissage ou à une attitude face à une tache ». Le soutien pédagogique est étroitement lié à la stratégie des pédagogies de soutien, la pédagogie différenciée et la pédagogie de maîtrise. II est solidement articulé à certaines pratiques éducatives, notamment l’Evaluation formative, et plus particulièrement à son approche formelle ou dite instrumentée. Dans les démarches de soutien pédagogique établies par le professeur pour l’aide des apprenants éprouvant des difficultés, les élèves en progression normale (ne confrontant pas de problèmes d’apprentissage) peuvent assister aux activités de soutien ou même être impliqués activement dans ce soutien en prenant en charge, sous la supervision du professeur et dans le contexte d’une ou de certaines activités de soutien prédéterminées, un élève ou un petit groupe d’apprenants en difficulté. Pour ces élèves n’éprouvant pas de difficultés, la participation aux actes de soutien pédagogique constitue un renforcement pédagogique. 61 L’évaluation formative La notion d’évaluation formative a été élaborée par Skriven en 1967, en opposition à l’évaluation sommative. La théorie de cette évaluation est très simple, elle repose sur la séparation entre les deux fonctions de l’évaluation, la certification et la régulation, tant dans les actes que dans les esprits. « L’évaluation formative a pour but de dresser un état d’avancement, de reconnaître où et en quoi un élève éprouve une difficulté et de l’aider à surmonter. Cette évaluation ne se traduit pas en notes, et encore moins, en scores. Il s’agit d’une information en retour (feed back) pour l’élève et pour le maitre.» (G. De Landsheere, 1980, p.226) De cette définition de De Landsheere et de celles données par plusieurs spécialistes comme J. Cardinet (1979), L. Allal (1982), G. Scallon (1988a) et de J. Lavoie-sirois (1995), ainsi que de celle retenue dans les orientations pédagogiques relatives à l’enseignement des SVT dans le secondaire collégial de 2009 ; surgissent assez clairement les lignes de force de l’évaluation formative : De cette définition de De Landsheere et de celles données par plusieurs spécialistes comme J. Cardinet (1979), L. Allal (1982), G. Scallon (1988a) et de J. Lavoie-sirois (1995), ainsi que de celle retenue dans les orientations pédagogiques relatives à l’enseignement des SVT dans le secondaire collégial de 2009 ; surgissent assez clairement les lignes de force de l’évaluation formative : - l’évaluation formative s’adresse à l’élève ; c’est lui qu’elle veut concerner au premier plan ; - elle l’implique dans son apprentissage par une conscience qu’il doit en prendre ; - elle fait partie de l’apprentissage même, plutôt que de l’entrecouper ; - elle s’intéresse aussi bien aux processus qu’aux résultats, dans ce qu’elle observe, dans les informations qu’elle recherche ; - elle ne se limite pas à la mesure, mais lui enchaîne une action sur l’apprentissage et/ou l’enseignement ; - elle situe les difficultés pour les palier, en cherchant à remonter aux causes, et non à les sanctionner ; - outre l’aide qu’elle apporte à l’apprenant, elle peut servir également à l’enseignant en lui permettant, par des retours d’informations multiples, d’orienter efficacement son enseignement, et de disposer de jalons pour des stratégies pédagogiques d’une certaine ampleur. L’évaluation formative est pensée comme un instrument à usage multilatéral. Elle rend service aussi bien à l’apprenant qu’a l’enseignant en permettant à faire le point qu’à trouver des procédés pour combler des lacunes et résoudre des problèmes. Cette évaluation est aussi le moyen de contrebalancer l’évaluation sommative et contourner dans une certaine mesure nombre d’effets pervers qu’elle comporte, d’où son incontestable importance. (Elbejnouni 1991, pp.47-48) 62 L’évaluation formative instrumentée L’évaluation formative instrumentée, dite également formelle ou rétroactive, «est celle qui procède par des évaluations ponctuelles caractérisées par l’emploi d’épreuves pour recueillir l’information voulue sur les apprentissages des élèves». (Allal 1991, 1988 ; Lavoie-sirois 1995) Cette approche de l’évaluation formative suppose une méthodologie différente de celle requise pour l’élaboration d’épreuves destinés à l’évaluation sommative. A cet égard, on doit à Scallon (1988b) d’avoir proposé et expliciter une première distinction structurée des divers types et modèles d’instruments appropriés à l’évaluation formative instrumentée des apprentissages. Pour que l’évaluation formative instrumentée remplie pertinemment ses fonctions, elle doit être pratiquée en harmonie avec les moments du contrôle continu lié à l’évaluation sommative. L’idéal, selon les spécialistes de l’évaluation (Scallon, Dolbec 1994,…), serait de subordonner «la forme sommative» à «la forme formative». Celle-ci, cependant, devrait aboutir par le biais de régulations successives des apprentissages (soutiens pédagogiques) à la maîtrise de la majorité des objectifs de l’enseignement par la majeure partie des apprenants. Le tableau ci-dessous illustre bien l’harmonisation des fonctions de l’évaluation que l’on devrait respecter dans un processus d’évaluation continue répartie sur une année scolaire. Tableau : Harmonisation des fonctions de l’évaluation dans le processus d’évaluation continue répartie sur une année scolaire (indices temporels et indices de régulation). avant pendant = évaluation = évaluation diagnostique en cours de diagnostique (motivation, route (difficultés persistantes) aide à l’élève préalables etc.) (autre que pédagogique ou à l’extérieur de choix d’un niveau la classe) ou d’une modalité = évaluation formative (suivie de régulation d’apprentissage, enseignement correctif ou feed-back) activités de récupération. = évaluation sommative continue (bilan arithmétique contribuant à l’évaluation terminale) Source : Scallon et Dolbec 1994, p.8 63 au terme de ... = évaluation sommative terminale (peut être seule ou peut s’ajouter aux résultats d’évaluation continue)certifier – établir compétences – portrait récent réalisé au terme de… Planning annuel de passation des évaluations formatives instrumentées et du soutien et/ou renforcement pédagogiques Semestre Unités du programme scolaire Activités Enseignement des contenus : 1. Les aliments. 11h Évaluation formative instrumentée et correction 2h Soutien et / ou renforcement pédagogiques 2h Devoir surveillé N° 1 / Contrôle continu 1h Premier semestre 2. Les fonctions de nutrition. Unité 1 : Les fonctions de nutrition Enseignement des contenus : 1. La respiration. 2. Le sang et la circulation chez l’l’Homme. 3. L’excrétion urinaire chez l’l’Homme. Évaluation formative instrumentée et correction Soutien et / ou renforcement pédagogiques Devoir surveillé N° 2 / Contrôle continu Enseignement des contenus : Unité 2 : Les fonctions Deuxième semestre de relation Durée 11h 2h 2h 1h 1. Le système nerveux. 11h Évaluation formative instrumentée et correction 2h 2. Le système musculaire. Soutien et / ou renforcement pédagogiques 2h Devoir surveillé N° 3 / Contrôle continu 1h Enseignement des contenus : 1. Les microbes (Microorganismes). 2. L’immunité naturelle. 3. L’immunité spécifique. Unité 3 : L’immunologie 4. Dérèglements du système immunitaire. 11h 5. Hygiène de l’appareil reproducteur. 6. Des problèmes immunologiques. Évaluation formative instrumentée et correction 2h Soutien et / ou renforcement pédagogiques 2h Devoir surveillé N° 4 / Contrôle continu 1h 64 Comment procéder au soutien et au renforcement pédagogiques La procédure à suivre pour réaliser le soutien et/ou le renforcement pédagogiques au profit des élèves à partir de l’exploitation des documents d’activités de vérification des apprentissages contenus dans le Livre de 3ème AC. de Documents pour apprendre les SVT – Collection Univers, comporte trois phases essentielles. Ces phases peuvent être illustrées schématiquement comme suite : - Communiquer (ou rappeler) aux élèves les objectifs, l’importance et les étapes de la procédure du soutien et du renforcement pédagogiques. Phase de préparation des élèves - Avertir les élèves à la fin de l’enseignement de chaque partie des contenus scolaires prédéterminées dans le planning annuel du soutien pédagogique, de la date de passation de l’évaluation formative instrumentée. - Garantir aux élèves l’anonymat des résultats individuels de l’évaluation formative, et les inviter à montrer le sérieux dans la passation de cette évaluation et dans sa correction. - Recommander aux élèves de faire chez eux les enrichissements des savoirs qui seront demandés par certaines questions des activités de vérification des apprentissages. Préciser dans le Livre de Doc. les activités de vérification des apprentissages à administrer aux élèves, et inventorier selon les questions dans ces activités les connaissances et les capacités visées. Phase d’évaluation formative instrumentée Réalisation, par les élèves, des activités, après avoir coupé dans le livre les feuilles portant ces activités, et y inscrire les Noms et la Classe des apprenants dans les tableaux consacrés aux ‘’Appréciations de correction des activités de vérification des apprentissages’’. Correction sans tarder, en classe, des réponses des élèves aux questions des activités de vérification des apprentissages. Il s’agit juste d’énoncer les réponses vraies, et de juger de la justesse des réponses individuelles des élèves (Appréciations : vrai, faux, sans réponse). Dépouillement des résultats individuels des élèves dans les tableaux incorporés dans le Livre de Doc., et qui sont spécifiés aux ‘’Appréciations de correction des Activités de vérification des apprentissages’’ (Voir au verso de la 1ère feuille de chaque série d’Activités). Ce dépouillement peut être effectué, en parallèle avec la correction, en coopération avec les élèves, ou plus tard par le professeur ailleurs. 65 Phase d’évaluation formative instrumentée Dépouillement des résultats individuels des élèves dans un tableau collectif, et établir à partir de ce tableau, et par le biais du ‘’Logiciel Excel’’, un histogramme représentant graphiquement les résultats de l’ensemble de la classe à l’évaluation formative instrumentée. (Voir modèles généraux du tableau collectif des résultats et d’histogramme, dans les pages qui suivent) Analyse et interprétation des résultats des élèves à l’évaluation formative instrumentée. (Situer les difficultés individuelles d’apprentissage des élèves, en cherchant à remonter à toutes les causes plausibles) Répartir, à la lumière des difficultés révélées, les élèves en groupes homogènes en difficultés d’apprentissages manifestées. Phase de planification et de réalisation du soutien et/ou renforcement pédagogiques Planifier à la lumière des groupes d’élèves formés, de leurs types de difficultés, et des remarques particulières notées par le professeur sur les productions des élèves ; le soutien pédagogique approprié, et le mettre en œuvre en classe, en sollicitant la participation active des élèves en progression normale, dans ses activités (Nouvelles situations d’enseignement-apprentissage de remédiation). Certaines formes de soutien peuvent exiger l’intervention de professeurs d’autres disciplines scolaires (Français, Mathématiques…), du personnel administratif ou de parents d’élèves… 66 67 Noms d’élèves Question N°…….. Question N°…….. Question N°…….. Question N°…….. Question N°…….. Question N°…….. Question N°…….. Connaissances 7 Capacité 2 Capacité 3 Capacité 4 Capacité 5 Question Question Question Question Question N°…….. N°…….. N°…….. N°…….. N°…….. Capacité 1 Sous unités : ………………………………….………………………………………………………………………………………………………………..………………. N.B : - Inscrire dans les cases spécifiées aux connaissances et aux capacités, ces dernières comme inventoriées selon les questions dans les activités de vérification des apprentissages. - Pour chaque élève, et pour chaque question, mettre dans la case le signe (+) pour réponse vraie, signe (-) pour réponse fausse, et vide (aucun signe) pour sans réponse. 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 N° Unité : …….. Modèle général du tableau des résultats de l’évaluation formative instrumentée Connaissances Connaissances Connaissances Connaissances Connaissances Connaissances 1 2 3 4 5 6 AC ……….. Connaissances Capacités Classe : 3 ème 68 a nn Co c c Co an iss a 3 nn Co es c an ss ai 2 nn es Co c an iss a 1 nn es Co an iss 0 5 10 15 20 25 a 4 nn es Unité : …….. Nombres de réponses vraies Classe : 3ème AC ……….. Co es c an iss a 6 nn es c an iss a 5 nn Co c an iss es 7 ac p Ca ité 1 ac p Ca ité 2 ac p Ca ité 3 4 5 ité ité c c pa pa Ca Ca Connaissances / Capacités Sous unités : ………………………………….………………………………………………………………………………………………………………..………………. Modèle général d’histogramme représentant les résultats de l’évaluation formative instrumentée Solutionnaire des activités de vérification des apprentissages Unité 1 : Les fonctions de nutrition chez l’Homme et l’éducation nutritionnelle Sous unité Réponses Propositions Vrai - La liqueur de Fehling est le réactif caractérisant la présence de l’amidon. x - Le test par l’Oxalate d’ammonium donne un précipité blanc qui noircit à la lumière en cas de résultat positif. x - L’eau et les sels minéraux ne produisent pas d’énergie. Les aliments, les carences et les rations alimentaires - La banane est un aliment composé. Act. 1 Faux - Un aliment est qualifié complet s’il contient des quantités équilibrées de protides, lipides et de glucides. - la vitamine A est un aliment simple indispensable à la vue. x x x x - Les protéines sont des aliments bâtisseurs et fonctionnels. - Le marasme nutritionnel est une maladie dûe à la carence en vitamine C. - Les glucides sont des aliments énergétiques. - les lipides sont les aliments simples qui ont le rendement énergitique le plus élevé. x x x x - L’obésité est dûe aux repas réguliers et équilibrés. x Colonne (2) • Quantité d’énergie nécessaire à Colonne (1) l’organisme pour fonctionner. Aliment simple • Act. 2 • Liquide recueilli après la filtration d’un Ration alimentaire • mélange. • Maladie dûe à une carence en vitamine D, Rachitisme • ou en calcium, ou en les deux à la fois. Filtrat • • Quantité d’aliments consommée en 24h. • Aliment contenu dans les aliments Besoins énergétiques • composés et utilisé par l’organisme pour satisfaire ses besoins. - Mise en évidence des protides : Schéma simple, coorrect et légendé, montrant un morceau de pomme sur lequel on verse au milieu des gouttes d’eau iodée au moyen d’une pipette. Le schéma ne doit pas montrer le résultat du protocole expérimental. - Mise en évidence du glucose : Schéma simple, coorrect et légendé, Act. 3 montrant la prépapation d’un filtrat de pomme à partir de l’eau distillée et de petits morceaux de pomme ; puis le rechauffement, dans un tube à essai, de ce filtrat auquel est ajoutée la Liqeure de Fehling au moyne d’une pipette. Le schéma ne doit pas montrer le résultat du protocole expérimental. 69 1. Glucide, car cet aliment simple est énergétique. 2. Calcium, car cet aliment simple est un composant essentiel de l’os et lui confère la consolidation. Act. 4 3. Lipide, car cet aliment simple est très énergétique et procure au Les aliments, les carences et les rations alimentaires corps de la chaleur ; et le corps en gardant sa chaleur dans le milieu froid, il protège la personne contre l’atteinte par les maladies du système respiratoire. 1. La masse de l’enfant atteint avant le sevrage est normale, car comme le montre le graphique, la courbe de croissance de cette enfant avant le sevrage est dans la zone de croissance normale délimitée par les courbes indiquant la croissance d’un enfant normal. 2. Masse au mois 7 : 7 Kg Act. 5 - Masse au mois 12 : 6 Kg 3. Le kwashiorkor apparait dès le mois 8 (1 mois et 15 jours après le sevrage). 4. Selon les données du tableau, le Kwashiorkor est due à une carence accrue en protides et en lipides, car le Manioc contient des quantités très faibles de ces aliments en comparaison avec le lait maternel qui assurait avant le sevrage une croissance normale. 5. On peut prévenir l’atteinte par le kwashiorkor en assurant à l’enfant une alimentation équilibrée en glucides, protides, et lipides. 1. Il s’agit de calculer le total des énergies fournies par les aliments organiques digérables par l’organisme, soit : (330+30) x 17 + (150 x 17) + (100 x 38) = 11960 Kj La valeur de l’énergie fournie par cette alimentation est : 11960 Kj. 2. Les glucides : 350g ; les protides : 64 à 70 g ; les lipides : 84g. 3. La ration consommée ne répond pas convenablement aux besoins de la jeune adolescente. Elle contient plus de protides et de lipides, et moins de glucides ; et fournie plus d’énergie que le normal (10332 Kj). Act. 6 4. l’impact est de causer l’obésité chez la jeune adolescente. 5. L’état physiologique de l’organisme, et la situation physique du corps (en état d’activité physique ou au repos). 6. a).L’amidon : Fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement de l‘organisme (aliment énergétique). b).L’huile : Fournir la chaleur nécessaire à l‘organisme (aliment énergétique). c).Vitamines et sels minéraux : Assurent le bon fonctionnement l‘organisme (aliments préventifs). 70 A - x La bouche, l’œsophage, l’éstomac, le duodénum, l’appendice, et l’anus. B - x L’eau, les sels minéreaux, le galactose, le glycérole, et les acides aminés. C - x Protéique, et sont fabriquées pour décomposer les aliments. Act. 1 D - x Sous l’action des enzymes. E - x Des organes pour broyer et brasser les aliments afin de faciliter leur hydrolyse. x GLe passage des nutriments dans le sang et la lymphe à travers la paroi intestinale. Rôles des organes Foie Act. 2 Canal cholédoque Vésicule biliaire Duodénum La digestion Pancréas - Foie : Production de la bile. - Vésicule biliaire : Stockage de la bile utile pour la digestion des lipides. - Pancréas : Sécrétion d’enzymes digestives formant le suc pancréatique. - Duodénum : Site actif de digestion où se rencontrent les aliments, la bile, et le suc pancréatique. Titre ...... : Liens anatomiques entre les organes de l’appareil digestif au niveau du duodénum. 1. Car le suc pancréatique agit dans le corps dans une température de 37°C (température interne du corps humain). 2. Au début de l’expérience (t = 0) Après 4 heures de l’expérience Concentration du maltose Concentration des polypeptides 1 g/l 1 g/l 1 g/l 0 g/l 3. La concentration du maltose reste constante pendant l’expérience, comme le montre la courbe représentant cet aliment, qui demeure horizontale ; et celle des polypeptides diminue graduellement jusqu’à devenir nulle après 4 heures, c’est ce qui est reflété par la courbe représentative des polypeptides, qui montre une allure Act. 3 décroissante. 4. Le suc pancréatique contient des enzymes spécifiques pour la dégradation des polypeptides, mais ne contient plus d’enzymes spécifiques pour l’hydrolyse du maltose. 5. L’enzyme que contient le suc pancréatique est une polypeptidase (Trypsine), car elle est spécifique pour la simplification des polypeptides. 6. La fermeture du canal pancréatique aurait interrompu l’arrivé des enzymes pancréatiques dans le duodénum, ainsi la digestion au niveau de cet organe, des protides, des lipides et de l’amidon, ne pourrait avoir lieu. 71 La digestion 7. Pour ne pas risquer de tels troubles digestifs, il faut adopter un régime alimentaire qui permet d’éviter la formation de calculs biliaires qui peuvent venir boucher la sortie du canal pancréatique (repas réguliers moins sucrés) ; éviter la consommation d’alcools et le tabagisme ; pratiquer une activité physique régulière ; et faire un examen médical pour contrôler l’état de santé de la vésicule biliaire (présence éventuelle de calculs biliaires). 1. Les quantités d’amidon, des protéines et des lipides diminuent graduellement tout en progressant dans le tube digestif. 2. Amidon : → Glucose - Protéines : → Acides aminés - Lipides : → Acides gras + Glycérol 3. L’hydrolyse de l’amidon commence au niveau de la bouche, et celle des lipides commence au début de l’intestin grêle (au niveau du duodénum). 4. L’hydrolyse de l’amidon débute au niveau de la bouche vue la présence de l’amylase dans la salive sécrétée par les glandes salivaires ; et celle des lipides débute au niveau du duodénum, vu le déchargement à ce niveau de la bile et du suc pancréatique contenant la lipase. 5. a).La vésiculoctomie provoque une diminution remarquable de la sécrétion de la bile qui facilite la digestion des lipides. Ainsi tout Act. 4 individu ayant subi cette vésiculoctomie sera exposée à une difficulté dans la digestion des lipides. b).De tel individu devrait suivre un régime alimentaire pauvre en matières grasses (huiles, graisses). 6. a).Selon les données du tableau, les acides aminés formés dans l’intestin grêle passent dans le sang. b).Phénomène d’absorption intestinale. c).Faire un schéma simple, correct, et soigneusement légendé d’une villosité intestinale, et indiquer sur ce schéma au moyen de flèches, le cheminement d’une part de l’eau, des sels minéraux, du glucose, des acides aminés et des vitamines vers le capillaire sanguin ; et d’autre part, des acides gras, du glycérol et des diglycérides vers le capillaire lymphatique. 72 1et 2. Trachée Bronche Lobes pulmonaires Bronchiole Sac alvéolaire Alvéole (coupe) Capillaires sanguins Act. 1 Titre : Les voies respiratoires chez l’Homme. 3. La structure est l’alvéole. Elle est bien adaptée à la réalisation des échanges gazeux respiratoires grâce à sa riche vascularisation, sa fine paroi qui facilite la diffusion des gaz, et sa pluralité qui assure une grande surface d’échange dans le poumon. La respiration 1. Air inspiré Air expiré Alvéole pulmonaire Sang riche en CO2 ..... O2 ..... CO2 Sang riche en O2 Capillaire sanguin Act. 2 Titre : Echanges gazeux respiratoires au niveau de l’alvéole. 2. L’air inspiré dans le poumon arrive au niveau des alvéoles où suivant le principe de diffusion des gaz, et à travers leur paroi, le O2 diffuse vers le sang circulant dans les capillaires où il est fixé par l’hémoglobine dans les hématies ; et le CO2 incorporé dans le sang diffuse vers l’air alvéolaire, puis ce CO2 est rejeté à l’extérieur du corps dans l’air expiré. 1. On peut conclure à partir de l’analyse du tableau (1), que les organes de l’organisme échangent les gaz respiratoires avec le sang en absorbant le O2 et rejetant le CO2. Act. 3 2. Schéma simple, correct et soigneusement légendé, similaire au schéma montrant le début d’expérience de la figure du Doc.4 page 45 dans le Livre de Documents – col. Univers, sauf qu’il faut remplacer le muscle frais par le tissu nerveux. 73 La respiration 3. Aussi bien au repos qu’à l’effort, les quantités de glucose et de O2 sont inférieures dans le sang sortant du muscle que dans le sang entrant dans ce muscle, bien que ces quantités sont très inférieures en cas de l’effort. Inversement, la quantité de CO2 dans le sang sortant du muscle est supérieure à celle dans le sang entrant. 4. Dans la production de l’énergie nécessaire à l’activité, le muscle consomme le glucose et le O2, et rejette le CO2. 5. Glucose + O2 Energie + CO2 + H2O 6. Phénomène de respiration cellulaire. 7. Schéma simple, correct et soigneusement légendé, similaire ou inspiré de la figure du Doc.8 page 49 dans le Livre de Documents – col. Univers. 8. Toute atteinte nocive du système respiratoire peut entraver l’approvisionnement des cellules en O2, les cellules ne peuvent alors oxyder les nutriments pour avoir l’énergie nécessaire à leur survie et leur activité, ce qui peut causer de grands dangers pour le corps (Coma, asphyxie, décès...) 9. - Deux types de dangers parmi : La pollution de l’air (fumée, gaz toxiques…), le tabagisme, l’infection des voies respiratoires. - Préventions : Eviter la présence dans les milieux dont l’air est pollué et prendre toutes les mesures de précaution pour que le milieu dans lequel on se trouve ne soit pas pollué. Eviter le tabagisme. Eviter l’exposition aux agents pathogènes pouvant infecter les voies respiratoires. S’alimenter convenablement, Pratiquer du sport… Le sang et la circulation sanguine Propositions Act. 1 - Le sang total est constitué d’hématies et du plasma. - La lymphe amène l’oxygène vers le sang pour le distribuer aux cellules. - L’hémoglobine est responsable du transport des gaz respiratoires. - Le cœur est un muscle creux comportant quatre cavités. - Les veines pulmonaires amènent le sang oxygéné à l’oreillette gauche. - Le sang pauvre en dioxygène passe dans les veines. - Les capillaires sont des artéres qui amènent le sang vers le cœur gauche . - Les valvules assurent le sens unique de la circulation du sang à l’intérieur du cœur. 74 Vrai Faux x x x x x x x x 1. Hématie Leucocyte Cellule Capillaire lymphatique Le sang et la circulation sanguine : Plasma : Nutriments : Déchets 2. L’origine de la lymphe est le plasma sanguin qui traverse la paroi des capillaires sanguins pour gagner le milieu interstitiel (lymphe interstitielle), puis passe dans les capillaires et les vaisseaux Act. 2 lymphatiques (lymphe circulante). 3. Comme le montre le document, le rôle du sang et la lymphe est de transporter l’oxygène et les nutriments vers les cellules, et de débarrasser ces cellules des déchets comme le CO2 et autres éléments. 4. Veines pulmonaires Hématie dans les poumons (Alvéoles) Hb + O2 HbO2 Aorte Cœur Artères pulmonaires 1. a Hématie dans les organes (Cellules) Hb + O2 HbO2 Veines caves Doc. 1 (a): Systole auriculaire (b): Systole ventriculaire (fin) Act. 3 (c): Diastole générale b. (a), (b), (c) c. L’étape du cycle cardiaque non représentée dans le document est le début de la systole ventriculaire. (Voir le schéma représentant cette étape dans le document) 2. Le rôle joué par le cœur est celui de pompe, car il assure la circulation en aspirant le sang veineux vers les cavités cardiaques sous l’effet de son relâchement lors de la diastole, et en refoulant le sang accumulé dans ces cavités vers les artères lors des systoles. 75 3. Tunique Doc. 2 externe Tunique moyenne Tunique interne Lumière Le sang et la circulation sanguine Circulation générale Circulation pulmonaire 4. En différence avec l’artère qui est un vaisseau qui draine le sang du cœur vers les organes, la veine assure le drainage du sang des organes vers le cœur, elle dispose de valvules, et sa paroi est moins consistante. Poumons Doc. 3 4. a. Organes et cellules b. Voir le trajet du sang riche en O2 et celui du sang pauvre en O2 indiqués par des flèches sur le document 3. c. Point D : Ventricule droit g Artère pulmonaire g Poumon Ventricule gauche f Oreillette gauche f Veines pulmonaires Crosse aortique (aorte) g Capillaires g Veines caves g Point A : Oreillette droite d. La circulation sanguine au sein du corps à un sens unique, et se déroule dans un circuit fermé. 1. Crosse aortique (aorte) Veine cave supérieure Oreillette droite Valvules auriculo-ventriculaires Act. 4 Artère pulmonaire Veine pulmonaire Valvules de l’aorte Ventricule gauche Veine cave inférieure Myocarde Titre : Coupe longitudinale du cœur d’enfant atteint de maladie bleue 2. - La malformation consiste en une perforation dans le septum interventriculaire permettant une communication entre les ventricules. - Voir la délimitation de la malformation par le cercle en jaune sur le document. 76 Le sang et la circulation sanguine 3. Voir la désignation du sens de la circulation du sang au niveau des ventricules et des artères, par les flèches en vert sur le document. 4. Lors des systoles ventriculaires, une partie du sang bleu passe vers l’aorte où il se mélange au sang rouge, d’où l’apparence de l’aspect bleu violacé de l’enfant malade. 5. L’enfant atteint par cette maladie, devrait souffrir d’un apport insuffisant en O2 aux organes, et ces organes ne pourraient alors fonctionner normalement, ce qui pourrait générer une faiblaisse générale du corps. 6. Pour guérir un enfant atteint de la maladie bleue, on devrait intervenir par une correction chirurgicale qui implique la fermeture de la communication entre les ventricules. 1. Cette structure rénale est le néphron. 2. Néphron Capsule de Bowman Capillaires A sanguins B C D Artériole Act. 1 L’excrétion urinaire Tube urinifère 3. A : Urine primitive / B : Substances réabsorbées C : Substances sécrétées / D : Urine définitive 4. Le bon fonctionnement des reins relève des caractéristiques de leur unité fonctionnelle le néphron, qui sont : la riche vascularisation, la grande surface d’échange avec le sang assurée par la longueur importante des tubes urinifères, et les capacités de filtration, de réabsorption et de sécrétion. 1. a : Zone corticale (cortex) / b : Pyramide (Zone médullaire) / c : Bassinet 2. a - Niveau a : Filtration glomérulaire du sang qui contribue à la formation de l’urine primitive (action de barrière face à des substances comme les protides). - Niveau b : Réabsorption et sécrétion tubulaires, qui contribuent à la formation de l’urine définitive (actions : de filtration sélective Act. 2 du glucose, d’eau et des sels minéraux ; et de sécrétion d’urée et d’ammoniac). b. Vu les actions subies par le sang au niveau des reins, ces organes assurent chez l’Homme les fonctions d’épuration du sang des déchets toxiques, et de régulation de l’équilibre en eau et sels minéraux (équilibre hydrominérale), ce qui assure l’homéostasie (constance du milieu intérieur) 77 L’excrétion urinaire 3. a. les principales causes : Le diabète, l’hypertension artérielle, l’obésité, les infections urinaires répétées, la prise de médicaments toxiques pour les reins, l’obstruction des voies urinaires (calculs…)… b. Les principales mesures de prévention : S’hydrater correctement (boire suffisamment d’eau), adopter une alimentation équilibrée, Act. 2 pratiquer une activité physique régulière, contrôler régulièrement la glycémie et la tension artérielle, traiter les infections urinaires, et dépister le début éventuel de l’insuffisance rénale. c. Les actes médicaux reconnus pour secourir les personnes malades : l’hémodialyse (épuration artificielle du sang), et la greffe rénale. Unité 2 : Les fonctions de relation chez l’Homme Sous unité Réponses 1. - (A) : Aire visuelle - (B) : Aire auditive Exercice Activité nerveuse Nature de l’activité Act. 1 Nature de l’influx nerveux Trajet de l’influx nerveux Le système nerveux Rôle des zones actives Organes intervenants (A). Regard de mots (B). Ecoute de mots Sensibilité consciente Sensibilité consciente Influx nerveux sensitif Depuis les organes de sens jusqu’aux aires sensitives (centripète) Analyser l’influx nerveux Analyser l’influx nerveux sensitif et interpréter le sensitif et interpréter le message visuel message sonneur Œil (organe sensoriel), Oreille (organe sensoriel), Nerf optique, et Centre Nerf sensitif, et Centre nerveux visuel nerveux auditif 1. 1 : Aire motrice gauche / 2 : Substance grise (Cortex cérébral) 3 : Aire de sensibilité générale gauche / 4 : Moelle épinière 5 : Peau de la main droite (organe sensoriel) / 6 : Muscle droit (organe Act. 2 2. - Activité nerveuse 1 : Motricité volontaire effecteur) - Activité nerveuse 2 : Sensibilité consciente 3. - Exemple d’activité 1 : Un exemple comme : Ecrire des réponses, prendre le téléphone… - Exemple d’activité 2 : Un exemple comme : Voir des énoncés, écouter la musique… 78 4. et 5 - 1 2 3 Main droite 4 5 6 1. Une grenouille dont l’encéphale est détruit (grenouille spinale). 2. La peau (récepteur sensitif), le nerf sciatique (conducteur mixte des influx nerveux sensitif et moteur), la moelle épinière (centre nerveux), et le muscle (organe effecteur). 3. - 1. Récepteur sensitif ou organe récepteur; 2. Conducteur sensitif Le système nerveux ou centripète; 3. Conducteur moteur ou centrifuge; 4. Centre nerveux (Moelle épinière); 5. Organe effecteur (Muscle). 4. Titre : Expériences de mise en évidence des caractéristiques de conductivité du nerf sciatique. 5. Le nerf sciatique est un nerf mixte (conducteur sensitif et moteur), car après la section la région innervée perd la sensibilité et la motricité. 6. La racine postérieure du nerf sciatique conduit l’influx nerveux sensitif Act. 3 seulement, car la section au point B fait perdre la région innervée la sensibilité ; et la racine antérieure conduit l’influx nerveux moteur seulement, car la section au point C fait perdre la région innervée la motricité. 7. L Substance blanche Racine postérieure Ganglion rachidien Nerf rachidien Peau (organe récepteur) Muscle (organe effecteur) Substance grise Racine antérieure 79 Titre : ...... : Arc reflex 1. Influx nerveux sensitif (centripète) Centre nerveux Cerveau Influx nerveux moteur (centrifuge) Organe de sens Œil Obstacle Organe moteur Muscle Pédale de frein 2. Selon les données du tableau, la consommation d’alcool augmente proportionnellement la distance de réaction du conducteur ; on en conclue que l’alcool perturbe le bon fonctionnement du système Act. 4 nerveux, ce qui engendre des réactions du corps inadaptées. 3. Cesser de consommer l’alcool, et ne plus conduire en état ivresse, car l’alcoolisme affecte l’activité nerveuse et engendre des actions inadaptées, ce qui peut causer un accident de route. 4. Citer au moins 2 règles d’hygiènes parmi les suivantes : Eviter la consommation de drogues et de médicaments agissant sur le système Le système nerveux nerveux non prescrits par le médecin. Eviter l’usage abusif de ces médicaments s’ils sont prescrits par un médecin. Prévenir les accidents pouvant engendrer des lésions des organes du système nerveux. Lutter contre le stress et l’insomnie. 2. a- Une sensibilité consciente : Ahmed a vu une grande orange. b- Une motricité volontaire : Il a tendu sa main pour la cueillir. c- Une motricité involontaire : il a retiré brusquement sa main. 4. La vision de la grande orange par les yeux génère un influx nerve sensitif que le nerf optique conduit jusqu’ à l’aire sensitive visuelle, celle-ci analyse et interprète le message nerveux et transmit l’information à l’aire motrice qui génère un influx verveux moteur qui se propage à travers les neurones moteurs jusqu’aux muscles pour pouvoir tendre la main. Act. 5 La main une fois piquée, reçoit une stimulation qui génère un influx nerveux sensitif qui s’oriente à travers les neurones sensitifs du nerf rachidien (racine postérieure) vers la moelle épinière. Au niveau de ce centre nerveux est créé alors un influx nerveux moteur qui se propage à travers les neurones moteurs du nerf rachidien (racine antérieure) jusqu’aux muscles pour produire la réaction involontaire et brusque de retirer la main. 80 1. X Sont des cellules musculaires. 2. X Le muscle se raccourcit. X L’épaisseur du muscle augmente. Act. 1 3. X Attachés aux os par des tendons. 4. X Possède plusieurs noyaux. X A un aspect strié. 5. X A sa caractéristique de contractilité. X A sa caractéristique d’escitabilité. Le système musculaire 1. Pour les masses de 10g et 30g, le muscle s’allonge après l’accrochage, et restitue sa taille initiale après le décrochage ; alors que pour la masse plus importante de 90g, le muscle s’allonge après l’accrochage, mais ne restitue pas sa taille initiale après le décrochage. 2. La caractéristique d’élasticité, car le muscle montre sous l’action d’une force convenable d’étirement, la capacité de s’allonger et reprendre sa longueur primitive dès l’annulation de cette force. Et la caractéristique d’élasticité limitée, car le muscle perd sa capacité de reprendre sa longueur primitive sous l’action d’une force d’étirement importante. Act. 2 3. Le comportement du muscle après le décrochage de la masse de 90g, est lié à la lésion causée par cette masse lourde, des structures du muscle responsables de l’élasticité de cet organe qui sont les fibres musculaires (microlésions musculaires provoquant une blessure musculaire de type élongation). 4. Un effort physique pénible et inconvenablement exercé sur le muscle, peut causer chez la personne une blessure musculaire qui peut entraver le fonctionnement normal du muscle et provoquer la douleur ; ceux-ci est parce que tout étirement exagéré du muscle affecte les structures fonctionnelle de ce muscle. 1. Membrane conjonctive Vaisseau sanguin Fibre musculaire Faisceau de fibres Muscle squelettique Fibre musculaire Act. 3 Tendon Os 81 Document 1 Moelle épinière Plaques motrices Neurones moteurs Muscle squelettique Fibre musculaire Le système musculaire Document 2 2. L’influx nerveux moteur provenant des centres nerveux (cerveau, moelle épinière) arrive à travers les neurones moteurs jusqu’aux fibres musculaires au niveau des plaques motrices. Au niveau de ces jonctions (synapses neuromusculaires), les terminaisons axonales des neurones libèrent de Act. 3 l’acétylcholine (neurotransmetteur) dans l’espace synaptique. Les molécules d’acétylcholine diffusent à travers cet espace et se lient aux récepteurs postsynaptiques des fibres musculaires, donnant ainsi naissance à un nouvel influx qui déclenche la contraction musculaire responsable de la production du mouvement. 3. La paralysie des membres inférieurs qui le rend incapable de se déplacer, et de grandes difficultés dans la satisfaction de certains besoins et dans la réalisation d’activités liées à la capacité de se déplacer. 4. - Eviter l’alimentation déséquilibrée. - Eviter la sédentarité (faire de la marche, pratiquer des exercices physiques modérés…). - Eviter d’être exposé à une blessure musculaire qui peut être causée par un échauffement insuffisant avant la pratique du sport, un effort physique inadapté long ou violent …. Unité 3 : L’immunologie Sous unité Réponses Propositions Les microbes - Les microorganismes sont des êtres vivants visibles à l’œil nu. Act. 1 Vrai X - Les microbes pathogènes peuvent rendre malades. X - Les bactéries se multiplient tous de la même façon. X - Les virus sont des microbes qui survivent et se multiplient au dépend des cellules vivantes. X - Il existe une grande diversité des microbes. X - Les protozoaires sont des animaux unicellulaires. X - Le V.I.H est le virus responsable de la grippe. 82 Faux X Les microbes Microbes Act. 2 Caractéristiques Paramécie Type Protozoaire Staphylocoque Bacille tétanique Moisissure V.I.H Champignons microscopiques Bactéries Bipartition (Scissiparité) Multiplication Levure Virus Bourgeonnement Sporulation Dans cellules Milieu de vie Eau stagnante Eau, aliments… Sol, excréments… Fruits, sol… Mat. organique Sang, salive… Inoffensif ou Pathogène Pathogène Pathogène Pathogène Inoffensif Inoffensif Pathogène 1. Les bacilles diphtériques sont pathogènes, car ils se sont montrés mortelles dans l’expérience réalisée sur le lot 1. 2. Puisque, comme le montre l’expérience réalisée sur le lot 2, le filtra de bacilles Act. 3 diphtériques est mortelle, on peut déduire alors que ces bacilles agissent sur l’organisme par des substances toxiques (toxines) qu’ils sécrètent. A. X Sont de nature chimique ou mécanique. Act. 1 B. X Une réponse immunitaire non adaptative et mettant en jeu des macrophages. C. X Est une forme de défense cellulaire non spécifique. B A Véhiculée par les terminaisons nerveuses. L’immunité naturelle La chaleur Act. 2 Dus à la vasodilatation des capillaires et au passage du plasma sanguin dans le tissu lésé. La douleur La rougeur et le gonflement 1. Liée au ralentissement de la circulation. Pseudopodes Microbe (antigène) Lysosomes Act. 3 Noyau (polylobé) Cytoplasme 83 2. Phagocyte (Polynucléaire, Leucocyte, Globule blanc). 3. L’ingestion : Le microbe est englobé par les pseudopodes. 4. 1. L’adhésion 3. L’expulsion 2. La digestion 1. X L’immunité qui implique la production de lymphocytes B et de lymphocytes T. 2. X Les lymphocytes B sécréteurs ou plasmocytes. 3. X Etrangères à l’organisme qui provoquent une réaction du système Act. 1 immunitaire. 4. X En engageant des phagocytes, lymphocytes B, et des lymphocytes T. 5. X Dans la moelle osseuse rouge. 6. X D’immuniser une personne contre un antigène spécifié. Antigène Infiltration du non-soi L’immunité spécifique Intégrité de l’organisme Neutralisation et élimination de l’antigène Réception de l’information par des lymphocytes spécifiques Plasmocytes Activation et multiplication par des lymphocytes spécifiques Act. 2 Lymphocytes mémoires 1. Le virus LCM représente dans l’expérience l’antigène. 2. La lyse des cellules n’est observée que dans le cas des cellules infectées par le virus LCM. Cette lyse relève de l’action de lymphocytes fabriqués par le corps de la souris S spécialement pour détruire les cellules infectées par le virus LCM. 3. Le document 2 montre que la lyse des cellules infectées par le virus LCM résulte d’une action directe (par contact) de lymphocytes T. Une telle action est la façon Act. 3 d’agir de manière spécifique des lymphocytes T cytotoxiques (Lymphocytes T tueurs, LTc). 4. Il s’agit d’une réponse immunitaire spécifique cellulaire, car elle implique de façon directe et spécifique des cellules et non pas des anticorps. 5. Faire un dessin simple, correct et soigneusement légendé, similaire au dessin présenté par le Doc. 7 à la page 125 dans le Livre de Documents – col. Univers. 84 L’immunité spécifique et problèmes immunologiques Dérèglements du système immunitaire 1. L’antigène pathogène est un corps étranger (non soi : substance ou microorganisme) doué d’un pouvoir de toxicité contre l’organisme infecté (rend malade ou mortel), et qui déclenche une réaction immunitaire spécifique ; alors que sa forme que l’on utilise dans la vaccination est sa forme dépourvue de pouvoir pathogène et qui garde la capacité de déclencher la même réaction immunitaire. 2. Le graphique montre que le taux d’anticorps après la 1ère injection d’antigène A demeure néant pendant 8 jours, puis s’élève graduellement à un maximum modéré pendant 12 jours, et rechute à un taux faible pendant 30 jours ; alors qu’après la 2ème injection, ce taux d’anticorps s’élève très vite à un maximum très important en 30 jours, puis rechute très lentement. 3. La 1ère injection d’antigène A génère une mémoire immunitaire qui favorise, dès la 2ème injection du même antigène, une réaction immunitaire rapide et plus intense marquée par une production remarquablement importante d’anticorps anti-A. Act. 4 4. Le délai signalé dans le graphique (8jours), représente la phase de reconnaissance de l’antigène A par le système immunitaire. 5. Les réactions immunitaires manifestées par la souris face à l’antigène A sont des réactions immunitaires spécifiques à médiation humorale, car elles impliquent les anticorps. Ces anticorps sont produits par les lymphocytes de type B. 6. Le principe de la vaccination est de faire acquérir à l’organisme avant toute infection par un agent pathogène, les moyens de défense immunitaire en lui incorporant de façon répétée des formes de cet agent dépourvues de pouvoir pathogène. Ce principe repose pleinement sur la notion de mémoire immunitaire, et son importance consiste en le renforcement préventif du système immunitaire chez l’Homme. 7. La vaccination est une immunisation préventive fondée sur l’emploie de corps étrangers dépourvus de pouvoir pathogène, elle est active et durable ; alors que la sérothérapie est une immunisation curative fondée sur l’emploie d’anticorps, elle est passive et temporaire. Terme Antigène Mastocyte Act. 1 Plasmocyte Allergène Asthme Définition Toute substance étrangère à l'organisme capable de déclencher une réponse immunitaire. Cellule immunitaire qui se distingue par sa capacité de se dégranuler en contact de l’allergène, et libérer des médiateurs chimiques qui provoquent une réaction allergique. Type de lymphocytes B différenciés et capables de produire des anticorps pouvant neutraliser tout élément étranger à l'organisme. Substance induisant une réaction allergique chez certaines personnes. Trouble respiratoire chronique caractérisé par une constriction des voies bronches, entraînant chez le sujet des difficultés dans la respiration. 85 Propositions Vrai - L’agglutination est l’agglomération en amas des hématies en présence d’anticorps correspondants à leurs antigènes. x Faux - Le sérum des individus du groupe sanguin B contient les anticorps ‘’ anti-B ‘’. Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques Act. 2 - La surface des globules rouges du groupe A contient des agglutinogènes B. x - La personne du groupe sanguin AB est un donneur universel. x - le facteur antigénique rhésus (Rh) est présent à la surface des globules rouges chez toutes les personnes. x - La membrane des lymphocytes T4 porte des antigènes AB. x - Avant chaque transfusion sanguine, il faut s’assurer des groupes sanguins du donneur et du receveur. Allergène 1 x IgE Lymphocyte B Act. 3 x Mastocyte 2 3 4 1 2 4 5 Fixation des IgE sur la membrane des mastocytes. 2 contact avec l’allergène : fixation de l’allergène sur les IgE liées aux mastocytes, ce qui induit la libération d’histamine… Entrée de l’allergène (grains de pollen) dans le corps : 1er contact avec l’allergène. Sensibilisation des lymphocytes B : Reconnaissance et fixation de l’allergène. 5 Histamine 6 3 Production d’anticorps (IgE) par les lymphocytes B (transformés en plasmocytes) 6 ème Réaction allergique accompagnée de symptômes : Ecoulement nasal, asthme, éternuements… 1. Réponse immunitaire spécifique à voie humorale, vu la production par le système immunitaire d’anticorps anti-VIH. 2. a - La quantité du VIH augmente intensivement puis diminue rapidement à un niveau plus faible, et la quantité d’anticorps augmente progressivement jusqu’à atteindre son maximum. Act. 4 b - La quantité du VIH augmente progressivement jusqu’à atteindre son maximum, et la quantité d’anticorps demeure constante à son maximum pendant 3 ans, puis rechute progressivement. 86 Dérèglements du système immunitaire et problèmes immunologiques c - La quantité du VIH marque une légère diminution, puis reprend l’augmentation ; et la quantité d’anticorps poursuit sa rechute jusqu’à un taux très faible. 3. a - Au fil du temps, le nombre des Lymphocytes T4 vivants connait une forte diminution, et celui des Lymphocytes T8 vivants reste constant. b - Les résultats que présente le graphique, montrent que les Lymphocytes T4 sont les cellules cibles du VIH. Act. 4 4. Le VIH se multiplie au dépend spécialement des LT4 qu’il détruit, et puisque ces lymphocytes jouent un rôle auxiliaire en activant à la fois les lymphocytes T8 tueurs, et les lymphocytes B qui se transforment en plasmocytes producteurs d’anticorps; leur absence entrave alors simultanément la production d’anticorps et la cytotoxicité qu’assure les lymphocytes T8. 1. Le groupe sanguin du sujet est ‘’O’’, car son sang ne montre aucune agglutination avec les serum-tests anti-A et anti-B (ses hématies ne portent ni l’agglutinogène A, ni l’agglutinogène B). 2. On le qualifie de ‘’Donneur universel’’. Act. 5 3. Le sujet ne peut être transfusé que par le sang du groupe ‘’O’’, que ce soit Rh+ ou Rh- (ORh+, ORh-), car les autres groupes lui sont incompatibles (lui causent l’agglutination). 87 BIBLIOGRAPHIE - MEN - Maroc, Programmes et orientations pédagogiques relatifs à l’enseignement des SVT. dans le Secondaire collégial, Rabat, 2009. 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