Cellule

Thème 1 : Ultrastructure et dynamique cellulaire
Partie A: (15 h)
Situation déclenchante ou questionnement:
Cellule, es-tu un corps en miniature?
Tâche proposée :
 Construire un organigramme mettant en relation les principales fonctions
cellulaires (assimilation, synthèse, digestion et excrétion).
 Réaliser un schéma de la cellule en parallèle à l'organigramme.
 Etablir un lien entre les différents systèmes du corps humain et les
fonctions vitales de la cellule
Compétence générale 2 : Rédiger un rapport structuré suite à une recherche
expérimentale ou documentaire permettant d'élaborer de nouveaux concepts, de
découvrir ou de valider des lois et des théories dans le cadre d'une situation
concrète.
Savoirs:
Structure cellulaire et leur rôle dont :
- membrane – perméabilité
- mitochondrie – respiration
- chloroplaste – photosynthèse
Compétences spécifiques:
- Expliquer les mécanismes de l'excrétion.
- Suivre un schéma et commenter les principales étapes de la
respiration cellulaire.
- Construire un modèle dynamique d'une cellule.
Consignes données aux élèves :
Dans un premier temps :
- Répondre aux questions suivantes individuellement (par écrit)
1) Où trouve-t-on des cellules dans le corps humain ?
2) Combien mesure une cellule ?
3) Peut-on voir une cellule à l'œil nu ?
4) Combien de temps vit une cellule ?
5) Quel est le rôle d'une cellule ?
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6) De quoi est constituée une cellule ?
7) Comment classer par ordre croissant les mots suivants : atome,
système, cellule, tissu, molécule, organe, organisme.
Dans un second temps :
- travaux de sous-groupes: tous
A. Rôle de la membrane : lien avec la peau et les différents
modes d'accès dans notre corps.
 Structure
 Fonction
 Diffusion
 Osmose
 Transport passif
 Transport actif
 EXPERIENCES (Voir annexe)
- travaux par sous-groupes: chaque groupe fait un travail de B à F
B. Respiration cellulaire : comparer la respiration humaine et
son rôle avec le besoin respiratoire d'une cellule par le
biais d'une recherche documentaire.
Mitochondrie: réaction, lieu, pourquoi, schéma
C. Chloroplaste : Certains organismes sont autotrophes
serait-ce parce que certaines cellules peuvent puiser leur
énergie dans le soleil? Comment se procurent-elles cette
énergie? Pourquoi pas toutes les cellules? Recherche de
documents.
Chloroplaste: lieu, pourquoi et comment, réaction schéma
D. La cellule possède un capitaine ( le noyau ) comme le corps
une tête (cerveau)
 Nature
 Rôle
 Importance
E. Anabolisme : la synthèse des protéines
(rôle des organites) et enchaînement des différents organites
F. Catabolisme : endo et exocytose par le intermédiaire du
lysosome. Apport de notre nourriture et sécrètion.
Chaque groupe réalise un poster ou transparent pour expliquer
l'organite découvert. Ceux qui ont eux le même travail comparent le résultat de
leur recherche, les autres posent des questions pour en savoir plus.
Dans un troisième temps : rassembler toutes les notions découvertes en
vue de réaliser un organigramme et un schéma logique d'une cellule (phase de
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structuration). Certains organites manquent à l'appel, les rajouter et expliquer
leur rôle. Mise en commun des différents thèmes précédents.
En sous groupe réaliser un organigramme et un schéma cellulaire en se référant
aux systèmes du corps comme base.
Mise en commun et choix du meilleur système pour l'ensemble du groupe.
Dans un quatrième temps : laboratoire (observation de cellules au
microscope) et dessiner une cellule à partir d'une photographie et savoir
distinguer les différents organites.
(Evaluation certificative)
Structuration
 Rôle de la membrane
 Nature et rôle des différents organites
 Lien entre les différents organites
Timing des activités:
1h
2h
2h
2h
3h
1h
1h
3h
Premier temps: répondre aux questions: pré requis, représentation des
élèves
et mise en commun
Second temps: A. rôle de la membrane
Expérience : pomme de terre et concentration intracellulaire.
Rédaction d'un rapport.
Mise en commun: diffusion, osmose , transport actif et passif.
Second temps: répartir les activités B à E parmi les élèves (3 par
groupes)
Apporter la documentation (CMM)
Réalisation d'un support de présentation.
Second temps: Présentation des différents posters
Troisième temps : mise en commun des différents notions
Phase de structuration
Apport théorique de notions par le professeur des organites manquants,
Présentation de Film ou dias donnant les dimensions et
structures/représentations microscopiques des organites
Troisième temps: Réalisation d'organigramme par sous-groupes avec
poster
Troisième temps: présentation et choix de l'organigramme et schéma
cellulaire.
Quatrième temps: Laboratoire et dessin de cellule (évaluation
certificative)
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Matériel mis à la disposition des élèves:

Pomme de terre

Sel

Eau distillée

Récipient

Photographies de cellules
Evaluation:
A. Formative: dans le cadre de la séquence / cotation de la séquence
d'apprentissage à partir d'une grille et d'indicateurs.
Rem : le professeur utilisera la même grille avec les numéros des groupes pour
évaluer chaque groupe durant la séquence.
NOM:
Critères
Indicateurs
Elève
Prof
Respect des
 Respect du temps
……………
……………
consignes
 Soin dans la manipulation
……………
……………
……………
……………
……………
……………
……………
……………
 Clarté du poster/transparent
……………
……………
 Langage correct et précis
……………
……………
 Présentation de qualité
……………
……………
 Créativité
……………
……………

Démarches
scientifiques
 Repérage des principaux facteurs
pouvant influencer un phénomène
 Lien entre le corps et la cellule
 Apport de documents adéquats
Traitement de
l'information
Communication
 Pertinence des données relevées
dans les documents
TOTAL
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B. Certificative: Après plusieurs exercices en laboratoire, observation des
cellules et détection des différents organites avec leur rôle.
Suggestions pour le professeur

Partir des notions connues sur le corps humain.

Donner le plus possible des photographies des cellules plutôt que
des schémas.

Répartir les documents en fonction des organites à traiter.

Les différents points de la structuration doivent être trouvés par
les élèves.
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Partie B: (4h)
Questionnement: On dit que l'ADN est le support de l'information génétique.
Qu'est-ce que cela implique
Mise en situation :
S'interroger sur la pertinence d'un code à 3 lettres,
comment envoyer un message sous forme de code.
Compétence scientifique : Utiliser des procédures de communication
Savoirs:
Métabolisme cellulaire: structure biochimique grossière
- ADN code génétique
- ARN – transcription
- Protéine - traduction
Compétences spécifiques:
- Montrer le rôle des acides nucléiques dans l'expression des
caractères héréditaires
- Synthèse des protéines ou comment se construit une
macromolécule à partir d'information codée.
Consignes données aux élèves :
Première étape: 2 heures
Pendant 5 minutes, l'élève rédige un mode d'emploi pour l'envoi d'un
message SMS à son voisin.
Pendant 15 minutes, mise en commun de la procédure des SMS par GSM
Comparaison avec le code génétique et le traduction en protéines sur base
des connaissance des différents organites vus précédemment (mise en évidence
de la structure grossière biochimique). Partie théorique donnée par le
professeur. Durée 45 minutes.
Explication du jeu de rôle
Deuxième étape: 2 heures
Synthèse grandeur nature: chaque élève reçoit un rôle à jouer (ADN,
codon, ARNm, ARNt, AA). Durée 50 minutes.
Synthèse sur papier, après avoir compris le code à trois lettre et
l'utilisation du tableau de correspondance entre codons de l'ARNm et les acides
aminés, exercices de synthèse de petites portions de peptides. Durée 50
minutes
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Partie C: (3 heures)
Activités connexes
1. Qu'est ce un modèle : La boite noire  OUTILS
2. Découverte des organites grâce aux techniques en fonction du temps
(historique du modèle)  TRAVAUX
3. La taille des objets (puissance de dix)  OUTILS
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Thème 2 : la multiplication cellulaire (12 périodes)
Situation déclenchant ou questionnement:
Toutes les cellules possèdent-elles le même ADN ?
Comment sont remplacées les cellules mortes de la peau,
de l'intestin ou du sang ?
Une cicatrisation peut-elle être assimilée à une reproduction ?
Comment se développe un cancer ?
Tâche proposée :
 Expliquer l'utilisation des antimitotiques à un patient atteint par le cancer
lors de son traitement.
Compétence générale 5 : Communiquer oralement ou par écrit un raisonnement
élaboré sur b ase de théories scientifiques afin d'éclairer une personne
confrontée à des questions relatives à la santé, la sécurité, l'éthique
Savoirs:
-
Reproduction asexuée
reproduction sexuée, degré de ploïdie
Cycle de développement
Reproduction cellulaire
 Noyau, chromatine
 ADN, réplication
 Mitose, chromosome, chromatine
- Méiose
Compétences spécifiques:
- Modéliser la mitose (montrer que les cellules qui se multiplient
doivent se diviser et mettre en relation la réplication de l'ADN
et la mitose)
- Comparer la mitose et la méiose
Consignes données aux élèves :
Module 1: Les étapes de la mitose (4 heures)
Reconnaître sur une photographie ou sur des schémas les principales
phases d'une mitose ou d'une méiose et les replacer dans un ordre chronologique
tout en justifiant ses choix
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1. Donner des schémas des cellules en mitose avec trois doubles
chromosomes de couleurs différentes et essayer de trouver un ordre
chronologique. A faire par groupes de deux ou trois (15 minutes)
2. Mise en commun (5 minutes)
3. Si l'ordre est difficile à faire donner les photos mises dans l'ordre. Les
élèves devront faire un parallèle entre la réalité et les schémas afin de
trouver l'ordre adéquat. Par groupes de deux ou trois (10 minutes)
4. Mise en commun (5minutes)
5. Une fois l'ordre trouver, essayer d'expliquer les différentes phases en
donnant les mots-clé des termes scientifiques nouveaux. Individuellement
(fin cours ou maison) avec support papier.
6. Structuration: explication théorique par le professeur à partir des idées
des élèves (25 minutes).
7. Film démontrant la suite continue des opérations (20 minutes)
8. Faire dessiner les différentes étapes avec deux doubles paires et ainsi
que de donner les légendes et retrouver les différentes étapes de la
mitose dans des photographies. Evaluation formative. Individuellement
(une période).
9. Pourquoi les cellules se divisent-elles ? Qu'est-ce qui déclenche le
mécanisme ? En quoi l'usage des antimitotiques est important dans le
traitement des cancers? Cours théorique par la participation du groupe
(une période).
10. Rédaction d'un rapport expliquant au patient importance de la prise
d'antimitotiques lors de son traitement (à domicile?)
Module 2 : Reproduction sexué et asexuée. (1 heure)
1. Qu'est-ce que toutes les cellules du corps humain sont capables de
mitose? Y a-t-il une différence entre les cellules sommatiques et les
cellules reproductives. Faire réfléchir sur la fécondation de deux
cellules diploïdes / aux nombres de chromosomes d'une cellule. Il y a
des cellules haploïdes et des cellules diploïdes. Faire un schéma des
deux types de cellules avec 4 chromosomes ( ou 2*4 X) Utiliser des
couleurs différentes pour les X ou Paires de X. Partie théorie –
questionnement en groupe (25 minutes) et partie individuelle pour les
schémas (15 minutes). Exposition des schémas et choix du meilleur. (5
minutes).
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2. Diploïde pour la mitose et haploïde pour la reproduction pour obtenir
une cellule diploïde. Partie théorique pour comprendre l'importance
des cycles diploïdes et haploïdes (une période)
Module 3 : Méiose (3 heures)
1. Comment obtenir des cellules haploïdes car toutes les cellules du corps
sont "identiques" du point vue ADN  diploïdes. Cellules haploïdes
(ovule et spermatozoïde). Comprendre dans la mitose ce qui fait qu'elle
reste diploïde (à quelle étape se joue la ploïdie d'une cellule?). Travaux
de groupe (15 minutes avec explication et rapport écrit à la question).
Mise en commun (5 minutes). Comment casser le transport des
chromosomes diploïdes? Groupes (10 minutes). Mise en commun (5
minutes). Synthèse  étape réductionnelle . (une période)
2. Partie théorique  méiose. Analyse des différentes étapes de la
méiose. Deux mitoses successives, l'une réductionnelle (2N à N) et
l'autre équationnelle (N double à N simple). La méiose aboutit à 4
cellules haploïdes permettant une "diversité" des chromosomes (une
période).
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Thème 3 : la formation des gamètes (4 périodes)
Questionnement: - Quelle est la durée de formation des gamètes chez
l'homme?
- A partir de que âge un organisme humain produit-il des gamètes?
- Quelles sont les différences entre les spores et les gamètes?
Mise en situation :
Comparer le mécanisme de la formation des gamètes
chez l'homme et chez les plantes à fleurs.
Compétence scientifique 2 : conduire un recherche et utiliser des modèles
Savoirs:
- Gamétogenèse (ovogenèse et spermatogenèse) : mécanismes des
points de vues anatomique et chronologique.
Compétences spécifiques:
- Montrer comment la reproduction sexuée engendre la diversité
dans une espèce
Consignes données aux élèves :
1. Réaliser un tableau comparatif entre la spermatogenèse et l'ovogenèse
sur base de données fournies par un schéma ou dans un texte. Par
sous-groupe (un période).
2. Mise en commun avec explication des étapes (une période)
3. Examiner la figure 274 et faire le lien avec la gamétogenèse chez
l'homme (une période)
4.
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