Livre Du Prof Belin 3eme

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S V T SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE  © Éditions Belin 201 2  Directeur d ’o uvrage André Duco  Auteurs Laure Ayrinhac Sabine Bobée Gilles Camus Gérard Chapron Geneviève Decarre Fatima El Aziz Khalil Clara Etner Hervé Froissard Camilia Hasnaoui Gérard Guillot Delphine Jourdin Jean-Jacques Mangier Rudy Moniez Claire Piazzini Lise Schroun Gilles Thomas Aurélie Zwang 3 e  N  O  U  V  E  A  U  P  R  O  G  R  A  M  M  E  2  0  0  9  8, RUE FÉROU, 75278 PARIS CEDEX 06 WWW.EDITIONS-BELIN.COM    ©     É    d    i    t    i   o   n   s    B   e    l    i   n

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  • S V TS C I E N C E S D E L A V I E E T D E L A T E R R E

    ditions Belin 2012

    Directeur douvrageAndr Duco

    AuteursLaure AyrinhacSabine BobeGilles CamusGrard ChapronGenevive DecarreFatima El Aziz KhalilClara EtnerHerv FroissardCamilia HasnaouiGrard GuillotDelphine JourdinJean-Jacques MangierRudy MoniezClaire PiazziniLise SchrounGilles ThomasAurlie Zwang

    3e NOUVEAU P

    ROGRAMME

    2009

    8, RUE FROU, 75278 PARIS CEDEX 06WWW.EDITIONS-BELIN.COM

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  • 2Ce livre du professeur a t ralis pour expliciter les choix pdagogiques

    et scientifiques du manuel de SVT 3e. Il suit le dcoupage du manuel,

    en dmontre la conformit par rapport au programme officiel, et surtout

    explique la dmarche pdagogique voulue par les auteurs.

    Les enseignants y trouveront des pistes de travail pour la classe et len-

    semble des comptences mthodologiques et techniques vises par les

    activits pdagogiques et les exercices du manuel.

    Des fiches photocopiables, des exercices complmentaires, des schmas

    muets , des documents et des complments dinformations sont dispo-

    nibles sur le site du manuel de SVT 3e. (voir ladresse ci-dessous).

    Couverture : DLILLC/CorbisMise en page : Microcompo

    Le code de la proprit intellectuelle nautorise que les copies ou reproductions strictement rserves lusage priv du copiste et non destines une utilisation collective [article L. 122-5] ; il autorise galement les courtes citations effectues dans un but dexemple ou dillustration. En revanche toute reprsentation ou reproduction intgrale ou partielle, sans le consentement de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite [article L. 122-4]. La loi 95-4 du 3 janvier 1994 a confi au C.F.C. (Centre franais de lexploitation du droit de copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris), lexclusivit de la gestion du droit de reprographie. Toute photocopie duvres protges, excute sans son accord pralable, constitue une contrefaon sanction-ne par les articles 425 et suivants du Code pnal.

    ditions Belin 2012

    Livre du professeur tlchargeable gratuitement sur le sitecompagnon du manuel SVT 3e : www.libtheque.fr/svtcollege

    Retrouvez cette mme adresse le Lib Premium, livre interactif Belin, et les complments du manuel tlchargeables gratuitement (voir la liste au dos de cet ouvrage).

    Pour nous contacter : [email protected]

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  • 3 Partie A DIVERSIT ET UNIT DES TRES HUMAINS 4 Chapitre 1 Tous semblables et tous diffrents 5Chapitre 2 Chromosomes et information gntique 10Chapitre 3 Information gntique et division cellulaire 14Chapitre 4 Lorigine de la diversit des tres humains 17

    PARTIE B RISQUE INFECTIEUX ET PROTECTION DE LORGANISME 21Chapitre 1 LHomme face aux micro-organismes 22Chapitre 2 Les dfenses de lorganisme contre les micro-organismes 27Chapitre 3 Stimulations et perturbations du systme immunitaire 32

    Partie C VOLUTION DES ORGANISMES VIVANTS ET HISTOIRE DE LA TERRE 35Chapitre 1 Lhistoire de la vie au cours du temps 36Chapitre 2 volution des espces au cours du temps 40Chapitre 3 Histoire de la Terre et volution de la vie 45

    Partie D RESPONSABILIT HUMAINE EN MATIRE DE SANT ET DENVIRONNEMENT 50Thme 1 Biodiversit, alimentation et activits humaines 52Thme 2 nergies fossiles et nergies renouvelables 54Thme 3 Pollution des milieux naturels et sant 56Thme 4 Habitudes de vie et sant 58Thme 5 Des pratiques mdicales pour sauver des vies 60Thme 6 La matrise de la reproduction 62

    Sommaire

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  • 4Programme offi ciel : Diversit et unit des tres humains (dure conseille : 30 %)

    Diversit et unit des tres humains

    Partie A

    Connaissances du programme Correspondance avec le manuel

    Diversit et unit des tres humains

    Cohrence verticale :Espces, cellule, classifi cation des tres vivants (6e et 5e) ; transmis-sion de la vie chez lHomme (4e).

    Partie A : Diversit et unit des tres humains

    x Je minterroge pour commencer (pp. 10-11 du manuel de llve)

    x Ce que je sais dj (p. 12 du manuel de llve)Chaque individu prsente les caractres de lespce avec des varia-tions qui lui sont propres.Les caractres qui se retrouvent dans les gnrations successives sont des caractres hrditaires. Les facteurs environnementaux peuvent modifi er certains caractres. Ces modifi cations ne sont pas hrditaires.Les chromosomes prsents dans le noyau sont le support de linfor-mation gntique. Chaque cellule dun individu de lespce humaine possde 23 paires de chromosomes, lune delles prsente des caractristiques diffrentes selon le sexe.Un nombre anormal de chromosomes empche le dveloppement de lembryon ou entrane des caractres diffrents chez lindividu concern.

    x Chapitre 1. Tous semblables et tous diffrents(pp. 13-28 du manuel de llve)

    x Unit 1. Les caractres des tres humains

    x Unit 2. Lorigine des caractres individuels

    x Unit 3. La dtermination des caractres hrditaires

    x Unit 4. Les chromosomes de lespce humaine

    Chaque chromosome est constitu dADN. LADN est une molcule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.Chaque chromosome contient de nombreux gnes. Chaque gne est porteur dune information gntique. Les gnes dterminent les caractres hrditaires.Un gne peut exister sous des versions diffrentes appeles allles.

    x Chapitre 2. Chromosomes et information gntique (pp. 29-42 du manuel de llve)

    x Unit 1. La constitution des chromosomes

    x Unit 2. Lorganisation de linformation gntique dans les chromosomes

    x Unit 3. Gnes et caractres hrditaires

    Les cellules de lorganisme, lexception des cellules reproductrices, possdent la mme information gntique que la cellule-uf dont elles proviennent par divisions successives.La division dune cellule : est prpare par la copie de chacun de ses 46 chromosomes ; se caractrise par la sparation des chromosomes obtenus, cha-cune des deux cellules formes recevant 23 paires de chromosomes identiques ceux de la cellule initiale.

    x Chapitre 3. Information gntique et divisioncellulaire (pp. 43-54 du manuel de llve)

    x Unit 1. Linformation gntique des cellules dun organisme

    x Unit 2. La conservation de linformation gntique

    Chaque cellule reproductrice contient 23 chromosomes. Lors de la formation des cellules reproductrices les chromosomes dune paire, gntiquement diffrents, se rpartissent au hasard. Les cellules reproductrices produites par un individu sont donc gntiquement diffrentes. La fcondation, en associant pour chaque paire de chromosomes, un chromosome du pre et un de la mre, rtablit le nombre de chromosomes de lespce.Chaque individu issu de la reproduction sexue est gntiquement unique.

    x Chapitre 4. Lorigine de la diversit des treshumains (pp. 55-66 du manuel de llve)

    x Unit 1. Les chromosomes des cellules reproductrices

    x Unit 2. Le devenir des chromosomes lors de la fcondation

    x Unit 3. La formation dindividus tous diffrents et uniques.

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  • 5A Chapitre 1 Tous semblables et tous diffrents

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations afi n de distinguer un caractre de lespce humaine et ses variations individuelles.

    Extraire des informations partir de textes et de photogra-phies (doc. 1 et 2). Mettre en relation des informations et argumenter(doc. 1, 3 et 4). Raliser un calcul (doc. 4). Rdiger une conclusion. (doc. 1 4).

    1 Tous semblables et tous diffrents

    1 Les caractres des tres humains(pp. 12-13 du manuel de llve)

    Conseils et suggestions Cette premire partie du programme permet dacqurir les connaissances concernant lunit et la diversit des tres humains. La page douverture du chapitre pourra tre utilise afi n de mettre en vidence lunit et la diversit dans la population humaine. En classe de 6e et de 4e, les notions despce, de classi-fi cation, de reproduction sexue, de fcondation, dunit et de diversit ont t abordes [voir Je minterroge pour commencer pp. 10-11 du manuel de llve]. Il sagit, en classe de 3e, de les complter et de fournir aux lves des connaissances pour comprendre dans la par-tie volution des organismes vivants et histoire de la Terre lorigine commune tous les tres vivants et lori-gine de leur diversit. Dans cette premire unit, il sagit didentifi er les carac-tres de lespce humaine (ou attributs) et leurs varia-tions individuelles. Il est cependant inutile de dresser un catalogue des caractres de lespce humaine. Cette unit, comme toute cette partie, sinscrit dans une ducation la citoyennet et aux droits de lHom-me (Comptence 6). Elle permet aux lves de prendre conscience de la diversit des tres humains mais aussi de lunit qui existe entre eux. Latelier Tous pareils, tous diffrents et TOUS GAUX ! p. 24 offre un prolonge-ment cette unit. Dans cette unit, les lves pourront utiliser la classifi -cation simplifi e des animaux [voir au dbut du manuel].

    Exploitation des documents par les activits

    Tche complexe (Rdiger une synthse). Chaque individu de lespce humaine prsente les caractres de lespce avec des variations qui lui sont propres.

    Doc. 1 et 2 (Saisir des informations partir de textes et de photographies). Ltre humain et le chim-panz commun possdent une bouche et des yeux : ce sont des animaux. Ils possdent un squelette interne, un crne, quatre membres, des poils et des mamelles : ce sont des mammifres. Les attributs de lespce humaine sont : une station verticale permanente, deux membres postrieurs plus longs que les antrieurs et une pilosit faible. Ceux du chimpanz sont : une station verticale oc-casionnelle, deux membres antrieurs plus longs que les postrieurs et une pilosit importante qui recouvre toute la peau.

    Doc. 1, 3 et 4 (Mettre en relation des informations et argumenter). Ces quatre individus prsentent des carac-tres communs : les attributs de lespce humaine. Mais chaque individu possde des caractres qui lui sont propres : taille, couleur des cheveux, des yeux, de la peau, vision ncessitant des lunettes, etc.

    Doc. 4 (Raliser un calcul). Avec 5 traits diffrents, il est possible de raliser 32 visages diffrents (25).

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  • 6Conseils et suggestions Cette unit permet dtablir la notion de caractre hr-ditaire. Celle-ci peut tre construite partir de ltude dun arbre gnalogique en vitant un exemple familial dlve et en prenant soin de ne pas sappuyer uniquement sur des maladies. Larbre gnalogique prsent comme support la construction de la notion dhrdit (doc. 2) est simple afi n dtre facilement lisible. Les caractres qui seront en-visags devront tre des caractres directement exploita-bles (caractres morphologiques) (doc. 4 et 5). La transmission des caractres lchelle cellulaire est ensuite aborde avec lexemple du volume dhmaties et, par la suite, lchelle molculaire le sera grce lexemple des groupes sanguins (doc. 4 et 5). Dans cette unit, il sagit aussi de mettre en vidence de manire simple et concrte linfl uence de facteurs envi-ronnementaux sur lexpression des caractres de chacun. Lexemple de leffet des rayons du soleil sur la pigmenta-tion de la peau (doc. 4) sera approfondi dans la partie D du manuel qui traite des consquences de lexposition au soleil (p. 206). On relve ici le caractre rversible du bronzage afi n de lopposer aux caractres hrditaires dfi nis plus tt. Les doc. 4 et 5 mettent en relation laltitude et le vo-lume dhmaties dans le sang. On prcisera que cet effet dopant naturel dure 4 mois aprs un retour en plaine (dure de vie des hmaties). Lexercice 5 (p. 26 du manuel), issu dune tude, publie dans The Journal of Physiology en 2004, illustre le carac-tre hrditaire de la concentration en hmoglobine, ainsi que ses variations sous linfl uence dun facteur de lenvi-ronnement (laltitude). Lexercice 7 (p. 27 du manuel) prend pour exemple de caractre hrditaire un caractre monognique : la for-me du menton. En revanche, les caractres les plus visi-bles, comme la couleur des yeux, sont lis lexpression de plusieurs gnes, ce qui pourra tre prcis aux lves afi n de comprendre leur propre hrdit familiale.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 et 2 (xtraire des informations et argu-menter). Deux caractres prsents au cours des gn-rations : la couleur des cheveux qui est la mme chez la mre et le fi ls (blonds) ; la forme des yeux qui est identique chez le pre et les enfants (en amande). Ces caractres constituent des caractres hrditaires car ils se retrouvent dans plusieurs gnrations succes-sives.

    2 Doc. 3 5 (xtraire des informations). Le volume moyen dhmaties dans le sang et la pigmentation de la peau varient. La pigmentation de la peau varie cause de lexposition au soleil. Le volume moyen dhmaties dans le sang augmente en fonction du temps pass en altitude.

    3 Doc. 3 5 (Argumenter). La modifi cation de la pigmentation de la peau aprs une exposition au soleil (le bronzage) et laugmentation du volume dhmaties dans le sang ne sont pas des caractres hrditaires car ils ne se transmettent pas au cours des gnrations successi-ves et ils sont rversibles.

    4 En conclusion (Rdiger une synthse). Chaque individu prsente des caractres individuels. Parmi ces caractres, un grand nombre sont transmis aux cours des gnrations : ce sont les caractres hrditaires. Les conditions environnementales peuvent modifi er certains caractres, mais ces modifi cations ne sont pas hrditai-res.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations afi n de dfi nir un caractre hrditaire et mettre en vidence des variations lies lenvironnement.

    Extraire des informations (doc. 1 et 2). Mettre en relation des informations et argumenter (doc. 3 5). Lire un graphique (doc. 4).

    2Lorigine des caractres individuels (pp. 16-17 du manuel de llve)

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  • 7A Chapitre 1 Tous semblables et tous diffrents

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Formuler des hypothses quant la localisation de linforma-tion gntique. Valider ou rfuter ces hypothses partir de rsultats dexp-riences. Raliser une observation microscopique de cellules montrant des chromosomes.

    Pratiquer une dmarche exprimentale (doc. 1 3). Exploiter des rsultats dexprience (doc. 1 5). Raliser un geste technique (doc. 4 et 5). Raliser un dessin dobservation (doc. 5).

    3 La dtermination des caractres hrditaires (pp. 18-19 du manuel de llve)

    Conseils et suggestions Cette unit vise faire comprendre lorigine des carac-tres hrditaires prsents dans lunit 2. Les rsultats exprimentaux de transferts de noyaux chez le cheval (clonage) permettront de prsenter les progrs de cette technique et dtablir un lien avec la par-tie D sur le thme de la biothique (un dbat pourra tre organis pour rpondre aux questions frquentes des lves sur lventualit dun clonage humain). Le doc. 4 prsente une des techniques de coloration des chromosomes : la technique de Feulgen. Elle a t choisie car le colorant utilis, le ractif de Schiff, a lavan-tage dtre spcifi que de la molcule dADN. On parvient ainsi identifi er lADN comme le support de linformation hrditaire contenue dans le noyau (voir p. 30 du ma-nuel). Toutefois, lutilisation au pralable dacide chlorhy-drique est peu recommande pour une manipulation en classe. On pourra utiliser le colorant vert de mthyle pour une coloration en classe (voir p. 10 de cet ouvrage), tout en sachant quil est peu spcifi que de la molcule dADN (il colore par exemple la paroi squelettique et il ne permet donc pas didentifi er lADN). Lobservation microscopique (doc. 5) sera loccasion de vrifi er que les lves savent manipuler un microscope jusquau plus fort grossissement (voir la fi che mthode p. 247 du manuel). Lobservation microscopique de cellules en cours de di-visions sera loccasion de mobiliser les acquis sur la cellu-le amorcs en classe de 6e et complts en classe de 4e. La ralisation dun schma pourra tre envisage. Latelier Dessine-moi des chromosomes (p. 25)est fond sur lutilisation des TICE avec le logiciel Mesurium facilement tlchargeable.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 3 (mettre une hypothse et exploiter des rsultats dexprience).

    Linformation gntique se localise peut-tre dans le noyau des cellules.

    Le noyau de la cellule du cheval donneur B est trans-fr dans une cellule de la jument receveuse A dont la couleur du pelage est diffrente. Aprs transfert dans une jument porteuse C, le poulain D qui nat la mme couleur de pelage que le cheval donneur B. Lhypothse est donc valide : linformation gntique se localise dans le noyau des cellules.

    2 Doc. 4 5 (xtraire des informations). Le noyau contient linformation gntique. Or, dans le noyau dune cellule en cours de division, on observe des fi laments qui se colorent de la mme faon que le noyau : linformation gntique se localise donc dans les chromosomes pr-sents dans le noyau des cellules.

    3 Doc. 5 (Communiquer laide dun schma).

    Membrane

    ChromosomeCytoplasme

    Titre : une cellule en cours de division

    4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Les caractres hrditaires sont dtermins par linformation gntique dont le support est prsent dans le noyau des cellules : les chromosomes.

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  • 8Conseils et suggestions partir de caryotypes de lespce humaine, cette unit permet de mettre en vidence le lien entre caractres et chromosomes. Les caryotypes prsents ont t raliss aprs un marquage par des sondes couples divers fl uorochro-mes qui reconnaissent des portions entires de chromo-somes. Celles-ci sont visualises laide de microscopes fl uorescence. Cette technique a t prfre dans tout le manuel aux caryotypes obtenus par la technique du banding qui montre des chromosomes avec des alter-nances de bandes sombres et de bandes claires que les lves associent maladroitement des gnes, ce qui leur donne une fausse reprsentation du nombre de gnes mais aussi lide quon peut distinguer en regardant lADN lemplacement des gnes. Par ailleurs, le banding permet de distinguer les deux chromatides du chromo-some mtaphasique par encore tudies ce stade de la progression. Les doc. 1 3 et 5 permettent de mettre en vidence la spcifi cit de leur nombre de chromosomes. Afi n de rfuter lhypothse intuitive dune augmentation de leur nombre avec la complexifi cation des espces, on pour-ra rappeler que la poule possde 78 chromosomes, la carpe 104 et certaines fougres plusieurs centaines. Le doc. 3 montre lexistence de deux caryotypes lis au sexe et donc permet de mettre en vidence le lien existant entre les chromosomes et les caractres sexuels. Les doc.4 et 5 illustrent une anomalie chromosomique associe au syndrome de Down connu des lves sous le terme de trisomie 21. Le doc. 4 explique les caractres des individus atteints mais aussi le fait que, comme les autres tres humains, ils possdent une unit et une di-versit de caractres. Lexercice 8 p. 27 aborde un autre exemple danomalie chromosomique lie au syndrome de Klinefelter. Le doc. 6 permet de faire le lien avec un thme abord dans la partie Responsabilit humaine en matire de sant et denvironnement pp. 224 225, au sujet de lIVG. Linterruption mdicale de grossesse (IMG) est peu connue des lves : elle se pratique sans dlai limite dans le cas daffections graves de la mre ou du ftus, dont le syndrome de Down.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 et 2 (xtraire des informations). Une cellu-le de lespce humaine contient 46 chromosomes contre 48 chez le chimpanz commun et 40 chez la souris do-mestique.

    2 Doc. 3 (Comparer et raisonner). Ces deux caryo-types contiennent le mme nombre de chromosomes : 23 paires soit 46. La 23e paire diffre selon le sexe : la femme possde deux chromosomes X alors que lhomme possde un chromosome X et un chromosome Y.

    Les chromosomes X et Y sont des chromosomes sexuels car ils dterminent le sexe femelle ou mle de lindividu qui les possde.

    3 Doc. 4 et 5 (xtraire des informations et raison-ner). Le caryotype prsente trois chromosomes n 21 au lieu de deux, do le nom de trisomie 21 .

    4 Doc. 4 et 5 (Mettre en relation des informations). Les personnes atteintes du syndrome de Down poss-dent des caractres diffrents de ceux des individus non atteints. Leur caryotype rvle la prsence de trois chro-mosomes n 21 au lieu de deux : il existe donc une relation entre le nombre anormal de chromosomes et les caract-res observs. Les chromosomes sont bien le support des caractres de lindividu.

    5 Doc. 4 et 6 (Lire un graphique). Un nombre anor-mal de chromosomes peut entraner des caractres diff-rents (la trisomie 21, par exemple). Il peut aussi entraner llimination spontane de lembryon en dbut de la gros-sesse (avortement spontan).

    6 En conclusion (Rdiger une synthse). Une cel-lule humaine possde 23 paires de chromosomes. Parmi ces 46 chromosomes, deux (la 23e paire) diffrent selon le sexe de lindividu : la femme possde deux chromoso-mes sexuels X identiques, lhomme possde un chromo-some sexuel X et un chromosome sexuel Y.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations pour tablir une relation entre les caractres et les chromo-somes.

    Extraire des informations (doc. 1 3). Mettre en relation des informations et argumenter (doc. 1 6). Lire un graphique (doc. 6).

    4 Les chromosomes de lespce humaine (pp. 20-21 du manuel de llve)

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  • 9A Chapitre 1 Tous semblables et tous diffrents

    5 PISAInterprter une exprience. Cet exercice permet de com-plter et de vrifi er les notions abordes en unit 2 sur lexemple de laltitude comme facteur de lenvironnement susceptible de faire varier des caractres.

    Rponses attendues :1. a. 3 ; b. 2. 2. Au dbut de lexprience, les individus qui vivent moyenne altitude (groupe 1) ont une quantit dhmo-globine dans le sang suprieure celle de ceux qui vivent basse altitude (groupe 2).Les individus du groupe 2 ont des parents dont le milieu de vie est celui du groupe 1, mais ils possdent pourtant des quantits dhmoglobine infrieures celles du groupe 1 : la quantit dhmoglobine dans le sang est un caractre dont les variations sous leffet de lenvironne-ment ne sont pas hrditaires.Aprs 28 jours passs en haute altitude, la quantit dh-moglobine augmente chez les individus des deux groupes.Laugmentation de laltitude provoque donc une augmenta-tion de la quantit dhmoglobine sanguine dans les deux groupes aprs 28 jours en altitude : laltitude est donc un facteur environnemental qui infl ue sur la quantit dh-moglobine sanguine. ( noter que cette quantit retrouve son niveau initial aprs 4 mois de retour en plaine.)

    6 Le caryotype de deux espcesxtraire des informations.Cet exercice compare le caryotype de lespce humai-ne celui du chimpanz commun afi n de gnraliser le concept de chromosome comme support de linformation gntique.

    Rponses attendues :a. La cellule dun tre humain possde 23 paires de chro-mosomes alors que la cellule dun chimpanz commun en possde 24 paires.b. Les chromosomes de la 23e paire sont des chromo-somes X et Y : cest donc une cellule qui appartient un homme.

    7 La transmission dun caractre dans une familleMettre en relation des informations. Cet exercice mobilise des acquis de lunit 2. Il permet de vrifi er quavec les

    consignes, un lve parvient exploiter un arbre gna-logique. La construction darbres nest pas un objectif de la classe de troisime.

    Rponses attendues :a. Le caractre prsent chez lindividu II. 3 est prsence dune fossette au menton .b. Lindividu II.3 est un homme dont la mre est I.1 et le pre I.2.c. La prsence dune fossette au menton est visible chez I.1, II.1, II.3 et III.2. Ce caractre se retrouve donc dans plusieurs gnrations successives. Il a t transmis de parents aux enfants : il est hrditaire.

    8 Une anomalie chromosomiquePratiquer une dmarche scientifi que. Cet exercice mobi-lise les capacits danalyse de caryotypes dveloppes dans lunit 4. Il prsente une autre anomalie du nombre de chromosomes.

    Rponses attendues :a. Ce caryotype dhomme prsente 47 chromosomes contrairement celui de lexercice 6 o on en compte 46.b. Lanomalie est la prsence 3 chromosomes sexuels, 2 chromosomes X et 1 Y, au lieu des 2 normalement pr-sents chez un homme (XY).c. Le syndrome de Klinefelter est li une anomalie chro-mosomique due la prsence dun chromosome surnu-mraire qui est lorigine de caractres diffrents tels que la prsence dorganes reproducteurs peu dvelopps et une faible pilosit. Il existe donc bien un lien entre les caractres de lindividu et les chromosomes prsents dans ses cellules.

    9 10 Formuler et tester une hypothse (Mthode).Exercice guid : voir le corrig p. 248 du manuel de llve.

    Rponses attendues pour lexercice dapplica-tion :a. Hypothse : Je suppose que linformation gntique se localise dans le noyau dune cellule puisque lexprience consiste en un transfert de noyaux.b. Daprs les rsultats obtenus, lhypothse est valide : lactabulaire obtenue prsente un chapeau bord cr-nel, tout comme lactabulaire donneuse du noyau.

    (pp. 26-28 du manuel de llve)

    Les corrigs de la rubrique Je vrifi e mes connaissances (p. 26 du manuel de llve) et le corrig de lexercice de mthode guid (p. 28) se trouvent la fi n du manuel lve (pp. 248-250). Sont proposs ici les corrigs des exercices de la rubrique Japplique mes connaissances et de lexercice dapplication de la rubrique Mthode.

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    Conseils et suggestions Dans le chapitre 1, le lien entre chromosomes et carac-tres a t tabli. Il sagit ici dexpliquer ce lien lchelle molculaire. Cette premire unit vise identifi er lADN comme le constituant principal des chromosomes via son extrac-tion et sa coloration spcifi que. Lextraction de lADN est propose en association la co-loration au ractif de Feulgen de cellules vgtales (voir le doc. 5 p. 19). Ainsi, lADN peut tre localis dans le noyau et envisag sous deux aspects diffrents : au moment dune division cellulaire ou un autre moment. En classe, la coloration au vert de mthyle bien que non spcifi que, contrairement au ractif de Schiff (voir p. 7 de cet ouvrage) peut reprsenter une bonne alter-native par sa simplicit : deux trois gouttes de vert de mthyle sont dposes sur un prlvement dpiderme doignon entre lame et lamelle et dans un tube essai avec un fi lament dADN, ce qui permet de constater une coloration homogne (bleu-vert) du matriel gntique (au microscope optique et lil nu). Lextraction de la molcule dADN peut tre russie dans de nombreuses conditions exprimentales, condition de bien placer tous les produits et ractifs au frais. Elle peut tre ralise avec de la banane, des oignons, mais aussi du kiwi, du chou-fl eur ou du foie de veau. Lexercice 6 vient complter cette unit et permet une comprhension du rle de chaque tape du protocole ex-primental (ici, lextraction de lADN) de manire plus lu-dique. Le terme ADN est connu des lves pour tre souvent utilis dans les faits dactualits et dans les fi ctions t-lvises. Latelier Dcouvrir un mtier (p. 39) sera loccasion de comprendre lintrt de mthodes dtude molculaires pour identifi er des personnes.

    La structure de la molcule dADN nest pas au program-me, on voque uniquement sa localisation dans le doc. 1, et sa constitution sera approfondie au lyce. On se contente de prsenter ici les deux tats de lADN (droul, pelotonn) laide dun modle simple (doc. 5).

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 3 (Exploiter des rsultats). LADN est la molcule majoritaire du noyau, colore par la technique de Feulgen. On peut lextraire et la colorer dans des ex-traits de banane par exemple. Les chromosomes sont galement colors par la technique de Feulgen : lADN constitue donc les chromosomes.

    2 Doc. 4 6 (xtraire linformation utile et commu-niquer laide dun tableau).

    tat de lADN

    Cellule en cours de division

    tat des chro-mosomes

    Cellule A Droul Non Invisibles

    Cellule B Pelotonn Oui Visibles

    3 Doc. 4 6 (xtraire des informations et com-muniquer laide dun texte). Les chromosomes sont constitus dADN : ils deviennent visibles lorsque lADN se pelotonne sur lui-mme.

    4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Les chromosomes portent linformation gn-tique sous la forme dune longue molcule, lADN, qui est soit droule soit pelotonne lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Suivre un protocole dextraction et de coloration de lADN descellules vgtales.

    Identifi er lADN comme constituant principal des chromoso-mes (doc. 1 3). Observer et comprendre les deux tats de lADN (doc. 4 6).

    2 Chromosomes et information gntique

    1 La constitution des chromosomes(pp. 30-31 du manuel de llve)

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  • 11A Chapitre 2 Chromosomes et information gntique

    Conseils et suggestions Cette unit 2 permet dtablir le lien entre caractres et chromosomes constitus dADN. Il sagit ici de construi-re la notion de gne. La mucoviscidose a t prise pour exemple (doc. 1 3), car son dterminisme est simple, mais on prendra soin de prsenter de nombreux gnes, sur de nombreux chromosomes, responsables de carac-tres varis (doc. 4 7). Cette approche contribuera viter lassociation un gne/une maladie et la remplacer par un gne/un caractre (la plupart des caractres est nanmoins dtermine par plusieurs gnes). De plus, la reprsentation schmatique des chromosomes consti-tus de bobines de fi l enrouls (doc. 6) permet de lutter contre une conception errone dun chromosome qui serait un support sur lequel senfi lent des perles : les gnes. Dans cette unit, le choix de la mucoviscidose est mo-tiv par la connaissance quen ont les lves (maladie gntique quils citent spontanment), surtout parce que cest la maladie autosomique rcessive la plus frquente en France. Une personne sur 25 en moyenne est htro-zygote. Cette maladie est monognique et son nom ainsi que ses symptmes peuvent tre compris des lves. Le gne CFTR, port par le chromosome 7, porte plusieurs mutations dont la plus frquente est une dltion mais plus de 900 mutations diffrentes existent. Les techniques de biologie molculaire prsentes per-mettent didentifi er la mutation sur la paire n 7, sans dis-tinguer les deux chromatides (dont les lves nont pas connaissance) de chaque chromosome dans le doc. 2. Toutefois, sur le doc. 5, on distingue davantage les deux chromatides et un chromosome porte deux points et donc deux gnes, mais cette information nest pas exploiter ce stade. Les exercices 4 et 5 prsentent dautres cas de mala-dies monogniques afi n de complter la notion de gne. Latelier Internet (p. 38) relatif dautres maladies gntiques que les lves citent souvent permet de met-tre laccent sur lducation la sant et de ne pas vo-quer uniquement les pathologies mais aussi les soins possibles.

    Latelier Histoire des arts (p. 38) permet dappr-hender concrtement les symptmes dune maladie, le daltonisme, dont les consquences sont mineures et qui touche un peu moins de 10 % de la population franaise (presque exclusivement des hommes), soit 1 2 garons par classe en moyenne.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 3 (Extraire linformation utile de docu-ments). La mucoviscidose est une maladie gntique caractrise par un mucus pais. On observe doc. 3 que cet paississement est prsent lorsque les gnes CFTR ports par les chromosomes n 7 sont modifi s. Or, le ca-ryotype de lembryon rvle que ses gnes CFTR, le sont donc lembryon est atteint de la mucoviscidose.

    2 Doc. 4 6 (Raliser un calcul simple). Il y a 30 000 gnes sur 23 paires de chromosomes, soit en moyenne :30 000 x 1/23 = 1304 gnes par chromosome.

    3 Doc. 3 et 7 (Communiquer laide dun tableau).

    N du chromosome Caractre hrditaire

    1er gne 7 Fabrication du mucus

    2e gne 9 Pigmentation de la peau

    3e gne 9 Groupe sanguin

    4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse).Linformation gntique se trouve sous la forme de gnes qui sont des portions dADN. Chaque chromosome comporte de nombreux gnes et chaque gne porte une information gntique qui dtermine un caractre hr-ditaire.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations pour tablirune relation entre les caractres et les chromosomes.

    Extraire linformation utile de documents (doc. 1 3). Raliser un calcul simple (doc. 4 6). Montrer que chaque caractre est dtermin par une portion de chromosome qui sappelle un gne (doc. 3 6).

    2 Lorganisation de linformation gntique dans les chromosomes (pp. 32-33 du manuel de llve)

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    Conseils et suggestions Le but de cette unit est de comprendre quaux varia-tions dun caractre correspondent des variations dun mme gne : il existe des allles diffrents. Lexistence dallles diffrents implique de manire d-ductive lexistence de diffrences dans la molcule dADN, mais la structure de la molcule dADN ntant pas au pro-gramme, il convient de ne pas prciser la nature de ses diffrences (les nuclotides). La notion dallle est indispensable pour comprendre ensuite la diversit des tres humains dans le chapitre 4 Lorigine de la diversit des tres humains pp. 55-66 du manuel. Lexemple des groupes sanguins a t privilgi cause de lintrt dtudier un caractre monognique accessi-ble aux lves. Il permet galement dinsister sur lide quun gne existe sous plusieurs formes dont lune nest pas forcment responsable dune maladie. Cet exemple sera rinvesti dans la partie D, Chapitre 5 Des pratiques mdicales pour sauver des vies humai-nes pp. (213-222) notamment dans la comprhension des compatibilits sanguines lors de transfusions san-guines. Les maquettes de chromosomes utilises, spciale-ment mises au point par Sciencethic (doc. 6), permettent de reprsenter des chromosomes simples ou doubles de faon indpendante. Des gnes ou allles sont modliss par de petits supports magntiques rinscriptibles, per-mettant lenseignant de choisir le gne et les allles volont. Langle ralis permet de les associer par deux pour former des chromosomes deux chromatides et mimer laspect en X visible sur les caryotypes (doc. 1 p. 60) ou de les utiliser pour modliser les chromosomes simples, une chromatide. La nouvelle version du programme prcise que les notions de dominance et de rcessivit ne sont pas construire : on voque uniquement quil est possible de porter les mmes allles ou deux allles diffrents, et dans ce cadre, des exemples de co-dominance sont pri-vilgier pour simplifi er le propos.

    Lexercice 5 p. 41 peut tre associ latelier His-toire des arts (p. 38) sur le daltonisme et permet de travailler sur dautres allles responsables de caractres dont les symptmes peuvent tre compris facilement par les lves. Ce sera loccasion dvoquer le fait que ces diffrences au niveau de la molcule dADN sont respon-sables de diffrences de caractres quon peut qualifi er danomalies (par rapport au phnotype sauvage qui est considr comme la norme, dfi nie en biologie par las-pect le plus frquent dans la population).

    Exploitation des documents par les activits

    Tche complexe (Communiquer en rdigeant une synthse). Si une cellule possde deux allles A, la per-sonne est de groupe sanguin A. Si elle possde un allle A et un allle B, elle est de groupe sanguin AB. Ceci est vrai pour lensemble des gnes ports par les chromosomes et un gne, pour lequel il existe diffrents allles, peut donc dterminer plusieurs versions dun caractre hr-ditaire.

    Doc. 1 3 (xtraire des informations). Dans le cas du caractre groupe sanguin , on observe que 4 groupes existent dans lespce humaine : A, B, AB et O. Ces grou-pes sont lis aux molcules portes par les globules rou-ges qui peuvent tre des molcules a et/ou b.

    Doc. 4 6 (xtraire des informations). Le gne res-ponsable du caractre groupe sanguin est port par la paire de chromosomes n 9 et ce gne existe sous diffrentes versions qui sont appeles des allles. Il existe 3 versions ou allles du gne responsable du grou-pe sanguin : lallle A, lallle B et lallle O.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Formuler des hypothses sur une relation de cause effet entre les gnes et les caractres hrditaires.

    Identifi er lexistence de versions de gnes : les allles (doc. 1 3). Mettre en relation diffrentes versions allliques et diffrents caractres hrditaires (doc. 4 6 et Exercice mthode).

    3 Gnes et caractres hrditaires (pp. 34-35 du manuel de llve)

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  • 13A Chapitre 2 Chromosomes et information gntique

    4 PISA Une maladie gntique : lhmo-philieRaisonner partir dun texte. Cet exercice permet de vrifi er que llve matrise lide quun changement au niveau dun gne est responsable dun changement de caractre (ici, les molcules de la coagulation) et que le fait dintroduire un autre gne normal permet dobtenir la molcule normale. Cet exercice de type PISA peut tre mis en relation avec lexercice 7 p. 41.Rponses attendues :1. a. 1 et 3 ; b. 2.2. Le but de la thrapie gnique est de permettre au pa-tient de coaguler normalement en lui donnant une version normale du gne. Ainsi, des facteurs de coagulation nor-maux sont fabriqus par le patient et permettent dinter-rompre le saignement.

    5 Lorigine du daltonismeCommuniquer laide dun tableau. Cet exercice mobilise des acquis du chapitre et peut tre mis en relation avec latelier Histoire des arts (p. 38).

    Rponses attendues :a. Un allle est une version dun gne (ici d allle res-ponsable du daltonisme et D allle responsable de la vision normale des couleurs).b. Le garon porte un seul allle d sur son unique chromo-some X et la fi lle porte deux allles D et D.c.

    Vision normale Daltonisme

    Gne port par le chromosome X Allles D et D Allles d et d

    6 Extraire de lADN dans sa cuisineComprendre un protocole exprimental. Cet exercice per-met de comprendre le rle de chaque tape dun protocole et pourra tre utilis en association avec le bloc Je ma-nipule de lunit 1 (p. 30).

    Rponses attendues :a. LADN est prsent dans le noyau de la cellule. Avant une division cellulaire, lADN qui tait droul commence se pelotonner pour former les chromosomes qui seront visi-bles pendant la division cellulaire.

    b.

    tape de lextrac-tion de lADN Rle

    1. viter la dgradation de lADN

    2. Casser les membranes des cellules et des noyaux.

    3. Sparer lADN des dbris cellulaires.

    4. Prcipiter lADN afi n de le visualiser.

    c. tape 5 : On peut raliser une coloration de Feulgen : de cette coloration spcifi que de lADN, on pourra dduire que la structure extraite est bien de lADN.

    7 Des souris fl uorescentesInterprter une exprience. Cet exercice permet dvaluer la comprhension du lien entre un gne et un caractre.Rponses attendues :a. On observe que lintroduction du fragment dADN de mduse dans la souris est suivie de lmission de fl uorescence par la souris. On en dduit que lADN porte linformation responsable de la fl uorescence quon appel-le information gntique.b. Un gne est une portion dADN qui contient une infor-mation gntique.c. Lintroduction du fragment dADN apporte un nouveau caractre la souris : la fl uorescence. Or, on sait quun caractre est port par un gne. Donc, on dduit que cet ADN comportait le gne responsable de la fl uorescence.

    8 9 Japprends mettre en relation des informations (Mthode).Exercice guid : voir le corrig p. 248 du manuel de llve.Rponse attendue pour lexercice dapplication :On sintresse au caractre pigmentation de la peau . On note dans le doc. 1 que ce caractre est modifi dans le cas de lalbinisme : la peau, les cheveux, etc. sont d-pigments. Lallle responsable de ce dfaut de pigmenta-tion chez un individu atteint se retrouve chez ses parents, donc ce caractre est hrditaire. Le doc. 2 montre que ce gne, not T , est port par la paire de chromosomes n 11. Lindividu sain porte deux versions T2 et lindividu malade porte deux versions T1 du gne, donc lallle res-ponsable de la maladie est T1. Ainsi, on peut en dduire que le gne T est impliqu dans le caractre hrditaire pigmentation de la peau .

    (pp. 40-41 du manuel de llve)

    Les corrigs de la rubrique Je vrifi e mes connaissances (p. 40 du manuel de llve) et le corrig de lexercice gui-d de la rubrique Mthode (p. 42) se trouvent la fi n du manuel lve (pp. 248250). Sont proposs ici les corrigs des exercices de la rubrique Japplique mes connaissances et de lexercice dapplication de la rubrique Mthode.

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    Conseils et suggestions Dans cette unit, est aborde ltude de la transmission de la totalit de linformation gntique de la cellule-uf aux cellules au cours des divisions cellulaires. On prsente ici des cellules embryonnaires, dj tu-dies en classe de 4e et identifi es comme telles partir du stade 2 cellules (doc. 1). La cellule intestinale (doc. 3) a t choisie chez ladulte pour illustrer un tissu aux divisions frquentes. Une exprience historique de transfert de noyaux (doc. 6) permet de complter par une approche expri-mentale lanalyse du contenu gntique du noyau em-bryonnaire, et de renforcer la notion dinformation gn-tique contenue dans les noyaux. Sur le schma du doc. 6, trois cellules-ufs reconstitues ont t reprsentes et seulement deux embryons se dveloppent pour don-ner des xnopes adultes : en ralit, ces expriences de transferts de noyaux (clonage), quils soient prlevs sur un embryon ou un adulte, ont toutes des taux de russite trs faibles, de lordre de 1 %. Latelier Manger de la viande clone ? p. 51 permet douvrir le dbat sur les utilisations actuelles et futures du clonage dans lagriculture, etc.

    Exploitation des documents par les activits

    Tche complexe (communiquer avec une synthse). Les cellules de lorganisme possdent la mme information gntique que la cellule-uf, dont elles proviennent par divisions successives. Linformation gntique est conserve au cours des divisions.

    Doc. 1 4. (Saisir des informations et raisonner). Une cellule-uf se divise en 2, 4, 8 cellules jusqu la forma-tion dun individu adulte constitu de millions de cellules contenant toutes le mme nombre de chromosomes : 46. Il y a conservation du nombre de chromosomes au cours des divisions successives de la cellule-uf.

    Doc. 5 et 6. (xploiter des rsultats). Daprs cette exprience, on constate que les individus obtenus sont tous albinos comme lembryon do proviennent les cel-lules dans lesquelles les noyaux ont t prlevs. Linfor-mation gntique contenue dans les noyaux de toutes les cellules est donc identique. Il y a conservation du nombre de chromosomes au cours des divisions successives de la cellule-uf mais aussi conservation de linformation gntique au cours des divisions cellulaires.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser des informations pour tablir le maintien du nombre de chromosomes au cours des gnrations.

    Extraire et mettre en relation des informations (doc. 1). Exploiter des rsultats exprimentaux (doc. 5 e 6).

    3 Information gntique et division cellulaire

    1 Linformation gntique des cellules dun organisme(pp. 44-45 du manuel de llve)

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  • 15A Chapitre 3 Information gntique et division cellulaire

    Conseils et suggestions Cette unit 2 dmontre comment la division cellulaire permet la conservation de linformation gntique. La notion est dabord envisage partir de documents prsentant le phnomne de division de faon dynami-que. Les phases successives de la mitose sont donc abor-des, sans les nommer, afi n de comprendre la rpartition des chromosomes. Les photographies prsentes (doc. 1) proviennent de cellules vgtales qui peuvent tre observes en classe sur des prparations microscopiques de racines par exemple. Pour visualiser la dynamique de ces tapes, on fera rfrence ltat de lADN avant et pendant une divi-sion cellulaire, vu dans le chapitre prcdent (voir p. 31 du manuel). Il semble ncessaire daccompagner ces do-cuments, soit de vidogrammes, soit de logiciels comme celui propos en atelier p. 51. Il convient de mettre en vidence la copie de lADN des chromosomes, tape qui permet la prparation de la division. Le terme chromatide tant exclu du pro-gramme, les termes de chromosomes simples et de chromosomes doubles sont utiliss afi n de distinguer les chromosomes non copis de ceux copis. On pourra prciser aux lves que ce stade de chromo-somes doubles nest quun moment furtif dans la vie de la cellule mais que, pour des raisons techniques, il est le seul visualisable ce qui explique que toutes les photos de chromosomes les prsentent sous cet tat et jamais composs dune seule molcule dADN. Des maquettes de chromosomes (voir p. 35) peuvent tre rutilises ici afi n de mimer la sparation des deux chromatides constituant les chromosomes doubles de part et dautre de la cellule. Avec latelier Le cancer, une histoire de division (p. 50) et lexercice 7 p. 53, la notion de cancer pourra tre aborde comme un exemple de prolifration incontrle, et donc de division excessive des cellules. Il ne sagit pas ici daborder tous les cancers mais juste de lintroduire pour faire le lien avec la Partie D Responsabilit en ma-tire de sant et denvironnement pp. 203-212.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 (xtraire des informations) Avant une divi-sion, lADN des 8 paires de chromosomes se pelotonne progressivement, ce qui rend les visibles (tapes A et B). Ensuite, les chromosomes salignent selon une ligne quatoriale dans la cellule (tape C). Les chromoso-mes se sparent en deux lots et sont tirs vers un des ples de la cellule (tapes D et E). LADN des chromo-somes se dpelotonne dans chacun des noyaux des deux cellules formes, contenant chacune 8 paires de chromo-somes (tape F).

    2 Doc. 2 (Exploiter un graphique). La quantit dADN augmente en fonction du temps ; elle double entre la 5e et la 8e heure. Puis elle est divise par 2 pendant la phase de division (13e heure). Contrairement la quantit dADN, le nombre de chromosomes ne change pas ; il reste 46 chromosomes. Hypothse : Les chromosomes seddoublent en copiant leur ADN.

    3 Doc. 3 5 (Pratiquer une dmarche exprimenta-le). Le doc. 3 montre, dans un chromosome dune cellule qui se prpare se diviser, la fabrication dune molcule dADN supplmentaire. Le doc. 4 illustre un chromosome dans une cellule prte se diviser constitu de 2 molcu-les dADN identiques. Lhypothse est donc valide : lADN des chromosomes est copi juste avant une division cel-lulaire.

    4 Doc. 1, 4 et 5 (Communiquer laide dun lan-gage adapt). Pendant la phase de division, les chromo-somes qui ont t doubls se sparent chacun en deux chromosomes simples identiques : chaque chromosome simple migre chaque ple de la cellule. Voir le schma sur le site du manuel (www.libtheque.fr/svtcollege).

    5 En conclusion. (Communiquer avec une synth-se). La conservation de linformation gntique pendant une division est possible car une division est prpare par la copie de lADN de chacun de ses chromosomes et se caractrise par la sparation des chromosomes dou-bles obtenus. Chacune des deux cellules formes reoit le mme nombre de chromosomes que la cellule initiale.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser des informations pour identifi er les tapes de la division dune cellule. Faire un schma reprsentant la rpartition des chromoso-mes lors des divisions cellulaires.

    Extraire des informations (doc. 1). Lire un graphique (doc. 2). Mettre en relation des informations et argumenter (doc. 1 6). Communiquer laide dun langage adapt (doc. 1, 4 et 5).

    2 La conservation de linformation gntique (pp. 46-47 du manuel de llve)

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  • 16

    4 PISA Quantit dADN et division cellu-laire.xtraire des informations. Cet exercice vient complter lunit 2 sur lvolution de la quantit dADN avant et pen-dant la division. Il sagit ici de suivre cette volution sur plusieurs cycles cellulaires.

    Rponses attendues :1. a. 3 ; b. 12. La conservation de linformation gntique pendant une division est possible car une division : est prpare par la copie de lADN de chacun de ses chromosomes ; se caractrise par sparation des chromosomes doubles obtenus.Chacune des deux cellules formes reoit le mme nombre de chromosomes que la cellule initiale.

    5 Le devenir dun gne avant la division cellulaireInterprter une exprience. Cet exercice permet de faire le lien entre les chapitres 2 et 3, en voquant le devenir des gnes.

    Rponses attendues :a. Chaque cellule possde deux exemplaires de chaque gne.b. Le phnomne mis en vidence est la copie des chro-mosomes.c. Chaque cellule recevra deux exemplaires de chaque gne.

    6 Prparation dune division cellulaireFormuler une hypothse. Cet exercice mobilise les acquis de lunit 2. Il permet aussi de vrifi er lacquisition de la dmarche exprimentale.

    Rponses attendues :a. Hypothse : avant une division, la cellule copie lADN de ses chromosomes. b. On observe que les molcules M se sont associes aux chromosomes, qui apparaissent colors en jaune. c. Lhypothse de dpart est donc valde.

    7 Une prolifration incontrleMettre en relation des informations. Il sagit ici de com-prendre lorigine dun cancer en le mettant en relation avec le mcanisme de division cellulaire.

    Rponses attendues :a. Sur la coupe de col de lutrus dune femme atteinte dun cancer , on observe un nombre beaucoup plus impor-tant de cellules que sur la coupe quivalente dun femme saine. b. Le cancer est une maladie qui rsulte dune prolif-ration incontrle de certaines cellules : ces cellules se divisent de manire importante et peuvent modifi er le fonctionnement des organes (doc. 1). Le rsultat de cette prolifration est observable dans un tissu cancreux : il contient de trs nombreuses cellules.

    8 9 Communiquer laide dun schma (Mthode).Exercice guid : voir le corrig p. 248 du manuel de llve.

    Rponses attendues pour lexercice dapplication :a. Voir le schma sur le site du manuel(www.libtheque.fr/svtcollege).b. Les chromosomes doubles sont en cours de sparation en chromosomes simples. Ceux-ci migrent vers chacune des extrmits de la cellule. La cellule observe est donc en cours de division cellulaire.

    (pp. 52-54 du manuel de llve)

    Les corrigs de la rubrique Je vrifi e mes connaissances (p. 52 du manuel de llve) et le corrig de lexercice de mthode guid (p. 54) se trouvent la fi n du manuel lve (pp. 248-250). Sont proposs ici les corrigs des exer-cices de la rubrique Japplique mes connaissances et de lexercice dapplication de la rubrique Mthode.

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  • 17A Chapitre 4 Lorigine de la diversit des tres humains

    Conseils et suggestions Le chapitre 4 vise comprendre comment la reproduc-tion sexue assure la diversit gntique. Pour cela, on tudiera successivement le rle de la formation des cel-lules reproductrices (unit 1) puis celui de la fcondation dans cette diversit (unit 2). Dans lunit 1, on cherche comprendre comment les cellules reproductrices se forment et tablir leur contenu en chromosomes. On aborde donc ici le processus de la miose, sans le nommer et en le simplifi ant lide dun processus qui produit des cellules qui contiennent deux fois moins de chromosomes, un de chaque paire. Ltude est donc centre sur lanaphase de premire division, celle qui spare les chromosomes homologues dune paire et non pas les chromatides. Des reprsentations schmatiques simplifi es (doc. 5) , qui pourront tre en-richies par des manipulations en classe de maquettes de chromosomes. Les fi gures de miose, prsentes ici chez le lis (doc. 4), peuvent tre observes en classe sur des lames achetes dans le commerce et illustrent dautres espces vgta-les ou encore de testicules de criquet. Historiquement, elles ont t observes chez lascaris. Un jeu de rle pourra tre propos en classe aux lves afi n de mimer les tapes de la miose : on choisit 8 lves (dont chacun reprsente une chromatide). On les scinde en deux groupes facilement identifi ables (par exemple, 4 tee-shirt unis et 4 tee-shirt motifs). Les lves se tiennent la main au dpart pour modliser les chromoso-mes doubles. Lors de la premire division, ils migrent deux ples de la classe, tout en se tenant par la main, puis se lchent la main afi n de mimer la deuxime division.

    Lexercice 3 (p. 66) permet de raisonner sur les ano-malies de nombre des chromosomes : la trisomie 21 a dj t aborde dans le chapitre 1 (p. 19). On parle ici nouveau danomalie de nombre, mais dans le cas dune monosomie, et lon peut ainsi expliquer les causes de la formation dune cellule-uf lorigine dun individu ma-lade (jusqu prsent, on stait content de montrer le lien entre nombre anormal de chromosomes et caract-res modifi s).

    Exploitation des documents par les activits

    Tche complexe (Communiquer avec une synthse). Les cellules reproductrices se forment partir de cellules qui comportent 23 paires de chromosomes. Ces paires se sparent et se rpartissent afi n de former des cellules reproductrices 23 chromosomes chacune.

    Doc. 1 3 (Sinformer en tablissant une relation en-tre documents). Les caryotypes de cellules humaines montrent quelles possdent 23 paires de chromosomes cest--dire 46 chromosomes. En revanche, chaque cel-lule reproductrice observe sur le doc. 3 en contient 23, cest--dire deux fois moins.

    Doc. 4 et 5 (Sinformer et raisonner partir de photo-graphies et de schma). Sur les photographies du doc. 4, on observe que les chromosomes se sparent en deux lots. On suppose que la moiti des chromosomes migre vers un ple de la cellule et lautre moiti vers lautre ple. La reprsentation schmatique du doc. 5 confi rme cette sparation qui conduit 23 chromosomes dans chaque cellule reproductrice.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Formuler des hypothses afi n dtablir le nombre de chromo-somes des cellules reproductrices. Valider ou invalider les hypothses partir dobservations de cellules reproductrices.

    Observer le caryotype de cellules reproductrices (doc. 3). Comprendre laide de schmas le mode de formationdes cellules reproductrices (doc. 5). Sinformer et raisonner partir de photographies (doc. 4).

    4 Lorigine de la diversitdes tres humains

    1 Les chromosomes des cellules reproductrices(pp. 56-57 du manuel de llve)

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  • 18

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Formuler des hypothses afi n dtablir le nombre dechromosomes au cours des gnrations. Valider ou invalider les hypothses partir dobservations de fcondation.

    Observer le caryotype dune cellule-uf (doc. 2). Sinformer et raisonner partir de photographies (doc. 3). Comprendre laide de photographies le devenir des chromo-somes lors de la formation dune cellule-oeuf (doc. 4 et 5).

    2 Le devenir des chromosomes lors de la fcondation (pp. 58-59 du manuel de llve)

    Conseils et suggestions Cette unit permet de comprendre comment les cel-lules reproductrices tudies dans lunit 1 fusionnent pour former une cellule-uf, en conservant le nombre de chromosomes de lespce. Le lien avec La transmission de la vie chez lHomme tudie en classe de 4e est ici ralis : on dtaille le com-portement des chromosomes lintrieur de la cellule qui rsulte de lunion du spermatozode et de lovule : la cellu-le-uf (doc. 4 et 5). Cette unit traite aussi de la paire de chromosomes sexuels (doc. 5) mettre en relation avec les caryotypes prsents dans le doc. 3 de lunit 1 (p. 56). Dans le doc. 5, lorigine du sexe a t prise comme exemple de conservation du nombre des chromosomes au cours des gnrations : la cellule-uf qui est repr-sente montre la formation dun individu de sexe fminin. Cette reprsentation pourra tre complte, laide de maquettes semblables, par le cas complmentaire que les lves comprennent mieux spontanment : celui dun pre qui transmet son chromosome Y son fi ls. Une comparaison du nombre de chromosomes chez dautres organismes voqus dans dautres parties du manuel permet de gnraliser (doc. 1) le processus tous les organismes reproduction sexue. Afi n de comprendre lassociation de chromosomes de la mme paire entre eux, une reprsentation privilgiant des couleurs relatives lorigine maternelle ou paternelle des chromosomes a t choisie (doc. 4), sans y placer de gnes pour ne pas compliquer le propos. On peut toutefois imaginer que les lves manipulent les mmes maquet-tes au fi l des chapitres afi n de consolider leur comprhen-sion des chromosomes et de leur devenir.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 et 2 (Sinformer partir dun tableau et dun caryotype). Chez les trois espces tudies, les cellules reproductrices mles et femelles possdent le mme nombre de chromosomes et la somme des deux donne le nombre de chromosomes de la cellule-uf. On met lhypothse que les chromosomes des cellulesreproductrices se rassocient lors de la fcondation.

    2 Doc. 3 (Reprsenter des informations par unschma lgend).

    3 Doc. 4 et 5 (Raisonner laide dune reprsenta-tion schmatique et dune modlisation). Un chromosome par paire de la cellule-uf provient du pre et lautre provient de la mre. On valide lhypothse. Une fi lle est obtenue lorsque chaque cellule reproduc-trice comporte un chromosome X. Un garon est obtenu par fcondation dun ovule X avec un spermatozode Y.4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une

    synthse).Les cellules reproductrices, en sunissant lors de la fcon-dation, permettent de rtablir le nombre de chromosomes de lespce : pour chacune des 23 paires de chromoso-mes, un chromosome vient du pre et lautre de la mre.

    Membrane

    Cellule-uf

    23

    Union des deux noyaux

    cytoplasmeOvule

    Noyau despermatozode

    Noyau delovule

    2346

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  • 19A Chapitre 4 Lorigine de la diversit des tres humains

    Conseils et suggestions Aprs avoir compris dans lunit 2 que le nombre de chromosomes reste stable au fi l des gnrations, et donc insist sur la stabilit de lespce grce la reproduction sexue, on tudie dans lunit 3 la variabilit des cellules reproductrices et on voque lide de combinaisons mul-tiples lors de la rencontre des cellules reproductrices. Il sagit donc dinsister sur les diffrences entre individus dune fratrie par exemple. Une reprsentation sous la forme darbre gnalogique est tudie (doc. 2) tout comme dans la tche complexe (p. 67). Elle permet de rinvestir des notions acquises dans le chapitre 1 (p. 16) sur la transmission des carac-tres. Pour illustrer la diversit des cellules reproductrices, on peut nouveau utiliser des maquettes (doc. 1). Lexemple des groupes sanguins par lequel la notion de gne a t tablie (pp. 34 et 35) est rexploit doc. 1 et 2. On associe un autre caractre, le facteur Rhsus, afi n de montrer comment la formation des cellules reproductrices (doc. 1) puis la fcondation (doc. 3) aboutissent une diversit des groupes sanguins, diversit que les lves peuvent dcouvrir en consultant leur carnet de sant (sur lequel fi gure leur groupe sanguin). Dans larbre gnalo-gique du doc. 2, on prcise que des personnes possdant les allles Rh+ et Rh sont de Rhsus positif : cest une faon dvoquer lexistence de la dominance-rcessivit, sur laquelle les lves sinterrogent souvent spontan-ment lorsquils manipulent des maquettes de chromoso-mes, mais sans y insister car ces notions ne sont plus au programme. Elles seront abordes au lyce. Le doc. 3 permet une approche plus calculatoire du grand nombre de combinaisons possibles. Latelier Ra-lisation p. 64 prolonge cette approche en voquant, en continuit de lunit 2, la dtermination du sexe dun indi-vidu, dans le cas dtudes statistiques cest--dire rali-ses sur de trs grands chantillons.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 (Raisonner partir dune modlisation). Dans chaque cellules reproductrice, il y a un chromo-some de la paire n 1 et un chromosome de la paire n 9. Cette rpartition se fait au hasard et donne ici 4 combinai-sons possibles.

    Les cellules formes contiennent des couples dallles diffrents : soit (Rh+, B), soit (Rh+, A), soit (Rh, B) et soit (Rh, A). Elles sont donc gntiquement diffrentes les unes des autres.

    2 Doc. 2 (Sinformer partir dun arbre gnalogi-que). Les deux parents portent des milliers de gnes et ils possdent des allles diffrents. Ils peuvent former des cellules reproductrices assemblant diffrentes combinai-sons allliques dues au hasard. Par exemple, le pre peut produire des spermatozodes contenant (Rh+, A) et la mre des ovules contenant (Rh+, A) ou (Rh+, B) ou (Rh, A) ou (Rh, B). Ensuite, ces cellules reproductrices sas-semblent lors de la fcondation pour former diffrents en-fants ayant des caractres variables dtermins par les allles dont ils hritent au hasard.

    3 Doc. 3 (Ralisez un calcul simple). Si les parents portent 3 paires de chromosomes, ils peuvent fabriquer chacun 23 = 8 cellules reproductrices diffrentes. Il y a chez lHomme 23 paires de chromosomes et donc 223 cel-lules reproductrices possibles pour chacun des deux sexes. Le nombre de descendants possibles diffrents est donc de 223 x 223 = plus de 70 000 milliards.

    4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Lors de la formation des cellules reproduc-trices, un chromosome au hasard est slectionn pour chaque paire. Lors de la fcondation, une combinaison de 23 chromosomes au hasard sunit une autre com-binaison pour donner une cellule-uf. Compte-tenu du grand nombre de chromosomes et du grand nombre de gnes (existant sous des formes diffrentes ou allles)ports par chaque chromosome, chaque individu est donc unique et diffrent des autres individus de son espce.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Valider ou invalider des hypothses partir dobservations de cellules reproductrices et de fcondations.

    Mettre en uvre une modlisation (doc. 1). Raliser un calcul simple (doc. 3)

    3 La formation dindividus tous diffrents et uniques (pp. 60-61 du manuel de llve)

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    (pp. 66-67 du manuel de llve)

    Les corrigs de la rubrique Je vrifi e mes connaissances (p. 66 du manuel de llve) se trouvent la fi n du manuel lve (pp. 248250). Sont proposs ici les corrigs des exercices de la rubrique Japplique mes connais-sances et Japprends rsoudre une tche complexe .

    3 Un caryotype anormalRaisonner laide dun caryotype. Cet exercice permet de vrifi er la comprhension des caryotypes de cellulesreproductrices et de cellule-uf.

    Rponses attendues :a. Un spermatozode normal comporte 23 chromosomes, alors que ce caryotype en prsente 22 : il manque le chro-mosome 21.b. La cellule-uf comporterait 23 paires de chromosomes ainsi quun chromosome 21 unique : le chromosome 21 apport par lovule normal.c. La monosomie est le fait de ne porter quun chromo-some dune paire au lieu de deux.

    d.

    4 Nombre de chromosomes et reproductionCommuniquer laide dun schma. Cet exercice mobilise des acquis de toute la partie et rpond une capacit prcise du programme : raliser un schma traduisant le maintien du nombre de chromosomes lors de la repro-duction sexue. On peut raliser un schma en formatif et lautre en sommatif : lun dtaillant le maintien du nombre de chromosomes et lautre la diversit des combinaisons obtenues, en conservant des consignes similaires mais en utilisant des code-couleurs variables.a. et b.

    Cellule de la mre Cellule du pre

    Cellule reproductricefemelle

    Cellule reproductricemle

    c.

    d. Les parents possdent 4 chromosomes (une paire de grands chromosomes et une paire de petits chromosomes) et lembryon form en comprend galement 4 (2 paires) : le nombre de chromosomes a donc t maintenu constant.

    Japprends rsoudre une tche complexeRponse attendue :La cellule-uf qui est lorigine du futur bb de ce cou-ple est le rsultat de la fcondation au hasard dune cel-lule reproductrice du pre et dune cellule reproductrice de la mre contenant chacune 23 chromosomes.Lors de sa formation, une cellule reproductrice ne reoit au hasard que 23 chromosomes, soit un chromosome par paire.Lors de la fcondation, chacun des chromosomes de la cellule reproductrice du pre et chacun des chromoso-mes de la cellule reproductrice de la mre sassocient pour former le contenu chromosomique de la cellule-uf lorigine du futur enfant. Ainsi pour chaque gne, un allle vient du pre et un allle vient de la mre.Linformation gntique du futur enfant provient donc pour moiti de la mre et pour moiti du pre et non de la som-me des informations gntiques de ses deux parents.

    Cellule lorigine du spermatozode anormal

    x y

    Spermatozode anormal Spermatozode anormal

    x y

    Cellule reproductricemle

    Cellule reproductricefemelle

    Cellule de lembryon

    Cellule de la mre Cellule du pre

    Enfant possible

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  • 21B Chapitre

    Risque infectieuxet protection de lorganisme

    Partie B

    Programme offi ciel : Risque infectieux et protection de lorganisme (horaire conseill : 25 %)

    Connaissances Correspondance avec le manuel

    Lorganisme est constamment confront la possibilit de pntra-tion de micro-organismes (bactries et virus) issus de son environ-nement.Ils se transmettent de diffrentes faons dun individu lautre direc-tement ou indirectement. Ils franchissent la peau ou les muqueuses : cest la contamination.Aprs contamination, les microorganismes se multiplient au sein de lorganisme : cest linfection.Ces risques sont limits par la pratique de lasepsie et par lutilisation de produits antiseptiques. Lutilisation du prservatif permet de lutter contre la contamination par les microorganismes responsables des infections sexuellement transmissibles (IST) notamment celui du SIDADes antibiotiques appropris permettent dliminer les bactries. Ils sont sans effet sur les virus.

    Partie B x Je minterroge pour commencer (pp. 70-71 du manuel de

    llve)

    x Ce que je sais dj (p. 72 du manuel de llve) x Chapitre 1. LHomme face aux micro-organismes

    (pp. 73-88 du manuel de llve) x Unit 1. Les micro-organismes de notre environnement

    x Unit 2. Des micro-organismes pathognes dans lorganisme

    x Unit 3. Des micro-organismes lorigine de maladies

    x Unit 4. Limiter la contamination et linfection

    Lorganisme reconnat en permanence la prsence dlments tran-gers grce son systme immunitaire.Une raction rapide la phagocytose, ralise par des leucocytes permet le plus souvent de stopper linfection.Dautres leucocytes, des lymphocytes spcifi ques dun antigne reconnu, se multiplient rapidement dans certains organes, particuli-rement les ganglions lymphatiques.Les lymphocytes B scrtent dans le sang des molcules nommes anticorps, capables de participer la neutralisation des microorganis-mes et de favoriser la phagocytose.Une personne est dite sropositive pour un anticorps dtermin lorsquelle prsente cet anticorps dans son sang.Les lymphocytes T dtruisent par contact les cellules infectes par un virus.Les ractions spcifi ques sont plus rapides et plus effi caces lors de contacts ultrieurs avec lantigne.

    x Chapitre 2. Les dfenses de lorganisme (pp. 89-104 du manuel de llve) x Unit 1. Lorganisme face une infection

    x Unit 2. Une raction immunitaire rapide

    x Unit 3. Dautres ractions immunitaires

    x Unit 4. Le mode daction des lymphocytes

    La vaccination permet lorganisme dacqurir prventivement et durablement une mmoire immunitaire relative un microorganisme dtermin grce au maintien dans lorganisme de nombreux leucocy-tes spcifi ques.Une immunodfi cience acquise, le SIDA, peut perturber le systme immunitaire.Un test permet de dterminer si une personne a t contamine par le VIH.

    x Chapitre 3. Stimulations et perturbation du systme immunitaire (pp. 105-115 du manuel de llve)

    x Unit 1. Le principe de la vaccination

    x Unit 2. Sida et perturbation du systme immunitaire

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    1 LHomme face aux micro-organismes

    1 Les micro-organismes de notre environnement(pp. 74-75 du manuel de llve)

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Suivre un protocole de ralisation dune prparation microscopique de microorganismes non pathognes. Effectuer un geste technique en observant au micros-cope quelques microorganismes.

    Raliser un geste technique (doc. 1). Rechercher, extraire et organiser linformation utile pour identifi er les micro-organismes de notre environnement (doc. 1 8). Comparer la taille de micro-organismes (doc. 5 7). Rdiger un texte bref, cohrent et ponctu, en rponse une ques-tion ou partir de consignes donnes (doc. 1 8).

    Conseils et suggestions Cette unit sappuie sur les acquis de la classe de 6e o la notion de micro-organisme a t aborde lors de ltude de la fabrication daliments. On sattachera ici montrer la diversit des microorganismes en sappuyant principale-ment sur les bactries et les virus (cf. le BO). Cette unit amne les lves raliser une prpara-tion microscopique de micro-organismes du commerce (doc. 1) et reprer 2 types de bactries (faire le lien avec les acquis p. 70 du manuel rappelant le rle des mi-cro-organismes dans la fabrication des yaourts). Les l-ves sont amens observer dautres micro-organismes de notre environnement (doc. 3, doc. 5 8), dcouvrir que ces micro-organismes sont prsents dans tous les milieux (doc. 4), sur nos aliments et sur nos muqueu-ses et que notre organisme vit en permanence avec eux (doc. 1 8). Cest loccasion dinsister sur lexistence de nombreuses bactries non pathognes, voire utiles (bac-tries protectrices, formant des barrires naturelles voir unit 2 , bactries utiles lHomme). La ralisation de cultures microbiennes devra tre faite dans le respect de la rglementation en vigueur : voir le document risque et scurit en SVT de lObservatoire national de la scurit des tablissements scolaires et denseignement suprieur sur le site EduSCOL ladresse suivante : http://eduscol.education.fr/securiteSVT. Lexercice 5 (p. 87 du manuel) sensibilise les lves la notion dchelle par la comparaison de la taille de diff-rents lments (bactrie, virus et leucocyte). Les exercices 6 et 7 (p. 87 du manuel) proposent des exemples de micro-organismes responsables dpid-mies. Latelier sur lpidmie de grippe (p. 84) et latelier sur lacn (p. 85) offrent un prolongement cette unit.

    Exploitation des documents par les activits1 Doc. 1 (Communiquer par un dessin dobserva-

    tion). Les lves ont pu raliser une prparation dune goutte de yaourt, puis son observation au microscope. En saidant du doc. 1, ils peuvent raliser un dessin dobser-vation. Un titre, le grossissement, la technique utilise et une lgende des deux types de bactries sont attendus.Voir le schma muet sur le site du manuel (www.libtheque.fr/

    svtcollege).

    2 Doc. 5 7 (Raliser des mesures et raisonner). Taille dun staphylocoque : 1 m ; taille du virus de lHer-ps : 200 nm ; taille dun leucocyte : 30 m . Les virus ont une taille trs infrieure celle des bactries.

    3 Doc. 1, 2 et 5 8 (Saisir des informations). Les lactobacilles et les streptocoques prsents dans le yaourt, les bactries dans lintestin favorisant la digestion ne sont pas pathognes. Le virus de la varicelle, les bactries salmo-nelles prsentes sur la peau de poulet et le champignon C. albicans sont des micro-organismes pathognes.

    4 Doc. 1 8 (Extraire des informations et les mettre en relation ). Les micro-organismes sont prsents dans le sol (doc. 4) , dans lair (doc. 4), dans leau (doc. 2 et 4), sur nos aliments (doc. 1 et 6) et sur des objets de la vie courante (doc. 3 et 5) : ils occupent tous les milieux de notre environnement. Ils sont galement prsents sur la peau et dans lintestin (doc. 7 et 8).

    5 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Les micro-organismes sont prsents dans tous les milieux de notre environnement. Les bactries et les virus diffrent par leurs formes et leurs tailles. Cer-tains sont pathognes, dautres non. Certaines bactries sont utilises par lHomme.

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  • 23B Chapitre 1 LHomme face aux micro-organismes

    2Des micro-organismes pathognes dans lorganisme (pp. 76-77 du manuel de llve)

    Conseils et suggestions Cette unit 2 vise reprer les diffrents modes de transmission lorganisme des micro-organismes pr-sents dans lenvironnement : transmission par les ali-ments, (doc. 1), par lair, (doc. 2) par les animaux (doc. 3). Dans le cadre de lducation la sant, on pourra, partir des exemples proposs ou dautres, faire rechercher les gestes simples et les prcautions qui pourront viter ces types de transmissions lorganisme. En particulier, on pourra suggrer des recherches sur les modes de pr-vention de la dengue ou du chikungunya, deux maladies transmises lHomme par des piqres de moustiquesinfects par les virus de ces maladies, comme les es-pces Aedes albopictus ou Aedes aegypti. Prsent dans les dpartements dOutre-mer, le moustique tigre (Aedes albopictus) sest aussi introduit dans certains dparte-ments du sud de la France mtropolitaine depuis 2004. Lexploitation du doc. 4 permet dobserver la prsence de barrires naturelles (la peau et les muqueuses) qui prservent de la pntration dans lorganisme des micro-organismes issus de lenvironnement. Avec les doc. 5 7, les lves retrouveront diffrentes voies de pntration des micro-organismes dans lorga-nisme lors dune contamination. Ces documents visent montrer que les micro-organismes de lenvironnement peuvent pntrer dans lorganisme lorsque la peau (doc. 6) ou les muqueuses sont lses. Lexploitation du tableau (doc. 7) permet didentifi er les diffrents modes de transmission et de contamination du VIH (voir aussi le chapitre 3 p. 108). Lexercice 6 p. 87, avec lexemple dune pidmie fou-droyante due des bactries Escherichia coli, prolonge les connaissances acquises dans lunit sur la transmis-sion et la contamination des micro-organismes.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 et 3 (xtraire des informations et commu-niquer laide dun tableau).Origine des diffrents micro-organismes pathognes et leur mode de transmission :

    Micro-organisme Salmonelle

    Virus de la grippe, du rhume

    Chikungu-nya

    Origine Steak hach contamin

    Personne conta-mine

    Moustique contamin

    Trans-mission

    Consom-mation de laliment

    Gouttelettes projetes par un ternuement

    Piqure du moustique

    2 Doc. 4 (xtraire des informations et raisonner). Lorganisme est naturellement prserv de la pntration de micro-organismes par la peau et les muqueuses qui hbergent des bactries non pathognes formant une barrire naturelle.

    3 Doc. 5 7 (xtraire des informations). La peau, les muqueuses intestinales et les muqueuses gnitales sont les diffrentes voies de pntration des micro-orga-nismes voqus.

    4 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Les micro-organismes pathognes peuvent se transmettre lHomme par lair, leau, les aliments, le sang, les relations sexuelles ou par contact avec desobjets. La peau et les diffrentes muqueuses forment des barrires naturelles qui sopposent leur pntration dans lorganisme. Mais lorsque les micro-organismes franchissent ces barrires naturelles, ils pntrent dans lorganisme, il y a alors contamination.

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations afi n : de dfi nir la contamination et linfection ; dtablir les risques de contamination par le VIH.

    Rdiger un texte bref, cohrent et ponctu, en rponse une question ou partir de consignes donnes (doc. 1 7). Communiquer laide dun tableau (doc. 1 3). Rechercher, extraire et organiser linformation utile pour identifi er les modes de transmission et de contamination de micro-organismes (doc. 1 7).

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    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations afi n de dfi nir linfection.

    Rechercher, extraire et organiser linformation utile partir de photos, de graphes et de schmas (doc. 1 8). Comparer le droulement dune infection bactrienne (doc. 1 4) celui dune infection virale (doc. 5 8). Rdiger un texte bref, cohrent et ponctu, en rponse une question ou partir de consignes donnes (doc. 1 8).

    3Des micro-organismes lorigine de maladies

    (pp. 78-79 du manuel de llve)

    Conseils et suggestions La mise en lien des diffrents documents de cette unit pourra servir de point dappui la ralisation par les l-ves dune tache complexe sur lorigine de maladies dues des micro-organismes. On montrera ainsi que la conta-mination par des bactries (doc. 1 4) ou par des virus (doc. 5 8) peut tre lorigine dinfections et de mala-dies. Le choix de la tuberculose (doc. 1 4) a t motiv par la constatation dune recrudescence de cette maladie dans le monde et en France. Le doc. 3 permet aux lves de sinformer sur la multi-plication rapide des bactries. La croissance exponentielle des bactries pendant un temps limit sexplique par les conditions favorables la reproduction en laboratoire. Les doc. 6 et 7 illustrent le mode de dveloppement particulier du virus qui se multiplie lintrieur dune cel-lule, le virus tant un parasite oblig dune cellule. Le graphique du doc. 6 (volution au cours du temps du nombre de virus en absence de traitement) permet de reprer le pouvoir de multiplication des virus. Dans le cas de la grippe, on remarquera larrt de la multiplication des virus au bout de quelques jours mme en absence de trai-tement. On insistera sur le fait que tous les virus ne dispa-raissent pas aussi aisment (cf. lexemple du VIH dans le chapitre 3, pp. 108-109). En prolongement de cette unit, latelier Suivre une pidmie au jour le jour p. 84 permet aux lves de sui-vre lvolution dune pidmie au cours du temps.

    Exploitation des documents par les activits

    Tche complexeAprs la contamination, les micro-organismes pathog-nes se multiplient dans lorganisme. Cest linfection lorigine de maladies.

    Doc. 1 4. Une bactrie, le bacille de Koch, est lorigine de la tuberculose, maladie tuant dans le mon-de 1,5 million de personnes. La bactrie contenue dans les microgouttelettes projetes par une personne malade se transmet par voie arienne (doc. 1). Les bactries se multiplient (doc. 2 et 3), deux ans plus tard elles sont prsentes dans le sang et envahissent dautres organes comme les os et les reins (doc. 4).

    Doc. 5 8. Le virus Infl uenza est lorigine de la grip-pe, maladie qui peut tre mortelle dans certains cas. Le virus se transmet par voie arienne (air ambiant, gout-telettes dternuement, main porte la bouche aprs contact avec une surface contamine) (doc. 5). Le virus pntre dans une cellule pour sy multiplier (doc. 6 8). Dans le cas de cette maladie, mme en absence de trai-tement, au bout de quelques jours, le nombre de virus di-minue jusqu atteindre zro. Les virus ne sont alors plus prsents (doc. 8).

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  • 25B Chapitre 1 LHomme face aux micro-organismes

    Conseils et suggestions Cette unit vise rechercher les moyens pour se protger des micro-organismes et lutter contre leur prolifration aprs pntration dans lorganisme : 1. asepsie (doc. 1 et 2) ; 2. antisepsie (doc. 3) ; 3. antibiotiques (doc. 6). La confrontation dun extrait du discours de Pasteur (doc. 1) avec la photo dune salle dopration moderne permet de comparer les consignes mises par Pasteur et les pratiques actuelles. cette occasion, on pourra faire le lien avec les rgles dhygine abordes dans lesacquis p. 71 et la photo p. 69. Latelier La chirurgie au XVIIe sicle p. 89 permet une comparaison intressante des pratiques dasepsie deux poques diffrentes. Le doc. 3 et le doc. 6 prsentent des cultures de micro-organismes et un antibiogramme ; leur ralisation nest gure envisageable en classe (cf. le document risque et scurit en SVT ). Lutilisation du doc. 5 sera loccasion de rappeler que les antibiotiques nagissent pas sur les virus et donc sur une an-gine virale par exemple. Lexistence de bactries rsistantes aux antibiotiques, problme proccupant de sant publique, pourra tre aborde par lexploitation de latelier p. 85 du ma-nuel. Les exercices 4 et 7 pp. 86-87 rinvestissent et com-pltent les notions dasepsie et dantisepsie.

    Exploitation des documents par les activits

    1 Doc. 1 (xtraire des informations dun texte et dun document photographique). Lutilisation dinstruments dune propret parfaite, le nettoyage avec soin des mains, lutilisation de bandelettes et dponges pralablement expo-ses dans un air port la temprature de 130 150 C et dans une eau qui aurait subi une temprature de 110 120 C sont des mesures dasepsie prconises par Pasteur. Elles visent viter tout contact avec les micro-organismes lors dune opration chirurgicale et donc la contamination, endtruisant en amont les micro-organismes. Mesures prises dans une salle dopration aujourdhui : utilisation de blouse, de gants, de coiffe, de masque pour viter de transmettre au patient des micro-organismes

    ports par lquipe chirurgicale, utilisation dinstruments chirurgicaux propres aseptiss par un liquide appropri.

    2 Doc. 2 (Raisonner). Le prservatif est une barrire artifi cielle qui vite tout contact de muqueuses lors dun rapport sexuel, empchant la transmission de bactries ou de virus dun individu contamin un autre.

    3 Doc. 3. (Interprter les rsultats dune exp-rience). Seule la bote A ayant t au contact avec les doigts non lavs est couverte de colonies microbiennes ; en B, lantiseptique a limin les microbes prsents sur les doigts. Un produit antiseptique empche linfection en dtruisant localement les micro-organismes.

    4 Doc. 4 et 5 (xtraire des informations et raison-ner). En mettant lhypothse que les champignons (Penicillium) produisent une substance qui empche le dveloppement des bactries, Fleming dcouvre laction de ce premier antibiotique sur les micro-organismes. Le test de diagnostic rapide dune angine permet de savoir si langine est dorigine virale ou bactrienne. Si elle est virale, lutilisation dantibiotiques naura pas deffet, leur prescription nest donc pas ncessaire.

    5 Doc. 6 (Lire un antibiogramme). Les antibiotiques contenus dans les pastilles diffusent dans le milieu et nont pas tous les mmes effets sur les bactries. Lanti-biotique le plus effi cace est celui qui dtruit les bactries le plus loin possible de la pastille: ici cest lantibiotique E.

    6 En conclusion (Communiquer en rdigeant une synthse). Les mesures dasepsie ont pour but dviter la contamination par des micro-organismes. Dans le cas dune contamination, lapplication de produits antisepti-ques limine les micro-organismes au niveau de la zone contamine pour viter linfection : cest lantisepsie.Lutilisation du prservatif est le seul moyen de se protger de la contamination par les micro-organismes responsables dIST, notamment du sida. Des antibiotiques appropris limi-nent les bactries mais sont sans effet sur les virus.

    4 Limiter la contamination et linfection (pp. 80-81 du manuel de llve)

    Capacits du programme Comptences mises en uvre dans lunit

    Observer, recenser et organiser des informations afi n : dexpliquer lintrt des antibiotiques, des antiseptiques et de lasepsie ; de dcouvrir les mthodes de prvention et de lutte contre la contamination et/ou linfection.

    Situer dans le temps les dcouvertes scientifi ques relatives aux antibiotiques.

    Rechercher, extraire et organiser linformation utile pour com-prendre lintrt des mesures dasepsie et dantisepsie (doc. 1 3) et celle des antibiotiques (doc. 4 6). Lire et employer diffrents langages : textes graphiques images (doc. 1 8). Respecter des comportements favorables sa sant (doc. 1 8).

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    4 PISA Une opration chirurgicalextraire linformation dun texte. Cet exercice rinvestit les connaissances acquises dans lunit 4. Llve doit construi-re un tableau rsumant les diffrentes rgles dasepsie et dantisepsie lors dune opration chirurgicale.

    Rponses attendues1. a. 3 ; b. 2 et 3.

    2. Le patient Lquipe mdicale

    Mesures dasepsie

    Port dune chemise strile

    Gants et masques du personnel mdical striliss et panse-ments striles

    Mesures dantisepsie

    Douche avec un savon antiseptique / zone oprer badigeonne laide dun produit antiseptique

    Lavage des mains et des avant-bras avec un savon antiseptique.

    5 Des lments de tailles diffrentesCalculer et raisonner. Lexercice, en lien avec lunit 1, r-pond au commentaire des ressources du programme sur la sensibilisation des lves la notion dchelle.

    Rponses attendues :a. Bactrie : 48 mm, virus : 48 mm, leucocyte : 46 mm.b. Diamtre rel : staphylocoque, 0,8 m ; virus, 160 nm ; leucocyte, 23 m.c. Classement par taille croissante : virus, bactrie, glo-bule blanc.d. La prise en compte du grossissement permet de dter-miner la taille relle dun objet.

    6 Lorigine dune pidmieFormuler une hypothse et raisonner. Cet exercice est un prolongement lunit 2. Les lves devront retrouver les modes de transmission de la bactrie et noncer une hy-pothse sur ce qui a pu dclencher lpidmie et proposer des mesures pour en viter la propagation.

    Rponses attenduesa. Transmission : viande, produits laitiers et eaux souills par des excrments danimaux. Contamination : consom-mation de graines germes porteuses de la bactrie.b. Hypothse : les grains ont pu tre en contact avec de leau souille par la bactrie.

    c. Mesures : traitement des eaux souilles par les excr-ments danimaux, contrle des produits alimentaires risque.

    7 La grippe saisonnireInterprter un graphique et raisonner. Cet exercice est en lien avec les units 3 et 4. Les lves doivent proposer des rgles dhygine pour viter la propagation de lpid-mie (voir aussi latelier de la p. 84).

    Rponses attendues :a. Lpidmie de grippe se dveloppe tous les ans au cours de lhiver, do le nom de grippe saisonnire.b. Un temps sec et froid favorise lpidmie de grippe.c. Mesures dasepsie : se couvrir la bouche ou le nez quand on tousse ou quand on ternue (de prfrence avec un mouchoir jetable, dans une poubelle, ne pas se serrer la main et viter les embrassades, porter ventuel-lement un masque. Mesures dantisepsie : se laver rgu-lirement les mains avec du savon ou une solution hydro-alcoolique trs rgulirement, nettoyer les objets utiliss par la personne contamine.

    8 9 Jextrais linformation utile dun gra-phique (Mthode).Exercice guid : voir le corrig p. 249 du manuel de llve.

    Rponses attendues pour lexercice dapplica-tion :a. Lvolution du nombre de bactries est identique pour la culture sans antibiotique et pour celle avec lantibioti-que A. La prsence des antibiotiques B et C entrane une progression du nombre de bactries plus faible au cours du temps. La conjonction des antibiotiques B et C entrane une diminution du nombre de bactries puis leur disparition.b. Seule la conjonction des