Intégration pédagogique des TICE en SVT Lycée Jean Auguste Margueritte Verdun Intégration pédagogique des TICE en SVT Année scolaire 2000-2001 Professeur stagiaire : Nathalie ENCELOT

Programme de seconde Partie : cellule, ADN et unité du vivant La mise en place du plan d’organisation au cours du développement embryonnaire Programme de seconde Partie : cellule, ADN et unité du vivant

Plan du chapitre ‘Parenté et diversité des organismes’ I. Le plan d’organisation des Vertébrés Symétrie et polarité Disposition des organes II. La mise en place du plan d’organisation Fécondation De la fécondation à la fin du DE Le contrôle génétique du développement embryonnaire Des modifications du plan d’organisation Les gènes homéotiques dans le règne animal

Objectifs Objectifs cognitifs Objectifs méthodologiques Le développement embryonnaire conduit à la mise en place du plan d’organisation ; la symétrie et la polarité sont très rapidement définies alors que les organes se mettent en place progressivement grâce à des divisions et des déplacements cellulaires. S’Informer à partir d’un texte Raisonner Utiliser l’outil informatique et un logiciel de communication (réutilisable lors d’une présentation orale comme les TPE) Réaliser (suivre des instructions) Individualisation du travail (un poste par élève)

PREREQUIS : Le plan d’organisation des Vertébrés Problématique PREREQUIS : Le plan d’organisation des Vertébrés PROBLEME : Le plan d’organisation, vu chez l’adulte, est déjà présent chez un embryon âgé, alors que le zygote, tout juste fécondé, n’exprime pas ce plan d’organisation. Le plan d’organisation se met donc en place au cours du développement embryonnaire. Selon quelles modalités chaque caractéristique du plan d’organisation apparaît-elle au cours du développement embryonnaire ?

Comment amener cette problématique ? Adulte Dos Ventre Droite Gauche Symétrie bilatérale (plan) Prérequis Ovule de Xénope Coupe transversale d’embryon âgé (Lézard) Documents d’appel

Développement embryonnaire Embryon âgé Dos Ventre Droite Gauche Symétrie bilatérale (plan) Adulte Dos Ventre Droite Gauche Symétrie bilatérale (plan) Ovule PA Pôle Animal PV Pôle Végétatif Symétrie axiale (axe) Développement embryonnaire

A. Fécondation Objectifs cognitifs Objectifs méthodologiques Support Dès la fécondation apparaissent les axes de polarité (antéropostérieur et dorsoventral) et la symétrie bilatérale (définie par l’axe PA/PV et le point d’entrée du spermatozoïde). Objectifs méthodologiques Raisonner Support Maquettes en polystyrène d’œufs de Grenouille : entrée du spermatozoïde et croissant gris. Polycopié à compléter (cf. page suivante). Consignes D’après la maquette, vous voyez apparaître un croissant gris dont la localisation est précise. Indiquez-la. Quelle est la symétrie de cet œuf ? (plan ou axe) Dessinez-la. Quel(s) est (sont) l’(les) axe(s) de polarité de cet œuf ? Dessinez-le(s). Conclure: quelles caractéristiques du plan d’organisation des vertébrés sont alors présentes ? Correction Réponse et explication données par un élève ; mise en commun. (Correction page suivante) Évaluation formative

Le croissant gris apparaît toujours ……………………………………………… (localisation) Il y a symétrie par rapport à un ……………. Il y a …… axe(s) de polarité : ……………………………………………… (à nommer) 0.5 mm Le croissant gris apparaît toujours À l’opposé du point d’entrée du spermatozoïde (localisation) Il y a symétrie par rapport à un plan Il y a 2 axe(s) de polarité : Axe PA/PV et axe spermatozoïde/croissant gris (à nommer) Conclusion: La symétrie et les 2 axes de polarité caractéristiques du Vertébré sont déjà mis en place à la fécondation PV PA CROISSANT GRIS 0.5 mm

B. Les étapes ultérieures Objectifs cognitifs Les étapes ultérieures du développement embryonnaire sont: une segmentation, orchestrée par des divisions cellulaires 3 phases, orchestrées par des divisions et des déplacements cellulaires. Objectifs méthodologiques S’informer à partir d’un texte Utiliser un logiciel Communiquer Support Texte polycopié. Logiciel PowerPoint. Fichier PowerPoint : DE Xénope exo (disquette). Consignes D’après le texte (à lire attentivement pendant quelques minutes), replacer les photos du développement dans l’ordre. Leur mettre un titre logique (tiré du texte). D’après le texte et la position du bouchon vitellin (au PV), quel est le devenir de l’axe PA/PV? Et de l’axe spermatozoïde/croissant gris? Quels mécanismes ont lieu pendant ces étapes ? Correction Proposition de classement par un élève (faire défiler les images en diaporama si possible au vidéoprojecteur), discussion, mise en commun. Évaluation sommative

TEXTE PROPOSE : Après la fécondation, le zygote entre dans la phase de segmentation , caractérisée par une succession de divisions. Elle se compose des stades suivants : -         deux cellules -         quatre cellules -         huit cellules -         16 à 64 cellules, où l’embryon ressemble à une petite mûre. La phase suivante provoque des remaniements à l’intérieur de l’embryon, qui se traduisent en surface par : -      l’apparition d’une fente en forme de croissant -      cette fente devient circulaire et délimite alors le bouchon vitellin (ce bouchon vitellin se réduit ensuite et détermine l’anus du futur embryon) La dernière phase permet la mise en place du système nerveux par : -         le soulèvement de 2 bourrelets neuraux de part et d’autre d’une gouttière neurale -         l’accolement des bourrelets neuraux. Le stade final ressemble déjà à un petit têtard dont on peut reconnaître certaines parties (comme l’œil).

DE Xénope exo DE Xénope résultat FICHIER POWERPOINT UTILISE : FICHIER POWERPOINT DE RESULTAT :

Document imprimé

Axe PA/PV = axe antéropostérieur La symétrie et la polarité caractéristiques de l’animal sont très rapidement définies, dès la fécondation : Axe PA/PV = axe antéropostérieur Axe spermatozoïde/croissant gris = axe dorsoventral Les organes se mettent en place progressivement, pendant les étapes ultérieures, grâce à des divisions et des déplacements cellulaires. Les étapes et les mécanismes du développement embryonnaire sont transposables aux autres Vertébrés …

…Bilan Les embryons jeunes de Vertébrés sont très ressemblants : cela suggère un ancêtre commun. Le plan d’organisation commun aux vertébrés suggérait déjà un ancêtre commun. Si cela apparaît au niveau de l’organisme, qu’est-ce que cela suggère au niveau génétique? Des gènes communs…

Aspects positifs… Utilisation d’un logiciel de communication (pouvant être réinvesti pour les TPE) Activité agréable et productions élèves de qualité (impression laser) Individualisation du travail avec un ordinateur par élève Autonomie (plus ou moins importante selon que l’on donne ou non le texte sur le développement embryonnaire) Pédagogie différenciée envisageable (donner le texte à ceux qui ont des difficultés) Évaluation envisageable sur l’utilisation de l’outil informatique

… Difficultés Matériel Disposition de la salle où les élèves tournent le dos (Les phases non informatisées sont à bien définir et à écourter) Difficultés liées à l’outil informatique Difficultés liées au logiciel Difficultés liées à l’impression Fond Problème de géométrie dans l’espace Problème de visualisation d’image 2D dans l’espace