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によって Élyse Brodeur 7年前.

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SCT-3062-2 Le corps humain transforme la matière

Ce cours explore des problématiques liées au corps humain, en mettant l'accent sur les systèmes digestif et excréteur, ainsi que sur la division cellulaire. Les adultes acquièrent des connaissances scientifiques qui les aident à comprendre et expliquer les facteurs influençant ces systèmes.

SCT-3062-2 Le corps humain transforme la matière

SCT-3062-2 Le corps humain transforme la matière

Dans ce cours, l’adulte étudie des problématiques ainsi que des objets techniques et il cherche des réponses ou des solutions à des problèmes variés. Il acquiert sur l’univers vivant des connaissances scientifiques qui l’amènent à comprendre et à expliquer les facteurs en cause dans différentes problématiques impliquant le système digestif, le système excréteur ou la division cellulaire. Ces connaissances, combinées à celles d’autres univers conceptuels ― celles de l’univers matériel en particulier, pour ce qui est des propriétés et de la transformation de la matière ―, lui permettent de mieux comprendre la fonction de nutrition du corps humain. L’adulte prend aussi en considération l’apport de l’univers technologique lorsqu’il compare la pasteurisation avec d’autres procédés de conservation des aliments ou qu’il étudie la valeur nutritive des aliments et leur dégradation.


(Tiré du programme de la FBD, Science et technologie)


Deux SAÉ ont été déposées sur le site d'Alexandrie FGA

:

Pour l'évaluation pratique (40%), l ’adulte doit résoudre un problème portant sur la fonction de nutrition du corps humain à l’aide de l’expérimentation. Les tâches demandées incluent le fait de compléter un protocole fourni portant sur les propriétés et les transformations de la matière, la manipulation du matériel de laboratoire, et un compte rendu en rapport avec le problème de départ. (DDÉ)

Repères culturels

Les repères culturels rendent les situations d’apprentissage plus signifiantes. Sans être exhaustif, le tableau qui suit énumère des repères qui ont un lien avec le cours.

Événement
Eau contaminée (Shannon, Walkerton)
Fruits et légumes en vedette
Campagne régionale
Mois de l’éducation physique et du sport
Festival de la santé
Intervention humaine
Les électroménagers (évolution, utilisation)
Biosynthèse de l’insuline humaine
Les moyens de conservation des aliments dans le monde et au cours des âges
Le repas: les différentes coutumes
Les aliments importés
Les aliments de base de différents peuples (blé, riz, manioc, pomme de terre, maïs, poisson)
Directions régionales de la santé publique

Organisation mondiale de la santé

Ressources du milieu
Écoles et facultés de génie

Centre de recherche et de développement sur les aliments

Centre de recherche industrielle du Québec

Guide alimentaire canadien

Institut Armand-Frappier

Agence de santé publique du Canada

Ministère de la Santé et des Services sociaux

Hommes et femmes de science
Nicolas Appert

Conservation des aliments par la stérilisation

Inventeur français

Frédérick Banting

Découverte de l'insuline

Prix Nobel de physiologie ou de médecine

Rachel Carson

Connue pour son livre « Printemps silencieux » (Silent Springs)

Zoologiste et biologiste

Alexander Fleming

Découverte de la pénicilline

Médecin, biologiste et pharmacologue

Julius Richard Petri

Inventeur de la boite de Petri

Bactériologiste

Antoni van Leeuwenhoek

Précurseur de la biologie cellulaire et de la microbiologie

Améliorations du microscope

Louis Pasteur

Vaccin contre la rage

Ivan Petrovitch Pavlov

Prix Nobel de physiologie ou de médecine pour son travail sur la digestion

Réflexe de Pavlov

Objets techniques, etc.
Greffons (ex.: rein artificiel)
Traitement des déchets
Irrigation des sols

Fertilisants et insecticides

Enzymes

Nutraceutiques (produits préventifs et curatifs), vitamines, médicaments

Emballage sous vide

Appareils culinaires

Bouteille thermos

Équipements et procédés de transformation, de production et de conservation des aliments

Univers matériel

Transformation de la matière

L’être humain procède à des échanges avec son milieu et transforme constamment de la matière et de l’énergie. Il survit parce que ces transformations lui procurent de l’énergie sous une forme accessible et de la matière pour réparer et construire les tissus de son organisme. Elles lui permettent aussi d’entretenir ses réserves en minéraux.


L’observation du comportement de la matière au cours de ces transformations constitue le point de départ de la construction d’un modèle particulaire de la matière.


La préparation de solutions par dissolution et la modification de la concentration à la suite d’une dilution sont des opérations de la vie quotidienne. Au cours des transformations chimiques, les molécules touchées sont modifiées. Les produits de la transformation diffèrent des réactifs: ils se caractérisent par d’autres propriétés. Le nombre d’atomes de chaque élément et leur masse sont conservés, ce qui constitue la base des équations chimiques simples équilibrées (réactions d’oxydation, de synthèse et de décomposition). Certains indices sont utilisés pour faciliter la reconnaissance de la formation d’une nouvelle substance.

Transformations chimiques

Concept prescrit : transformations chimiques

Nommer des transformations chimiques qui se produisent dans le corps humain (ex.: respiration, digestion).

Précipitation

Décrire la manifestation visible d’une précipitation (apparition d’un dépôt solide lors du mélange de deux solutions aqueuses).

Apparition d'un dépôt solide

Oxydation

Représenter une réaction d’oxydation à l’aide du modèle particulaire.


Associer des réactions chimiques connues à des réactions d’oxydation (ex.: respiration cellulaire, combustion, formation de la rouille).

Ex.: respiration cellulaire, combustion, formation de la rouille

Oxyde de fer = rouille

Décomposition et synthèse

Représenter une réaction de décomposition ou de synthèse à l’aide du modèle particulaire.


Associer des réactions chimiques connues à des réactions de décomposition ou de synthèse (ex.: respiration, photosynthèse, combustion, digestion).

Ex.: respiration, photosynthèse, combustion, digestion

Décomposition

Synthèse

Formes d'énergie

Concept prescrit : formes d'énergie

Définir le joule comme étant l’unité de mesure de l’énergie.

Décrire les formes d’énergie chimique, thermique, mécanique et rayonnante.

Identifier les formes d’énergie en cause lors d’une transformation de l’énergie. (ex.: de chimique à thermique dans la respiration cellulaire, de rayonnante à chimique dans la photosynthèse, etc.).

Transferts et transformations de l'énergie

Rayonnante

L'énergie rayonnante est la forme d'énergie contenue et transportée par les ondes électromagnétiques, en particulier par la lumière.

L'énergie mécanique est la forme d'énergie liée au mouvement d'un corps ou à sa position dans l'espace.

Thermique

L’énergie thermique est l'énergie associée au mouvement désordonné des particules contenues dans une substance.

L’énergie chimique est la forme d'énergie emmagasinée dans les liaisons chimiques qui unissent les atomes d'une molécule.

Transformations physiques

Changements de phase

Les changements de phase sont des transformations physiques.


Comparer l’arrangement des particules dans une substance à l’état solide, liquide ou gazeux.


Expliquer un changement d’état à l’aide du modèle particulaire.

Arrangement des particules

La dilution est une transformation physique.


Expliquer le phénomène de dilution en termes de concentration et de volume.


Déterminer le volume final ou la concentration finale d’une solution aqueuse après une dilution (ex.: la concentration d’une solution diminue de moitié lorsque le volume du solvant est doublé).


Plus de solvant = moins concentré

La dissolution est une transformation physique.


Expliquer le phénomène de dissolution à l’aide du modèle particulaire.

Les particulent sont réparties de manière uniforme

Propriétés de la matière

L’organisme humain est constitué d’une grande diversité de substances matérielles. Qu’elles soient présentes dans les cellules ou dans les liquides du corps, qu’elles soient naturelles ou artificielles, elles se distinguent les unes des autres par leurs propriétés. Certaines substances (l’eau, l’oxygène, le dioxyde de carbone, certains nutriments, les sels minéraux ainsi que divers déchets) constituent des déterminants de premier plan de la santé d’un individu en raison de l’importance de leur rôle et de leur concentration dans le corps.


L’utilisation de tableaux répertoriant les propriétés physiques et chimiques caractéristiques de la matière permet de reconnaître des substances, mais aussi de comprendre leurs rôles, l’usage qui en est fait et les dangers qu’elles représentent parfois pour l’organisme.


Dans le corps, les substances sont généralement présentes sous forme de mélanges, bon nombre d’entre eux étant des solutions. Quantité de phénomènes vitaux dépendent de la propriété de l’eau et des lipides de dissoudre de nombreuses substances.

Propriété des solutions

Solvant

Reconnaître le solvant dans une solution aqueuse donnée (ex.: lymphe, larmes, plasma cellulaire, urine).

Soluté

Reconnaître le soluté dans une solution aqueuse donnée.

Concentration

Définir le concept de concentration d’une solution.


Décrire l’effet d’une variation de la quantité de soluté ou de solvant sur la concentration d’une solution.


Déterminer la concentration d’une solution aqueuse (g/L ou pourcentage).

Propriétés chimiques caractéristiques

Identifier une substance à l’aide de ses propriétés chimiques caractéristiques (ex.: l’amidon bleuit en présence d’une solution iodée, une solution acide fait jaunir le bleu de bromothymol).

Réaction à des indicateurs

Propriétés physiques caractéristiques

Identifier une substance par son point de fusion, à l’aide d’un document de référence.


Identifier une substance par son point d’ébullition, à l’aide d’un document de référence.


Expliquer le concept de masse volumique.


Déterminer la masse volumique de différentes substances.


Identifier des substances liquides et solides par leur masse volumique, à l’aide d’un document de référence.


Définir le concept de solubilité.


Décrire l’effet d’une variation de température sur la solubilité d’une substance.

Solubilité

Masse volumique

Point d'ébullition

Point de fusion

Modèle particulaire

Définir le modèle particulaire comme étant une façon de représenter le comportement de la matière.


Décrire le modèle particulaire en fonction des qualités et des limites d’un modèle en science.

Univers technologique

Biotechnologie

L’espoir de même que les craintes que suscitent les avancées spectaculaires de la biotechnologie exigent qu’on s’en préoccupe. L’étude des procédés doit donc englober les aspects conceptuels, éthiques et pratiques. La pasteurisation est comparée à d’autres procédés de conservation des aliments.

Pasteurisation

Concept prescrit : pasteurisation

Décrire le procédé de pasteurisation.

Décrire l’utilité de la pasteurisation (conservation des aliments et de leurs propriétés nutritives).

Utilités

Préserver les propriétés nutritives des aliments

Prolonger le temps de conservation des aliments

Rendre les aliments moins dangereux pour la santé

Procédé

La pasteurisation est un traitement thermique qui consiste à chauffer un aliment pendant un certain temps afin de détruire un grand nombre de micro-organismes pouvant causer sa détérioration rapide et entraîner certaines maladies.

En laboratoire ou en atelier

Mesure
Utilisation des instruments de mesure

Utiliser un instrument de mesure de façon adéquate (ex.: thermomètre, cylindre gradué, balance, fiole jaugée).

Fiole jaugée

Balance à fléau

Balance à plateau

Balance électronique

Cylindre gradué

Thermomètre

Manipulation
Collecte d'échantillons

Prélever des échantillons de façon adéquate (ex.: stériliser le contenant, utiliser une spatule, réfrigérer l’échantillon).

Ex.: Réfrigérer l'échantillon.

Ex.: Utiliser une spatule.

Ex.: Stériliser le contenant.

Préparation de solutions

Préparer une solution aqueuse de concentration donnée à partir d’un soluté solide.


Préparer une solution aqueuse de concentration donnée à partir d’une solution aqueuse concentrée.

Dilution

Dissolution

Utilisation d'instruments d'observation

Utiliser un instrument d’observation de façon adéquate (ex.: loupe, binoculaire, microscope).

Microscope

Binoculaire

Loupe

Utilisation sécuritaire du matériel

Ex.: Faire un montage à l'aide d'un support universel.

Ex.: Utiliser une pince à bécher.

Ex.: Laisser refroidir une plaque chauffante.

Univers vivant

Système digestif

L’être humain est tributaire d’un apport régulier d’aliments provenant d’autres organismes. Cet apport est indispensable, car il assure la construction et la réparation des tissus de même que la production de chaleur et d’énergie sous différentes formes (mécanique, calorifique, etc.).


Les transformations mécaniques et chimiques de la nourriture sont effectuées dans le système digestif durant les quatre étapes de traitement que sont:



Les glandes digestives assurent la décomposition chimique des aliments. Les glandes salivaires produisent presque toute la salive, dont les fonctions sont multiples (humidification, digestion partielle des glucides, pouvoir antibactérien, etc.). Les sécrétions gastriques (acide chlorhydrique, mucus, pepsine, etc.) interviennent dans la digestion des protéines. Par ailleurs, divers sucs sont secrétés par l’intestin grêle et ses structures annexes (pancréas, foie) afin d’amorcer la digestion des lipides. Si les sels biliaires jouent un rôle important dans la digestion des graisses, l’intestin grêle est un joueur majeur de la digestion des glucides, des protides, des lipides et de l’absorption des nutriments. L’une des fonctions essentielles du gros intestin est d’absorber l’eau et les électrolytes alors que son dernier segment, le rectum, entrepose les matières fécales jusqu’à leur élimination.

Glandes digestives

Reconnaître les principales glandes digestives (glandes salivaires, glandes gastriques, pancréas, foie et glandes intestinales).


Décrire la fonction des principales glandes de l’appareil digestif (ex.: sécrétion de salive, d’enzymes gastriques, de sucs digestifs, de bile).

Glandes intestinales

Sécrétion de suc intestinal

Pancréas

Sécrétion d'insuline et de glucagon

Sécrétion de suc pancréatique

Foie

Sécrétion de bile

Digestion des graisses (pH alcalin)

Glandes gastriques

Sécrétion d'enzymes gastriques

Digestion des protéines (pH acide)

Glandes salivaires

Sécrétion de salive

Prédigestion des sucres

Tube digestif

Reconnaître les principales parties du tube digestif (bouche, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin et anus).


Expliquer le rôle du tube digestif (décomposition des aliments, absorption des nutriments et de l’eau, évacuation des déchets).


Décrire les fonctions des principaux organes (bouche, estomac, intestin grêle et gros intestin) du tube digestif.

Vidéos sur la digestion

Anus

Gros intestin

Absorption de l'eau

Intestin grêle

Absorption

Digestion

Estomac

Stockage alimentaire

Oesophage

Bouche

Déglutition

Insalivation

Mastication

Transformation des aliments

Décrire les deux types de transformations subies par les aliments dans le système digestif (mécanique et chimique).


Associer les organes du tube digestif au type de transformation qu’ils font subir aux aliments (ex.: action mécanique des dents, action chimique des glandes).

Chimique

Ex.: action des glandes

Mécanique

Ex.: action des dents

Valeur énergétique des aliments

Évaluer la valeur énergétique et nutritionnelle de divers aliments.

Essayer le questionnaire interactif sur alloprof

Types d'aliments

Décrire les principales fonctions biologiques des différents constituants alimentaires qui se trouvent dans les aliments (eau, protides, glucides, lipides, vitamines, sels minéraux).


Associer les constituants alimentaires à leurs sources principales (ex.: les protides dans les viandes et ses substituts).

Minéraux

Vitamines

Lipides

Glucides

Protides

Système excréteur

Le système urinaire joue un rôle essentiel dans la régulation du milieu interne des organismes. La régulation des liquides corporels et l’élimination des déchets métaboliques assurent le maintien de l’équilibre hémodynamique, ionique, etc.

Composants de l'urine

Nommer les principaux composants de l’urine (eau, sels minéraux, urée).

Urée

Sels minéraux

Eau

Maintien de l'équilibre sanguin

Expliquer le rôle des reins, des poumons et des glandes sudoripares dans le maintien de l’équilibre sanguin (stabilisation du pH du sang au moyen du rejet du dioxyde de carbone par les poumons et le transport des gaz par le sang).

Glandes sudoripares

Poumons

Système urinaire

Reconnaître les principales parties du système urinaire (reins, uretères, vessie, urètre).


Expliquer le rôle du système excréteur (filtration du sang et évacuation des déchets cellulaires).


Décrire la fonction des reins et de la vessie (rétention ou excrétion de l’eau et des électrolytes).

Urètre

Vessie

Uretères

Reins

Division cellulaire

La perpétuation de la vie repose sur la division cellulaire. Du point de vue plus spécifique de l’humain, l’étude des fonctions de la division cellulaire par mitose (reproduction, croissance, régénération) permet de comprendre le rôle particulier de la cellule dans le maintien de la vie.

Mitose

Décrire les fonctions de la mitose (reproduction, croissance et régénération).


Note:

Les caractéristiques générales de la mitose sont prescrites et non ses phases.

Régénération

Croissance

Reproduction

Cellule

- Composants de la cellule

- Membrane cellulaire

- Noyau

- Chromosomes, gènes


Reconnaître les principaux constituants cellulaires visibles au microscope (membrane cellulaire, cytoplasme, noyau, vacuoles).


Décrire le rôle des principaux constituants cellulaires visibles au microscope.

Le programme d'étude ne liste que 4 composantes, soit la membrane cellulaire, le cytoplasme, le noyau et la vacuole.

Vacuole

Noyau

Cytoplasme

Membrane cellulaire