Biologie-écologie · Première

Idées d’apprentissage actif

Le métabolisme cellulaire

Le métabolisme représente l'ensemble des réactions chimiques se déroulant au sein de la cellule pour assurer sa survie, sa croissance et sa reproduction. Ce chapitre se concentre sur les deux voies énergétiques majeures : la respiration cellulaire et la photosynthèse. Les élèves étudient comment l'énergie est convertie et stockée sous forme d'ATP.

• Programmes Officiels
• Programme de la spécialité biologie-écologie de la classe de première, Thème : La cellule, unité d'organisation et de fonctionnement du vivant - Le métabolisme
• Capacités exigibles : Mettre en œuvre un protocole expérimental (ExAO) pour étudier le métabolisme cellulaire

• 30–75 min
• Binômes → Classe entière
• 3 activités

Activité 01

• Cercle de recherche
• 75 min · Petits groupes

Cercle de recherche: Cinétique enzymatique (ExAO)

Les élèves mesurent la vitesse de réaction d'une enzyme (ex: catalase) en faisant varier la concentration en substrat ou la température. Ils tracent les courbes en groupe pour identifier le point de saturation.

Comment la cellule produit-elle son énergie ?

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Activité 02

• Jeu de simulation
• 40 min · Classe entière

Jeu de simulation: La chaîne respiratoire humaine

Les élèves miment le transfert d'électrons et de protons à travers une membrane (représentée par une ligne au sol) pour comprendre comment un gradient permet de fabriquer de l'ATP.

Qu'est-ce qu'une voie métabolique ?

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Activité 03

• Penser-Partager-Présenter
• 30 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Autotrophie vs Hétérotrophie

À partir de schémas de voies métaboliques, les élèves doivent expliquer à leur partenaire pourquoi une cellule de feuille est plus 'autonome' qu'une cellule de muscle, puis synthétiser les points communs.

Quel est le rôle des enzymes dans le métabolisme ?

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Quelques notes pour enseigner cette unité

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Attention à ces idées reçues

• Les plantes font la photosynthèse le jour et respirent seulement la nuit.

  Les plantes respirent en permanence (jour et nuit) pour maintenir leurs fonctions vitales. La photosynthèse s'ajoute à la respiration pendant la journée. L'ExAO en conditions de lumière/obscurité permet de mettre en évidence ces deux flux simultanés.

• Les enzymes sont consommées pendant la réaction chimique.

  Les enzymes sont des catalyseurs : elles participent à la réaction mais sont régénérées à la fin. Des expériences de réutilisation de l'enzyme après une première réaction prouvent leur durabilité.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Cercle de recherche
• Jeu de simulation
• Penser-Partager-Présenter