Le document présente un cours de sciences de la vie et de la terre axé sur la consommation de matière organique et le flux d'énergie au niveau cellulaire. Il couvre des thèmes tels que la respiration, la fermentation, le rôle des mitochondries, et le mécanisme de contraction musculaire. Les élèves doivent acquérir des connaissances sur ces processus pour comprendre leur importance dans l'activité cellulaire.

1. Prof : El yamani abdelkader
Sous-domaines
 Les réactions responsables de la libération de l’énergie emmagasinée
dans la matière organique au niveau de la cellule.
 Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie.
Domaine 1 La consommation de la matière organique et le flux d’énergie
Fiche éducative
Délégation : CHICHAOUA
Etablissement : Lycée Qualifiant Taouloukoult
Matière : Sciences de la vie et de la terre
Présentation
Ce domaine vise à compléter les acquis des élèves relatifs à la production
de la matière organique et au flux d’énergie à travers la connaissance des
aspects de la consommation de la matière organique et au flux
d’énergie au niveau de la cellule. Et d’amener l’apprenant à comprendre le
mécanisme de l’utilisation de la matière organique par la cellule vivante
afin de s’approvisionner en énergie nécessaire à son activité.
Dans une première partie l’apprenant doit étudier les réactions essentielles
qui permettent la production de l’ATP au cours de la respiration et de la
fermentation, le bilan énergétique de ces phénomènes, les structures
cellulaires responsables de la production de l’ATP et les rendements
énergétiques de la respiration et de la fermentation.
Pour comprendre un exemple de l’utilisation de l’énergie au niveau
cellulaire, l’apprenant doit étudier la cellule musculaire comme l’unité
structurelle et fonctionnelle de la contraction musculaire, le
mécanisme de la contraction musculaire et les différentes voies de
régénération de l’ATP dans la cellule musculaire.
Classe : 2.année.Baccalauréat (SP/SVT)
Unité : consommation de la matière organique et
flux de l’énergie
Enseignant : El yamani abdelkader

2. Prof : El yamani abdelkader
Les compétences visées
Liée à la connaissance : Acquérir des connaissances liées à la
consommation de la matière organique et au flux d’énergie au niveau
cellulaire pour comprendre l’importance de l’énergie dans l’activité
cellulaire.
Liée au raisonnement scientifique : Adopter une démarche
scientifique convenable pour aborder la consommation de la matière
organique et au flux d’énergie au niveau de la cellule.
Liée à la communication graphique et écrite : Utiliser les différents
modes d’expression (orale, écrite et graphique) pour communiquer et
représenter les phénomènes liés à la consommation de la matière
organique et au flux d’énergie à
l’intérieur de la cellule.
Les objectifs d’apprentissage
Chapitre 1 : Les réactions responsables de la libération de l’énergie
emmagasinée dans la matière organique au niveau de la cellule
*Mettre en évidence la respiration et la fermentation et les structures
cellulaires responsables de chaque phénomène.
*Connaitre la glycolyse et déduire le bilan chimique et énergétique.
*Déduire le rôle des mitochondries dans la respiration et identifier
leurs constituants.
*Connaitre les étapes de cycle de Krebs et leurs résultats.
*Connaitre les composants de la chaine respiratoire et son rôle dans le
transport des électrons et des protons.
*Comparer le bilan énergétique et le rendement énergétique de la
respiration et de la fermentation.
Chapitre 2 : Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de
l’énergie.
*L’étude de la réponse mécanique du muscle.
*Mettre en évidence les phénomènes thermiques et chimiques
accompagnants la contraction musculaire.
*Connaitre la structure et l’ultrastructure du muscle squelettique.
*Comprendre le mécanisme de la contraction musculaire.
*Identifier les voies de la régénération de l’ATP nécessaire à la
contraction musculaire.
Les prérequis :
Les fonctions de nutrition – troisième année collégial
La production de la matière organique chez les plantes chlorophylliennes – première année baccalauréat : science expérimentale

3. Prof : El yamani abdelkader
Chapitre 1 : les réactions responsables de la libération de l’énergie emmagasinée dans la matière organique au niveau de la cellule.
Mise en situation :
Formuler un problème scientifique
lié à la consommation et à la
production de l’énergie au niveau
de la cellule
Tableau
Les figures
1, 2 et 3 de
la mise en
situation
Questions
problématiques
30 min
Rôle de l’enseignant
Propose une situation
guidée par des figures et
oriente les apprenants lors
de leur exploitation
Rôle de l’apprenant
*Se rappelle du
mécanisme de la
production de la M.O
(photosynthèse).
*Se demande de la source
de l'énergie dans le
vivant, et des mécanismes
permettant leur libération
Activité I - Les voies
métaboliques responsables
de la production de
l’énergie.
Tache 1- La respiration
cellulaire
Tache 2- la fermentation
a- la fermentation lactique
b- fermentation alcoolique
Mettre en évidence la respiration
et la fermentation à partir de
l’exploitation de données
d’observation et d’expérimentation
Déduire les conditions de la
respiration et de la fermentation
Comparaison de la respiration et la
fermentation
Tache 1 :
Rôle de l’enseignant
Oriente les apprenants lors
de l’exploitation des
documents comportant des
données expérimentales et
les résultats obtenus pour
mettre en évidence les voies
métaboliques à étudiées
Donne des explications pour
comprendre les expériences
Rôle de l’apprenant
*Applique quelques
compétences du
raisonnement scientifique
(l’analyse des résultats,
expliquer les constats
obtenus, déduire les
manifestations de chaque
voie métabolique.
Tache 2 :
Rôle de l’enseignant
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant
Fermentation lactique et
fermentation alcoolique
Rôle de l’apprenant
* Analyse les résultats.
*Explique l’augmentation de
l’acidité du milieu dans le cas
de la fermentation lactique.
*Déduit les manifestations de
la fermentation lactique et la
fermentation alcoolique.
Présentielle
Tableau
Document 1
Notion de
respiration
Notion de
fermentation
1 :30 min
Auto-
apprentissa
ge
Document 2
Document 3

4. Prof : El yamani abdelkader
Activité II - La glycolyse
Tache 1- la localisation de
la respiration et de la
fermentation
Tache 2- les phases de la
glycolyse
Tache 3- le bilan
énergétique de la glycolyse
Déterminer les étapes essentielles
des réactions de la glycolyse
responsables
de la libération de l’énergie
emmagasinée dans la matière
organique
Déduire le bilan énergétique
Tache 1 et 2 :
Rôle de l’enseignant
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant
L’organite cellulaires
intervenant dans la
respiration cellulaire et les
phases de la glycolyse
Rôle de l’apprenant
*Compare les cellules de
levures de chaque milieu.
*Conclure le lien entre la
présence des
mitochondries et la
respiration cellulaire.
*Ecrire la réaction globale
de la glycolyse.
Tache 3 :
Rôle de l’enseignant
Fait un rappel des acquis à
Mobiliser (molécules
énergétiques) pour effectuer
les tâches demandées
Rôle de l’apprenant
*Déduit le bilan énergétique
de la glycolyse
Présentielle
Tableau
Document 4
Document 5
Les étapes
essentielles de
la glycolyse
Bilan énergétique
de la glycolyse
2h
Activité III - La respiration
cellulaire.
Tache 1- Rôle des
mitochondries
Tache 2- La structure de la
mitochondrie
Tache 3- L’ultrastructure
de la mitochondrie
Décrire la structure et
l’ultrastructure de la mitochondrie
et les mettre en relation avec les
réactions de la respiration
cellulaire
Document 6
La mitochondrie
utilise le pyruvate
Structure et
ultrastructure
de la mitochondrie
2h
Tache 1 :
Rôle de l’enseignant
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant
des données
expérimentales sur le
Rôle des mitochondries,
Rôle de l’apprenant
*Détermine que provoque
l’ajout du glucose et du
pyruvate dans le milieu
*Expliquer la diminution de
taux d’O2 dans le milieu.
*Déduit le métabolite
énergétique utilisé par la
mitochondrie
Tache 1 et 2 :
Rôle de l’enseignant
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant La
structure de la mitochondrie
et la Composition
biochimique des différentes
structures mitochondriales
Rôle de l’apprenant
*Schématise et nomme les
constituants de la
mitochondrie
*Compare la composition
chimique des membranes
mitochondriales.
Auto-
apprentissa
ge
Document 7
Document 8

5. Prof : El yamani abdelkader
Activité IV - Les
oxydations respiratoires.
Tache 1- Le cycle de Krebs
Tache 2- La chaine
respiratoire
a- L’oxydation des
transporteurs et de la
réduction de l’oxygène
b- La réoxydation de
NADH,H+ et FADH2
Tache 3- La
phosphorylation oxydative
a- Les conditions de la
synthèse d’ATP
b- La phosphorylation
oxydative
Déterminer les étapes essentielles
des réactions du cycle de Krebs
responsables de la libération de
l’énergie emmagasinée dans la
matière organique
Appliquer le raisonnement
scientifique pour comprendre le
mécanisme de production de
l’énergie au niveau de la
membrane mitochondriale interne
Conclure les conditions de synthèse
de l’ATP
Activité IV :
Rôle de l’enseignant
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant Le
devenir du pyruvate dans
la mitochondrie, La mise
en évidence de
l’oxydation des
transporteurs, la chaine de
transport des électrons et
le rôle des ATP synthase
dans la production de
l’ATP
Rôle de l’apprenant
*Ecrit la réaction globale
de l’oxydation complète
de l’acétyl-CoA
*Déduit le bilan
énergétique.
*Décrit l’évolution de la
concentration de H+ dans
le milieu avant et après
l’injection d’O2.
*Explique les variations
de la concentration de H+
*reconnait les événements
remarquables de la chaine
respiratoire.
*Déduit les conditions de
la formation de l’ATP.
*Met en relation la chaine
respiratoire et la
phosphorylation
oxydative.
Présentielle
Tableau
Document
9
Document
10
Document
11
Document
12
Document
13
Document
14
Les étapes
essentielles du
cycle de Krebs
Bilan énergétique
du
cycle de Krebs
La chaine
respiratoire et
la phosphorylation
oxydative
3h

6. Prof : El yamani abdelkader
Activité V - Comparaison
de la respiration et de la
fermentation.
Tache 1- Les étapes de la
fermentation
Tache 2- le rendement
énergétique de la
respiration et de la
fermentation
a- le bilan énergétique
b- le rendement
énergétique
Déterminer les étapes essentielles
des réactions de la fermentation
Comparer le bilan énergétique de
la respiration et de la fermentation
Calculer le rendement énergétique
de la respiration et de la
fermentation
Réaliser un schéma de synthèse du
bilan énergétique
Auto-
apprentissa
ge
Tableau
Document
15
Document
16
Document
17
Document
18
Document
19
Les étapes
essentielles de
la fermentation
Bilan énergétique
de la Respiration et
de la fermentation
Le rendement
énergétique
de la respiration et
de la fermentation
2h
Activité V :
Rôle de l’enseignant
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant Les
étapes de la fermentation,
Exercice intégrée pour
calculer le bilan énergétique,
Etude expérimentale pour
comparer le rendement des
deux voies métaboliques puis
la relation de calcule de ce
rendement avec une exercice
d’application
Rôle de l’apprenant
*Ecrit la réaction globale de
la fermentation lactique et
alcoolique
*Déduit le bilan énergétique
de la fermentation
*Calcule le nombre total de
molécules d’ATP produite
pour chaque phénomène.
*Explique la différence de
croissance des levures selon
la voie métabolique utilisée
*Calcule le rendement
énergétique de la respiration
et de la fermentation.

7. Prof : El yamani abdelkader
Chapitre 2 : Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie.
Présentielle
Mise en situation :
Formuler un problème scientifique
lié à l’utilisation de l’énergie au
niveau de la cellule musculaire
Tableau
Les figures
1, 2 et 3 de
la mise en
situation
Questions
problématiques
30min
Propose une situation
guidée par des figures et
oriente les apprenants lors
de leur exploitation
*Se rappelle des fonctions
biologiques nécessitant la
consommation de l’énergie.
*Se demande de mécanisme
de conversion de l'énergie
chimique (ATP) en énergie
mécanique (contraction
musculaire)
Activité I - l’activité
mécanique du muscle
squelettique.
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant le
montage permettant
d’étudier la contraction
musculaire chez la
grenouille
*Lit et comprendre le
principe de l’étudier de la
contraction musculaire :
réalisation des myogrammes
Document
1
la secousse
musculaire : phase
de latence ; de
contraction et de
relâchement.
Notion de rhéobase
15min
Auto-
apprentissage
Tache 1-
Enregistrement des
contractions
musculaires

8. Prof : El yamani abdelkader
présentielle
Tache 2-
Enregistrements
des réponses
musculaires
a- la secousse
musculaire
b- la relation entre
l’intensité de la
stimulation et
l’amplitude des
contractions
c- la relation entre
la durée séparant
deux stimulations
successives et le
myogramme
obtenu
d- le tétanos parfait
et le tétanos
imparfait
Analyser et interpréter les
myogrammes (enregistrements
obtenus suite à des stimulations
électriques)
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant et
les Enregistrements des
réponses du muscle à des
stimulations électriques :
-Réponse mécanique du
muscle à une excitation
isolée
-Réponse musculaire à
une série de stimulation
efficace successives et
d’intensité croissante
-Réponse du muscle à
deux excitations
successives
-Réponse du muscle à des
excitations successives
*Détermine les différentes
phases d’une secousse
musculaire.
* établit la relation entre
l’intensité des stimulations et
l’amplitude des contractions.
*Compare la composition
chimique des membranes
mitochondriales.
* met en relation la durée qui
sépare chaque deux
stimulation et le myogramme
obtenu.
* Explique le tétanos parfait
et le tétanos imparfait
Tableau
Document
2
Document
3
Document
4
Document
5
Le muscle est
constitué par des
unités contractiles.
le tétanos parfait
et le tétanos
imparfait
dépondent du
moment de survenu
de la stimulation
1.45h
Activité II - Les
Phénomènes thermiques et
énergétiques liés à l’activité
musculaire.
Déterminer les phénomènes
thermiques et chimiques
accompagnant la contraction
musculaire
Mettre en évidence la relation
entre les phénomènes thermiques
et chimiques et la contraction
musculaire
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant le
dispositif de La mesure de
l’activité thermique du
muscle : La thermopile
*Lit et comprendre le
principe de la mesure de
l’activité thermique du
muscle : la mesure d’une
différence de température
entre les deux aiguilles de la
thermopile
Document
6
Les phénomènes
thermiques
et chimiques
accompagnant la
contraction
musculaire
1h
Auto-
apprentissage
Tache 1 - La
mesure de l’activité
thermique du
muscle

9. Prof : El yamani abdelkader
présentielle
Tache 2 - Les
manifestations
thermiques de la
contraction
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant les
Enregistrements de
l’activité thermique du
muscle obtenus lors de la
contraction musculaire
*Décrit la quantité de la
chaleur dégagée suivant les
conditions expérimentales..
*Détermine les réactions
métaboliques responsables
du dégagement du chaque
type de chaleur
Tableau
Document
7
Activité III - La structure
et l’ultrastructure du
muscle.
Décrire la structure et
l’ultrastructure du muscle
squelettique strié
Réaliser un schéma de la structure
du muscle squelettique strié
Déterminer la composition
moléculaire du muscle squelettique
strié
Document
8
Document
9
Document
10
Document
11
Le muscle est
constitué de
plusieurs fibres
musculaires.
Dans la fibre
musculaire il y a des
organites
caractéristiques (les
myofibrilles)
Le sarcomère :
unité contractile
L’actine et la
myosine : les
protéines
contractile
2h
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant Les
différents niveaux
d’organisation du muscle
squelettique strié ; une
cellule musculaire ; une
coupe de la fibre
musculaire ;
l’organisation de la fibre
musculaire
*Décrit la structure du
muscle squelettique strié.
*Décrit les constituants de la
fibre musculaire.
*Justifie pourquoi dit-on que
le muscle squelettique est
strié.
Auto-apprentissage
Tache 1 – Notion
du muscle
Tache 2 – Notion de
la fibre musculaire
Présentielle
Tache 3 - Notion de
sarcomère
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant la
structure et
l’ultrastructure du muscle
squelettique strié.
*Montre que chaque
myofibrille est formée d’une
succession de sarcomère.
*Décrit les coupes
transversales de myofibrille.
*Réalise un schéma
interprétatif du sarcomère.
*Décrit la composition
moléculaire des
myofilaments
Tableau
Document
12
Document
13
Document
14

10. Prof : El yamani abdelkader
Activité IV - Mécanisme de
la contraction musculaire.
Expliquer les mécanismes de la
contraction musculaire
en exploitant la structure et
l’ultrastructure de la cellule
musculaire striée squelettique
Réaliser des schémas du
mécanisme de la contraction
musculaire.
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant
l’Observation au
microscope électronique
de la contraction des
myofibrilles,
L’importance de l’ATP et
du Ca2+, le mécanisme de
la contraction musculaire.
*Indique les modifications
observables du sarcomère
lors de la contraction.
M
* ontre l’importance de
l’ATP et du calcium.
Tableau
Document
15
Document
16
Document
17
Document
18
L’origine de
l’énergie
nécessaire à la
contraction
musculaire.
Le mécanisme de la
contraction
musculaire
2h
Présentielle
Tache 1- Le
glissement des
myofilaments
d’actines
Tache 2- Les
conditions de la
contraction
musculaire
a- le rôle de l’ATP
b- le rôle du
calcium
Auto-
apprentissage
Tache 3- Les étapes
de la contraction
musculaire
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant Les
étapes de la contraction
musculaire
*Décrit brièvement les
étapes de la contraction
musculaire.
Document
19
Activité V - La
régénération de l’ATP.
Déduire les voies métaboliques de
régénération d’ATP
nécessaire à la contraction
musculaire
Tableau
Document
20
Document
21
les voies
métaboliques de la
régénération de
l'ATP
2h
Présentielle
Tache 1- Voie
rapide anaérobie
Tache 2- Voie
anaérobie lactique
Oriente les apprenants
lors de l’exploitation des
documents comportant la
Régénération de l’ATP
par voie anaérobie
alactique, Régénération
de L’ATP par voie
anaérobie lactique
*Interprète les variations des
quantités des molécules
phosphorylées au cours de la
contraction et déduit la voie
anaérobie alactique.
*Déduit la voie métabolique
anaérobique lactique
permettant la régénération de
L’ATP.
.

11. Prof : El yamani abdelkader
Auto-apprentissage
Tache 3- Voie lente
aérobie
Mettre en évidence la relation
entre les voies
de régénération d’ATP et le type
d’effort physique
Mettre à la disposition des
apprenants le support de
l’activité à réaliser :
document comportant la
Régénération de l’ATP
par voie aérobie ; Source
énergétique de la fibre
musculaire selon la durée
de l’exercice
*Déduit la voie métabolique
aérobie.
*Montre la relation entre les
voies de régénération d’ATP
et le type d’effort physique
Document
22
Document
23
*Une évaluation diagnostique est réalisée pendant chaque séance d’apprentissage :
10 – 15 min
*L’évaluation formative :
La première est programmée à la fin du chapitre 1 : 60 min
La deuxième est programmée à la fin du chapitre 2 : 90 min
*L’évaluation sommative : est programmée à la fin de l’unité 1 : 2h
*soutien scolaire : des séances sont programmée selon les besoins des apprenants