Enseignement scientifique · Première · Contrôle n°1
Une structure complexe : la cellule vivante
Un contrôle d'enseignement scientifique de 60 minutes sur la cellule : la bicouche qui se forme d'elle-même, la fluidité qui autorise le changement de forme, la matière organique bâtie sur le carbone, le métabolisme comme déséquilibre entretenu, et les ordres de grandeur du vivant. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
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Avant de commencer
- Parler d’auto-organisation et de fluidité, jamais de paroi.
- Un compartiment totalement clos serait mort.
- Le carbone forme quatre liaisons et s’enchaîne avec lui-même.
- Une cellule entretient en permanence un déséquilibre chimique.
- Aucun dessin de manuel ne respecte le rapport entre membrane et cellule.
- Calculer un rapport parle davantage que citer deux tailles.
Exercice 1 — La membrane
5 pts · 14 minExpliquer l'auto-organisation de la membrane
Réponds à chaque question.
1.Qu’est-ce qu’une molécule amphiphile ?
1 ptVoir la correction
Une molécule qui possède une tête attirée par l’eau et une queue qui la fuit.
Le phospholipide en est le cas type.
2.Que font ces molécules placées dans l’eau ?
1 ptVoir la correction
Elles se regroupent spontanément, têtes au contact de l’eau et queues à l’abri.
Aucune force extérieure n’est nécessaire.
3.Comment les phospholipides s’organisent-ils dans une membrane ?
1 ptVoir la correction
En bicouche : têtes vers l’eau de part et d’autre, queues rassemblées au milieu.
La membrane tient donc sans colle.
4.Qu’est-ce que la fluidité de la membrane, et que permet-elle ?
1 ptVoir la correction
Les molécules s’y déplacent les unes par rapport aux autres, ce qui permet à la cellule de changer de forme, de fusionner, de se diviser.
Une paroi rigide interdirait ces trois opérations.
5.Quel phénomène de la vie courante relève du même principe ?
1 ptVoir la correction
L’huile versée dans l’eau, qui se rassemble en gouttes sans que personne ne l’y aide.
C’est la même répulsion entre l’eau et les queues qui opère.
Exercice 2 — Séparer sans isoler
4 pts · 11 minAnalyser le rôle de la membrane
Réponds à chaque question.
1.Que délimite la membrane, et que contrôle-t-elle ?
1 ptVoir la correction
Elle délimite un intérieur et un extérieur, et contrôle les échanges.
Elle laisse passer certaines petites molécules et retient les autres.
2.Qu’est-ce qui assure les passages sélectifs ?
1 ptVoir la correction
Des protéines insérées dans la membrane.
Elles complètent la perméabilité propre de la bicouche.
3.Pourquoi un compartiment totalement clos ne conviendrait-il pas ?
1 ptVoir la correction
Il serait mort : aucun échange ne serait possible.
Une cellule doit prélever et rejeter en permanence.
4.Pourquoi un compartiment ouvert ne conviendrait-il pas davantage ?
1 ptVoir la correction
Il ne serait pas un compartiment.
Séparer sans isoler complètement est ce qui rend une cellule possible.
Exercice 3 — Matière organique et métabolisme
4 pts · 11 minDéfinir matière organique et métabolisme
Réponds à chaque question.
1.Sur quoi la matière organique du vivant est-elle bâtie, et à quels éléments le carbone est-il associé ?
1 ptVoir la correction
Sur le carbone, associé principalement à l’hydrogène, l’oxygène et l’azote.
Quatre éléments suffisent à l’essentiel.
2.Quelle propriété du carbone autorise des molécules longues et variées ?
1 ptVoir la correction
Sa capacité à former quatre liaisons et à s’enchaîner avec lui-même.
Sucres, lipides, protéines et acides nucléiques en découlent.
3.Qu’est-ce que le métabolisme ?
1 ptVoir la correction
L’ensemble des réactions chimiques d’une cellule.
Certaines construisent des molécules et consomment de l’énergie, d’autres en dégradent et en libèrent.
4.Qu’est-ce qui distingue une cellule d’un objet inerte de même composition ?
1 ptVoir la correction
Elle entretient en permanence un déséquilibre chimique.
Elle ne se contente donc pas de stocker de la matière.
Exercice 4 — Les ordres de grandeur
4 pts · 13 minSituer les échelles du vivant
Réponds à chaque question.
1.En quelle unité se mesurent une membrane et une bactérie ?
1 ptVoir la correction
Une membrane en nanomètres, une bactérie en micromètres.
Mille nanomètres font un micromètre.
2.En quelle unité se mesurent une cellule animale et un organisme visible ?
1 ptVoir la correction
Une cellule animale en dizaines de micromètres, un organisme visible en centimètres ou davantage.
L’échelle couvre ainsi plusieurs ordres de grandeur.
3.Quel facteur sépare la membrane de la cellule qu’elle entoure ?
1 ptVoir la correction
Un facteur de l’ordre de dix mille.
Aucun dessin de manuel ne respecte ce rapport.
4.Que faut-il faire avant de comparer deux longueurs ?
1 ptVoir la correction
Les convertir dans la même unité, puis calculer un rapport plutôt que de commenter deux nombres séparément.
Un rapport parle davantage que deux tailles citées côte à côte.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 11 minRepérer une erreur et la corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.
1.« La membrane est une paroi rigide qui enferme la cellule. »
1 ptVoir la correction
C’est une bicouche fluide, formée spontanément par des molécules amphiphiles.
Sa fluidité permet à la cellule de changer de forme, de fusionner et de se diviser.
2.« Une cellule stocke de la matière, comme un récipient. »
1 ptVoir la correction
Elle entretient en permanence un déséquilibre chimique.
C’est cet entretien continu qui la distingue d’un objet inerte de même composition.
3.« Sur ce schéma, la membrane occupe un dixième de la cellule : c’est son épaisseur réelle. »
1 ptVoir la correction
Un facteur de l’ordre de dix mille sépare les deux.
Aucun dessin de manuel ne respecte ce rapport.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1La membrane et son auto-organisation
5 points — 1 par question
Point perdu si : La membrane décrite comme une paroi rigide.
Ex.2Séparer sans isoler
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une membrane décrite comme imperméable.
Ex.3Matière organique et métabolisme
4 points — 1 par question
Point perdu si : Le métabolisme réduit à un stockage.
Ex.4Les ordres de grandeur
4 points — 1 par question
Point perdu si : Deux longueurs comparées sans conversion.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une correction qui garde l’image du mur.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à raisonner sur un ordre de grandeur en cinq temps : la conversion dans la même unité, la place sur l'échelle, le rapport calculé, la plausibilité, et la contrainte de fonctionnement qui en découle.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 1 en partant de la molécule : une tête qui aime l'eau, une queue qui la fuit, et tout le reste suit.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens ce que le chapitre montre : une structure ordonnée peut naître sans que rien ne l'ordonne.
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