Observation de cellules au microscope

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1 I1 Activité 4 Observation de cellules au microscope Appréhender, explorer et expliquer des notions sur le vivant, sa Problème : Comment s'organise Co.3 diversité et les fonctions qui le caractérisent. la vie à toute petite échelle? Re.2 Replacer des évolutions scientifiques et technologiques dans un contexte historique, géographique, économique et culturel. Situation de départ : Jérémie a récolté dans son jardin de l'eau qui provient d'une mare. Il pense qu'il va trouver des êtres vivants dedans mais invisibles à l œil nu. Sa sœur Chloé lui dit qu'il n'y a rien à part de l'eau. Jérémie veut lui prouver qu'il y a de la vie dans cette eau. On va essayer de voir s'il y a de la vie invisible à l œil et comment elle s'organise. Consignes Compétences Exigences Conseils 1 A partir du document 1, pour Analyser les documents pour sortir les 8 dates marquantes expliquer à Jérémie quel outils il de l'histoire du microscope et les replacer sur la frise pourrait utiliser, compléter la frise chronologique le plus précisément possible. (La.1) chronologique ci-dessous. 2 Observer au microscope une Utiliser la fiche technique de préparation de lame mince et goutte d'eau croupie et décrire ce du microscope pour observer la goutte d'eau croupie. qu'on observe. (Dé.4.1 Dé.4.2) 3 Réaliser une lame mince Utiliser les documents 2 ou 3 et la fiche technique pour d'épiderme d'oignon ou une lame réaliser la lame mince à partir d'oignon ou partir de cellules mince de cellules buccales humaines buccales. (Dé.4.1 Dé.4.2) puis l'observer au microscope. 4 Réaliser un dessin de l'observation de l'épiderme d'oignon ou d'une cellule buccale humaine. Utiliser la fiche méthode du dessin d observation pour réaliser un dessin de l'observation et les documents 4, 5 ou 6. (La.6) Dessiner 1 à 2 cellules pour les cellules buccales. Dessiner 3 cellules qui se touchent pour l'oignon. Penser légender le dessin grâce aux documents 4, 5 et 6. 5 A partir de toutes les Pour chaque observation, décrire la structure cellulaire et observations effectuées et du l opposer à ce qui n'est pas vivant. (La.1) document 7, faire un bilan sur ce qu'on observe à l'échelle microscopique. Évaluation de la compétence La.6 Dé.4.1 Dé.4.2 Critères de réussite et d'évaluation INTÉGRALITÉ : J'ai réalisé un dessin d'observation complet (éléments, légendes, titre). EXACTITUDE : Les éléments et les informations doivent être corrects. CONFORMITÉ : J'ai respecté les règles du dessin d'observation (traits parallèles, alignés, grossissement, etc.). SOIN : Le dessin doit être propre et soigné (dessin centré, traits à la règle, etc.). PROPRETÉ : J'ai réalisé une préparation microscopique propre. EXPLOITABLE : La préparation doit être facilement observable au microscope. CONFORMITÉ : J'ai utilisé le microscope optique de façon correcte (en suivant les consignes). PERTINENCE : L'objet d'étude est parfaitement observable. SOIN : Je dois utilisé avec précaution le matériel et le remettre en état à la fin.

2 1595 : Zacharias Janssen fabrique le premier microscope (avec 2 lentilles convexes) : Demisiano crée officiellement le mot «microscope» : John Dollond améliore les microscopes composés (oculaire + objectif) : Premiers clichés photographiques d observations microscopiques. Actuel : Roger Bacon fabrique les premières lunettes : Antoni van Leeuwenhoek fabrique de petits microscopes et observe pour la première fois les spermatozoïdes (grossissement x300) : Giovanni Battista Amici invente le microscope à immersion (plus grossissant X1000) : Invention du microscope électronique (x15000). Titre :

3 Document 1 : L'évolution des techniques d'observation en sciences Les loupes et les microscopes servent à grossir, c est un fait. Ils utilisent donc des lentilles : lorsque la lumière passe dans ces lentilles, son trajet est modifié ce qui permet de grossir un objet observé à travers elle. L évolution des loupes et microscopes est donc étroitement liée à la découverte du rôle des lentilles et à leur utilisation. On raconte que Néron (37-68 ap JC, empereur romain) contemplait les spectacles de gladiateurs à travers une émeraude polie. Comme on sait que Néron était myope, on peut en conclure que cette émeraude lui servait à grossir ce qu il voyait. Vers 1100, l Arabe Alhazen Ben Alhazen mentionne le pouvoir grossissant de certaines lentilles, sans qu on en tire immédiatement des conséquences sur l usage pouvant en être fait. Ce n est qu à la fin du XIIIe siècle (en 1290) que le moine franciscain anglais Bacon les utilise pour la correction des défauts de l œil : les lunettes sont ainsi inventées. Roger Bacon (voir image ci-contre), à qui l on attribue également l invention du télescope, rend compte de principes applicables au microscope. Pourtant, il faut attendre le XVI e siècle pour utiliser le pouvoir grossissant des lentilles à des fins scientifiques : Le hollandais Zacharias Janssen profite de ses compétences de fabriquant de lentilles pour inventer un système : le microscope. Il est alors équipé de deux lentilles convexes dans un ensemble de tubes coulissants : Le nom de microscope fut officiellement créé par Demisiano, bien qu un Lentille contemporain de Jansen, Boreel, ait déjà utilisé ce terme : Antoni van Leeuwenhoek n était pas un scientifique puisqu il est d abord apprenti drapier à Amsterdam avant de se passionner pour la fabrication de minuscules microscopes à une seule lentille (voir ci-contre) vers le Au début, il utilise ces microscopes pour vérifier la qualité de ses étoffes. Il construira ainsi 247 microscopes qu il utilisera finalement pour faire de nombreuses observations. C est ainsi qu il découvrira par exemple les spermatozoïdes et qu il sera le premier à observer des êtres vivants microscopiques, qu il appelle «animalcules» et dont il fait des dessins très précis. Le microscope qu il utilisait permettait de grossir 300 fois : Jusque-là, les microscopes composés (avec deux lentilles : l'objectif et l oculaire) sont rejetés par les scientifiques car ils produisent une image floue mais au milieu du XVIII e siècle, le Britannique John Dollond ( ), corrigea ce défaut. Depuis cette époque, le microscope optique est similaire à ceux que nous connaissons aujourd hui : Premiers clichés photographiques d observations microscopiques : En Italie, Giovanni Battista Amici invente le microscope à immersion, l'utilisation de ce procédé se généralise à partir des années La résolution des microscopes à immersion est grandement augmentée (on grossit au moins x1000). 2 Vers 1950 : Invention du microscope électronique qui n utilise pas la lumière mais les électrons et permet de grossir jusqu à fois. De 1830 à nos jours, le grossissement des microscopes optiques s est amélioré pour atteindre x1500. Microscope composé (oculaire1 + objectif2).

4 Document 2 : Protocole de réalisation d'une lame mince d'épiderme d'oignon Prendre une lame. Découper une écaille d'un oignon. Briser en deux une écaille et tirer délicatement les deux morceaux afin de récupérer l'épiderme blanc ou rouge. Placer un morceau d'épiderme sur une lame. Rajouter une goutte de solution de glucose pour mieux observer. Recouvrir ensuite d'une lamelle. Document 3 : Protocole de réalisation d'une lame mince de cellules buccales humaines Prendre une lame. Prélever avec un coton tige en frottant le fond de sa joue. Déposer le prélèvement sur une lame. Rajouter une goutte de bleu de méthyle pour colorer ce qu'on veut voir. Recouvrir ensuite d'une lamelle. Document 4 : Les unités d'organisation des êtres vivants La peau d'un oignon ou la peau à l'intérieur de la bouche d'un être humain est formé par des «briques» ou «unités» toutes petites, appelées cellules. Chaque cellule possède : Une membrane, qui forme sa limite ; Du cytoplasme à l'intérieur ; Un noyau, en général rond dans le cytoplasme. Des cellules de même forme, collées les unes aux autres forment un tissu. Document 5 : Micrographie de cellules buccales humaines (x400) Membrane Cytoplasme Cellule buccale Noyau Document 6 : Micrographie de cellules d'épiderme* d'oignon blanc (x400) *Épiderme : tissu (= ensemble de cellules) formant une couche protectrice. Noyau Membrane Cytoplasme confondu avec la vacuole Cellule d'épiderme*

5 Document 7 : Des exemples de matière organique et de matière minérale au microscope. Bouche (humain) Élodée (Algue) Roche Oignon Fougère Peau grenouille Eau Euglène (algue) Mousse Paramécie

6 Compétence Critères PROPRE Dé.4.1 : Réaliser une préparation microscopique. Dé.4.2 : Utiliser un microscope optique. Indicateurs de réussite Évaluation (maîtrise) Préparation propre (pas de fragment d échantillon ou de liquide sur la lamelle ou autour). L échantillon à observer est fin et de petite taille. La lamelle est bien centrée sur la lame. Répartition du liquide de montage sous EXPLOITABLE toute la lamelle. Pas de bulles d air emprisonnées. Pas de lamelle cassée. L échantillon est observable dans le microscope. CORRECTE La position du microscope et de la lame est correcte. Petit objectif utilisé puis changement d objectifs dans l ordre croissant de grossissement. Mise au point effectuée grâce à la vis macrométrique et la vis micrométrique (au plus fort grossissement). Réglage de la luminosité. La lame et la lamelle ne sont pas cassées. SOIN La préparation rangée et le microscope optique remis dans l état initial. PERTINENCE Préparation centrée et observer est au centre. l'élément COMPLET Toutes les structures importantes sont légendées, le titre et le grossissement sont présents. CORRECT Les légendes sont bien positionnées et les structures bien identifiées. Titre clair : sujet, observation, coloration. La.6 : Réaliser un dessin d'observation. CONFORME SOIGNE Structures bien proportionnées et proches du réel. Traits de légende à la règle, horizontaux, et pointant sur le détail désigné. Légendes judicieusement placées. Au crayon, dessin centré, tracé fin et continu. Titre souligné. Orthographe correcte. à