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PLAN DE COURS ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT No du cours: Biologie 101-NYA-05 Pondération: 3-2-3 Programme: Sc. de la nature (200.B0) Session: Automne 2016 PROF LOCAL TÉL COURRIEL WEB Pierre Masse D431 2906 colnet http://mapage.clg.qc.ca/pierremasse

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PLAN DE COURS

ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT No du cours: Biologie 101-NYA-05 Pondération: 3-2-3 Programme: Sc. de la nature (200.B0) Session: Automne 2016

PROF LOCAL TÉL COURRIEL WEB

Pierre Masse D431 2906 colnet http://mapage.clg.qc.ca/pierremasse

101-NYA-05 Automne 2016

Département de Biologie Page - 2 - sur 4 Collège Lionel-Groulx

1. PRÉSENTATION ET CONTRIBUTION DU COURS AU PROGRAMME.

Le cours Évolution et diversité du vivant est un cours obligatoire offert dès la 1ère session du programme des Sciences de la Nature. Il sert de préalable à 2 autres cours optionnels :

3e ou 4e session : Physiologie du vivant (101-NE1-LG);

4e session : Cours porteurs de l’épreuve synthèse de programme au choix parmi o Microbiologie et biotechnologies (101-NE2-LG); o Physiologie et santé (101-NE3-LG); o Biologie de l’environnement (versions Lionel-Groulx ou Costa Rica) (101-NE4-LG).

Il s’agit donc d’un cours de base qui pourrait constituer pour certains étudiants le seul cours de bio au cégep, et pour d’autres, un cours qui doit permettre de poursuivre des études plus poussées dans les domaines reliés à la biologie (sciences de la santé, de l’environnement, microbiologie, biotechnologies, etc.). Les thèmes abordés seront ceux qui sont au cœur de notre compréhension moderne du monde vivant :

Problématiques environnementales : écologie, biodiversité, organisation du vivant en écosystèmes.

Fonctionnement de base du vivant : organisation cellulaire et contrôle par l’ADN.

Continuité du vivant : reproduction cellulaire, hérédité et génétique, adaptation et évolution.

2. COMPÉTENCE VISÉE ET OBJECTIF GÉNÉRAL DU COURS

Le cours vise le développement de la compétence ministérielle suivante: Analyser l’organisation du vivant, son fonctionnement et sa diversité (00UK). En d’autres termes, l'objectif général du cours est de permettre à l’étudiant d'aborder selon une démarche scientifique les principaux phénomènes du monde vivant qui l’entoure et de les analyser en tenant compte de

Son organisation hiérarchique (des écosystèmes jusqu’aux molécules) et des interrelations existant entre les structures et les fonctions de chacun des niveaux;

Sa grande diversité, sa complexité et sa capacité d’adaptation;

Son évolution selon les milieux et au cours du temps;

Son fonctionnement universel basé sur le contrôle génétique de l’activité cellulaire par l’ADN;

L’interdépendance de tous les êtres vivants et du milieu dans lequel ils vivent, tant au niveau de la circulation de la matière que de l’énergie;

La place prépondérante de l'humain qui n’est qu’une partie d’un tout et qui doit, pour survivre, prendre soin de ce tout.

3. APPROCHE PÉDAGOGIQUE

L’étudiant sera amené à développer sa compétence d’analyse scientifique à partir de situations concrètes et d’actualité, tant au niveau des activités de laboratoire que des problématiques abordées. Les cours théoriques seront intimement liés aux activités pratiques.

Les activités théoriques seront variées et adaptées aux différentes parties du cours : mises en situation et approche par problèmes, courts exposés magistraux interactifs, exercices synthèse, et formatifs, consultation de documents audio-visuels et recherches en ligne.

Les travaux pratiques permettront d’appliquer la méthode scientifique tout en œuvrant sur le terrain (Rivière des Mille-Îles, École de la Mer ou Biodôme), en abordant des questions d’actualité (ex : résistance aux antibiotiques), en plaçant l’étudiant au centre d’une problématique (analyse de son ADN), tout en s’initiant aux techniques modernes des biotechnologies (insertion d’un gène dans une bactérie) et en utilisant les méthodes classiques du biologiste (microscopie, expérimentation).

L’étudiant utilisera des techniques informatiques : chiffrier (Excel), présentation multimédia (PowerPoint), recherche sur Internet, etc.

Il devra aussi effectuer des présentations orales individuelles et/ou en équipe.

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4. CONTENU ET DÉROULEMENT DU COURS Nous procéderons par un découpage en trois modules. I. Environnement, écologie et biodiversité; nous aborderons quelques problématiques environnementales

centrées sur un projet qui pourra varier selon les groupes. Ces projets sont menés en collaboration avec le Parc de la Rivière des Mille-Îles, avec l’École de la Mer de Grandes Bergeronnes ou encore avec le Biodôme de Montréal. Nous analyserons ces problématiques en fonction de la dynamique des écosystèmes étudiés, en tenant compte de l’importance de la biodiversité du milieu et de l’impact des activités humaines sur l’environnement.

II. Biologie cellulaire et moléculaire; après une introduction à l’organisation cellulaire (L2 Safari

microscopique), nous porterons notre attention sur le contrôle exercé par l’ADN dans le fonctionnement de tous les êtres vivants et de leurs cellules, via la synthèse des protéines. Nous analyserons l’importance des transformations de l’ADN, soit par mutation, soit par l’introduction d’un nouveau gène (L3 Transformation bactérienne I et II).

III. Génétique, hérédité et évolution; nous étudierons finalement les mécanismes régissant la transmission des

gènes lors de la reproduction, les règles de l’hérédité et l’évolution de la biodiversité depuis les origines de la vie sur terre. En labo, nous effectuerons une analyse génétique par identification d’ADN à partir de cellules buccales (L4 Analyse génétique I et II), une analyse de protéines et une étude d’anatomie comparée pour déterminer la parenté évolutive de divers organismes (L5 Phylogénie I et II). Enfin, lors d’une visite à l’Exotarium, nous observerons des adaptations animales reliées au passage de la vie aquatique à la vie terrestre (L6 Adaptation et évolution). Une conférence portant sur l’évolution est prévue pendant le trou horaire des semaines 13 ou 14.

SEM THÉORIE LABORATOIRE

Module 1. ENVIRONNEMENT, ÉCOLOGIE ET BIODIVERSITÉ

1 Présentation du cours - Projet RMI Intro au comptage microscopique

2 Environnement, écologie et biodiversité L1 Analyse de l’eau 1 - Sortie RMI

3 Environnement, écologie et biodiversité L1 Analyse de l’eau 2 - Macroinvertébrés

4 Environnement, écologie et biodiversité L2 Écosystème - Sortie au marécage

5 Évaluation #1 L3 Filtration de l’eau par les moules

Module 2. BIOLOGIE CELLULAIRE ET MOLÉCULAIRE

6 Organisation cellulaire L4 Safari microscopique

7 ADN et synthèse protéique L5 Transfo bactérienne 1

8 ADN et synthèse protéique L5 Transfo bactérienne 2 – résultats

9 Réplication de l’ADN L6 Analyse génétique 1 - Amplification

10 Évaluation #2 L6 Analyse génétique 2 - Électrophorèse

Module 3. GÉNÉTIQUE, HÉRÉDITÉ, ADAPTATION ET ÉVOLUTION

11 Reproduction cellulaire Génétique et hérédité

12 Génétique et hérédité L7 Phylogénie 1 - Protéomique

13 Adaptation et évolution + conférence L7 Phylogénie 2 - Anatomie comparée

14 Adaptation et évolution L8 Adaptation et évolution - Exotarium

15 Adaptation et évolution Évaluation #3

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5. MATÉRIEL ET SORTIES

Volume obligatoire: «Campbell Biologie» de J.B. Reece, 2012 [1]. Il est utilisé dans tous les cours de bio du programme. L’élève est prié de montrer ce plan de cours à la Coop pour procéder à l’achat.

Un sarrau et des souliers fermés sont obligatoires en tout temps au labo, sous peine d’exclusion. Exceptionnellement, on pourra emprunter un sarrau sur place (2$ la séance).

Un crayon feutre de type Sharpie est aussi requis au labo.

Les activités tenues à l’extérieur du collège occasionneront des frais payables sur Colnet : Projet RMI ≈5$, Labo à l’Exotarium ≈10-12$; le coût exact pourra varier légèrement.

6. ÉVALUATION

Module 1. Environnement, écologie et biodiversité 30% Module 2. Biologie cellulaire et moléculaire 35% Module 3. Génétique, hérédité, adaptation et évolution 35%

Total : 100% Les détails de l’évaluation seront présentés en classe au début de chaque module. Les méthodes seront très diversifiées : questionnaires avec questions objectives et à court développement, remise d’exercices, d’affiches synthèse, de rapports de labos, présentations orales, évaluation de la participation. Le seuil de passage du cours est de 60% pour la note finale et de 60% pour l’ensemble des évaluations théoriques individuelles. La production finale d’intégration comprendra trois volets (examens) prévus à différents moments au cours de la session. Ces trois examens constitueront plus de 50% de la note finale.

L’ensemble des Règles et procédures d’évaluation des apprentissages pour la discipline biologie seront rendues disponibles dès la 1ère semaine de cours. Les politiques associées à la PIEA peuvent être téléchargées sur le site du collège au http://www.clg.qc.ca/fileadmin/clg/publication/reglement/PIEA.pdf Politique linguistique Un maximum de 10 % sur toute production peut être déduit pour les fautes d'orthographe ou de syntaxe. Remise des travaux

L'élève qui ne présente pas son travail au moment prévu perdra 10% de ses points par jour de retard.

Les documents remis devront être imprimés recto-verso. Absence Une absence à une évaluation entraîne la note zéro (0). Si l'élève peut justifier son absence à l'aide d'un billet du médecin, il devra se soumettre à un examen équivalent au moment convenu avec le professeur. Pendant un examen, un élève en retard ne peut entrer dans la classe si un autre élève en est déjà sorti.

La présence au laboratoire est obligatoire. Toute absence non justifiée entraîne la note 0. Une séance de laboratoire ne pourra être reprise que si l'absence est justifiée et qu'il n'y a pas d'empêchement technique. Plagiat Tout plagiat entraîne la note zéro pour l'évaluation en question. 7. BIBLIOGRAPHIE

1. Reece J.B. et coll., Campbell Biologie, 4e éd., Montréal: ERPI, 2012, 1458 pages.