Pour ceux qui s’intéressent à la biologie et qui sont attirés par les manipulations en laboratoire, la série Sciences et Technologiesde Laboratoire vise la formation scientifique et technologique en biologie au cours du cycle terminal. Le programme de première assure l’acquisition de certains des concepts fondamentaux, en particulier scientifiques, nécessaires à la poursuite d’études dans le supérieur (Santé, Environnement, Agro alimentaire, Recherche).
Ils sont approfondis en classe terminale simultanément à l’introduction de nouveaux concepts. Les connaissances et les capacités visées sont validées au cours de la classe terminale.
Les objectifs sont les suivants :
- développer sa curiosité dans différents domainesscientifiques,
- mettre en œuvre en autonomie des activités expérimentales en biotechnologies,
- acquérir la rigueur d’une démarche expérimentalepar une confrontation au réel,
- construire un raisonnement scientifique pourémettre et répondre à des hypothèses,
- s’approprier la démarche d’analyse par l’approcheexpérimentale,
- développer une pensée réflexive et critique,
- formuler une argumentation rigoureuse et structurée,
- s’investir dans un projet et prendre des initiatives.
Travailler ensemble dans un laboratoire de biotechnologies
L’initiation à la démarche de recherche en biologie mobilise les fondamentaux de l’ensemble des quatre modules transversaux. Le questionnement sur les avancées techniques en biotechnologies au cours de l’histoire permet de développer une réflexion éthique sur les conséquences de la recherche actuelle.
Prévenir les risques au laboratoire de biotechnologies
Pour évoluer en autonomie au laboratoire, les élèves identifient les dangers, analysent les risques encourus, appliquent les mesures de prévention adaptées. En classe de première, il n’est pas attendu que les élèves proposent les mesures de prévention mais qu’ils acquièrent la démarche d’analyse des risques.
Obtenir des résultats de mesures fiables
La métrologie étant indispensable à toute démarche d’assurance qualité, il est important d’acquérir, dès le lycée, les éléments fondamentaux de cette culture métrologique par leur mobilisation soutenue et réfléchie lors d’activités expérimentales en laboratoire.
Utiliser des outils numériques en biotechnologies
Les biotechnologies offrent des situations variées qui mobilisent et renforcent les compétences numériques acquises au collège pour obtenir et traiter les résultats expérimentaux, visualiser les Bio-molécules dans l’espace, mener un travail collaboratif, présenter des conclusions, communiquer à l’écrit et à l’oral.
Acquérir les fondamentaux technologiques et scientifiques des biotechnologies
Observer la diversité du vivant à l’échelle microscopique
L’observation de cellules nécessite la réalisation de préparations microscopiques et l’utilisation maîtrisée du microscope optique.
Cultiver, caractériser pour identifier, dénombrer des micro-organismes
La culture des micro-organismes au laboratoire impose de travailler en milieu aseptique ou avec du matériel stérile. L’identification d’un micro-organisme nécessite d’étudier une souche pure et de comparer les caractères morphologiques, culturaux et métaboliques à ceux de micro-organismes référencés dans des tableaux d’identification.
Préparer des solutions utilisables au laboratoire
La préparation de solutions nécessite de prendre en compte les caractéristiques de la solution à préparer, de choisir le matériel approprié, de poser les calculs utiles et d’adapter ses gestes en conséquence.
Détecter et caractériser les bio-molécules
Les biomolécules peuvent être détectées et caractérisées par leurs propriétés biochimiques ou physiques. Il s’agit d’une approche qualitative pour repérer la présence de la molécule mais sans évaluer sa quantité ou sa concentration.
Séparer les composants d’un mélange
Les composants d’un mélange sont séparés, soit pour être identifiés à l’aide de solutions « témoin » ou de référence, soit pour être collectés dans des solutions distinctes. Seules les techniques chromatographiques sont étudiées en première.
S’initier aux techniques du génie génétique
L’ADN de micro-organisme est préparé soit pour réaliser une identification (empreinte génétique), soit pour être transféré dans un autre organisme (clonage d’un plasmide à expression) qui en acquiert ainsi le caractère (bioluminescence).