    Informer et accompagner
    les professionnels de l’éducation
                                                     ÉVALUATION                               CYCLES 2                             3 4

                                             SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE


                                           Effectuer une observation microscopique
                                                       de chromosomes

                                            COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN

                                            D4   |   Les systèmes naturels et les systèmes techniques




                                            ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
                                            Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
                                            OBJECTIFS
                                            Montrer l’utilité d’un outil technique pour une recherche
                                            Faire combiner une exploitation de documents, un résultat d’observation et des connaissances




                                        Dans cette fiche, l’enseignant évalue la mobilisation et l’utilisation d’un outil technique,
                                        le microscope, au service d’une recherche, la mise en évidence de chromosomes une
                                        cellule en division. Pour répondre à la question, l’élève doit obligatoirement combiner des
                                        informations issues du document de référence, de l’observation microscopique mais aussi de
                                        connaissances.


                                        Déroulé de la séance
                                        Points du programme
                                        Thème : Le vivant et son évolution
                                        Expliquer sur quoi reposent la diversité et la stabilité génétique des individus.
                                        Expliquer comment les phénotypes sont déterminés par les génotypes et par l’action de
                                        l’environnement.

                                        Composantes du socle concernées

                                        Les systèmes naturels et les systèmes techniques (D4)
                                        Élément signifiant
                                        • Mener une démarche scientifique, résoudre un problème
                                        L’élève est capable
                                        • d’extraire, organiser les informations utiles ;
                                        • de mettre en œuvre un raisonnement logique simple ;
                                        • de mettre en œuvre un protocole expérimental.
Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017   1
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               À partir d’un énoncé, de documents, d’une situation expérimentale et/ou d’une observation
                               (directe ou filmée), l’élève peut être mis en situation de :
                               • décrire des objets ;
                               • repérer les informations en lien avec ses connaissances.

                               Modalités
                               Dans cette proposition, l’utilisation d’un document original (illustration des observations de
                               Flemming) n’a pas pour objectif de travailler au travers d’une démarche historique. Il s’agit
                               simplement d’une première illustration des chromosomes qui peut néanmoins permettre de
                               positionner des découvertes dans le temps et nourrir ainsi l’histoire des sciences.
                               Connaissances mobilisables :
                               • les élèves savent que l’information responsable des caractères est présente dans le noyau
                               des cellules ;
                               • les élèves savent que toutes les cellules de l’organisme présentent cette information (clo-
                               nage) ;
                               • les élèves savent que toutes les cellules de l’organisme proviennent des divisions succes-
                               sives de la cellule-œuf ;
                               • les élèves connaissent différentes formes de communication : dessin, schéma, photographie,
                               etc.

                               On s’appuie sur les travaux de Flemming qui a représenté, au 19e siècle, les chromosomes
                               observés dans des cellules humaines. On cherche à généraliser la présence des chromosomes
                               chez tous les organismes vivants.

                               Mise en œuvre
                               Les élèves travaillent en groupe avec une production individuelle dont l’illustration
                               correspondra à un être vivant différent pour chacun des élèves du groupe. La confrontation
                               des observations des différents membres du groupe permettra aux élèves de proposer une
                               généralisation.

                               Consignes, supports

                               Matériel à disposition des élèves
                               • différentes préparations microscopiques de cellules colorées avec une coloration spécifique
                               des acides nucléiques (ail, jacinthe, oignon, ascaris…) ;
                               • différents outils d’observation ;
                               • un document exposant les travaux de Flemming (1882) présentant les premiers dessins de
                               chromosomes.

                                    CONSIGNE ELEVES
                                    En 1882, Flemming a dessiné les éléments présents dans des cellules humaines. Ces éléments
                                    pourraient porter les informations responsables des caractères de l’individu.
                                    En utilisant le matériel à disposition, montrer que ces éléments existent aussi dans les cellules
                                    d’autres êtres vivants.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017   2
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Document présentant les travaux de Flemming




                               A la fin du 19e siècle, les progrès de la microscopie et de la chimie des colorants permettent
                               d’observer, dans le noyau de certaines cellules, des filaments. W Flemming, en 1882, est le
                               premier à dessiner ces filaments.

                               Dessin original du Pr. d’anatomie W.Flemming en 1882. Il a coloré des cellules de cornée (partie
                               de l’œil) humaines avec de la safranine et du chrome, et il observe dans certaines cellules des
                               filaments visibles juste avant que la cellule ne se divise (fig. 72 puis 73).

                               Comme ces filaments se colorent facilement, on leur donne le nom de “corps colorables”,
                               ce qui permet de les appeler, à partir des mots grecs chromos (couleur) + soma (corps), les
                               chromosomes quelques années plus tard.

                               Source : « Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung » Flemming, 1882 (Domaine Public)


                               Évaluation et niveaux de maîtrise
                               L’élève saisit des informations issues du texte :
                               • présence de filaments (nommés chromosomes dans le texte) ;
                               • localisation de ces filaments dans le noyau des cellules.

                               L’élève doit mettre en œuvre l’utilisation d’outils d’observation adaptés, ici le microscope. Des
                               indications dans les documents peuvent lui permettre de choisir d’emblée cet outil ou il peut
                               procéder par élimination en essayant d’abord avec une loupe binoculaire puis en passant au
                               microscope.

                               La stratégie de l’élève va être d’observer et de repérer ces « filaments » dans les cellules d’un
                               autre être vivant. La mise en commun des observations des élèves du groupe permettra une
                               généralisation.

                               Le professeur devra être attentif aux élèves présentant une myopie. Ils sont obligés d’éloigner
                               légèrement leur œil de l’oculaire pour percevoir une image nette. D’autres défauts de vision
                               peuvent empêcher les élèves de percevoir une image nette, par exemple l’astigmatisme. Les
                               systèmes de visualisation sur écran présentent ici un intérêt particulier pour permettre à ces
                               élèves d’utiliser les outils d’observation dans des conditions optimales.


Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017   3
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Détermination du niveau de maîtrise
                               Pour mener à bien cette activité l’élève doit maîtriser l’outil microscope et présenter des
                               « filaments ».

                               Le critère évalué est ici la conformité dans l’application des consignes : on cherche à mesurer
                               le degré de maitrise des gestes techniques de l’élève qui doit respecter des consignes. Ici,
                               celui de la maîtrise de l’utilisation d’un microscope, par la maîtrise du réglage, l’éclairage,
                               l’utilisation des objectifs par ordre croissant, la netteté, le choix du grossissement.

                               Les indicateurs de réussite sont les suivants :
                               • des chromosomes sont visibles dans un état assez condensé ;
                               • les chromosomes sont nets ;
                               • les chromosomes sont repérés dans le champ d’observation ;
                               • le grossissement choisi est le plus adapté.

                               A partir de ces critères et indicateurs de réussite on peut proposer une grille d’analyse sous
                               la forme de curseurs permettant de poser un niveau de maîtrise.

                                MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
                                L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE                      BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
                                CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
                                Pas de mise en évidence       Mise en évidence de           Pas d’observation de          Mise en évidence de
                                de chromosomes                chromosomes après mise        chromosomes                   chromosomes
                                malgré la mise au point       au point du microscope par
                                du microscope par             l’enseignant
                                l’enseignant
                                        Insuffisant                     Fragile                     Satisfaisant              Très bonne maîtrise


                               Ici on entre par la maitrise de l’outil puisque c’est ce que l’on cherche à tester (choix de
                               l’enseignant). On peut remarquer que l’élève reste dans « fragile » même s’il arrive à trouver
                               des chromosomes après qu’on lui ait réglé le microscope. La bonne utilisation de l’outil ne
                               suffit cependant pas à obtenir une très bonne maîtrise : l’élève doit aussi contextualiser
                               l’utilisation de l’outil (ici proposer l’observation de chromosomes).




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017         4
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Exemples de production d’élèves
                               Exemple 1
                               Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 40 / 600) de mitose de
                               racine d’ail (préparation du commerce)




                               Les photographies montrent une préparation nette, centrée sur des « filaments » bien visibles.
                               Les élèves maîtrisent donc l’outil microscope et présentent à l’enseignant les chromosomes.
                               La recherche microscopique est fructueuse. L’enseignant pose le niveau : Très bonne maîtrise.

                                MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
                                L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE                      BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
                                CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
                                Pas de mise en évidence       Mise en évidence de           Pas d’observation de          Mise en évidence de
                                de chromosomes                chromosomes après mise        chromosomes                   chromosomes
                                malgré la mise au point       au point du microscope par
                                du microscope par             l’enseignant
                                l’enseignant
                                        Insuffisant                     Fragile                     Satisfaisant              Très bonne maîtrise




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017         5
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Exemple 2
                               Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 40 / 600) de mitose de
                               racine d’ail (préparation du commerce)




                               Les productions ci-dessus permettent d’attester chez l’élève d’une bonne maîtrise de l’outil
                               microscope. Sans aide de la part de l’enseignant, l’élève présente une image nette, centrée
                               sur le noyau de cellules en utilisant un grossissement adapté. Cependant les chromosomes
                               ne sont pas mis en évidence. La maîtrise de l’outil ne s’accompagne pas d’une réussite dans
                               la recherche de chromosomes. L’élève est capable à l’oral de dire à son professeur ce qu’il
                               s’attendait à voir, il est capable de montrer des filaments correspondant à des chromosomes
                               sur le document mais il na pas su explorer sa lame pour les mettre en évidence.
                               L’enseignant pose le niveau de maîtrise « satisfaisant ».

                                MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
                                L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE                      BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
                                CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
                                Pas de mise en évidence       Mise en évidence de           Pas d’observation de          Mise en évidence de
                                de chromosomes                chromosomes après mise        chromosomes                   chromosomes
                                malgré la mise au point       au point du microscope par
                                du microscope par             l’enseignant
                                l’enseignant
                                        Insuffisant                     Fragile                     Satisfaisant              Très bonne maîtrise


                               Exemple 3
                               Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 10 / 150 ou 15 x 4 / 60) de
                               mitose de racine d’ail (préparation du commerce)




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017         6
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Dans ces exemples, l’élève ne maîtrise pas parfaitement l’utilisation du microscope (l’image
                               présentée est nette mais le grossissement choisi ne permet pas de mener à bien la recherche).
                               Malgré les aides de l’enseignant, les filaments attendus ne sont présentés. L’enseignant pose
                               le niveau de maîtrise « insuffisant ».
                                MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
                                L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE                      BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
                                CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
                                Pas de mise en évidence       Mise en évidence de           Pas d’observation de          Mise en évidence de
                                de chromosomes                chromosomes après mise        chromosomes                   chromosomes
                                malgré la mise au point       au point du microscope par
                                du microscope par             l’enseignant
                                l’enseignant
                                        Insuffisant                     Fragile                     Satisfaisant              Très bonne maîtrise



                               Exemple 4
                               Photographies d’observations microscopiques (grossissement 40 x 15 / 600) de mitose de
                               racine d’ail (préparation du commerce)




                               Dans un premier temps l’élève n’a pas réussi à proposer l’observation de chromosomes.
                               L’enseignant apporte son aide pour débloquer l’élève qui réalise ensuite cette photographie.
                               L’élève réussit avec l’aide de l’enseignant. L’enseignant pose le niveau « fragile ».

                                MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
                                L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE                      BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
                                CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
                                Pas de mise en évidence       Mise en évidence de           Pas d’observation de          Mise en évidence de
                                de chromosomes                chromosomes après mise        chromosomes                   chromosomes
                                malgré la mise au point       au point du microscope par
                                du microscope par             l’enseignant
                                l’enseignant
                                        Insuffisant                     Fragile                     Satisfaisant              Très bonne maîtrise




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017         7
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Suivi de l’évaluation
                               La situation présentée permet ici d’évaluer l’élève sur la maîtrise de l’outil microscope dans le
                               cadre d’une démarche. Cela permet à l’enseignant de poser un niveau de maîtrise.

                               L’enseignant propose au long du cursus scolaire de l’élève, plusieurs situations mobilisant
                               l’utilisation du microscope. Après avoir posé un niveau de maîtrise une première fois
                               (évaluation diagnostique), il peut envisager une progressivité des apprentissages visant à ce
                               que chaque élève atteigne à son rythme le niveau de maîtrise satisfaisant.

                               La progression des élèves peut être consignée dans une grille permettant un suivi et un
                               accompagnement tout au long des années du cycle.
                               Exemple de grille
                               L’enseignant évalue un nombre restreint d’élèves (par exemple 8) en fonction du nombre de
                               microscopes disponibles.

                               Les élèves n’étant pas évalués sur l’utilisation et la maîtrise du microscope peuvent être
                               évalués sur d’autres compétences (réalisation de croquis, validation ou invalidation des
                               hypothèses, réponse à la problématique, etc.).

                               Trois séances permettent à l’enseignant de poser un diagnostic pour l’ensemble de la classe ;
                               il relève les niveaux dans un tableau (voir en fin de fiche) en notant la date.

                               Ce diagnostic fait état de différentes situations :
                               • 5 élèves ont une très bonne maîtrise de l’outil ;
                               • 5 élèves ont une maîtrise satisfaisante de l’outil ;
                               • 6 élèves ont une maîtrise fragile de l’outil ;
                               • 5 élèves ont une maîtrise insuffisante de l’outil.

                               Lors d’une séance suivante où le microscope est mobilisé, les élèves ayant une maîtrise
                               satisfaisante ou une très bonne maîtrise pourront s’ils le souhaitent être évalués de façon
                               sommative (par une note ou un niveau de maîtrise).

                               Les élèves ayant une très bonne maîtrise pourront, s’ils le souhaitent, devenir des référents
                               pour l’utilisation du microscope auprès de leurs camarades.

                               L’enseignant peut ainsi se consacrer aux élèves ayant un niveau de maîtrise insuffisant et
                               fragile pour les accompagner dans l’apprentissage de l’outil au service d’une démarche de
                               recherche.

                               Une séance voire deux ou trois séances seront nécessaires à ces élèves pour acquérir la
                               maîtrise du microscope. L’enseignant laissera les élèves prendre confiance et acquérir une
                               maîtrise satisfaisante de l’outil. Les élèves se proposeront eux-mêmes à l’enseignant pour être
                               évalués.

                               Ainsi la maîtrise de l’outil ne s’acquiert pas pour l’ensemble de la classe sur une ou deux
                               séances mais sur un nombre plus important de séances. L’objectif à atteindre est la maîtrise
                               satisfaisante de l’outil pour tous les élèves à la fin du cycle.

                               Les élèves n’ayant pas demandé à être évalués sont suivis plus particulièrement et
                               accompagnés spécifiquement. Ainsi, à la fin du cycle, chaque élève a disposé de suffisamment
                               de temps et d’accompagnement (par l’enseignant, par ses camarades ou par d’autres outils
                               tels des fiches techniques, des croquis ou des vidéos) pour progresser et prendre confiance.

Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017   8
  ÉVALUATION       CYCLE   4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes




                               Ci-dessous la grille de suivi remplie : l’enseignant au cours de l’année scolaire évalue les
                               élèves qui le souhaitent et reporte le résultat sous forme de case colorée.

                                MAÎTRISE
                                                                                                                                TRÈS BONNE
                                DE L’OUTIL              INSUFFISANT             FRAGILE                 SATISFAISANT
                                                                                                                                MAÎTRISE
                                MICROSCOPE
                                A… NOEMIE               19/09
                                B… MARVIN                                       26/09
                                B… MARIE                                                                19/09
                                C… VICTORIA                                                                                     26/09
                                C… JULIE                26/09
                                D… JULIO                                                                                        19/09
                                D… MAXENCE                                                                                      26/09
                                D… CELINE                                                               26/09
                                D… HUGO                                         26/09
                                D… BRYAN                                                                                        19/09
                                E… CHARLOTTE                                    26/09
                                G… ARTHUR                                       26/09
                                I… MARINE                                       19/09
                                K… SARAH                17/10
                                L… INOLA                17/10
                                L… MELODIE                                      19/09
                                N… ILAN                 17/10
                                S… MELANIE                                                                                      17/10
                                V… CORENTIN                                                             19/09
                                V… ELOISE                                                               19/09
                                V… ALEXIS                                                               17/10

                               Les dates montrent les évaluations intermédiaires, les cases bleues le niveau finalement déterminé.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017   9
