Curriculum Anatomie et physiologie 12e

Anatomy and Physiology
Grade 12
Big Ideas: 
Homeostasis is maintained through physiological processes.
Gene expression, through protein synthesis, is an interaction between genes and the environment.
Organ systems have complex interrelationships to maintain homeostasis.
Big Ideas Elaborations: 
  • Homeostasis:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • How does the body maintain internal balance during exercise?
      • What are the impacts of external stimulants (e.g., caffeine, alcohol) on the physiological balance of your body?
  • Gene expression:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • How does gene expression effect variability in human populations?
      • How do humans adapt to changing internal and external conditions?
  • Organ systems:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • What is the advantage of having specialized tissues?
      • How does the body respond to infection by a pathogen such as Zika virus or avian flu?
      • What lifestyle decisions would improve your health?
Curricular Competencies: 
Questioning and predicting
  • Questioning and predicting
  • Demonstrate a sustained intellectual curiosity about a scientific topic or problem of personal, local, or global interest
  • Make observations aimed at identifying their own questions, including increasingly abstract ones, about the natural world
  • Formulate multiple hypotheses and predict multiple outcomes
Planning and conducting
  • Planning and conducting
  • Collaboratively and individually plan, select, and use appropriate investigation methods, including fieldwork and lab experiments, to collect reliable data (qualitative and quantitative)
  • Assess risks and address ethical, cultural, and/or environmental issues associated with their proposed methods
  • Use appropriate SI units and appropriate equipment, including digital technologies, to systematically and accurately collect and record data
  • Apply the concepts of accuracy and precision to experimental procedures and data:
    • significant figures
    • uncertainty
    • scientific notation
Processing and analyzing data and information
  • Processing and analyzing data and information
  • Experience and interpret the local environment
  • Apply First Peoples perspectives and knowledge, other ways of knowing, and local knowledge as sources of information
  • Seek and analyze patterns, trends, and connections in data, including describing relationships between variables, performing calculations, and identifying inconsistencies
  • Construct, analyze, and interpret graphs, models, and/or diagrams
  • Use knowledge of scientific concepts to draw conclusions that are consistent with evidence
  • Analyze cause-and-effect relationships
  • Evaluating
  • Evaluate their methods and experimental conditions, including identifying sources of error or uncertainty, confounding variables, and possible alternative explanations and conclusions
  • Describe specific ways to improve their investigation methods and the quality of their data
  • Evaluate the validity and limitations of a model or analogy in relation to the phenomenon modelled
  • Demonstrate an awareness of assumptions, question information given, and identify bias in their own work and in primary and secondary sources
  • Consider the changes in knowledge over time as tools and technologies have developed
  • Connect scientific explorations to careers in science
  • Exercise a healthy, informed skepticism and use scientific knowledge and findings to form their own investigations to evaluate claims in primary and secondary sources
  • Consider social, ethical, and environmental implications of the findings from their own and others’ investigations
  • Critically analyze the validity of information in primary and secondary sources and evaluate the approaches used to solve problems
  • Assess risks in the context of personal safety and social responsibility

Applying and innovating
  • Applying and innovating
  • Contribute to care for self, others, community, and world through individual or collaborative approaches
  • Cooperatively design projects with local and/or global connections and applications
  • Contribute to finding solutions to problems at a local and/or global level through inquiry
  • Implement multiple strategies to solve problems in real-life, applied, and conceptual situations
  • Consider the role of scientists in innovation
  • Communicating
  • Formulate physical or mental theoretical models to describe a phenomenon
  • Communicate scientific ideas and information, and perhaps a suggested course of action, for a specific purpose and audience, constructing evidence-based arguments and using appropriate scientific language, conventions, and representations
  • Express and reflect on a variety of experiences, perspectives, and worldviews through place
Curricular Competencies Elaborations: 
  • Questioning and predicting:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • How can the study of genomics help improve or extend quality of life?
      • Why do some people have sensitivity to certain foods (e.g., lactose, gluten)?
      • How does caffeine affect the brain?
      • Observe the effects of different concentrations of sugar on the diffusion rate across the membrane of an egg that has its shell dissolved with acetic acid.
      • Examine healthy lung tissue and a smoker’s lung tissue under the microscope to observe differences.
      • Consult Elders and knowledge keepers to find out how local plants are used by First Peoples.
      • Based on your understanding of cells and the plasma membrane, hypothesize how salmon can live in both freshwater and saltwater environments during their lifecycle.
  • Planning and conducting:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • What are some risks and ethical issues associated with making a dietary plan for yourself or someone else?
      • Consider the impact of placebos on the effectiveness of a health product or service.
      • Design an experiment to test the effects of exercise on the cardiovascular and respiratory systems.
      • Assess advantages and disadvantages of cloning or growing body parts for transplant.
  • Processing and analyzing data and information:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Consult with local Elders and knowledge keepers to determine some health conditions that may be treated with First Peoples traditional medicines. Which body systems might be affected?
      • Analyze data showing the interrelationship between two different organ systems.
      • Plot graphs to show respiratory and cardiovascular variables (e.g., heart rate, blood pressure, respiratory rate) before and after exercise. Identify patterns in these variables. Compare blood pressure changes during exercise to high resting blood pressure (hypertension).
      • Explain why a diet of foods with a high glycemic index causes insulin resistance and Type II diabetes.
  • Evaluating:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • How can knowledge of your own genome affect your potential future application for life insurance?
      • How has DNA sequencing changed our understanding of DNA?
      • How can biotechnology and genomics be used to help with space exploration?
      • How would you evaluate a health claim made by an advertiser on the Internet?
      • Evaluate how the precision of instruments, sample size, limiting variables, and bias introduced by the subject and experimenter influence the results of an experiment.
      • Identify the limitations of the induced-fit and lock-and-key models of enzymatic activity.
      • Evaluate the validity and evidence behind personal genome-sequencing kits.
      • Evaluate the individual and societal risks of cloning body parts for organ transplants.
  • Applying and innovating:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • How might biotechnology be used to improve crop health and yields in local and global communities?  
      • Help promote healthy brain function by introducing novel activities such as games, physical activities, languages, and music that can be learned and shared with your local community.
      • Develop a healthy dietary plan for a high-performance athlete. How does it compare to a safe dietary plan for an average high school student?
  • Communicating:
    • Sample opportunity to support student inquiry:
      • Using evidence, develop a public service announcement that highlights the importance of healthy, safe lifestyle options for teenagers. What would be some appropriate ways to share your findings about head injuries in sports with elementary and middle school students (i.e., concussion awareness)?
  • place: Place is any environment, locality, or context with which people interact to learn, create memory, reflect on history, connect with culture, and establish identity. The connection between people and place is foundational to First Peoples perspectives.
Concepts and Content: 
  • biological molecules
  • metabolism and enzymes
  • feedback loops and regulation of the body’s internal environment
  • transport across a cell membrane
  • DNA:
    • the cell’s genetic information
    • replication
  • gene expression
  • proteins and their relationship to the structure and function of all cells
  • genomics and biotechnology
  • micro to macro organization
  • organ systems:
    • structure and function
    • structural and functional interdependence
    • maintenance of homeostasis
  • lifestyle differences and their effects on human health
  • holistic approach to health
  • disease as an imbalance in homeostasis
Concepts and Content Elaborations: 
  • biological molecules:
    • water, acids, bases, buffers
    • dehydration and synthesis reactions
    • organic molecules: carbohydrates, lipids, proteins, nucleic acids, ATP
  • metabolism:
    • anabolism and catabolism
    • ATP production and utilization
    • models and regulation of enzymatic reactions (e.g., lock-and-key model)
  • enzymes:
    • substrate, coenzyme, activation energy
    • regulation of enzyme activity (e.g., allosteric inhibition)
  • feedback loops:
    • negative:
      • maintaining normal body temperature
      • normal CO2 and glucose levels in blood
    • positive:
      • temperature regulation (heat stroke, hypothermia)
      • CO2 levels in blood (acidosis)
      • oxytocin in childbirth
      • blood clotting
  • transport across a cell membrane:
    • structure of the plasma membrane
    • selective permeability
    • diffusion, osmosis, facilitated transport, active transport, endocytosis, exocytosis
  • gene expression: protein synthesis
  • structure and function of all cells: structural proteins, hormones, enzymes
  • genomics: Human Genome Project, 1000 Genomes Project, 1000 Plant Genomes Project, personal genomics
  • biotechnology: cloning, recombinant DNA, GMOs, transgenic organisms, genetic modification, gene therapy
  • organization: molecules, organelles, cells, tissues, organs, organ systems, organisms
  • organ systems: nervous, endocrine, digestive, cardiovascular, lymphatic/immune, respiratory, urinary, reproductive
  • lifestyle differences: dietary plans, exercise, sleep, smoking, salt intake, alcohol consumption, drugs, vaccinations, contraception, fertility drugs
  • holistic approach: health care that integrates mind, body, and spirit with community
  • disease: may occur when one or more body systems fail to maintain homeostasis (e.g., ulcers, hypertension, lactose intolerance, diabetes, HIV-AIDS)
Update and Regenerate Nodes
Big Ideas FR: 
L’homéostasie est assurée par des processus physiologiques
L’expression génique, par la synthèse des protéines, est l’interaction entre les gènes et l’environnement.
Les relations de réciprocité complexes qui existent entre les différents systèmes assurent l’homéostasie de l’organisme.
Big Ideas Elaborations FR: 
  • homéostasie :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Comment l’organisme maintient-il son équilibre interne durant l’activité physique?
      • Quels sont les effets des stimulants externes (p. ex. caféine, alcool) sur l’équilibre physiologique de l’organisme?
  • expression génique :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Comment l’expression génique influe-t-elle sur la variabilité des populations humaines?
      • Comment les humains s’adaptent-ils aux variations des conditions des milieux internes et externes?
  • systèmes :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Quels sont les avantages de posséder des tissus spécialisés?
      • Comment le corps réagit-il à une infection par un pathogène tel que le virus Zika ou le virus de la grippe aviaire?
      • Quels choix de vie pourraient vous permettre d’améliorer votre santé
Poser des questions et faire des prédictions
  • Poser des questions et faire des prédictions
  • Faire preuve d’une curiosité intellectuelle soutenue sur un sujet scientifique ou un problème qui revêt un intérêt personnel, local ou mondial
  • Faire des observations dans le but de formuler ses propres questions, d’un niveau d’abstraction croissant, sur des phénomènes naturels
  • Formuler de multiples hypothèses et prédire de multiples résultats
Planifier et exécuter
  • Planifier et exécuter
  • Planifier, sélectionner et utiliser, en collaboration et individuellement, des méthodes de recherche appropriées, y compris des travaux sur le terrain et des expériences en laboratoire, afin de recueillir des données fiables (qualitatives et quantitatives)
  • Évaluer les risques et aborder les questions éthiques, culturelles et environnementales liées à ses propres méthodes
  • Utiliser les unités SI et l’équipement adéquats, y compris des technologies numériques, pour recueillir et consigner des données de façon systématique et précise
  • Appliquer les concepts d’exactitude et de précision aux procédures expérimentales et aux données :
    • chiffres significatifs
    • incertitude
    • notation scientifique
Traiter et analyser des données et de l’information
  • Traiter et analyser des données et de l’information
  • Découvrir son environnement immédiat et l’interpréter
  • Recourir aux perspectives et connaissances des peuples autochtones, aux autres modes d’acquisition des connaissances et aux connaissances locales comme sources d’information
  • Relever et analyser les régularités, les tendances et les rapprochements dans les données, notamment en décrivant les relations entre les variables, en effectuant des calculs et en relevant les incohérences
  • Tracer, analyser et interpréter des graphiques, des modèles et des diagrammes
  • Appliquer ses connaissances des concepts scientifiques pour tirer des conclusions correspondant aux éléments de preuve
  • Analyser des relations de cause à effet
  • Évaluer
  • Évaluer ses méthodes et conditions expérimentales, notamment en déterminant des sources d’erreur ou d’incertitude et des variables de confusion, et en examinant d’autres explications et conclusions
  • Décrire des moyens précis d’améliorer ses méthodes de recherche et la qualité des données recueillies
  • Évaluer la validité et les limites d’un modèle ou d’une analogie décrivant le phénomène étudié
  • Être au fait de la fragilité des hypothèses, remettre en question l’information fournie et déceler les idées reçues dans son propre travail ainsi que dans les sources primaires et secondaires
  • Tenir compte de l’évolution du savoir attribuable à l’élaboration des outils et des technologies
  • Établir des liens entre les explorations scientifiques et les possibilités de carrière en sciences
  • Faire preuve d’un scepticisme éclairé et appuyer la réalisation de ses propres recherches ainsi que l’évaluation des conclusions d’autres travaux de recherche sur les connaissances et les découvertes scientifiques
  • Réfléchir aux conséquences sociales, éthiques et environnementales des résultats de ses propres recherches et d’autres travaux de recherche
  • Procéder à l’analyse critique de l’information provenant de sources primaires et secondaires et évaluer les approches employées pour la résolution des problèmes
  • Évaluer les risques du point de vue de la sécurité personnelle et de la responsabilité sociale
Appliquer et innover
  • Appliquer et innover
  • Contribuer au bien-être des membres de la communauté, à celui de la collectivité et de la planète, ainsi qu’à son propre bien-être, en faisant appel à des méthodes individuelles ou des approches axées sur la collaboration
  • Concevoir, en coopération, des projets ayant des liens et des applications à l’échelle locale ou mondiale
  • Contribuer, par la recherche, à trouver des solutions à des problèmes locaux ou mondiaux
  • Mettre en pratique de multiples stratégies afin de résoudre des problèmes dans un contexte de vie réelle, expérimental ou conceptuel
  • Réfléchir à l’apport des scientifiques en matière d’innovation
  • Communiquer
  • Élaborer des modèles concrets ou théoriques pour décrire un phénomène
  • Communiquer des idées et des renseignements scientifiques, et possiblement suggérer un plan d’action ayant un objectif et un auditoire précis, en développant des arguments fondés sur des faits et en employant des conventions, des représentations et un langage scientifique adéquat
  • Exprimer et approfondir une variété d’expériences, de perspectives et d’interprétations du monde par rapport au « lieu »
Curricular Competencies Elaborations FR: 
  • Poser des questions et faire des prédictions :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Comment la génomique contribue‑t‑elle à améliorer la qualité de vie ou à prolonger l’espérance de vie?
      • Pourquoi certains individus présentent-ils une intolérance à certains aliments (p. ex. lactose, gluten)?
      • Quels sont les effets de la caféine sur le cerveau?
      • Observer la relation entre la concentration de sucre et la vitesse de diffusion à travers la membrane d’un œuf dont la coquille a été préalablement dissoute par de l’acide acétique.
      • Au microscope, examiner des tissus pulmonaires provenant d’individus fumeurs et non fumeurs afin d’en observer les différences.
      • Consulter des Aînés et des gardiens du savoir pour apprendre comment les peuples autochtones utilisent les plantes locales.
      • En vous basant sur vos connaissances des cellules et de la membrane plasmique, formuler une hypothèse pour expliquer comment les saumons peuvent vivre à la fois en eau douce et en eau salée durant leur cycle de vie.
  • Planifier et exécuter :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Quels sont les risques et enjeux éthiques associés au fait d’élaborer soi-même un plan de traitement nutritionnel pour soi-même ou pour quelqu’un d’autre?
      • Examiner l’impact de l’effet placebo sur l’efficacité d’un produit ou d’un service de santé.
      • Concevoir une expérience visant à évaluer les effets de l’activité physique sur les systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
      • Évaluer les avantages et les désavantages de cloner ou de fabriquer en laboratoire des organes humains destinés à la transplantation.
  • Traiter et analyser des données et de l’information :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
    • Consulter des Aînés ou des gardiens du savoir afin d’établir quels problèmes de santé pourraient être traités par des médicaments traditionnels. Ces problèmes de santé touchent quels systèmes de l’organisme?
    • Analyser les données représentant une relation de réciprocité entre deux systèmes.
    • Tracer des graphiques qui montrent les effets de l’exercice physique sur certaines variables propres aux systèmes respiratoire et cardiovasculaire (p. ex. fréquence cardiaque, pression artérielle, fréquence respiratoire). Relever les régularités dans les variables. Comparer les changements de pression artérielle attribuables à l’activité physique avec une pression artérielle élevée au repos attribuable à l’hypertension.
    • Expliquer pourquoi un régime riche en aliments à indice glycémique élevé entraîne la résistance à l’insuline et le développement du diabète de type II.
  • Évaluer :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Quelles répercussions la connaissance de votre génome personnel pourraient-elles avoir sur vos chances de vous voir accorder ou non une assurance-vie dans le futur?
      • Comment le séquençage de l’ADN a-t-il transformé notre conception de cette molécule?
      • Comment les biotechnologies et la génomique pourraient-elles être utilisées pour faire avancer l’exploration spatiale?
      • Comment pourrait-on évaluer une affirmation sur la santé vue dans une annonce sur Internet?
      • Évaluer à quel point la précision des instruments, la taille de l’échantillon, le contrôle strict des variables et les biais introduits par le sujet de l’étude ou par le chercheur lui-même influencent les résultats d’une expérience.
      • Relever les limites des modèles d’« ajustement induit » et de « clé-serrure » qui expliquent l’activité enzymatique.
      • Évaluer la validité des trousses de séquençage du génome personnel et des preuves scientifiques qui sous-tendent ces techniques.
      • Évaluer les risques individuels et sociaux associés au clonage d’organes humains destinés à la transplantation.
  • Appliquer et innover :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Comment les biotechnologies pourraient-elles nous permettre d’améliorer la santé et le rendement des récoltes à l’échelle locale et mondiale?
      • Faire la promotion de la santé cognitive en proposant de nouvelles activités auxquelles tous les membres de la collectivité pourraient participer, comme des jeux, des activités physiques, l’apprentissage des langues et de la musique.
      • Dresser un plan de traitement nutritionnel équilibré et adapté aux besoins d’un athlète de haut niveau. En quoi est-il différent d’un plan adapté aux besoins ordinaires d’un élève du secondaire?
  • Communiquer :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • En s’appuyant sur des éléments de preuve, préparer un message d’intérêt public qui souligne l’importance pour les adolescents de choisir un mode de vie sain et sécuritaire. Quelle serait la meilleure façon de communiquer à des élèves de la 1re à la 9e année des conclusions d’études sur l’incidence des traumatismes crâniens dans les sports (p. ex. les sensibiliser aux dangers liés aux commotions cérébrales)?
  • « lieu » : Le lieu est tout environnement, localité ou contexte avec lesquels une personne interagit pour apprendre, se créer des souvenirs, réfléchir sur l’histoire, établir un contact avec la culture et forger son identité. Le lien entre l’individu et le lieu est un concept fondamental dans l’interprétation du monde des peuples autochtones.
  • Molécules biologiques
  • Métabolisme et enzymes
  • Boucles de rétroaction et régulation de l’environnement interne du corps
  • Transport à travers une membrane cellulaire
  • ADN :
    • information génétique de la cellule
    • réplication
  • Expression génique
  • Protéines et leur relation avec la structure et la fonction de l’ensemble des cellules
  • Génomique et biotechnologies
  • Hiérarchie de l’organisation biologique
  • Systèmes de l'organisme :
    • structure et fonction
    • interdépendance structurelle et fonctionnelle
    • homéostasie
  • Habitudes de vie et leurs effets sur la santé humaine
  • Approche holistique de la santé
  • Maladies comme résultat d’un déséquilibre homéostatique
content elaborations fr: 
  • Molécules biologiques :
    • eau, acides, bases, solutions tampons
    • réactions de déshydratation et de synthèse
    • molécules organiques : glucides, lipides, protéines, acides nucléiques, ATP
  • Métabolisme :
    • anabolisme et catabolisme
    • production et utilisation d’ATP
    • modèle et régulation des réactions enzymatiques (p. ex. modèle « clé-serrure »)
  • enzymes :
    • substrat, coenzyme, énergie d’activation
    • régulation de l’activité enzymatique (p. ex. inhibition allostérique)
  • Boucles de rétroaction :
    • négative :
      • maintenir une température interne du corps normale
      • taux normal de CO2 et de glucose dans le sang
    • positive :
      • régulation de la température (coup de chaleur ou hypothermie)
      • concentration de CO2 dans le sang (acidose)
      • ocytocine durant l’accouchement
      • coagulation du sang
  • Transport à travers une membrane cellulaire :
    • structure de la membrane plasmique
    • perméabilité sélective
    • diffusion, osmose, transport facilité, transport actif, endocytose, exocytose
  • Expression génique : synthèse des protéines
  • la structure et la fonction de l’ensemble des cellules : protéines structurales, hormones, enzymes
  • Génomique : projet du génome humain, projet 1000 Genomes, projet 1000 Plant Genomes, génomique personnalisée
  • biotechnologies : clonage, ADN recombiné, OGM, organismes transgéniques, modification génétique, thérapie génique
  • organisation biologique : molécules, organelles, cellules, tissus, organes, systèmes, organismes
  • Systèmes de l'organisme : nerveux, endocrinien, digestif, cardiovasculaire, lymphatique et immunitaire, respiratoire, urinaire, reproducteur
  • Habitudes de vie : plan de traitement nutritionnel, activité physique, sommeil, tabagisme, consommation de sel, consommation d’alcool, drogues, vaccination, contraception, inducteurs d’ovulation
  • Approche holistique : soins de santé qui intègrent les aspects physiques, émotionnels et spirituels dans un contexte de communauté
  • Maladies : peuvent se déclarer quand un ou plusieurs systèmes de l’organisme ne sont plus en mesure de maintenir l’équilibre homéostatique (p. ex. ulcères, hypertension, intolérance au lactose, diabète, VIH, sida)
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