Mise en situation et recherche à mener

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1 Fiche sujet candidat (1/2) Mise en situation et recherche à mener nimal marin de la zone littorale, la moule vit fixée sur les rochers. Son corps mou, comprenant des viscères et des branchies entourées par le manteau, est protégé par une coquille calcaire formée de deux valves symétriques. Le battement de nombreux cils vibratiles recouvrant la surface des branchies assure une circulation d'eau permanente qui permet l'apport de particules alimentaires et facilite les échanges de gaz dissous. es battements de cils sont donc indispensables à la survie de la moule. On cherche à montrer que le mouvement des cils vibratiles est une activité cellulaire consommant de l'énergie. Ressources Matériel disponible: - des moules vivantes Matériel envisageable : - de laboratoire (verrerie, instruments ) - d observation (microscope, loupe binoculaire ) - de mesure et d expérimentation (balance, chaine ExO ) - informatique et d'acquisition numérique Etape 1 : oncevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée maximale : 10 minutes) Proposer une démarche d investigation permettant de montrer que le battement des cils vibratiles des branchies, comme toute activité cellulaire, nécessite un apport d'énergie sous forme d'tp. ppeler l examinateur pour vérifier votre proposition et obtenir la suite du sujet. Votre proposition peut s appuyer sur un document écrit (utiliser les feuilles de brouillon mises à votre disposition) et/ou être faite à l oral.

2 Fiche sujet candidat (2/2) Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Mettre en œuvre les protocoles de dissection d'un fragment de moule et de diffusion d'un inhibiteur de production d'tp afin de montrer que le mouvement des cils vibratiles est une activité cellulaire consommant de l'énergie. ppeler l examinateur pour vérifier les résultats et éventuellement obtenir une aide. Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Sous la forme de votre choix, traiter les données obtenues pour les communiquer. Répondre sur la fiche-réponse candidat, appeler l'examinateur pour vérification de votre production. Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Exploiter les résultats pour montrer que le mouvement des cils vibratiles est une activité cellulaire consommant de l'énergie. Répondre sur la fiche-réponse candidat.

3 Fiche-protocole - candidat Matériel : - une moule vivante ouverte - cuvette à dissection - 1 pince fine, ciseaux fins, scalpel, gants - 1 microscope - lames et lamelles - papier absorbant - un flacon d eau de mer (20 ml environ) - une petite pipette munie d un système d aspiration - inhibiteur de la production d TP (extrait d acide cyanhydrique) Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel - Réaliser la préparation microscopique d'un fragment de branchie de moule (prélevé selon le protocole ci-dessous) - Observer au microscope le mouvement ciliaire avant puis pendant l ajout de l'inhibiteur (selon le protocole ci-dessous) Protocole de dissection d un fragment de branchie d une moule Prélever un petit fragment du bord d'une branchie à l aide de ciseaux fins et d une pince fine. Placer le fragment entre lame et lamelle dans une goutte d'eau de mer. Protocole de diffusion de l'inhibiteur de production d'tp Utiliser la pipette pour prélever l inhibiteur. Sans modifier la position de la lame sur la platine du microscope, faire diffuser l inhibiteur en suivant le protocole schématisé ci-dessous. Légende : 1. Palpes labiaux et bouche 2. Pied musculeux 3. Filaments du byssus 4. Manteau 5. ranchies Les branchies sont bien visibles et de couleur marron-beige 6. Muscle adducteur postérieur L'acide cyanhydrique, est un "poison métabolique" qui bloque la chaîne respiratoire mitochondriale qui permet la production d'tp. En présence de ce poison, l TP ne peut donc pas être renouvelé.

4 Fiche barème d évaluation curseur oncevoir une stratégie pour résoudre une situation problème Niveau = Niveau auquel on ajoute toute anticipation du résultat "si le mouvement des cils vibratiles est une activité cellulaire consommant de l'énergie, le blocage de l'utilisation ou de la production d TP doit interrompre le battement des cils" Niveau = niveau auquel on ajoute - tout procédé qui empêchera l'utilisation ou la production d'tp par les cils Niveau : - idée de protocole d observation des cils vibratiles des branchies sans envisager le non battement des cils (absence d expérience témoin ou d une phase initiale de l expérience) Stratégie opérationnelle : Le candidat propose une stratégie de résolution rigoureuse, réalisable au laboratoire en accord avec le problème. Le candidat précise ce qu il s attend à obtenir. Stratégie presque opérationnelle : Le candidat propose une stratégie de résolution suffisamment rigoureuse qui répond au problème posé mais ne précise pas ce qu il s attend à obtenir. Stratégie peu opérationnelle : Le candidat propose une stratégie de résolution réalisable au laboratoire mais insuffisamment rigoureuse ou incomplète pour répondre au problème posé Non cohérent Stratégie non opérationnelle ou absente. D Gestion de l outil : - prélèvement réussi - préparation microscopique soignée - utilisation correcte du microscope - injection de l'inhibiteur sous la lamelle ide mineure : pour "débloquer" - remarques orales ou conseils - le rangement du poste de travail est comptabilisé comme une aide mineure ide majeure : - fiche procédure détaillée - l'examinateur réalise le geste à la place du candidat - l'examinateur intervient pour imposer au candidat les conditions de travail et les règles de sécurité Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Obtention de résultats exploitables : - Observation des mouvements des cils vibratiles et arrêt de ceux-ci ide mineure : remarques orales ou conseils ide majeure : l examinateur oriente le candidat vers le document-secours Le candidat met en œuvre le protocole de manière satisfaisante, seul ou avec une aide mineure (maitrise le matériel, respecte les consignes et gère correctement son poste de travail). Il obtient des résultats exploitables. Le candidat met en œuvre le protocole de manière satisfaisante mais avec des aides mineures répétées. Il obtient des résultats exploitables. Le candidat met en œuvre le protocole de manière correcte mais avec une aide majeure. Il obtient des résultats exploitables. Le candidat met en œuvre le protocole de manière approximative ou incomplète malgré toutes les aides apportées. Il n obtient pas de résultats exploitables. Un document de secours est indispensable. D

5 Respect des règles inhérentes au mode de communication choisi : Dessin, image numérique, schéma, tableau, diagramme Présenter les résultats pour les communiquer. Le candidat présente un résultat compréhensible, complet et exact, qui respecte les règles de communication. Exactitude et exhaustivité des éléments de commentaire associés : - indications sur le matériel utilisé (fragment de branchie et cils) - mouvements vibratiles des cils / absence de l'inhibiteur - absence de mouvements vibratiles des cils / présence de l'inhibiteur Le candidat présente un résultat compréhensible, complet et exact, mais qui ne respecte pas les règles de communication. Le candidat présente un résultat peu compréhensible et/ou incomplet et/ou inexact. Le candidat présente un résultat incompréhensible. D Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Niveau = niveau auquel on ajoute : - la respiration cellulaire produit de l TP dont l hydrolyse libère de l énergie utilisable par la cellule - le blocage de la chaine respiratoire par l acide cyanhydrique empêche la régénération de l TP donc son utilisation par les cils Niveau = niveau auquel on ajoute : - le candidat attribue l apport d énergie nécessaire au mouvement des cils à l TP sans expliciter le mécanisme Niveau : - le candidat ne dépasse pas le niveau du résultat et conclut sur le seul fait que l acide cyanhydrique bloque le mouvement des cils Le candidat utilise de manière satisfaisante (pertinente, complète, exacte et critique) les informations tirées des résultats obtenus pour apporter une réponse au problème posé. Le candidat exploite de façon satisfaisante les résultats mais ne répond pas au problème posé. Le candidat exploite les résultats de façon non satisfaisante qu'il y ait ou non référence au problème posé. Non cohérent Le candidat n'exploite pas les résultats de façon satisfaisante et ne répond pas au problème posé. D

6 Fiche laboratoire et évaluateur Prescriptions utorisations louse Gants Lunettes alculatrice Papier brouillon Oui, non fournie Oui Oui Non Fourni Données complémentaires pour l étape 2 : Matériel par poste : - Des moules vivantes à ouvrir pour le candidat (grosse moule d'espagne si possible) - cuvette à dissection - 1 pince fine, ciseaux fins, scalpel, gants - lames et lamelles, papier absorbant - une petite pipette munie d un système d aspiration - inhibiteur de la production d TP (Extrait d acide cyanhydrique) - flacon d eau de mer (20 ml environ) - 1 microscope - Éventuellement un matériel d'acquisition vidéo sur microscope À préparer au laboratoire : - Extrait d acide cyanhydrique (prévoir 15 à 20 ml) : il est préférable de le préparer peu de temps avant la manipulation Découper des feuilles de Laurier-erise (Prunus Lauro-erasus) en morceaux dans un mortier royer les feuilles dans un peu d eau de mer artificielle (quelques ml) Filtrer l extrait qui contient de l acide cyanhydrique libéré par hydrolyse et le broyage Répartir dans 10 tubes épendorfs pour les postes + tubes secours onserver au réfrigérateur jusqu'à utilisation. - Eau de mer artificielle : - hlorure de Sodium : 30 g - hlorure de Potassium : 0.8 g - Hydrogénocarbonate de Sodium : 0.5 g - Sulfate de Magnésium : 6.6 g - hlorure de alcium : 1.3 g - Eau distillée : 1000 ml ide majeure : - fiche protocole détaillée - si le candidat ne réussit pas la manipulation : vidéos de secours. es vidéos pourront être fournies au candidat qui aurait bien manipulé mais n aurait pas obtenu des résultats exploitables ; dans ce cas ne pas les comptabiliser comme aide majeure. la fin de l étape 2, l évaluateur doit s assurer que le candidat possède l ensemble des informations nécessaires pour les étapes suivantes.

7 Fiche protocole détaillé ide majeure 1. Prélevez un petit fragment du bord d'une branchie à l aide de ciseaux fins et d une pince fine Légende : 1. palpes labiaux et bouche 2. Pied musculeux 3. Filaments du byssus 4. Manteau 5. ranchies Les branchies sont bien visibles et de couleur marron-beige 6. Muscle adducteur postérieur 2. Placez le fragment entre lame et lamelle dans une goutte d'eau de mer 3. Observer les mouvements ciliaires au microscope 4. Faire diffuser l'inhibiteur de production d'tp selon le protocole suivant : Mettre des gants de protection. Utiliser le système d aspiration de la pipette pour prélever l inhibiteur. L inhibiteur étant toxique, n aspirer en aucun cas avec la bouche. Sans modifier la position de la lame sur la platine du microscope, faire diffuser l inhibiteur en suivant le protocole schématisé cidessous. 5. Observer immédiatement l'effet de l'inhibiteur, si possible pendant la diffusion.