Document 1 : la carotte sauvage à gauche et le panais à droite

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Robert Mercier
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1 Obligatoire THEME 2 Chapitre 1/ Fiche sujet candidat TP1 Comparaison des critères de sélection de la carotte et du panais Mise en situation et recherche à mener La carotte est une plante de la famille des Apiacées (Ombellifères) dont la forme sauvage (Daucus carota) est de petite taille avec une racine blanche assez massive (document 1). Les carottes sauvages ont des racines blanchâtres, ligneuses et filandreuses désagréables au goût. L Homme a ainsi cherché à domestiquer la carotte. La carotte cultivée présente en effet une coloration rouge et une racine plus épaisse. De manière empirique ou volontaire, l Homme a conservé au fil du temps les carottes produisant des pigments de couleur orange en quantité importante : les carotènes, et très peu ligneuses. Le panais est une autre racine (Panastica sativa) qui appartient aussi aux Apiacées, longtemps délaissé, on en retrouve actuellement dans nos marchés. On cherche à savoir si le panais possède les mêmes particularités aux échelles anatomique et moléculaire que celles observées chez la carotte orange domestiquée par nos ancêtres. Document 1 : la carotte sauvage à gauche et le panais à droite Ressources Matériel réel : carotte cultivée et panais Matériel envisageable : de laboratoire (verrerie, instruments ) d observation (microscope, loupe binoculaire ) de mesure et d expérimentation (balance, chaine ExAO ) informatique et d'acquisition numérique Document 2 : Coupes de carotte (à gauche sauvage, à droite cultivée) et chromatogramme de la carotte cultivée A gauche, si on coupe une carotte, on observe la structure classique d une racine, avec un cylindre central. La coloration carmin-vert d'iode n'étant pas spécifique, on peut dans certains cas, lui préférer des colorations plus spécifiques. On peut ainsi mettre en évidence la lignine par la couleur rouge. A droite, on peut mettre en évidence la présence de ces carotènes grâce à la technique de chromatographie.

Les carottes sauvages ont des racines blanchâtres, ligneuses et filandreuses désagréables au goût. L Homme a ainsi cherché à domestiquer la carotte.

2 Étape 1 : concevoir une stratégie pour résoudre un problème scientifique (durée max 10 min) 4pts Barême Proposer une démarche d investigation permettant de déterminer si le panais possède les mêmes particularités aux échelles anatomique et moléculaire que celles observées chez la carotte orange domestiquée par nos ancêtres. Appeler l examinateur pour vérifier la proposition et obtenir la suite du sujet. Votre proposition peut être écrite au brouillon et/ou énoncée oralement Liste des critères de réussite : Stratégie de résolution rigoureuse, réalisable au laboratoire en accord avec le problème. Le candidat précise ce qu il s attend à obtenir A(4) B(3) C(1) D(0) Étape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables 8pts Mettre en œuvre le protocole pour colorer les tissus et séparer les pigments du panais afin de déterminer si il possède les mêmes particularités aux échelles anatomique et moléculaire que celles observées chez la carotte orange. (fiche protocole)appeler l examinateur pour vérifier le résultat et éventuellement obtenir une aide. Demander la fiche réponse-candidat Liste des critères de réussite : Le candidat met en œuvre le protocole de manière satisfaisante, seul ou avec une seule aide mineure (maîtrise le matériel, respecte les consignes et gère correctement son poste de travail). Il obtient des résultats exploitables. Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer 5pts A(8) B(6) C(3) D(0) Présenter vos résultats sous forme d un schéma sur la fiche réponse candidat. Répondre sur la fiche-réponse candidat, appeler l'examinateur pour vérification de votre production. Liste des critères de réussite : Le candidat présente un résultat compréhensible, complet et exact, qui respecte les règles de communication. Ici celles du A(5) B(3) C(1) D(0) Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème posé 3pts Exploiter les résultats pour déterminer si ce panais possède les mêmes particularités aux échelles anatomique et moléculaire que celles observées chez la carotte orange domestiquée par nos ancêtres. Répondre sur la fiche-réponse candidat Liste des critères de réussite : Le candidat utilise de manière satisfaisante (pertinente, complète, exacte et critique) les informations tirées des résultats obtenus pour apporter une réponse au problème posé. A(3) B(2) C(1) D(0) Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel Fiche protocole Matériel à disposition : panais tranche de racine de carotte orange déjà colorée à la phloroglucine chlorhydrique Matériel pour chromatographie : - agitateur, - 1 bande de papier Wattman, - règle, - crayon à papier, - crayon à verre ou feutre effaçable, - chronomètre, - 1 éprouvette (ou équivalent), - 1 bouchon avec crochets de suspension, - 1 cache noir pouvant recouvrir l éprouvette, - solvant à chromatographie Protocole 1 de la chromatographie sur le panais: Avertissement : Préparer l éprouvette 5 minutes à l avance pour saturer son atmosphère en solvant Protocole de dépôt - Écraser directement une coupe transversale assez fine de racine de panais sur le papier Wattman avec un agitateur. - Répéter plusieurs fois l opération pour obtenir un dépôt bien concentré. Durée de la migration ascensionnelle : 20 à 30 minutes. Étant donnée la durée de la migration appeler l examinateur pour obtenir un résultat permettant de traiter l'étape 3 tout en terminant le protocole

Appeler l examinateur pour vérifier la proposition et obtenir la suite du sujet.

3 Matériel pour coloration : - lames de rasoir ou scalpel - solution de phloroglucine à 2% - Béchers de 50 ml ou coupelles profondes - pinces longues - lunettes, gants - solution d acide chlorhydrique Protocole 2 de coloration de la lignine : - Réaliser des coupes fines de panais d épaisseur d environ 2 mm. - Immerger ces coupes de racines 15 à 20 minutes dans la solution de phloroglucine - Les immerger 5 minutes dans l'acide chlorhydrique qui révèle la coloration rouge des tissus lignifiés. Appeler l examinateur pour vérifier Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Fiche réponse candidat Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

- Immerger ces coupes de racines 15 à 20 minutes dans la solution de phloroglucine - Les immerger 5 minutes dans l'acide chlorhydrique qui révèle la coloration rouge

4 Correction Etape 1 si présence de peu de lignine et beaucoup de carotène alors mêmes particularités sinon critères de sélection différents idée de mise en évidence spécifique de la lignine (coloration par exemple) de coupe de racine et des pigments de racine pour chacune des carottes (chromatographie par exemple) Etape 2 Etape 3 On constate la forte présence de pigments caroténoïdes (carotènes + xanthophylles) chez la carotte alors que chez le panais, dans un extrait très concentré, on obtient quelques traces de xanthophylles. Etape 4 Pas les mm critères de sélection que la carotte.

(chromatographie par exemple) Etape 2 Etape 3 On constate la forte présence de pigments caroténoïdes (carotènes + xanthophylles) chez la carotte

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