Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée maximale : 10 minutes)

Transcription

1 Fiche sujet candidat (1/2 Mise en situation et recherche à mener Elysia chlorotica est une petite limace de mer capable de vivre 9 mois sans se nourrir en pratiquant la photosynthèse à partir de chloroplastes provenant de la digestion de l algue verte Vaucheria litorea. Elysia doit, cependant, renouveler la chlorophylle de ses chloroplastes. On cherche à valider que ce renouvellement est possible grâce à l acquisition du gène pbso dans son génome. Ressources Elysia chlorotica : une limace de mer Lors des 3 premières semaines de sa vie Elysia chlorotica se nourrit des algues chlorophylliennes Vaucheria litorea en perforant leurs cellules. Au lieu de digérer tout ce contenu, elle retient les chloroplastes en les stockant dans ses propres cellules. Plus Elysia chlorotica aura conservé de chloroplastes, plus elle sera verte à cause de la présence de chlorophylle. Le gène pbso est présent dans l ADN nucléaire de toutes les algues chlorophylliennes. Il est absent dans celui des cellules animales. Les chloroplastes sont des organites dont le contenu (en particulier la chlorophylle) doit être continuellement renouvelé pour être fonctionnels. - 2 souches d algues vertes : une souche photosynthétique et une souche mutante incolore, incapable de renouveler sa chlorophylle. - Les séquences nucléiques ou protéiques des espèces concernées Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée maximale : 10 minutes) Proposer une stratégie de résolution réaliste permettant de valider que le renouvellement de la chlorophylle est possible grâce à l acquisition du gène pbso dans le génome d Elysia chlorotica. Appeler l examinateur pour présenter oralement votre proposition et obtenir la suite du sujet.

2 Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Fiche sujet candidat (2/2 Mettre en œuvre le protocole d observation de différentes souches d algues vertes et de comparaison des séquences du gène pbso chez différentes espèces pour valider que le renouvellement de la chlorophylle est possible grâce à l acquisition du gène pbso dans le génome d Elysia chlorotica. Appeler l examinateur pour vérifier le résultat et éventuellement obtenir une aide. Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Sous la forme de votre choix présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la résolution du problème. 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 valider que le renouvellement de la chlorophylle est possible grâce à l acquisition du gène pbso dans le génome d Elysia chlorotica. Répondre sur la fiche-réponse candidat.

3 Matériel : - souche d algues (euglènes) photosynthétiques - souche d algues (euglènes) non photosynthétiques - 2 microscopes - Lames - marqueur - 2 pipettes - 2 cure-dents - Protosol (liquide permettant de ralentir le déplacement des euglènes) - papier filtre Fiche - protocole - candida Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel Afin de valider que le renouvellement de la chlorophylle est possible grâce à l acquisition du gène pbso dans le génome d Elysia chlorotica. vérifier que le renouvellement de la chlorophylle chez une algue dépend du gène pbso - Réaliser une préparation microscopique de chacune des souches d euglènes proposées (une goutte de protosol pour une goutte de suspension d euglène, homogénéisées avec un cure-dents) - Attendre 1 minute avant l observation Appeler l examinateur pour vérifier les résultats - ordinateur - logiciel de traitement des données moléculaires et sa fiche des fonctionnalités usuelles - fichier «euglene.edi» contenant les séquences du gène pbso chez les deux souches d euglènes - fichier «elysia_chloro.edi» contenant les séquences du gène pbso chez Elysia et l algue Vaucheria - emplacement des fichiers :. - Procéder, à un traitement approprié des séquences du gène pbso chez les euglènes. Appeler l examinateur pour vérifier les résultats vérifier que la capacité photosynthétique de la limace Elysia est le résultat de l acquisition du gène pbso : - Procéder, à un traitement approprié des séquences du gène pbso chez Elysia et l algue Vaucheria. Appeler l examinateur pour vérifier les résultats

4 Blouse Gants Lunettes Calculatrice Oui, non fournie Non Non Non Fiche laboratoire et évaluateur 1/2 Données complémentaires pour l étape 2 : A prévoir : - commander à l avance une souche d euglènes photosynthétiques et une souche d euglènes non photosynthétiques (Sordalab) et liquide protosol - copier dans un dossier avant l épreuve les fichiers euglene.edi et elysia_chloro.edi - une fiche réponse-candidat papier ou numérique : avant l épreuve, créer un dossier et y copier une fiche réponse-candidat numérique vierge. Ce dossier devra être vidé à l issue de l évaluation - préparer un dossier secours contenant les fichiers images qui ne seront donnés qu en cas de besoin à l étape 4 - préparer une observation préalablement réglée sur le microscope de secours Matériel par poste : - souche d algues (euglènes) photosynthétiques - souche d algues (euglènes) non photosynthétiques - 2 microscopes - Lames - marqueur - 2 pipettes - 2 cure-dents - Protosol (liquide permettant de ralentir le déplacement des euglènes) - papier filtre - ordinateur - logiciel de traitement des données moléculaires et sa fiche des fonctionnalités usuelles - fichier «euglene.edi»contenant les séquences du gène pbso chez les deux souches d euglènes - fichier «elysia_chloro.edi» contenant les séquences du gène pbso chez Elysia et l algue Vaucheria - logiciel de traitement des données moléculaires connu du candidat et sa fiche des fonctionnalités usuelles

5 Fiche laboratoire et évaluateur 2/2 Fichiers annexes : à télécharger sur le site : : - ʺFT_microscopeʺ - ʺFT acquisition d image numériqueʺ adaptée au matériel d acquisition d image de microscopie, librement utilisable par le candidat - ʺFT_anagene_comparaisonʺ ou ʺ FT_GenieGenʺ (compatible avec le logiciel et éventuellement sa version) Fournis dans le dossier du sujet : - Fichier ʺeuglene.ediʺ contenant les séquences à traiter - Fichier ʺelysia_chloro.ediʺ contenant les séquences à traiter - ʺimage_algue_chlorophyllienne.jpgʺ - ʺimage_algue_nonchlorophyllienne.jpgʺ Ne pas oublier : - - d indiquer au candidat si l imprimante est en noir et blanc ou en couleur s il souhaite imprimer sa production de renseigner l emplacement des fichiers de molécules dans la fiche-protocole - candidat Aides majeures : - Le candidat a besoin de la fiche procédure détaillée pour réaliser la préparation microscopique et le traitement des séquences - L'examinateur réalise le geste à la place du candidat : centrage sur une cellule d euglène, comparaison séquences, avec Vaucheria en référence du fichier Elysia_chlorotica.edi, - L'examinateur intervient pour imposer au candidat les conditions de travail et les règles de sécurité A la fin de l étape 2, l évaluateur doit s assurer que le candidat possède l ensemble des informations nécessaires pour les étapes suivantes.

6 Afin de montrer l absence de chlorophylle dans la souche mutante Réalisation de la préparation - déposer une goutte de suspension d algues photosynthétiques - placer la goutte au centre de la lame - déposer une goutte de la solution de Protosol - homogénéiser avec un cure-dent - attendre 1 minute que les algues ralentissent leur mouvement. Procédure détaillée (Aide majeure) (1/3 Recommencer la manipulation avec la suspension d algues non photosynthétiques % Procédure détaillée (Aide majeure) (2/3 Afin de valider que le renouvellement de la chlorophylle dépend du gène pbso Procédure détaillée pour comparer les molécules (étape 2) pour Anagène 2 - Ouvrir les séquences du fichier euglene.edi enregistré dans le dossier [...] - Traiter les séquences par comparaison avec discontinuité - Obtenir les informations sur la ligne pointée ou sur la sélection. Lorsqu on choisit la comparaison simple, les informations données sont exprimées en pourcentages de différences alors que si la comparaison a été faite par alignements avec discontinuités, ce sont les pourcentages d identités qui sont donnés. Procédure détaillée pour comparer les molécules (étape 2) pour GENIEGEN - Ouvrir les séquences du fichier euglene.edi enregistré dans le dossier [...] - Afficher une comparaison des séquences - Obtenir les informations sur les séquences comparées

7 Procédure détaillée (Aide majeure) (3/3 Afin de vérifier que la capacité photosynthétique de la limace Elysia est le résultat de l acquisition du gène : Procédure détaillée pour comparer les molécules (étape 2) pour Anagène 2 - Ouvrir les séquences du fichier elysia_chloro.edi enregistré dans le dossier [...] - Traiter les séquences par comparaison avec discontinuité pbso Vaucheria/ pbso Elysia - Obtenir les informations sur la ligne pointée ou sur la sélection. Lorsqu on choisit la comparaison simple, les informations données sont exprimées en pourcentages de différences alors que si la comparaison a été faite par alignements avec discontinuités, ce sont les pourcentages d identités qui sont donnés. Procédure détaillée pour comparer les molécules (étape 2) pour GENIEGEN - Ouvrir les séquences du fichier elysia_chloro.edi enregistré dans le dossier [...] - Réaliser un alignement multiple des séquences pbso Vaucheria/ pbso Elysia - Obtenir les informations sur les séquences alignées avec les choix techniques : - Tenir compte des trous - Calcul par rapport à la longueur totale de la séquence