UTILISATION D UN COMPOSE ORGANIQUE ET RESPIRATION CELLULAIRE (LEVURES)

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1 Fiche sujet - élève On sait que la respiration d un organisme se manifeste par une consommation de dioxygène et par un dégagement de dioxyde de carbone. On cherche à montrer que le glucose est un métabolite respiratoire. Matériel : une chaîne d acquisition ExAO comportant une sonde à dioxygène et une enceinte, un logiciel d acquisition, une première suspension de levures (10 g.l -1 ) dans de l eau du robinet oxygénée durant 24h à 48 heures (levures «affamées» qui ont perdu la quasi-totalité de leurs réserves glucidiques), une deuxième suspension de levures (10 g.l-1) dans de l eau du robinet venant d être préparée, une solution de glucose à 20 g.l -1, une seringue de 1 ml. Activités et déroulement des activités Capacités et principaux critères d'évaluation Barème 1- Concevoir le principe du protocole expérimental permettant de montrer que le glucose est un métabolite respiratoire. Justifier le choix de la suspension à utiliser (fiche réponse élève n 1) Appeler l examinateur pour échanger votre propre protocole contre le protocole de la manipulation. Adopter une démarche explicative 3 2- Réaliser le montage en suivant le protocole. 3- Lancer l enregistrement en respectant le protocole. Appeler l'examinateur pour vérification puis imprimer (obtenir un document de secours en cas de besoin). Réaliser une manipulation d après un protocole Utiliser une chaîne EXAO utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel Titrer et légender le graphique (obtenu par impression ou sur le document de secours) ; indiquer votre nom et prénom. 5- A partir de l'exploitation des résultats expérimentaux, déterminer si le glucose est un métabolite respiratoire. Justifier la réponse (fiche réponse élève n 2). Si vous avez dû travailler sur un document de secours, préciser les causes possibles de l échec de votre manipulation. Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales adaptation de l échelle des axes aux phénomènes Adopter une démarche explicative (2)* * points de substitution et non bonus 4 2

2 Fiche document élève 1/2 PROTOCOLE Réalisation du montage : 1. installer la sonde à dioxygène dans l enceinte de mesure ; 2. verser à l aide d une pipette graduée, 6 ml ou 13 ml de la suspension de levures «affamées» dans l enceinte selon sa capacité et mettre l'agitateur en marche ; 3. éviter de piéger des bulles d air ; 4. préparer une seringue avec 0,5 ml de la solution de glucose. Appeler l examinateur pour faire contrôler la qualité du montage. Acquisition des mesures : 5. démarrer l acquisition des données par le logiciel (partie "Concentration d'oxygène") pour une durée totale de 10 minutes ; 6. à t = 2 minutes, ajouter dans le réacteur, 0,2 ml de la solution de glucose (penser à mettre un repère sur le tracé) ; 7. poursuivre l enregistrement durant le temps restant. Résultats : 8. présenter les résultats de façon optimale en jouant sur les fonctionnalités du logiciel.

3 Fiche document élève 2/2 Préparation de l enceinte de mesure L enceinte doit être remplie de suspension, fermée et sans bulle d air. L agitation est lancée à vitesse modérée. Capteur Le capteur nécessaire doit être présent et il doit plonger dans la suspension. Penser à vérifier Conditions de mesures Paramètres : - temps de mesure, - indication graphique des conditions expérimentales et de leurs variations. Présentation des résultats Adaptation des échelles des axes aux phénomènes.

4 Fiche document de secours Titre : Résultat obtenu en respectant le protocole de la fiche technique. NOM : Prénom :.. Document à titrer et légender, puis à rendre avec la fiche réponse élève

5 Fiche réponse élève (1) ETABLISSEMENT : Classe : Nom : Prénom : PRINCIPE DU PROTOCOLE Critères de réussite Identifier le paramètre observable (ordonnée) et le paramètre suivi (abscisse) Faire un choix raisonné du matériel et des produits Etablir les étapes d'une procédure, en ne faisant varier qu'un seul facteur Envisager un témoin A rendre à l issue de la première question

6 Fiche réponse élève (2) ETABLISSEMENT : Classe : Nom : Prénom : A rendre à l issue de l épreuve

7 Fiche barème d évaluation Nom des élèves Capacités et exigences évaluées (en gras, évaluation pendant la séance) 1. Conception du protocole (admettre texte ou schéma) identification du paramètre observable (dioxygène) et du paramètre suivi (temps) choix raisonné du matériel et des produits (utilisation de la suspension de levures «affamées») établissement des étapes d'une procédure, en ne faisant varier qu'un seul facteur (glucose) témoin envisagé (absence de glucose puis injection ou deux enregistrements successifs) Utiliser une chaîne ExAO et utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel Réalisation du montage : - respect des différentes étapes du protocole (remplissage de l enceinte, mise en fonction l'agitateur, mise en place de la sonde). Acquisition des mesures : - respect du délai, injection du glucose, mise en place du repère ; - gestion maîtrisée des fonctionnalités du logiciel dont la fonction d impression ; Barème paillasse bien organisée en fin de manipulation et matériel prêt à une nouvelle utilisation. 4. Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales - adaptation de l'échelle des axes aux phénomènes - utilisation de la fonction d impression - titre (la formulation y = f(x) est attendue) et légende (moment de l injection de glucose) 5. Adopter une démarche explicative La rupture de pente correspond à une utilisation plus importante du dioxygène par les levures, interprétée 2 comme une utilisation, par respiration, du glucose injecté. Le glucose est donc bien un métabolite respiratoire. Si utilisation de document de secours : identification de causes possibles de l échec de la manipulation ou de l impression, cohérentes avec la vérification faite par l évaluateur lors de l épreuve. (2)* Note /20 * points de substitution et non bonus : cf. remarque sur fiche laboratoire

8 Fiche de laboratoire Remarque : des différences existant entre les dispositifs et logiciels des divers constructeurs, il est peut-être nécessaire d'adapter la fiche protocole au matériel disponible au laboratoire. Il est rappelé que toute modification doit recevoir l accord de l IA-IPR. Matériel nécessaire par poste : - une enceinte, - une chaîne d acquisition ExAO comportant : une sonde à dioxygène, une interface, un ordinateur et un logiciel de traitement des données : la sonde est étalonnée, - une suspension de levures (10 g.l -1 dans de l eau du robinet) préparée 24 à 48 heures avant la date d utilisation et constamment oxygénée avec un aérateur d aquarium, - une suspension de levures venant d être réalisée, - une solution de glucose à 20 g.l -1. A préparer : - faire jeûner les levures pendant 24 à 48 heures en les plaçant en aération avec un bulleur d aquarium ; - préparer les solutions et les maintenir au froid ; - étalonner la sonde à dioxygène. Vérifier : - le bon fonctionnement du PC et du système ExAO, - la remise en état du poste de travail avant chaque candidat. A l attention de l évaluateur A la vérification de l étape 3, si une courbe d enregistrement n est pas obtenue, fournir le document de secours pour permettre à l élève de poursuivre. Les points correspondant aux items réussis avant et après la difficulté rencontrée sont bien entendu attribués. Repérer les causes possibles de l échec de la manipulation (ou de l impression) pour les confronter aux explications du candidat dans l item 5. Les 2 points prévus pour ce regard critique ne constituent pas un bonus : ils se substituent partiellement aux points «perdus» pour la manipulation.