QUANTITE DE SUBSTRAT DISPONIBLE ET RESPIRATION CHEZ LA LEVURE

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1 Fiche sujet - élève Les levures sont des organismes unicellulaires hétérotrophes régénérant en milieu aérobie leur ATP par un métabolisme respiratoire. En absence prolongée de nutriment, le métabolisme respiratoire est réduit. On cherche à déterminer si la réduction du métabolisme respiratoire est réversible. Matériel : - un réacteur, une seringue de 1 ml, une pissette d eau, du papier absorbant, - une chaîne d acquisition ExAO comportant : une sonde à dioxygène, une interface, un ordinateur et un logiciel d acquisition des données, - une suspension de levures (10 g.l -1 dans de l eau du robinet) maintenue depuis plusieurs jours dans un milieu bien oxygéné sans nutriment, - une solution de glucose, - une imprimante. Activités et déroulement des activités Capacités et principaux critères d'évaluation Barème 1. Justifier l utilisation d une sonde à dioxygène et les conditions d expérience (avec ou sans glucose). (Répondre à la question 1 pendant les temps d'attente, après avoir pris connaissance du sujet). Adopter une démarche explicative 3 2. Réaliser le montage en suivant les consignes de la fiche technique. Appeler l examinateur pour faire contrôler le montage 3. Démarrer la mesure de la concentration en dioxygène dans la suspension de levures en respectant les conditions indiquées dans le protocole fourni 4. Ajuster l affichage de façon optimale, Appeler l'examinateur pour vérification puis imprimer (obtenir un résultat de secours en cas de besoin) 5. Titrer et légender le graphe obtenu ou le document de secours ; indiquer vos nom et prénom. Réaliser une manipulation d'après un protocole Utiliser une chaîne ExAO utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales adaptation de l échelle des axes aux phénomènes Adopter une démarche explicative À partir de l exploitation des résultats de l expérience, déterminer si la réduction du métabolisme respiratoire est ou non réversible. Justifier votre réponse. (Si vous avez dû travailler sur un document de secours, préciser les causes possibles de l échec de votre manipulation ). ( 2 )* * points de substitution et non bonus

2 Fiche technique élève MESURE DE L EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN DIOXYGENE DE LA SUSPENSION Verser le volume de suspension permettant de remplir l enceinte. Fermer l enceinte, vérifier l absence de bulle d air et la bonne position du capteur. Mettre en fonction l'agitateur. Préparer une seringue avec 0,5 ml de la solution de glucose Démarrer l enregistrement pour une durée totale de huit minutes : - mesurer pendant quatre minutes la consommation de O 2 de la suspension de levures - ce délai passé, ajouter dans le réacteur 0,5 ml de la solution de glucose - insérer un repère sur le graphe à l addition de la solution de glucose Vider et rincer le réacteur à la fin de l acquisition des données après vérification par l examinateur (cf. question 4). Ranger et nettoyer le poste de travail. Préparation de l'enceinte Le bioréacteur doit être rempli de suspension, fermé et sans bulle d air. L agitation est lancée à vitesse modérée. Capteurs La sonde à dioxygène doit être présente et plonger dans la suspension. Conditions de mesures Paramètres imposés : - temps de mesure, - indication graphique des conditions expérimentales et repère(s). A vérifier Présentation des résultats - adaptation des échelles des axes aux phénomènes.

3 Fiche réponse élève ETABLISSEMENT : Classe : Nom : Prénom : A rendre à l issue de l épreuve

4 Document de secours à compléter par le candidat Résultat obtenu en respectant le protocole de la fiche technique NOM :.. Prénom :. Document à titrer et légender et à rendre avec la fiche réponse élève

5 Capacités et exigences évaluées (en gras, évaluation pendant la séance) Fiche barème d'évaluation Nom des élèves 1. Adopter une démarche explicative le glucose est un métabolite (ou un nutriment) respiratoire des levures la sonde à dioxygène permet de suivre la consommation du dioxygène lors de la respiration 2. réalisation du montage selon les consignes (volume de suspension, bulles, capteur, fermeture) 3. Utiliser une chaîne ExAO - utilisation raisonnée du matériel - respect des conditions de mesure (moment et modalités d injection) Barème paillasse bien organisée et matériel rangé en fin de manipulation 4. Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales - utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel (paramétrage, adaptation de l'échelle des axes) - 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 l addition de glucose (nutriment) entraîne l augmentation de la consommation de dioxygène donc du métabolisme respiratoire. On en déduit que l absence de nutriment était à l origine du métabolisme réduit. 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

6 Fiche laboratoire Fiche à l usage du personnel 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 chaîne d acquisition ExAO comportant : une sonde à dioxygène, une interface, réacteur, un ordinateur et un logiciel de traitement des données avec éventuellement une fiche technique succincte rappelant les fonctions utiles du logiciel, une seringue de 1 ml, une suspension de levures (10 g.l -1 dans de l eau du robinet), maintenue depuis plusieurs jours dans un milieu bien oxygéné, en absence de nutriment, une solution de glucose (concentration à déterminer pour chaque laboratoire), une imprimante. A préparer : - faire jeûner les levures pendant 24 à 48 heures en les plaçant dans de l eau du robinet en aération avec un bulleur d aquarium ; - préparer les solutions de glucose et les maintenir au froid (tester plusieurs concentrations entre 0.5 et 2 g.l -1 avant de choisir) ; - 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 4, 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 6. Les 2 points prévus pour ce regard critique ne constituent pas un bonus : ils se substituent partiellement aux points «perdus» pour la manipulation.