la terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant

Secondes Thème : La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée

Séance n°5: Fonctionnement des cellules

2012 – 12 Mme Charles - Lycée Clémence Royer - Fonsorbes

PRÉREQUIS: On peut établir des liens de parenté plus ou moins étroits

entre cellules suivant le contenu cellulaire.

PROBLÈMATIQUE OBJECTIFS COGNITIFS VOCABULAIRE

Quels sont les facteurs qui conditionnent le

métabolisme cellulaire ?

La cellule est le siège de réaction

chimique du métabolisme.

Métabolisme, autotrophe,

hétérotrophe.

Matériel nécessaire: Matériel d’EXAO, une sonde à O2, un ordinateur, un végétal chlorophyllien, une suspension de levure, une lampe.

CAPACITÉS ACTIVITÉS ET CONDITIONS DES ACTIVITÉS DU TP EXIGENCES Réalisation d’une activité pratique : Grâce à la réalisation d’une expérience, on cherche à mesurer l’évolution de la concentration en O2 dans le milieu de vie d’un organisme au cours du temps et en fonction des conditions de vie. Réaliser Respecter

1. Rechercher un protocole qui permette de montrer qu’un végétal chlorophyllien possède deux types de métabolisme suivant les conditions d’éclairement.

2. Formuler une hypothèse afin de répondre au problème posé.

3. Mesurer expérimentalement l'évolution de la concentration de dioxygène dissous pour les 2 cas proposés.

4. Utiliser les fonctionnalités du logiciel pour compléter le graphique.

5. Interpréter les résultats obtenus et tester votre hypothèse.

Réaliser un schéma légendé et titré. L’hypothèse suit les codes d’écriture (je suppose que …). Suivre le protocole proposé. Suivre la fiche de méthode « construire un graphique ». Préciser la nature du métabolisme correspondant à chaque condition d’éclairement.

Réalisation d’une activité pratique : Grâce à l’exploitation de documents, on cherche à mesurer l’évolution de la concentration en O2 dans le milieu de vie d’un organisme au cours du temps et en fonction du patrimoine génétique.

Recenser, extraire et organiser des informations

6. Rechercher un protocole qui permette de montrer une modification du métabolisme chez différentes souches de levures.

7. Formuler une hypothèse afin de répondre au problème posé.

8. Interpréter les résultats du document 1 p 38 et tester votre hypothèse.

9. Déterminer les organites à l’origine de chacun des métabolismes

réaliser un schéma légendé et titré. L’hypothèse suit les codes d’écriture. préciser la nature du métabolisme des différentes souches de levures. comparer le contenu cellulaire des levures et des cellules chlorophylliennes dans un tableau à double entrée.

Électronographie de levures

(MET x 14 000)

N : noyau

M : mitochondrie




Critères de réussite pour les manipulations

(mettre une croix dans la case correspondante)

évaluation

formative

Je recherche les conditions nécessaires au développement d’un végétal chlorophyllien

Dans mon schéma, j’ai pensé aux témoins positif ou négatif de mon expérience essentiels pour

comparer les résultats de l’expérience

J’ai représenté 2 conditions environnementales sur mon schéma

J’ai légendé et donné un titre à mon schéma

Mon hypothèse commence par « je pense que/ Je suppose que/ ou verbe au conditionnel »

J'organise correctement ma paillasse

J'ai suivi pas à pas les consignes du protocole expérimental (partie commune)

J'ai correctement utilisé les fonctionnalités du logiciel

J'ai suivi pas à pas les consignes du protocole expérimental (protocole élodée ou levure)

J'ai correctement utilisé les fonctionnalités du logiciel

J’ai construit deux courbes sur l’écran

Je choisis une échelle adaptée permettant une vision des courbes sur toute la page

Je vérifie que l'axe des abscisses et l'axe des ordonnées portent le nom du paramètre mesuré et

son unité entre parenthèses

J'ai suivi pas à pas les consignes du protocole expérimental (Partie impression)

Je donne un titre souligné commun aux courbes

Je légende chaque courbe

J'ai correctement utilisé les fonctionnalités des logiciels

J'ai décrit et interprété les courbes en suivant les critères de la fiche méthode « description des

courbes »

J'ai précisé que mon graphique est réalisé à partir d'un modèle expérimental

Je déduis la nature du métabolisme (autotrophe ou hétérotrophe) pour chacune des 2 conditions

J'éprouve mon hypothèse

Total de l'auto- évaluation (faire la somme des croix de chaque colonne)

Multiplier le résultat précédent par : 0 pour la colonne ; 0,5 pour la colonne

1 pour la colonne

Note finale (addition des 3 valeurs précédentes)

La capacité réaliser est :

- non acquise si la somme est comprise entre 0 est 10 (case à colorier en rouge)

- en cours d'acquisition si la somme est comprise entre 11 et 16 (cas e à colorier en orange)

- acquise si la somme est comprise entre 17 et 20 (cas à colorier en vert)




Critères de réussite pour la réalisation des expériences


évaluation

formative

Je porte une blouse fermée

J'organise mon plan de travail correctement (pas de sac ni vêtement sur la paillasse, espace

libre pour l'expérience.

Je respecte les consignes de sécurité (port de gants/lunettes si précisé dans le protocole)

En fin d'expérience, je jette le matériel qui peut être jeté dans la poubelle et je vide l’enceinte

du bioréacteur dans les béchers (évier au fond de la salle), je rince le matériel et le range dans

la boite bleue.

Je nettoie ma paillasse



1 pour la colonne


La capacité respecter est :




Critères de réussite pour l’analyse de documents


évaluation

formative

Je recherche les conditions nécessaires au développement des levures

Dans mon schéma, j’ai pensé aux témoins positif ou négatif de mon expérience essentiels pour

comparer les résultats de l’expérience

J’ai représenté 2 types de souches de levures

J’ai légendé et donné un titre à mon schéma

Mon hypothèse commence par « je pense que/ Je suppose que/ ou verbe au conditionnel »

Je cite la source du document

J'ai décrit et interprété les courbes en suivant les critères de la fiche méthode « description des

courbes »

J'ai précisé que mon graphique est réalisé à partir d'un modèle expérimental

Je déduis la nature du métabolisme (autotrophe ou hétérotrophe) pour chacun des cas

J'éprouve mon hypothèse

J’associe l’organite à son métabolisme



1 pour la colonne


La capacité s'informer est :







Ebauche de correction : Interpréter les résultats obtenus et tester votre hypothèse (Expériences élodée).

Expérience montrant les besoins des élodées en fonction du temps

Présentation : Il s’agit d’un graphique nous donnant la variation de la concentration en dioxygène et en dioxyde de carbone

dans l’enceinte contenant des élodées en fonction du temps.

y = paramètre mesuré ici la concentration en dioxygène et en dioxyde de carbone,

x = paramètre variable, ici le temps

Observation 1:

Entre 5 et 15 minutes, en présence de lumière et de d’hydrogénocarbonate: On observe une diminution du taux de C02 (150

micromoles / L à 50 micromoles / L) et une augmentation du taux de O2 (250 micromoles / L à 350 micromoles / L) dans

l’enceinte contenant des élodées.

Interprétation 1:

Nous pouvons en déduire que la baisse du CO2 est due à une consommation du CO2 par les élodées (l’hydrogénocarbonate

est un stimulateur : c’est du CO2 dissous.

A l’inverse, l’augmentation de la teneur en O2 dans l’enceinte est signe de sa production par les élodées.

Conclusion 1:

Les élodées ont réalisée la photosynthèse à la lumière.

Cette réaction du métabolisme nécessite des organites particuliers : les chloroplastes.

Injection

d’hydrogénocarbonate Injection

d’hydrogénocarbonate




Observation 2:

Entre 15 et 20 minutes, en absence de lumière et mais avec de l’hydrogénocarbonate: On observe une diminution du taux

de O2 (350 micromoles / L à 300 micromoles / L) et une augmentation du taux de C02 (50 micromoles / L à 75 micromoles /

L) dans l’enceinte contenant des élodées.

Interprétation 2:

Nous pouvons en déduire que la baisse du O2 est due à une consommation du O2 par les élodées (l’hydrogénocarbonate est

un stimulateur : c’est du CO2 dissous.

A l’inverse, l’augmentation de la teneur en CO2 dans l’enceinte est signe de sa production par les élodées.

Conclusion 2:

Les élodées ont réalisée la respiration à l’obscurité.

Cette réaction du métabolisme nécessite des organites particuliers : les mitochondries.




Ebauche de correction : Interpréter les résultats obtenus et tester votre hypothèse (Expériences levures).

Variation des taux de dioxygène et de dioxyde de carbone dans l’enceinte des levures en fonction du temps

Présentation : Il s’agit d’un graphique nous donnant la variation de la concentration en dioxygène et en dioxyde de carbone

dans l’enceinte contenant des levures en fonction du temps

y = paramètre mesuré ici la concentration en dioxygène et en dioxyde de carbone,


Observation :

Pendant les 5 premières minutes : On observe un taux quasi-constant de O2 (11mg/L) et de C02 (6.8 UA) dans l’enceinte

contenant des levures.

Après injection du glucose, on remarque une baisse du taux de O2 (qui passe de 11 à 2 mg/L en 15 minutes) et une augmentation

du taux de CO2 (qui passe de 6.5 à 10 UA en 15 minutes).

Interprétation :

Nous pouvons en déduire que la baisse du O2 est due à une consommation de O2 par les levures, consommation possible que si

les levures disposent également de glucose.

À l’inverse, l’augmentation de la teneur en CO2 dans l’enceinte est signe de sa production par les levures.

Conclusion :

Les levures réalisent la respiration cellulaire.

Cette réaction du métabolisme nécessite des organites particuliers : les mitochondries.




Ebauche de correction : Interpréter les résultats du document 1 p 38 et tester votre hypothèse. Présentation : Il s’agit d’un graphique nous donnant la variation de la concentration en dioxygène dans l’enceinte contenant des

levures en fonction du temps

y = paramètre mesuré ici la concentration en dioxygène,


Observation :

Le milieu A est le témoin négatif.

Le milieu B est le témoin positif.

Après injection du glucose, on remarque une baisse du taux de O2 (qui passe de 5 à 0 mg/L en 5 minutes).

Le milieu C est le milieu testé.

Même après injection du glucose, on remarque une stagnation du taux de O2 (environ 5 mg/L en 5 minutes).

Interprétation :

Dans le milieu B, nous pouvons en déduire que la baisse du O2 est due à une consommation de O2 par les levures, consommation

possible que si les levures disposent également du saccharose.

Dans le milieu C, nous pouvons en déduire les levures ne consomment pas de O2 même avec du saccharose.

Conclusion :

Les levures du milieu B réalisent la respiration cellulaire.

Les levures du milieu C ne réalisent pas la respiration cellulaire. La mutation empêche les levures d’utiliser le saccharose.

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