Organisation fonctionnelle du vivant (CH2) 2nde TP/TD 4 : METABOLISME AU SEIN DU PLANT DE POMME DE TERRE Objectif : Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent son métabolisme. Compétences travaillées : Pratiquer des démarches scientifiques : exploiter des graphiques pour en tirer des conclusions On a vu que les cellules spécialisées n’expriment pas tout leur patrimoine génétique. Ces différences d'expression de gènes entre les cellules expliquent que les cellules ne font pas toutes les mêmes transformations chimiques : on parle alors de métabolisme spécifique. On cherche à identifier et à caractériser quelques réactions du métabolisme réalisées par le plant de pomme de terre. RESSOURCES Document 1 : Quelques réactions du métabolisme Le métabolisme correspond aux réactions chimiques réalisées dans une cellule qui lui permettent de fabriquer de l’énergie. Les cellules utilisent cette énergie pour leur croissance et leur reproduction. Document 2 : Echanges de matières au niveau des feuilles et des tubercules du plant de pomme de terre. Des fragments de feuilles ou de tubercule de plant de pomme de terre sont placés dans un dispositif ExAO (expérimentation assistée par ordinateur) permettant de mesurer, grâce à des sondes placées dans leur environnement, l’évolution des quantités de dioxygène (O2) et de dioxyde de carbone (CO2). Une expérience témoin a été réalisée en parallèle avec les autres expériences. Dispositif fermé avec fragments de feuilles ou de tubercule. Sondes à dioxygène et dioxyde de carbone 3.25 3 2.75 2.50 2.25 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00 Doc 2a : résultats d'ExaO obtenus avec les fragments de tubercule A noter : le pH est inversement proportionnel à la quantité de CO 2 : en effet CO2 + H2O = H+ + HCO3Donc dans un milieu, plus le pH est acide, plus il y a de CO2. Doc 2b : résultats d'ExaO obtenus avec les fragments de feuille dans différentes conditions expérimentales Doc 2c : Les mesures effectuées avec l'ExaO pour le témoin (sans feuille ni tubercule) montre un taux constant des gaz (dioxygène et dioxyde de carbone) tout au long de l’expérience. Document 3 : On prélève des cellules de feuille du plant de pomme de terre et on analyse l’évolution de la teneur en glucides au sein des cellules de feuilles. A noter : MS = matière sèche, c'est-à-dire ne prenant pas en compte la quantité d’eau. Consignes : 1° Exploiter les données de chaque graphique (aide : coup de pouce 1) afin de caractériser : - l’évolution de la teneur en CO2 et O2 dans l’environnement des cellules de tubercule (document 2a/2c) l’évolution de la teneur en CO2 et O2 à la lumière, puis à l’obscurité, dans l’environnement des cellules de feuilles (document 2b/2c) l’évolution de la teneur en glucides au sein des cellules de feuilles à la lumière et à l’obscurité (doc 3). 2° En déduire (au brouillon ou mentalement) les échanges réalisés entre la plante et son environnement (aide : coup de pouce 2) afin de réaliser 3 schémas (1° feuille à la lumière ; 2° feuille à l’obscurité ; 3° tubercule) des échanges réalisés entre l’organe et son environnement. 3° A l’aide du document 1, indiquer la réaction métabolique associée à chaque schéma. 4° Pour conclure : réaliser un schéma fonctionnel permettant d’expliquer d’où proviennent et comment sont fabriqués et transportés les glucides présents dans le tubercule de pomme de terre à l’aide des ressources des pages 50-51 du Nathan. Coup de pouce 1 analyse graphique Etude graphique à mener Repérer les maxima et minima du graphique puis évaluer le nombre de parties que comporte le graphique. Pour chaque partie, étudier la variation en ordonnée (préciser comment la variable augmente, diminue ou reste constante) quand la valeur en abscisse augmente. Donner une appréciation quantitative de cette variation en citant des valeurs chiffrées : d'abord, celles de départ, puis les maxima et minima atteints dans chaque partie du graphique et, s'il y a stabilisation du phénomène, les valeurs des abscisses et des ordonnées pour lesquelles cela se produit. Critères évalués Description de l'évolution du phénomène : augmente, diminue ou reste constante. Quantification des variations (valeurs chiffrées) Coup de pouce 2 pour interpréter les résultats : On observe....or on sait....donc on en déduit.... S’interroger sur l’interprétation de la variation d’un paramètre Constat/observation : Augmentation / diminution du paramètre mesuré dans le milieu environnant ou dans la cellule ? Interprétation : Rejet dans le milieu, absorption/prélèvement depuis le milieu vers la cellule, synthèse dans la cellule ou exportation/utilisation au sein de la cellule. Compétences travaillées dans le TD/TP4 Compétence évaluée : Pratiquer des démarches Exploiter des graphiques pour en tirer des conclusions Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4 L’élève ne sait pas L’élève sait L’élève sait L’élève sait exploiter un graphique partiellement exploiter correctement exploiter correctement exploiter Les échanges réalisés un graphique et en un graphique et mais un graphique et en par les cellules ne sont déduit partiellement ne sait pas en déduit les réactions pas correctement mis les échanges réalisés déduire les réactions de métabolisme en évidence. par les cellules lors de de métabolisme réalisées par les leur métabolisme. réalisées par les cellules de feuille et de cellules de feuille et de racine racine Ou inversement.
