Triple programmation TS spé

TS SPÉ SVT – THEME 1 : LA TERRE DANS L'UNIVERS, LA VIE ET L'ÉVOLUTION DU VIVANT - ÉNERGIE ET CELLULE VIVANTE
Séances
Activités
Savoirs
Capacités
Informer
Réaliser
Raisonner
Communiquer
Obs
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Gra
Introduction : site nutriset et aliment plumpy nut à base d’arachide pour lutter contre
la malnutrition dans les pays en famine + carte mondiale de la culture d’arachide.
C’est un aliment thérapeutique à base d’arachide. La société qui le produit a choisi de
favoriser la culture de l’arachide et sa transformation sur place, dans les pays
producteurs.
PBT : Comment cultiver l’arachide de manière efficace pour nourrir l’humanité ? Quels
sont les besoins de cette plante pour produire de la matière et de l’énergie ?
Comment sont utilisées matière et énergie dans la cellule animale ?
Livre : le Prat
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese/index.html (TP1 ; TP2 ; TP3)
http://back.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/applic/spectre_act/spectre_act.htm (TP3)
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/14-ATP.htm et
http://www.pedagogie.ac-
nantes.fr/1171193576078/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160067860062 (TP5)
http://www.svt.ac-aix-marseille.fr/pourspip/tpmitoch/index.htm et http://www.pedagogie.ac-
nantes.fr/1171186071109/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160731039203 (TP8)
http://www.didier-pol.net/2conv-en.htm (TP9)
CHAPITRE 1 : LA PRODUCTION D’ENERGIE ET DE MATIERE DANS LA CELLULE
VEGETALE
1
TP1 : mise en évidence de la
photosynthèse dans la plante –
expérience historique
plante/bougie/lampe ; tube retourné
et dégazage O2 avec lampe (test à
l’allumette) dans des solutions d’eau
distillée/robinet/dihydrogénocarbonat
e de sodium : éventuellement Exao
pour mesure directe du CO2 et de l’O2
Pour réaliser la photosynthèse, la plante a
besoin de lumière, de CO2 et elle libère de
l’O2.
Equation bilan à ce niveau de recherche :
2
TP2 : localisation des structures
impliquées – géranium ou pélargonium
et coloration de l’amidon dans les
parties vertes de la plante ;
observation et marquage des
chloroplastes ; microscopie
électronique et ultrastructure des
chloroplastes (thylakoïdes)
La photosynthèse se réalise au niveau des
parties vertes de la plante, qui contiennent
des chloroplastes. Les chloroplastes
transforment l’énergie lumineuse en matière
(amidon). Le chloroplaste est formé d’un
stroma dans lequel baignent les thylakoïdes.
3
TP3 : absorption lumineuse pour la
photosynthèse – photosynthèse selon
les filtres de couleurs sur plante
entière ; extraction des pigments d’une
feuille ; séparation par
chromatographie ; spectre
d’absorption des pigments ; structure
des photosystèmes
La lumière est captée à la surface des
thylakoïdes par des pigments
photosynthétiques. Ces pigments captent une
longueur d’onde spécifique. Ils sont organisés
en photosystèmes.
Le DM montre l’existence de 2 phases dans la

DM Expériences historiques de Ruben,
Kamen (O2) et Emerson, Arnold (CO2)
photosynthèse. C’est une réaction
d’oxydoréduction.
4
TP4 : la première phase de la
photosynthèse – expérience de Hill et
fonctionnement d’un photosystème
(dissociation de l’eau pour former l’O2,
potentiels rédox) ; production RH2
La 1ère phase nécessite de la lumière pour
produire des molécules : c’est la phase
photochimique.
Cette phase produit de l’ATP et du RH2, et
libère de l’O2.
5
TP5 : la production d’énergie dans la
1ère phase – découverte de l’ATP par
Karl Lohmann en 1929, Rastop
structure ATP, expériences de
Jagendorf et Uribe en 1966, notion du
gradient de protons, bioluminescence
et suivi de la production d’ATP en
photosynthèse
Les protons produit par les photosystèmes
traversent l’ATPsynthase et entraînent la
production d’ATP.
L’ATP est la principale molécule énergétique
des organismes.
6
TP6 : la seconde phase de la
photosynthèse – documents sur
l’expérience de Calvin, Benson,
Bassham (utilisation du CO2 marqué et
du RubiP, avec l’ATP et le RH2 pour
produire des trioses)
La 2nde phase ne nécessite pas de
lumière pour produire des molécules : c’est la
phase chimique. Elle incorpore le CO2 au
RubiP, en consommant l’ATP et le RH2
produits en phase I. Elle aboutit à la
production de glucose.
Schéma général de la photosynthèse
Introduction : la plante (arachide) produit de l’énergie mais aussi de la matière à partir
de la photosynthèse. Cette matière est ingérée par les animaux (l’Homme).
PBT : Comment les EV (et l’Homme en particulier) récupèrent de l’énergie à partir des
produits de la photosynthèse (glucose, O2) ?
voir aussi le Prat
CHAPITRE 2 : RECUPERATION ET UTILISATION DE L’ENERGIE DANS LA CELLULE
NON CHLOROPHYLLIENNE
7
TP7 : la respiration cellulaire –
expériences avec levures sauvages
(mitochondries) ou mutantes (pas de
mitochondrie) et injection de glucose ;
expériences en conditions aérobie ou
anaérobie ; mesure de la
La plupart des cellules eucaryotes (y compris
les cellules chlorophylliennes) respirent : à
l'aide de dioxygène, elles oxydent la matière
organique en matière minérale. La
mitochondrie joue un rôle majeur dans la
respiration cellulaire.

consommation d’O2 (+libération de
CO2) ; localisation et structure des
mitochondries
8
TP8 : la mitochondrie et la respiration –
extraction de mitochondries (chou-
fleur) ; injection de différents substrats
de la glycolyse (surtout pyruvate), suivi
de la consommation d’O2 ; expériences
de Krebs (succinate, malate oxaloA et
malonate)
L'oxydation du glucose comprend la glycolyse
(dans le hyaloplasme) puis le cycle de Krebs
(dans la mitochondrie) : dans leur ensemble,
ces réactions produisent du CO2 et des
composés réduits R'H2.
9
TP9 : la production d’énergie lors de la
respiration – extraction de l’ATP de
levure et dosage par bioluminescence
à la luciférase dans différentes
conditions (quantifier la production
d’énergie cellulaire) ; structure de la
chaîne respiratoire de la
mitochondrie ; poisons métaboliques
(ordre d’intervention des complexes)
La chaîne respiratoire mitochondriale permet
la réoxydation des composés réduits ainsi que
la réduction de dioxygène en eau. Ces
réactions s'accompagnent de la production
d'ATP qui permet les activités cellulaires.
10
TP10 : un autre mécanisme de
production d’énergie (fermentation) –
mesure de la production d’éthanol en
fonction 1) de 2 substrats (glucose et
lactose), 2) de la température, 3) du
pH ; mêmes mesures avec la
respiration en parallèle pour comparer
(valeurs chiffrées de la production
d’ATP)
Les levures survivent en condition anaérobie :
il existe un mécanisme autre que la
respiration pour la production d’énergie.
Ce second mécanisme, la fermentation,
correspond à une dégradation partielle des
molécules organiques. Elle produit moins
d’ATP que la respiration qui est une
dégradation complète de la matière
organique.
11
TP11 : utilisation de l’ATP produit
partie 1/2) – observation de la cyclose
sans/avec inhibiteur de la production
d’ATP (acide cyanhydrique) ;
observation de la tension des
myofibrilles avec/sans ATP (salyrgan
inhibiteur d’utilisation) ;
Dilacération de muscle et observation
au microscope ; microscopies
électroniques longitudinales et
transversales relâché/contracté
L'ATP joue un rôle majeur dans les couplages
énergétiques nécessaires au fonctionnement
des cellules.
Le muscle est constitué de 2 types de fibres
protéiques : l’actine et la myosine. L’actine
est un filament, la myosine porte des têtes
accolées aux filaments d’actine. La succession
d’un ensemble de fibres forme un sarcomère.
Lors de la contraction, le sarcomère se
raccourcit et s’épaissit car les fibres
s’intercalent les unes dans les autres.
12
TP12 : utilisation de l’ATP produit
(partie 2/2) - suivi de la consommation
en O2 du muscle (forte consommation
après l’effort = dette en O2 =
La fibre musculaire utilise l'ATP fourni, selon
les circonstances, par la fermentation
lactique ou la respiration. L'hydrolyse de l'ATP
fournit l'énergie nécessaire aux glissements

régénération ATP) ; suivi des
concentrations en glycogène et en
acide lactique dans la cellule
musculaire (utilisation de réserves
énergétiques et fermentation) ;
Animation montrant les relations entre
actine et myosine dans le cycle
attachement / pivotement avec ATP.
de protéines les unes sur les autres qui
constituent le mécanisme moléculaire à la
base de la contraction musculaire.
13
Evaluation

TS SPE SVT – THEME 3 : CORPS HUMAIN ET SANTÉ - GLYCÉMIE ET DIABÈTE
Séances
Activités
Savoirs
Capacités
Informer
Réaliser
Raisonner
Communiquer
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Ext
Man/
prép
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Gra
Introduction : journée mondiale du diabète, exposer aux élèves une pub ou un article
sur le diabète
Le diabète sucré est une affection métabolique, caractérisée par une hyperglycémie
chronique (taux de sucre dans le sang trop élevé). Le diabète peut engendrer de graves
complications touchant le coeur, les vaisseaux, les yeux, les reins et les nerfs. Le
dépistage du diabète est réalisé à jeun par une prise de sang qui permet de mesurer la
glycémie. Une glycémie à jeun faisant suspecter un diabète se situe à partir de 1,26 g/l.
PBT : A quoi est lié le diabète ? Comment est régulée la glycémie ?
http://www.didier-pol.net/1AMYLASE.html et http://www2.ac-
lyon.fr/enseigne/biologie/spip.php?article30 (TP14)
http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/html/peda/svt/catalase/accueil.htm#KLINK (TP15)
http://www.svt.ac-aix-marseille.fr/exao/experim/glucox/index.htm (TP16)
http://www.didier-pol.net/1glycemie2.htm (TP17)
http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=1087 et http://ww3.ac-
poitiers.fr/svt/ACTIVITE/JMC/INSULINE/Index.htm (TP18)
http://www5.ac-lille.fr/~svt/svt/articles.php?lng=fr&pg=370 (TP19)
CHAPITRE 1 : L’ORIGINE DU GLUCOSE DANS LE SANG
14
TP13 : origine alimentaire du glucose –
recherches sur des aliments à l’origine du
glucose ; concevoir et mettre en pratique un
protocole sur la digestion de l’amidon et
l’apparition du glucose ; expériences
historiques de Réaumur et Spallanzani
(substances dissolvantes)
Les glucides à grosses molécules des
aliments sont transformés en glucose
grâce à l'action d'enzymes digestives.
15
TP14 : le fonctionnement des enzymes – SOIT
extraction de l’amylase de patate + amidon
du pain et mesure de la production de
glucose + test en fonction de la température
(TP agreg secteur A) ; SOIT extraction de la
catalase du navet + eau oxygénée et mesure
de la production d’O2 + test en fonction de la
température
Une enzyme catalyse une réaction,
c’est-à-dire qu’elle l’accélère ou la
permet. Les enzymes sont sensibles à
la température : ce sont des protéines.
16
TP15 : la spécificité des enzymes – SOIT
mesure de l’apparition du glucose à partir de
l’amylase et du saccharose/amidon ; SOIT
mesure de la libération d’O2 en fonction du
D/L-glucose et glucose-oxydase ; Rastop
structure des enzymes et notion de site actif
DM La glycémie dans l’organisme (notion de
valeur consigne, de boucle de régulation,
capteur/régulateur/ effecteur)
Une enzyme a une structure
particulière : elle possède un site actif
qui accueille un substrat. Le site actif
est spécifique d’un seul substrat par
interaction avec des AA à des positions
précises.