Cycle et niveau de classe
Lycée, Première enseignement de spécialité
Objectifs pédagogiques
Mise en évidence d'une réaction chimique réalisée par une protéine enzymatique : l'hydrolyse de l'amidon par l'amylase. Réflexion sur le prélèvement et le traitement des données.
Thème La Terre, la vie et l'organisation du vivant
Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques
Compétences et capacités travaillées
- Manipuler en respectant les consignes.
- Constituer une base de données par collaboration.
- Traiter une base de données (esprit critique, choix des données,…).
- Construire un graphique à l'aide d'un outil numérique.
Outils numériques utilisés - intérêts et limites
- Logiciel Libre Office Calc ou Microsoft Office Excel avec une fiche méthode adaptée pour la construction graphique (lien pdf)
- Les outils permettant un travail collaboratif Nuage, ENT
L'outil collaboratif permet de partager l'ensemble des données afin de faciliter le tri et la réflexion quand à celles-ci.
- Mesurim ou ON Color Measure (avec fiche méthode) ou Pixel Picker
Les logiciels permettent de déterminer la colorimétrie du milieu et d'en déduire la luminance, proportionnelle à la concentration d'amidon dans le milieu.
Les limites des outils sont la sensibilité des capteurs photos des smartphones et notamment dans les conditions d'utilisation de ceux-ci (la lumière doit être homogène et constante)
Présentation de la séance - TP
Organisation
Les élèves prennent connaissance des différents types de glucides qui existent afin de comprendre le principe et les acteurs des réactions chimiques impliquées dans la digestion. Ils mettent alors au point une stratégie pour pouvoir démontrer l'action de l'α-amylase sur l'amidon.
Ils réalisent ensuite la manipulation proposée : mise en évidence de l'action de l'α-amylase sur l'amidon par la mesure de la colorimétrie du milieu testé en présence d'eau iodée ainsi que le test à la liqueur de Fehling.
Un fichier tableur est à disposition des élèves, ils y recensent les données qu'ils ont obtenues. Une réflexion sur ces données et sur la nécessité de les trier avant de les exploiter est entamée.
Pour observer l'évolution de la concentration en amidon, un graphique de la luminance en fonction du temps est construit.
Remarque : un test à la liqueur de Fehling pour chacune des conditions au t0 et au t30min peut être présenté aux élèves afin de mettre en évidence l'apparition de sucres simples lors de cette réaction enzymatique.
Consigne
Démontrer expérimentalement le rôle des protéines enzymatiques dans la réaction d'hydrolyse des glucides complexes en glucides simples assimilables par l'intestin.
Vous porterez une attention particulière à la récolte des données en ayant une réflexion quant aux conditions nécessaires pour que celles-ci soit exploitables.
Supports
Fiche technique Mesurim et ON Color Measure
Fiche laboratoire pour professeur
Productions élèves
Bilan
La mesure de la concentration par colorimétrie avec smartphone motive les élèves car ils obtiennent des données avec un appareil qu'ils utilisent quotidiennement.
Les élèves prennent conscience que l'acquisition des données peut être soumise à des incertitudes et à des erreurs qu'il faut pouvoir identifier. Ils apprennent ainsi à constituer une base de données et à la trier/traiter pour que les interprétations soient le plus scientifiquement correct.
Pour aller plus loin
Une gamme étalon de couleur peut être construire et utilisée pour obtenir des valeurs de concentration. Pour cela, il faut mesurer la luminance des cuves avec différentes concentrations en amidon connues (25µL d'eau iodée + 2mL d'amidon + 2 mL d'amylase rendue inactive).
Suite d'applications de mesures physique Phyphox Pour la colorimétrie utiliser le module Light Le capteur photo étant en silicium, il y a un filtre (différent pour chaque longueur d'onde et différent de l'oeil humain) donc les captures doivent se faire sur une même gamme de couleurs. On ne mesure pas le signal réel d'éclairement mais plutôt l'énergie lumineuse (quantité d'énergie reçue par le capteur / unité de surface*temps de pause (spécifique pour chaque smartphone). Le temps de pause dépend de l'éclairement donc pour qu'il reste constant, il faudra faire les captures dans un laps de temps court.
