Cycle et niveau de classe
Lycée, Première Enseignement scientifique
Objectifs pédagogiques :
Réaliser des spectres d’absorption de solution de chlorophylle pour comprendre la nature du savoir scientifique et ses méthodes d’élaboration.
Réunir les conditions de laboratoire pour généraliser le spectre d’absorption de la solution de chlorophylle brute.
Compétences et capacités travaillées
- Utiliser des outils numériques
- Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données.
- Communication et collaboration : Collaborer
Outils numériques - intérêt et limites
Plantnet : Détermination des espèces apportées par les élèves au cours de la séance
Minispectro : est un spectrophotomètre fabriqué à partir d'un microcontrôleur Arduino Nano, d'un capteur de spectre AS7341, d'une DEL et d'un écran LCD. Le boîtier est imprimé à l'aide d'une imprimante 3D. Le minispectro est dirigé par une interface graphique très intuitive pour les élèves et les professeurs.
Solutions de pigments foliaires chez différents végétaux
L'utilisation de ce mini spectro est proche des spectrophotomètres que l’on trouve habituellement dans les lycées ou les laboratoires. Il permet à nos élèves une première approche, très pédagogique, de la spectrophotométrie. Cependant, le capteur est sensible à seulement 8 longueurs d’ondes, il y a donc une extrapolation des données.
Padlet : réalisation d’un travail collaboratif et une vision d’ensemble pour répondre à la problématique.
Contextualisation :
La plupart des végétaux possèdent des feuilles vertes. Les pigments foliaires des cellules chlorophylliennes captent l’énergie lumineuse permettant la photosynthèse. Un spectre d’absorption est la variation de la quantité de lumière absorbée par les pigments foliaires, en fonction de la longueur d’onde.
Représentation d’un spectre d’absorption des pigments des végétaux verts (https://rnbio.upmc.fr)
Présentation (organisation, consignes et supports)
Organisation :
Groupe de 4 élèves
Consigne :
A partir du matériel fourni et de vos feuilles récoltées, on cherche à déterminer si toutes les feuilles des végétaux verts ont le même spectre d’absorption de l’énergie lumineuse.
Supports :
-Feuilles vertes de différents végétaux verts récoltées par les élèves au cours du trajet au lycée ou dans le parc de l’établissement avant la séance (par exemple Sauge, Sureau, Micocoulier, Lierre)
-Application Pl@ntNet pour la reconnaissance des feuilles récoltées
-Matériel et protocole pour l’extraction de solution des pigments foliaires
-Installation de l’interface du minispectro sous W10 et W11 : interface
Aide à l’utilisation de l’interface graphique du Minispectro (intuitive)
Installation d’un driver pour des cartes Nano du Minispectro à bas coût : driver
Exemples de production collaborative :
Différents spectres d’Angiospermes à feuilles vertes
Bilan et retour des élèves :
La réalisation de la solution de chlorophylle et l’utilisation du minispectro créent des conditions de laboratoire avec différentes manipulations dont une observation d’un spectre d’absorption.
L’utilisation des feuilles récoltées dans leur environnement suscite la curiosité des élèves pour la réalisation de l’activité et les recentre sur le monde qui les entoure.
Les élèves comprennent, en la pratiquant, la construction du spectre d’absorption et la généralisation du phénomène. Cette étape facilite, ensuite, la compréhension de la similitude entre les spectres d'absorption et d’action photosynthétiques.
Pour aller plus loin :
Minispectro Tutoriel pour la fabrication et l’utilisation de l’interface
