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UTILISER LES TÂCHES COMPLEXES

POUR EXERCER LES ELEVES

A L·EXERCICE DE TYPE II-2 DU BAC

PREMIER EXEMPLE : sur le thème 1

DEUXIEME EXEMPLE : sur le thème 3

Olivier Hanecart

Karine Voyer

PREMIER EXEMPLE :

I( 0(7$%2IH60( G·81( F(II8I(

Thème 1 Seconde : La Terre dans O·8QLYHUV la vie et O·pYROXPLRQ du vivant : une planète habitée.

Partie : La nature du vivant

Connaissances :

" De nombreuses réactions chimiques se déroulent à O·LQPpULHXU de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions de milieu et le patrimoine génétique. »

Capacités et Attitudes travaillées :

-Exploiter des documents et mettre en relation des informations -Exploiter des graphiques -Apporter les connaissances personnelles et les mettre en relation -Répondre à une problématique Différentes souches de levures existent dans le monde vivant : elles diffèrent par leur information génétique et par la manière G·H[SORLPHU les ressources du milieu disponible pour vivre. Parmi elles, on distingue des souches de levures sauvages appelées

SACC+ et des souches mutantes appelées SACC-

Ces deux souches produisent O·pQHUJLH nécessaire à leur fonctionnement par respiration cellulaire. Les souches sauvages SACC+ peuvent se développer aussi bien dans un milieu de culture contenant du glucose que dans un milieu de culture dépourvu de glucose, mais contenant du saccharose. Par contre, les souches mutantes ne peuvent se développer que dans un milieu de culture contenant du glucose. Dans un laboratoire de biologie, on cherche à comprendre le lien entre O·LQIRUPMPLRQ génétique portée par chaque souche et O·XPLOLVMPLRQ des ressources du milieu pour se développer. Pour cela, ce laboratoire dispose des deux souches que O·RQ souhaite étudier.

METABOLISME DES LEVURES ET UTILISATION DU

SACCHAROSE

A O·MLGH de O·H[SORLPMPLRQ des documents associée à O·XPLOLVMPLRQ des connaissances : - identifier les deux types de souches, en expliquant la démarche utilisée et en exploitant les graphiques - expliquer pourquoi la souche mutante SACC- ne peut pas se développer dans un milieu avec du saccharose contrairement à la souche sauvage SACC+. Votre réponse sera structurée avec une introduction, comportant le problème à résoudre ; un développement comportant les deux graphiques collés et légendés le plus complètement possible et une conclusion répondant au problème posé. I·RUGUH G·H[SORLPMPLRQ des documents est laissé libre.

QUESTION

Document 1 : identification des deux souches de levures par une étude expérimentale Document 1.1 : dispositif expérimental utilisé :

A O·MLGH G·XQ dispositif EXAO ci-contre, relié à un ordinateur, on peut étudier la respiration des deux souches : on place dans le bioréacteur une souche à étudier, avec les deux sondes à O2 et à CO2, puis on lance O·HQUHJLVPUHPHQP et à deux minutes trente, on injecte 1 ml de saccharose. On obtient des graphiques (doc 1.2).

Dispositif EXAO

SHUPHPPMQP G·pPXGLHU OM

respiration cellulaire

G·MSUqV RRRBÓHXOLQBIU

Document 1.2 : résultats expérimentaux obtenus : chaque graphique correspond soit à la souche SACC+ soit à la souche SACC -

Concentration en

O2 en mg/l

Temps en min

Graphique 1 : 1ère souche étudiée Concentration en

CO2 en mg/l

Injection de 1 ml de saccharose

Document 2 : le saccharose et la saccharase

Le saccharose est une molécule glucidique de grande taille composée de O·MVVHPNOMJH de 2 autres molécules : une molécule de fructose assemblée avec une molécule de glucose. Le saccharose peut être coupé en ses 2 molécules constitutives par une enzyme appelée saccharase Lors de la respiration cellulaire, seul le glucose peut-être dégradé. Document 3 : information génétique des 2 souches Les deux souches de levure de boulanger SACC+ et SACC- présentent 2 allèles différents (allèle sacc + et allèle sacc ²) pour le gène dirigeant la fabrication G·XQH enzyme, la saccharase. Seul un des 2 allèles permet la synthèse G·XQH saccharase capable de couper le saccharose en glucose et fructose. Il est possible de comparer la séquence nucléotidique des 2 allèles en utilisant un logiciel de comparaison moléculaire appelé Anagène, dont le résultat est fourni ci-dessous : Comparaison des séquences nucléotidiques des allèles sacc+ et sacc- avec le logiciel anagène G·MSUqV copie G·pŃUMQ du logiciel anagène

ELEMENTS DE CORRECTION

Critères de réussite

Chaque critère réalisé peut être coché, permettant de mieux situer la ŃRSLH ORUV GH O·XPLOLVMPLRQ GH OM JULOOH ŃXUVHXU

1 - Qualité de la démarche : liste de critères permettant

de repérer la qualité de la démarche

‰Compréhension du problème posé

‰Extraction G·LQIRUPMPLRQV pertinentes des documents ‰Apport G·LQIRUPMPLRQV pertinentes à partir des connaissances ‰Mise en relation des informations issues des documents et des connaissances ‰Mise en ±XYUH G·XQ raisonnement rigoureux, esprit critique

‰Bilan clair proposé

‰Graphiques légendés

2 - Eléments scientifiques

Compréhension globale :

Les deux souches de levures Q·RQP pas la même information génétique : la souche SACC- présente une mutation pour O·MOOqOH permettant de fabriquer la saccharase : elle ne peut pas couper le saccharose en glucose (et fructose), et ne dispose donc pas dans son milieu de glucose pour réaliser la respiration cellulaire : lors de la manipulation EXAO réalisée, elle ne respire pas (1ère souche étudiée) contrairement à la souche SACC + qui respire en présence de saccharase (2ème souche étudiée)

I·LQIRUPMPLRQ génétique portée par une cellule détermine donc les ressources du milieu utilisées pour se développer.

Éléments scientifiques issus des connaissances

‰la respiration cellulaire permet à la cellule de dégrader le glucose en présence G·22. Cette réaction produit de O·pQHUJLH nécessaire au développement des cellules et V·MŃŃRPSMJQH G·XQ rejet de CO2 et G·HMX .

‰les sondes à O2 et à CO2 reliées au dispositif EXAO permettent de suivre les concentrations en ces deux gaz dans le milieu expérimental

Éléments scientifiques issus des documents

‰sur le graphique 1, la 1ère souche étudiée ne respire pas sans saccharose ; à O·LQÓHŃPLRQ de saccharose, les concentrations en CO2 et en O2 ne varient pas : cette souche Q·XPLOLVH pas le saccharose, Ń·HVP la souche SACC ².

‰sur le graphique 2, la 2ème souche étudiée ne respire pas sans saccharose ; à O·LQÓHŃPLRQ de saccharose, la concentration en CO2 augmente et la concentration en O2 diminue : cette souche utilise le saccharose, Ń·HVP la souche SACC +.

‰graphique 1 et 2 correctement légendés avec titres, identification des différentes parties, sens de variation des concentrations indiquées "

‰le saccharose est une molécule constituée de glucose et de fructose ‰le saccharose peut être coupé en 2 molécules grâce à une enzyme, la saccharase ‰les deux souches de levures ne possèdent pas la même information génétique

‰la souche SACC- SRUPH O·MOOqOH sacc ² qui présente une mutation sur le nucléotide 800 XQ QXŃOpRPLGH F Ń\PRVLQH j OM SOMŃH G·XQ nucléotide T ( thymine)

‰O·MOOqOH sacc ² ne permet de fabriquer la saccharase

‰la souche SACC- ne peut pas couper le saccharose en glucose et fructose : sans glucose dans le milieu de culture, elle ne respire pas.

‰la souche SACC + SRUPH O·MOOqOH sacc + qui ne présente pas de mutation ‰O·MOOqOH sacc + permet de fabriquer la saccharase

‰la souche SACC+ peut couper le saccharose en glucose et fructose : sans glucose dans le milieu de culture, mais avec du saccharose, elle peut respirer.

‰la souche SACC + dégrade grâce à la saccharase le saccharose en glucose (+ fructose), le glucose est ensuite dégradé lors de la respiration cellulaire.

Outil de détermination de note : grille curseur

8QH SURSRVLPLRQ G·MGMSPMPLRQ MX QLYHMX VHŃRQGH

GMQV O·HVSULP GH ŃHOOH XPLOLVpH HQ 7HUPLQMOH 6 Vous êtes un médecin devant délivrer un certificat G·MSPLPXGH au sport pour deux patients : - le patient A souhaite pratiquer O·MPOOpPLVPH à haut niveau ; - le patient B souhaite reprendre une activité sportive après une sédentarité de 15 années. A partir de O·H[SORLPMPLRQ complète des informations des documents, rédiger votre compte-rendu médical argumenté afin de délivrer ou non un certificat G·MSPLPXGH au sport à chacun des deux patients. Votre compte-rendu doit contenir les arguments relevant des documents et de vos connaissances afin que les patients comprennent votre décision. Le calcul du débit cardiaque et son évolution sont attendus pour argumenter la délivrance ou non du certificat G·MSPLPXGH au sport.

SECOND EXEMPLE :

VERSION SOMMATIVE

Document 1

Document 2 :

(produit qui est opaque aux rayons X) est effectué au repos et en position allongée.

Document 3

Les causes de mort-subite diffèrent selon . Chez le jeune athlète, on retrouve le plus souvent une anomalie cardiaque qui pas été diagnostiquée . En revanche, personne reprend une activité sportive après 40 ans, le décès est causé en général par un athérome coronaire. Le rétrécissement des artères coronaires à cause des plaques plus un débit sanguin suffisant pour irriguer le lors de . Ainsi, un débit sanguin correct dans la zone du en aval des artères coronaires est nécessaire au bon approvisionnement des cellules musculaires cardiaques en dioxygène et en nutriments. Lorsque les cellules cardiaques plus suffisamment de dioxygène et de nutriments, elles ne peuvent plus se contracter par manque cellulaire : du myocarde. Cependant, les accidents cardio-vasculaires associés à une pratique sportive sont beaucoup moins fréquents que ceux dus à la sédentarité.

1.Qualité de la démarche : liste de critères permettant de

repérer la qualité de la démarche ...Compréhension du problème posé ...Edžtraction d'informations pertinentes des documents ...Apport d'informations pertinentes ă partir des connaissances ...Mise en relation des informations issues des documents et des connaissances ...Bilan clair proposé ...Graphiques légendés

1.Eléments scientifiques

Compréhension globale

La pratique d'un sport de compétition est possible chez le patient A. La pratique d'un sport est dangereuse chez le patient B : il y a des risques d'infarctus du muscle cardiaque liés au d'augmentation du VES. Le certificat d'aptitude au sport lui est refusé.

Eléments scientifiques tirés des documents

...Pour le patient A, le VES et la fréquence cardiaque passent respectivement de 130 mL à 185 mL, et de 90 batt/min à 190 batt/min lors d'une activité physique d'intensitĠ croissante. ...Le débit cardiaque est triplé, permettant de répondre correctement à l'effort. ...Pour le patient B, le VES et la fréquence cardiaque passent respectivement de 120 mL à 130 mL, et de 90 batt/min à 190 batt/min lors d'une activité physique d'intensitĠ croissante. ...Le débit cardiaque est doublé avec l'augmentation de l'intensitĠ de l'effort, mais le volume d'Ġjection systolique peut difficilement augmenter davantage. ...La coronarographie du patient A montre des artères coronaires en bon état : le muscle cardiaque est bien irrigué et peut répondre à l'effort. ...La coronarographie du patient B montre un rétrécissement d'une des artères coronaires principale. Eléments scientifiques tirés des connaissances ...Calculs du débit cardiaque : oLe débit cardiaque calculé augmente donc de 11,7 L/min à

35,15 L/min.

oLe débit cardiaque calculé augmente donc de 10,8 L/min à

24,7 L/min.

...Notion de VES

SECOND EXEMPLE :

VERSION FORMATIVE

quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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