[PDF] THEME 2 spécialité Chapitre 3/ Fiche sujet candidat TP1 – L

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THEME 2 spécialité Chapitre 3/ Fiche sujet candidat TP1

Mise en situation et recherche à mener

L'atmosphère primitive ne contenait pas d'O2 contrairement à l'atmosphère actuelle (21%). Des fossiles très anciens, les stromatolites, suggèrent que vers -3,5 Ga, des êtres

vivants procaryotes, proches des cyanobactéries actuelles, étaient présents sur la Terre. Ces êtres vivants étaient capables de réaliser la photosynthèse et donc de dégager du

dioxygène. Mais, les géologues se sont longtemps affrontés sur le lien entre ces êtres vivants procaryotes et ces formations calcaires nommées stromatolites. On a découvert

assez récemment des stromatolites actuels. Ils se mettent en place en milieu marin et sont associés à des filaments de cyanobactéries, bactéries photosynthétiques.

épôts calcaires appelés ފފ

Ressources

Document 3

Les cyanobactéries sont des organismes constitués de cellules procaryotes possédant de la chlorophylle a et des pigments

protéiques colorés bleus ou rouges.

La précipitation de la calcite des carbonates suit la réaction:2 HCO3- + Ca2+ AE CaCO3 + CO2 + H2O

Au microscope, en lumière polarisée analysée (LPA) les cristaux de calcite montrent une irisation nette dans le jaune, orange,

La calcite est mise en évidence par un dégagement de CO2 avec l'acide chlorhydrique ("effervescence") selon la réaction : 2 HCl +

CaCO3 AE CO2 (gaz) + Ca2+ + 2Cl- + H2O

- Matériel réel : Des cyanobactéries actuelles cultivées en milieu riche en ions bicarbonate HCO3 - depuis au moins 3 jours ;

Matériel envisageable :

de laboratoire informatique et d'acquisition numérique

Étape 1 : concevoir une stratégie pour résoudre un problème scientifique (durée max 10 min) 4pts Barême

Propos de répondre au problème posé.

proposition peut être écrite au brouillon et/ou énoncée oralement

Liste des critères de réussite : Stratégie de résolution rigoureuse, réalisable au laboratoire en accord avec le problème. Le candidat précise A(4) B(3) C(1) D(0)

Étape 2 des résultats exploitables 8pts

Mettre en fiche protocole)

. Demander la fiche réponse-candidat

Liste des critères de réussite : uvre le protocole de manière satisfaisante, seul ou avec une seule aide mineure (maîtrise le matériel, respecte les

consignes et gère correctement son poste de travail). Il obtient des résultats exploitables.

A(8) B(6) C(3) D(0)

Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer 5pts Présenter vos résultats sous la forme de votre choix. (fiche réponse candidat.)

Répondre sur la fiche-réponse candidat, appeler l'examinateur pour vérification de votre production.

Liste des critères de réussite : Le candidat présente un résultat compréhensible, complet et exact, qui respecte les règles de communication. Ici celles du A(5) B(3) C(1) D(0)

Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème posé 3pts

Exploiter les résultats pour répondre au problème posé. Répondre sur la fiche-réponse candidat

Liste des critères de réussite : Le candidat utilise de manière satisfaisante (pertinente, complète, exacte et critique) les informations tirées des résultats obtenus pour apporter

une réponse au problème posé.

A(3) B(2) C(1) D(0)

Fiche protocole

Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel

Matériel à disposition :

Matériel biologique :

- Une suspension de cyanobactéries - Une suspension de cyanobactéries cultivées en milieu riche en ion bicarbonate HCO3- depuis au moins

3 jours

Matériel pour la mesure :

comportant une sonde à dioxygène et une enceinte avec dispositif technique - Une pipette et du papier absorbant

Protocole expérience

Paramétrage des mesures et réalisation du montage

- Paramétrer une mesure (ExAO) de 5 minutes du taux de dioxygène dans la solution de cyanobactéries à agitation constante et

modérée - Après avoir lancé la mesure, faire varier

- Réaliser une préparation microscopique de filaments de cyanobactéries (cultivées en milieu riche en ion bicarbonate depuis 3

jours). Milieu de montage : eau. - Observer cette préparation. - Puis observer la disparition de la calcite (CaCO3 Utiliser la pipette pour déposer HCl sur le bord de la lamelle.

Sans modifier la position de la lame sur la platine du microscope, faire diffuser HCl en suivant le protocole schématisé ci-

- Microscope polarisant - Lames de verre - Lamelles couvre objet - Eventuellement, du matériel microscopiques - Un flacon compte- dessous.

Fiche réponse candidat

Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

Correction

Question 1

Niveau A = niveau B auquel on ajoute :

résultats attendus = activité photosynthétique des cyanobactéries ; mise en évidence de la calcite (HCl ou cristaux)

Niveau B = niveau C auquel on ajoute :

2 déplaçant la réaction vers la précipitation de CaCO3) et mise en évidence de CaCO3

la précipitation biochimique de minéraux, par exemple liée à l'activité photosynthétique. Dans ce cas, la précipitation se fait par le couplage des deux réactions suivantes :

la photosynthèse (effectuée par les cyanobactéries) : CO2 + H2O = "CH2O" + O2 ; la précipitation des carbonates : 2 HCO3 - + Ca2+ = CaCO3 + CO2 + H2O.

Dans un système où des ions carbonates (ou hydrogénocarbonates) existent en solution, on voit donc que, si on soustrait du CO2 au système, l'équation des carbonates est

déplacée vers la droite, c'est-à-dire vers la précipitation de carbonates. La photosynthèse consomme du CO2, si bien qu'elle induit localement la précipitation de carbonates.

D'autres actions chimiques (par exemple modifications du pH liée à la présence de matière organique) peuvent aussi déplacer cet équilibre et causer la précipitation de

carbonates.

Résultats protocole

- Évolution de la concentration en 02 en présence de cyanobactéries ayant été exposées à la lumière

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