Utilisation de la sonde CO2 et de fanes de radis (nouveau programme 2nde)

Extraits du programme de secondes 2010
Connaissances Capacités et attitudes
Thème 1 :
De nombreuses transformations chimiques se déroulent
à l’intérieur de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique.
La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l’énergie avec son environnement.
Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté.

Thème 2 :
La lumière solaire permet, dans les parties chlorophylliennes des végétaux, la synthèse de matière organique à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone.
Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée de matière minérale et d’énergie dans la biosphère.
Mettre en œuvre un raisonnement expérimental pour :
 montrer l’effet de mutations sur le métabolisme cellulaire et comprendre le rôle du génome ;
  repérer l’influence de l’environnement sur le fonctionnement d’une cellule ;
 comprendre les mécanismes d’une démonstration expérimentale : comparaisons, tests, témoins.

Établir, à l’aide d’arguments expérimentaux, les grands éléments de bilan de la photosynthèse.

Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.

Intérêt d’utiliser la sonde CO2

L’utilisation de la sonde CO2 se prête particulièrement bien aux thèmes abordés ci-dessus dans la mesure où il n’est plus explicitement précisé de mettre en évidence les flux de dioxygène lors de la photosynthèse, ni de la respiration cellulaire. Dans le thème 2, l’étude de la photosynthèse vise surtout à mettre en évidence une étape du cycle du carbone et donc ici les flux de CO2 à la lumière, donc également l’influence de l’environnement. L’utilisation de cette sonde va donc permettre de relier ces 2 items du programme.
Le matériel vivant (fanes de radis) permet d’étudier la photosynthèse avec un végétal chlorophyllien aérien.

Enfin, l’utilisation de la sonde CO2 air évite les problèmes liés à l’agitation, à l’étalonnage et des éléments qui viendraient se coller à la membrane de la tête de sonde (ce qui limite la surface d’échange).

Matériel par poste
  • Fanes de radis frais  : 2 grammes par manipulation (3-4 feuilles).
  • Becher 200ml ou équivalent (pot de confiture) + couvercle en polystyrène percé (voir photo).
  • Lampe à ampoule basse consommation (11W), pour résultats très marqués prendre 2 lampes placées à 2cm du bord.
  • Obscurité : papier aluminium (ne pas se contenter d’éteindre les lampes).
  • Sonde à CO2 air placée au fond de l’enceinte.
Remarques et améliorations
  • Trop de feuilles favorise une forte respiration car toutes les faces ne sont pas exposées à la lumière.
  • Conserver les radis en botte jusqu’au prélèvement.
  • Les résultats sont moins nets avec des fanes de carottes.
  • Les ampoules ordinaires donnent aussi des résultats (à condition d’en mettre 2 !) mais augmentent la transpiration ainsi que la température (d’où variation de plusieurs paramètres).
  • Attendre 1 minute après installation avant de démarrer, cela permet d’homogénéiser l’air de l’enceinte avant l’enregistrement.
  • Commencer à l’obscurité, puis lumière…
  • Ne pas oublier de jouer avec les axes et avec les modes de représentation (points au lieu de trait…)
  • Une autre expérience avec des chlorelles/sonde CO2 air permet de mettre en évidence les échanges entre un végétal aquatique (+- « plancton »), l’eau et l’air.
Exemples de résultats

 Eurosmart,

 Jeulin.

 Micrelec :

Sarah Porcher

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