Une fiche d'activité (programmes 2010) à la norme "Activité en tâches complexes". L'objectif général étant, par comparaison et utilisation d'un visualiseur moléculaire, d'établir les grands traits de la nature chimique des molécules constitutives du vivant.  Sa courte durée (45 minutes) permet de l'associer, éventuellement, à une partie plus manipulatoire sur les constituants de la matière organique.

Cette fiche est au format OpenTBi... Elle peut donc être vidéo-projetée et/ou distribuée après impression. Dans ce cas, prendre soin de ne pas imprimer sur la même page les "Aides à la réalisation" (dernière sous-partie), ce qui conduirait à les distribuer avant que nécessaire.

Situation initiale - Problématique

Début 2010, le télescope spatial Herschel a découvert la signature spectrale de molécules organiques (prébiotiques) dans la nébuleuse d’Orion... A ce jour, environ 160 molécules organiques ont été identifiées dans le milieu interstellaire, dont certaines d'un niveau de complexité comparable à celui des acides aminés. (la plus grosse contient 15 atomes)

PROBL�MATIQUE : La nature chimique des molécules constitutives du vivant est-elle particulière ?

Consignes de travail élève

[ Durée de l'activité :  45 minutes]

94 éléments chimiques sont observés sur Terre dans le milieu naturel mais dans des proportions très variables. Une quinzaine d'entre eux, ayant un abondance naturelle nettement supérieure aux autres, se retrouve dans la composition de la plus part des matériaux, pourtant de natures très diverses, présents sur Terre. Dans cette activité, vous devez déterminer les éléments chimiques constitutifs majeurs de la matière vivante et les comparer à ceux de la matière minérale. (non vivante)

Documents et données

1 - Un logiciel de visualisation des molécules en 3D permet d'afficher à l'écran des structures moléculaires dont on peut, entre autre, identifier la nature des atomes constitutifs grâce un code de couleurs. (Vous utiliserez le logiciel "Rastop", accessible par le chemin Logitheque/Seconde/Rastop/ et les fichiers de molécules suivants : Voir tableau de classe)

2 - Fiche d'aide Logiciel Rastop -  [voir]

3 - Voici les formules chimiques de quelques minéraux communs :

• Quartz : SiO₂
• Plagioclases :  Ca Al₂ Si₂O₈ à Na Al Si₃O₈
• Olivine (péridots) : (Mg, Fe)₂ SiO₄
• hornblendes (amphiboles) : Na Ca₂ (Mg, Fe)₄ (Al, Fe) (Si,Al)₈ O₂₂(OH)
• Kaolinite (argiles) : Al₄ Si₄ O₁₀ (OH)₈
• Dolomite (carbonates) : (Ca, Mg) CO₃
• Gypse (sulfates) : Ca SO₄, 2H₂O

RAPPELS CLG : La matière vivante fraîche contient un part variable mais toujours importante d'eau (H₂O). La matière sèche est constituée pour l'essentiel de molécules organiques appartenant à quatre grands groupes majeurs : glucides, lipides, protides et acides nucléiques.

Ã?valuation

Vous avez mené à bien la tâche demandée si :

• En utilisant le logiciel, vous avez identifié les cinq ou six éléments majeurs constitutifs de la matière organique.
• Vous avez comparé ces éléments à ceux des minéraux donnés en exemple afin de conclure.

Aides à la réalisation

Aide 1 : Dans Rastop, choisissez le mode de représentation "Sphéres". Quand on survole un atome avec le curseur, son symbole chimique est indiqué tout en bas (au centre) de la fenêtre du logiciel.

Aide 2 : Tableau périodique des éléments