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Modélisation du complexe enzyme substrat (utilisation des logiciels Lactase et Rastop)

Auteure Patricia Besnard

Classe : Terminale S spécialité
Durée
  : 30 mn

Notion à construire

Notion à construire Capacités liées au support proposé

Thème 3 - Corps humain et santé - Glycémie et diabète

Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques (ici celles de la digestion). 
[La digestion n'est pas en elle-même au programme. Elle est simplement l'occasion d'enseigner les notions  fondamentales concernant les enzymes.]

- Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler une hypothèse, raisonner avec  rigueur, modéliser). 
- Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique. 
- Être capable d'attitude critique face aux ressources.

Problème scientifique

Les enzymes ne peuvent jouer leur rôle de catalyseurs biologiques que dans certaines conditions. Lorsque la température et/ou Ie pH s'éloignent de ces conditions optimales, l'enzyme devient moins active, voire totalement inactive.
On cherche à expliquer ces caractéristiques propres à toute réaction enzymatique.

Cette activité s'intégre dans la progression après une ou plusieurs activités pratiques montrant l'influence des facteurs environnementaux. Le complexe enzyme/substrat peut être visualisé avec le logiciel Lactase ou le logiciel Rastop dans ce dernier cas il s'agit de la carboxypeptidase. Les schémas bilan attendus dans cette activité peuvent être complétés avec les résultats obtenus lors de l'étude de l'influence des facteurs environnementaux
Elle peut être exploitée pour faciliter la formulation d'hypothèses relatives aux mécanismes qui assurent
la spécificité de l'enzyme vis à vis de son substrat.

Supports de travail

  • Le logiciel "Lactase"
  • Le logiciel "Rastop"
  • La fiche technique du logiciel Rastop
  • La fiche technique du logiciel Lactase
  • Un fichier de molécule " cpasub.pdb" à exploiter avec Rastop (correspondant à un complexe enzyme/substrat pour l'enzyme "carboxypeptidase")

Consigne donnée à l'élève

Expliquez l'influence des facteurs température et pH en vous appuyant sur le mode d'action d'une enzyme.

Productions attendues : 

  • Capture d'écran (légendées) du logiciel Rastop ou Lactase montrant le complexe enzyme-substrat.
  • Synthèse sous forme de schémas simples expliquant le fonctionnement du complexe enzyme-substrat (dans ce cadre).

Eléments d'auto-évaluation

Item décliné

(d'après le livret scolaire)

Indicateurs de réussite ou d'évaluation

Rechercher, extraire, l’information utile

  • Les paramètres environnementaux sont expliqués par le fonctionnement du complexe enzyme-substrat.

Communiquer dans un langage scientifique adapté

  • Le schéma fonctionnel montre le mode d'action d'une enzyme en s'appuyant sur la formation du complexe enzyme-substrat.

Manifester sens de l’observation et esprit critique

  • Des points critiquables du modèle proposé ont été identifiés (limite du modèle qui n'est pas le réel...).

Aides ou "coups de pouce"

Apport de connaissances

 Par exemple :

  • Influence de la température sur l'agitation moléculaire
Apport de méthodes/techniques

 Par exemple :

  • Prévoir un squelette pour le schéma bilan

Positionnement par rapport au livret scolaire

Compétences générales

Rechercher, extraire, analyser, organiser l’information utile

Raisonner, argumenter, démontrer en exerçant un regard critique

Communiquer en utilisant des langages et des outils pertinents

Compétence technique

Utiliser les fonctions avancées d’un outil numérique