Observation du contrôle par la membrane sur les flux de matière entre l’intérieur de la cellule et son environnement.

Auteur : E. Etienne (Lycée Lambert, Mulhouse)

Place dans le programme : La nature du vivant.

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.

Référence :

http://www.didier-pol.net/1MEMBRA1.html

Mise en œuvre :

On cherche ici à mettre en évidence le contrôle par la membrane cellulaire des échanges de matières, pour ce faire on travaille sur la membrane coquillère interne de l’œuf de poule (http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Poulet/OeufPouleg.htm) qui peut être considérée comme une vraie membrane biologique.
On dispose alors de part et d’autre de cette membrane au préalable mise à nue des solutions qui réagissent en formant un complexe coloré, donc bien visible par les élèves, lorsqu’elles se rencontrent : empois d’amidon et eau iodée (de plus l’utilisation de l’eau iodée aura déjà pu être faite lors de la partie précédente sur les molécules du vivant donc déjà connue des élèves).
Cette petite manipulation est mise en observation en classe puis interprétée par les élèves.

On peut alors leur demander de proposer une contre expérience qui permettrait de confirmer leur interprétation. On pourrait aussi leur proposer de faire le montage complet car très simple, si on estime avoir le temps.

Résultats « élèves » des interprétations:

La plupart des élèves propose  une notion de « filtre » comme rôle de la membrane.
La « contre expérience » validant leur résultat consiste à inverser la position des produits.

Retour sur la séance :

• visualisation rapide du résultat : en quelques secondes on voit la coloration bleue apparaitre signe de la rencontre eau-iodée/amidon.
• expérience « macroscopique » qui peut faire gagner du temps par rapport à l’utilisation des microscopes pour la visualisation plasmolyse/turgescence.
• l’ensemble des élèves appréhende bien l’interprétation et comprend l’existence des échanges transmembranaires.
• possibilité de réfléchir sur la mise en œuvre d’une expérience : « contre expérience » en inversant les produits, expérience témoin avec d’autres produits (eau pour remplacer eau iodée…)
• la préparation de la coquille (mise à nue de la membrane) est relativement simple : il faut utiliser le côté où il y a la poche d’air qui décolle la membrane de la coquille ; de l’autre côté c’est plus délicat : donc on utilise un œuf pour chaque montage (si on ne perce pas la membrane…).

Photographies de résultats obtenus en classe :