Programme officiel (Extraits)

Lors de la démarche de résolution de problèmes scientifiques, l’élève analyse le problème posé pour en comprendre le sens, construit des étapes de résolution et les met en œuvre.
Il porte un regard critique sur le résultat, notamment par l’évaluation d’un ordre de grandeur ou par des considérations sur l’homogénéité. Il examine la pertinence des étapes de résolution qu’il a élaborées et les modifie éventuellement en conséquence.
Il ne s’agit donc pas pour lui de suivre les étapes de résolution qui seraient imposées par la rédaction d’un exercice, mais d’imaginer lui-même une ou plusieurs pistes pour répondre à la question scientifique posée.
C’est sur la façon d’appréhender une question scientifique, sur le choix raisonné de la méthode de résolution et sur les moyens de vérification qu’est centrée la formation de l’élève lors de la démarche de résolution de problème.

Fiche de révision sur la résolution de problème

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Homochiralité

L’homochiralité du vivant est étroitement liée à la synthèse des protéines, elle-même maillon indispensable à la vie.
L’objectif de l’exercice est d’étudier l’origine de cette homochiralité.

1. L’alanine, une molécule du vivant. Non traité.

l’alanine est un acide a-aminé de formule

• Homochiralité et origine de la vie

Les documents utiles à la résolution sont rassemblés en fin d’exercice.

2.1. D’après les documents fournis, donner une définition de l’homochiralité.

2.2. Attribuer un titre à chacun des documents, en relation avec l’idée essentielle qui y est développée.

2.3. À l’aide des documents fournis et des connaissances nécessaires, rédiger en une quinzaine de lignes une synthèse répondant à la problématique suivante :

« Qu’est-ce qui permet aux scientifiques de privilégier une origine extra­terrestre à l’homochiralité du vivant ? »

Document 1 :

La nature a une « droite » et une « gauche » et sait les différencier. Il existe de nombreux exemples d’asymétrie dans la nature : les êtres humains ont l’estomac à gauche et le foie à droite.
Les coquilles d’escargots forment généralement une hélice droite. Mais quelques bigorneaux présentent un enroulement gauche !
Au niveau moléculaire, on constate que, dans la nature, les réactions de synthèse conduisent à la formation d’un seul des deux énantiomères d’une molécule. Au sein du vivant, les acides aminés n’existent que sous forme « gauche » et les sucres sous une forme « droite ». C’est ce que l’on appelle l’homochiralité du vivant.

Document 2 :

Historiquement, il existe deux grandes théories : la théorie biotique et la théorie abiotique.
Selon la théorie biotique, la vie se serait développée à partir d’un mélange d’énantiomères, et c’est au fur et à mesure de ce développement que l’homochiralité serait apparue. Cette approche n’a plus le vent en poupe*.
Dans les années 1970, la découverte d’acides aminés présentant un excès d’énantiomère « gauche » dans la météorite de Murchinson appuya la théorie abiotique. Mais comment l’homochiralité s’est-elle également développée dans l’espace ? La théorie abiotique est fondée sur l’effet de la lumière dite polarisée** sur les énantiomères. Après absorption d’une lumière polarisée, les molécules se dégradent d’une manière irréversible. Cette dégradation produit un excès d’énantiomère « gauche » ou « droit » selon les molécules. Cette théorie s’appuie notamment sur la découverte en 1997 d’un rayonnement polarisé provenant de la nébuleuse d’Orion.

D’après l’interview de Laurent Nahon, chercheur, www.larecherche.fr 

* avoir le vent en poupe (expression) : être favorisé par les circonstances, être dans une période de réussite, rencontrer une période de succès, de faveurs.
** lumière polarisée : lumière ayant des propriétés particulières. Une telle lumière interagit de façon différente avec un énantiomère « gauche » ou un énantiomère « droit».

Document 3 :

Les chercheurs ont tout d’abord reproduit en laboratoire des échantillons de « glace » interstellaire et cométaire. Principale originalité de leur expérience : les glaces ont été soumises à un rayonnement ultra-violet polarisé censé reproduire les conditions rencontrées dans certains milieux interstellaires. Lors du réchauffement de ces « glaces », un résidu organique, soluble dans l’eau, s’est formé. Une analyse fine de cette substance a révélé qu’elle contenait un excès d’énantiomère « gauche » significatif d’un acide aminé chiral, l’alanine. Supérieur à 1,3 %, cet excès est comparable à celui mesuré dans les météorites primitives.

D’après http://www.heliogreen.net