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Transformation des glucides lors de la digestion

Partie du programme

Thème 3 enseignement de spécialité- Glycémie et diabètes

 

Durée approximative

1 heure 30

 

Organisation au sein de la classe

Travail individuel ou en binômes dans un groupe à effectif réduit

 

Capacités mises en œuvre

  • Pratiquer une démarche scientifique
  • Manipuler et expérimenter
  • Communiquer dans un langage scientifiquement approprié
  • Recenser, extraire et organiser des informations

 

Notions construites

Les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l'action d'enzymes digestives. 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.]

 

Motivation de l’activité, « Accroche »

Constituants osidiques majeurs des aliments avant digestion et dans le duodénum puis au niveau des entérocytes

 

Avant la digestion intraluminale

Après la digestion intraluminale

Après la digestion entérocytaire
et l'absorption1

  • amidon, saccharose, lactose
     
  • fibres alimentaires (cellulose, hémicellulose, pectines, gommes)2
  • maltose, maltotriose, saccharose, lactose
  • fibres alimentaires (cellulose, hémicellulose, pectines, gommes)2
  • glucose, fructose, galactose
  • fibres alimentaires (cellulose, hémicellulose, pectines, gommes)2

1 l'absorption des glucides se déroule essentiellement dans le jéjunum.

2 parmi les fibres alimentaires, cellulose et hémicellulose sont insolubles dans l'eau, pectines et gommes sont hydrosolubles. Les fibres alimentaires sont des glucides complexes non dégradés dans l'intestin grêle et pouvant servir de substrat pour la microflore du côlon.

 

Proposer une hypothèse pour expliquer les données du tableau

 

Matériel nécessaire et documents fournis

  • Tubes à essai, pipettes
  • Empois d’amidon, Saccharose, Eau distillée, Soude
  • Amylase fraîche et amylase bouillie
  • Glace, Bain marie
  • Plaques de titration
  • Eau iodée, liqueur de Fehling
  • Ordinateurs, logiciel RasTop et fiche technique, fichier « amylase complexée avec… »

 

Document 1 : Manipulations à réaliser

 

Empois d’amidon

saccharose

Amylase fraîche

Amylase bouillie

soude

température

pH

Tube 1

 

 

1 mL

 

 

37°C

neutre

Tube 2

3 mL

 

 

 

 

37°C

neutre

Tube 3

3 mL

 

1 mL

 

 

37°C

neutre

Tube 4

3 mL

 

 

1 mL

 

37°C

neutre

Tube 5

3 mL

 

1 mL

 

5 gouttes

37°C

basique

Tube 6

3 mL

 

1 mL

 

 

0°C

neutre

Tube 7

 

3 mL

1 mL

 

 

37°C

neutre

 

L’amylase est versée en dernier dans les tubes. 10 minutes après l’introduction de l’amylase la présence d’amidon (test à l’eau iodée sur plaque de titration) et de glucides simples (test à la liqueur de Fehling) est réalisée pour  chaque tube

 

Document 2 : Modélisation de la structure tridimensionnelle de l’amylase fixée sur un fragment d’amidon à l’aide  du logiciel Rastop

1. Ouvrez le fichier « amylase complexée avec fragment..»

2. Affichez en sphères et observez (les oxygènes isolés sont en fait des molécules d'eau car aucun atome d'hydrogène n'est représenté).

3. Affichez ensuite en ruban pour observer la structure de la protéine.

4. Affichez les liaisons hydrogènes pour observer où elles sont principalement localisées

5. Choisissez la représentation en bâtonnets sans les liaisons hydrogène. Dans le cadre « Propriétés », choisissez « Protéiques ». Sélectionnez la représentation en sphères (seule la protéine est affectée) puis colorez par chaîne. Vous pouvez alors observer la localisation du fragment d'amidon (représenté en bâtonnets rouge et gris).

 

Questionnement

1.    Réaliser la manipulation présentée sur le document 1 puis interpréter les résultats obtenus pour en déduire le mode et les conditions d’action de l’amylase. (une équation bilan de la réaction de digestion de l’amidon par l’amylase est attendue)

2.    En visualisant à l’aide du logiciel RASTOP la structure tridimensionnelle de l’amylase, fixée sur un petit fragment d’amidon (voir document 2) expliquez au niveau moléculaire les résultats obtenus lors de la manipulation (question 1).

 

Proposition du groupe de professeurs ayant suivi le stage à Toul - avril 2012



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