Le fonctionnement d’un lecteur de glycémie TP ExAO

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné TS Spécialité
Partie du programme : Thème 3 - corps humain et santé. Glycémie et diabète
PLACE DANS LA PROGRESSION
Les enzymes ont été vu(e)s. Ce TP permet de réinvestir les connaissances acquises sur les enzymes dans le cadre d’une application concrète au diabète.
SITUATION DECLENCHANTE
Un chercheur diabétique a oublié son lecteur de glycémie. Il doit absolument mesurer sa glycémie au cours de la journée. Il décide donc de se débrouiller avec le matériel disponible dans son laboratoire. Il dispose notamment de glucose oxydase (GOD), enzyme présente dans certains lecteurs de glycémie et qui catalyse la réaction suivante :
Glucose + O2-> gluconolactone + H2O2
(ensuite, le gluconolactone est hydrolysé spontanément, donnant de l’acide gluconique ; l’équation-bilan peut donc s’écrire : Glucose + O2 + H2O -> acide gluconique + H2O2)

Fournir aux élèves un document expliquant le rôle de la glucose oxydase.
PROBLÈME A RÉSOUDRE
Comment mesurer une glycémie à l’aide de la glucose oxydase ?
NOTIONS, COMPÉTENCES
Notions
Compétences Suivre un protocole, tracer un graphique (tableur-grapheur), rédiger un compte-rendu écrit, avoir un regard critique sur ses résultats, sensibiliser à la santé.
ACTIVITE
  • Matériel et ressources :
    - PC équipé d’un tableur, d’un traitement de texte et d’un système ExAO avec sonde à dioxygène.
    - glucose-oxydase + seringue : 0,5mL par injection
    - solutions de glucose de concentrations connues : 0 / 0,5 / 1 / 1,5 / 2 g/L
    - solution de glucose à tester dite « sérum du patient diabétique »
  • Déroulement de l’activité :
    a. Elaboration d’un protocole par les élèves (mesure par ExAO de la quantité de dioxygène consommée pour évaluer la quantité de glucose présente) puis leur fournir le protocole à suivre.

b. A l’aide du dispositif ExAO, mesurer sur 4 ou 5 min la teneur en dioxygène de solutions de glucose de concentrations croissantes et connues. Injecter à chaque fois la GOD après 30s de mesure. En superposant les courbes sur un même graphique, on obtient un résultat tel que montré ci-contre :

Evolution de la concentration en dioxygène de solutions de concentrations croissantes de glucose et soumises à l’action de la glucose oxydase

c. A l’aide d’un logiciel tableur-grapheur, l’élève trace la courbe étalon de la concentration en glucose d’une solution en fonction de la consommation de dioxygène par la GOD (utiliser pour cela le calcul de la pente de chaque courbe obtenue précédemment). Avec notre exemple, on obtient :

d. L’élève prend ensuite avec le dispositif ExAO la consommation de dioxygène par la GOD de la solution de sérum à tester et détermine graphiquement la glycémie du patient. Sur l’exemple ci-dessus, la glycémie est de 1,4.

COMMUNICATION DES RESULTATS, OBSERVATIONS, RECHERCHES
Rédaction d’un compte-rendu numérique retraçant la démarche expérimentale.
EVALUATIONS POSSIBLES
Utilisation du tableur-grapheur, du matériel ExAO.
Suivi du protocole expérimental.
Utilisation du traitement de texte.
COMMENTAIRES
Possibilité de fournir des solutions à tester présentant des concentrations différentes aux divers élèves.

R. Mathe, lycée Condorcet (Limay)

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