Besoin des muscles en dioxygène

Matériel au bureau
1 gardon/classe découpé en petits morceaux + 1 enceinte à bouchon blanc
sonde à dioxygène air/eau collège de chez Jeulin + capteur oxymètre + VTT + logiciel Compliss
PC relié au vidéoprojecteur

Préparation des gardons au labo

 

Les poissons sont des gardons achetés dans un magasin de pêche, ils servent de vifs. Avec un poisson moyen on effectue les 2 expériences: besoin en dioxygène et rejet de dioxyde de carbone.
Ils sont conservés dans un aquarium muni d'une pompe, placer un couvercle à trous sur l'aquarium; ils ont une fâcheuse tendance à faire des bonds!
Ne pas le nourrir (conseil du vendeur) cela les fait mourir hors de leur milieu naturel, ils peuvent tenir ainsi 8 jours.
L'animal est sacrifié 1/4 heure avant le TP par un coup de marteau sur la tête (enveloppé dans du sopalin ou un chiffon).
Découper le poisson en tranches de 3-4 mm d'épaisseur (sauf la tête) , enlever le système digestif, éponger le sang.
Ensuite faire des petits morceaux pour les mettre dans l'enceinte.

TP en classe


Paramètres des capteurs sur le logiciel Compliss:
Oxymètre: 16-22% afin d'avoir une bonne sensibilité
Temps: 5 mn, ligne continue, nbr de points?
Sur le capteur,placer le commutateur air-eau sur air , attendre quelques minutes puis ajuster le % de dioxygène à environ 20,9 avec le bouton d'étalonnage.
Rappel: Les élèves ne savent pas pourquoi on ajuste à ce % puisqu'ils étudient la composition de l'air en chimie niveau 4ème.
gaz formule chimique %
diazote N2 78,08
dioxygène O2 20,9
dioxyde de carbone CO2 0,033
autres gaz   -<1
Pour plus d'informations: article Wikipédia
Tout en sachant que pendant l'expérience on peut modifier les axes avec les touches  Maj-Ctrl appuyées simultanément et le pointeur de la souris sur l'axe en question.
La sonde est entourée dans sa partie supérieure de téflon afin d'assurer un système d'étanchéité.
Elle doit descendre dans l'enceinte comme dans les images ci-dessous.
Faire en 1er : témoin: enceinte vide
ensuite: expérience: morceaux de muscle dans l'enceinte, le maximum mais sans toucher la grille de la sonde.
Changer la couleur de la courbe.
Le muscle est entouré d'air donc notamment de dioxygène.

Astuces: Tenir l'enceinte du bout des doigts afin de ne pas la chauffer, cela modifie le taux de dioxygène.
Ne pas tourner la sonde dans tous les sens, essayez vous verrez pourquoi.
Branchements et essai préalable nécessaires avant chaque TP: avoir une bonne stabilisation du taux de dioxygène.
Remarques: Cela reste une expérience délicate pour les élèves, au vu des précautions à propos de la sonde qui de plus est fragile.
En règle général, je fais l'expérience, le prof commente le matériel, la manip.
Le +: Les élèves peuvent tous suivre le déroulement de l'acquisition (graphique) sur le tableau blanc via le vidéoprojecteur relié au PC.
Les -: Bonne dose de patience et du temps pour trouver le meilleure protocole: choix de l'enceinte, étanchéité, volume d'échantillon ....et du temps.

Les élastiques ne servent à rien!
Photos prises lors d'essais.
muscle2vtt

Exemple de résultats


Résultat réel sans réajustements avec le logiciel Compliss, devant les élèves pourquoi modifier les résultats?
Si les résultats sont mauvais, on recommence.
Un prof "prévoyant" aura un document papier de remplacement en cas de panne du matériel ou du réseau.
Parfois la valeur en dioxygène du  témoin augmente....sans trop savoir pourquoi et malgré les précautions.
Les courbes ne sont pas lisses car l'axe des ordonnées représentant le % en O2 a été amplifié.
Il est judicieux qu'au temps t0 les courbes débutent avec le même % en dioxygène.
Concernant la courbe "témoin" le % de dioxygène reste identique du début à la fin de l'expérience.
Pour la courbe "expérience" = enceinte qui contient du muscle, le % de dioxygène dans l'enceinte diminue (de 20,8 à 20,5%) donc le muscle a consommé du dioxygène.