Classe pratique

Mesurer le temps nécessaire à l’amylase pour décomposer complètement l’amidon, en prélevant des échantillons à 10 secondes d’intervalle et en notant le moment où la solution ne donne plus une couleur bleu-noir avec la solution d’iode (mais la solution d’iode reste orange). Utilisez des tampons pour obtenir des solutions à différents pH. Calculez la vitesse de cette réaction contrôlée par les enzymes en calculant 1÷ temps.

Organisation de la leçon

Cette procédure est assez simple pour que les individus puissent la réaliser si vous avez suffisamment de tuiles à fossettes. Si vous choisissez d’étudier cinq pH, alors des groupes de cinq élèves pourraient réaliser l’enquête en travaillant ensemble et en mettant en commun les résultats.

Appareillage et produits chimiques

Santé & Notes de sécurité et techniques

La solution d’amylase et la solution d’iode présentent un faible risque une fois préparées. Porter une protection oculaire lors de la manipulation de la solution d’iode.
Les dangers des tampons peuvent varier. Voir la carte de recettes CLEAPSS ou les informations du fournisseur et voir la note 3.

1 Amylase (voir la carte de risques et la carte de recettes CLEAPSS) L’enzyme en poudre est DANGEREUSE, mais les solutions à moins de 1% sont à faible risque. Il est sage de tester, bien à l’avance, l’activité de l’enzyme stockée à sa concentration de travail habituelle pour vérifier que les substrats sont décomposés à un rythme approprié. Les enzymes peuvent se dégrader pendant le stockage, ce qui laisse le temps d’ajuster les concentrations ou d’obtenir des stocks frais. L’amylase perd lentement son activité, il est donc préférable de préparer un nouveau lot pour chaque leçon ; l’activité des lots peut varier et les résultats obtenus à des jours différents ne seront pas comparables. La température optimale pour votre enzyme sera indiquée sur l’étiquette du fournisseur.

Utilisation de la salive : le manuel de laboratoire du CLEAPSS fournit des conseils sur les précautions à prendre (notamment en matière d’hygiène) afin d’utiliser la salive en toute sécurité comme source d’amylase. Cette méthode présente l’avantage d’être moins coûteuse, de ne pas nécessiter de techniciens pour préparer des solutions fraîches à chaque leçon, d’intéresser directement les étudiants et d’être fiable pour l’amylase salivaire. C’est aussi l’occasion d’enseigner les bonnes précautions d’hygiène – notamment en s’assurant que les élèves n’utilisent que leurs propres échantillons de salive (fournir de petits béchers pour cracher dedans) ; que les élèves sont responsables du rinçage de leur propre matériel ; et que toute la verrerie contaminée est placée dans un bol ou un seau de chlorate(I) de sodium avant que les techniciens ne se lavent.

2 Suspension d’amidon – faire frais. Faire une crème de 5 g d’amidon soluble dans l’eau froide. Versez dans 500 cm3 d’eau bouillante et remuez bien. Faites bouillir jusqu’à ce que vous ayez une solution claire. Ne pas utiliser d’amidon modifié.

3 Tampons : (Voir la fiche de recette CLEAPSS) Si vous fabriquez un tampon universel, il contiendra de l’hydroxyde de sodium à environ 0,25 M, et devra être étiqueté IRRITANT. Reportez-vous aux autres fiches de danger pertinentes si vous choisissez de fabriquer d’autres tampons, ou aux informations du fournisseur si vous achetez des solutions/comprimés de tampon. (Note 1)

4 Solution d’iode (voir la fiche de danger et la fiche de recette CLEAPSS). Une solution 0,01 M convient pour les tests d’amidon. Préparez-la en diluant 10 fois la solution 0,1 M. Une fois constituée, la solution présente un faible danger mais peut tacher la peau ou les vêtements si elle est renversée.

Problèmes éthiques

Il n’y a pas de problèmes éthiques associés à cette procédure.

Procédure

Sécurité : Toutes les solutions une fois constituées sont à faible risque. Porter une protection oculaire, car l’iode peut irriter les yeux.

Préparation

a Vérifier la vitesse de la réaction avec les volumes suggérés de réactifs à utiliser – 2 cm3 d’amidon : 2 cm3 d’amylase : 1 cm3 de tampon à pH 6. Idéalement, la réaction devrait prendre environ 60 secondes à ce pH : c’est l’optimum habituel pour l’amylase (voir note 1). Si la réaction est trop rapide, il faut soit réduire le volume d’enzyme, soit augmenter le volume d’amidon. Si la réaction est trop lente, augmentez le volume ou la concentration d’enzyme ou réduisez le volume ou la concentration d’amidon.

Investigation

b Placez des gouttes uniques de solution iodée en rangées sur le carreau.

c Etiqueter un tube à essai avec le pH à tester.

d Utiliser la seringue pour placer 2 cm3 d’amylase dans le tube à essai.

e Ajouter 1 cm3 de solution tampon au tube à essai à l’aide d’une seringue.

f Utiliser une autre seringue pour ajouter 2 cm3 d’amidon à la solution amylase/tampon, démarrer le chronomètre et le laisser allumé pendant tout le test. Mélangez à l’aide d’une pipette en plastique.

g Après 10 secondes, utilisez la pipette en plastique pour déposer une goutte du mélange sur la première goutte d’iode. La solution d’iode doit devenir bleu-noir. Si la solution d’iode reste orange, la réaction est trop rapide et l’amidon a déjà été décomposé. Remettez le reste de la solution dans la pipette dans le tube à essai.

h Attendez encore 10 secondes. Puis prélevez une deuxième goutte du mélange pour l’ajouter à la goutte d’iode suivante.

i Répétez l’étape h jusqu’à ce que la solution d’iode et le mélange amylase/tampon/amidon restent orange.

j Vous pourriez préparer une goutte témoin pour la comparer aux gouttes de test. Que devrait-elle contenir ?

k Comptez le nombre de gouttes d’iode que vous avez utilisées, chacune d’entre elles correspondant à 10 secondes de temps de réaction.

l Répétez toute la procédure avec un autre des tampons de pH à utiliser, ou mettez en commun les résultats de la classe.

m Envisagez de recueillir des données répétées si vous avez le temps.

n Tracez un graphique du temps pris pour décomposer l’amidon en fonction du pH, ou calculez la vitesse de réaction et tracez la vitesse en fonction du pH.

Notes d’enseignement

C’est une pratique directe donnant des résultats fiables et sans ambiguïté. Les principales erreurs seront dans l’ordre de mélange de l’enzyme/du substrat/du tampon, ou un retard dans l’échantillonnage de sorte que le temps de réaction est sous-estimé ou la vitesse est surestimée. Les variations de température affectent l’activité enzymatique, de sorte que les résultats recueillis à des jours différents ne sont pas comparables.

Santé et sécurité vérifiées, septembre 2008

Téléchargements

Télécharger la fiche élève Etudier l’effet du pH sur l’activité de l’amylase (72 Ko) avec questions et réponses.

Liens internet

.