Les micro-organismes et la production du pain

05’—Entrée des élèves — Distribution du document consigne de la séance 1.

Pré-requis — Les élèves doivent être au fait : • que tout être vivant est composé d’une cellule, • de la composition d'une cellule.

05’—Situation déclenchante :  Quels sont les êtres vivants intervenant dans la fabrication du pain ? Quel rôle un être vivant peut-il avoir dans la fabrication du pain ?

20’—Motivation — une situation concrète qui fait question : Quels sont les êtres vivants intervenant dans la fabrication du pain ?

Le travail de cette séance se fait par groupe sur une feuille de classeur qui sera récupéré par le professeur pour que les compétences soient évaluées.

Ensuite, les élèves après un instant de réflexion (environ 3') doivent répondre à la question suivante : Quels sont les ingrédients nécessaires à la fabrication du pain ?

10’—Problèmatique : Parmi tous les ingrédients qui interviennent dans la fabrication du pain, quels sont les êtres vivants?

Hypothèse proposée : les élèves note leur feuille l’hypothèse de leur groupe.

Rappel : La rédaction d’une hypothèse se commence toujours par « Nous pensons que … » ou « Nous supposons que … »

50’—Mise en place de l'expérience : Le professeur propose une expérience à faire pour trouver « quel est l’être vivant parmi tous les ingrédients ...? ». En respectant la chronologie des opérations : 

• vérification de la proposition d’expérience par le professeur. Si les élèves ne trouvent-pas, le professeur discute avec eux et leur rappelle qu’ils ont déjà travaillé sur les êtres vivants et qu’ils ont toutes les informations dans leur classeur,
• validation par le professeur : Les élèves doivent observer au microscope : la levure, le sel, l’eau et la farine,
• distribution du matériel,
• réalisation de l’expérience :

• prendre 4 photos différentes de l'observation avec les appareils mis à disposition.
• les récupérer et les enregistrer sur ordinateur, créer un document (les 4 photos sur une seule page « portrait ») et l'imprimer.
• Compléter le document : un titre, une légende pour chaque photo des êtres vivants avec les mots suivants (cytoplasme, membrane et noyau) et le grossissement du microscope.

10’—Conclusion :  Parmi tous les ingrédients qui interviennent dans la fabrication du pain, quels sont les êtres vivants ?

Les élèves doivent répondre à cette question en se justifiant à partir de vos observations faites au microscope.

05’—Rangement du matériel.

05’—Synthèse de la séance : Après observation au microscope, on constate que seules les levures possèdent des cellules. Elles sont toutes composées d'une membrane, d'un noyau, et d'un cytoplasme. On peut donc en déduire que les levures sont des êtres vivants.

05’—Entrée des élèves.

05’—Rappel du problème de la séance précédente : Parmi tous les ingrédients qui interviennent dans la fabrication du pain, quel est l’être vivant ? Quel rôle un être vivant peut-il avoir dans la fabrication du pain ?

Le travail de la séance précédente a permis d’identifier l’être vivant parmi tous les ingrédients : la levure.

Problèmatique : Une levure est un être vivant, comment se reproduit-elle ? Est-ce qu’elle se nourrit ? Est-ce qu’elle respire ?

35’—Étude de documents pour répondre à toutes ces questions — cf document.

• Document 1 : la photographie d’une observation au microscope de plusieurs levures et un texte qui présente les levures comme des êtres vivants unicellulaire.

• Document 2 : une vidéo sur la levure (d'où elle vient et quelle sont ses applications ?) et un site internet « Tout sur la levure »
• Document 3 : les levures en cuisine ou levure de boulanger qui est un champignon microscopique.
• Document 4 : une photographie d’une cellule de levure en bourgeonnement vu au microscope électronique.
• Document 5 : Pasteur et la fermentation des levures.
• Document 6 : Les levures et le sucre — Tableau avec des résultats contenant des mesures régulières sur la quantité de levure et la quantité de sucre contenue dans un mélange : levure de boulanger diluée dans 1 litre d’eau contenant 5 g. de sucre.

À partir de ces documents, les élèves doivent répondre aux questions suivantes :

• À partir du document 1  :

• Trouver un titre et une légende au document,
• Que nous apprend ce document à propos des levures ?

• À quelle famille les levures appartiennent-elles ?

• Comment se reproduisent les levures ?

• Quel scientifique a découvert les levures ? De quelle nationalité est-il ?
• Les levures respirent-elles ? Surligner la réponse dans le document 5,
• De quoi se nourrissent les levures ?

05’—Les élèves doivent cocher l’idée essentielle du document 6 :

Avec le temps :
• la quantité de levure évolue selon la quantité de sucre.
• la quantité de sucre diminue selon la quantité de levure.
• la quantité de levure augmente quand la quantité de sucre diminue.

10’—Synthèse de la séance : D'après les documents, les levures se nourrissent de sucre, elles grandissent, respirent et se reproduisent par bourgeonnement. On peut en déduire que les levures sont des êtres vivants microscopiques unicellulaires.

Les levures sont des champignons microscopiques. Les champignons ne sont ni des végétaux, ni des animaux. En effet ils n'ont pas de racines, de tiges, de feuilles, ni de chlorophylle, et ils n'ingèrent pas leur nourriture mais poussent dedans.

05’—Entrée des élèves - Distribution du document de la séance 3.

20’—Rappel de la situation déclenchante : Quels sont les êtres vivants intervenant dans la fabrication du pain ? Quel rôle un être vivant peut-il avoir dans la fabrication du pain ? Distribution du document de la séance 3.

Problèmatique : Quel rôle la levure peut-elle avoir dans la fabrication du pain ?

Le professeur rappelle que pour répondre à cette question, il faut concevoir 2 expériences différentes (idem séquence 3): une expérience TÉMOIN et une expérience TEST. Entre ces 2 expériences, un seul facteur (un seul ingrédient / une seule condition) doit être différent : le facteur que je veux tester. Il faut toujours comparer l’expérience TEST à l’expérience TÉMOIN. Le témoin est la seule référence et ne change pas.

80’—Mise en place des 2 expériences :

• 1 • Expérience TÉMOIN : Introduire dans un erlenmeyer 50 g. de farine, 100 ml. d'eau chaude, 1/2 sachet de levure, 1 pincée de sel, agiter avec un agitateur en verre et adapter un ballon de baudruche sur l’erlenmeyer.
• 2 • Expérience TEST : idem à l'expérience témoin sans levure.

Dans chacune de ces expériences, les élèves doivent : 

• schématiser les expériences,
• faire vérifier les schémas par le professeur,
• réaliser chacune des expériences,
• noter leurs observations sur leur cahier.

Les élèves rédigent la conclusion qui répond à cette question « Quel rôle la levure peut-elle avoir dans la fabrication du pain ? »

05’—Rangement du matériel.

05’—Synthèse de la séance : Pour avoir des bulles dans le pain, il faut de l’eau, de la levure et de la farine. Les bulles sont dues à un dégagement gazeux qui gonfle un ballon de baudruche.

05’—Entrée des élèves - Distribution du document de la séance 4.

10’—Rappel de la situation déclenchante : Quels sont les êtres vivants intervenant dans la fabrication du pain ? Quel rôle un être vivant peut-il avoir dans la fabrication du pain ?

05’—Problèmatique : Quel est le gaz produit par les levures lors de la fabrication du pain ?

30’—Expérimentation : Comment récupérer les gaz produit par les levures ?

Les élèves doivent mettre en place un protocole expérimental — cf. schéma du montage :

• introduire dans un erlenmeyer, le mélange eau + levure + farine,
• adapter un bouchon percé muni d'un tube à dégagement sur le haut de l'erlenmeyer.
• remplir un tube à essais préalablement rempli d'eau à ras bord.
• boucher le tube à essais avec la paume de la main, le retourner et l'introduire dans une bassine d'eau.
• tenir le tube renversé dans la bassine, enlever la main et introduire l'extrémité du tube à dégagement. 

Quand il n'y a plus d'eau dans le tube à essais, il faut le retirer et le boucher-le avec un bouchon en liège et le poser le sur le porte tube en bois.

Les élèves réalisent l’expérience : Comment identifier le gaz récupéré ?

Pour cela, les élèves ont à leur disposition une série de tests caractéristiques :

• Pour identifier le gaz produit par les levures, les élèves réalisent un test parmi les 2, puis :
  • le réalisent,
  • schématisent leur expérience,
  • notent leurs observations.

Les résultats sont mis en commun par groupe.

Conclusion : Rédiger la conclusion qui répond à cette question « Quel est le gaz produit par les levures lors de la fabrication du pain ? »

05’—Rangement du matériel.

05’—Synthèse de la séance : Le gaz produit par les levures lors de la fabrication du pain est du dioxyde de carbone.