Problématique : Comment les cellules assurent-elles leurs besoins en énergie ?
CHAPITRE A2 : LE MÉTABOLISME DES CELLULES
I- LE METABOLISME HETEROTROPHE ET LES VOIES METABOLIQUES
TP 5 : Le métabolisme hétérotrophe
I- LE METABOLISME HETEROTROPHE ET LES VOIES METABOLIQUES
TP 5 : Le métabolisme hétérotrophe
Correction :
1) Il faut un test et un témoin :
-témoin : On place des levures normales avec du glucose dans une boîte et on mesure, avec la sonde, la quantité de dioxygène qui devrait diminuer et la quantité de dioxyde de carbone (avec l’autre sonde) qui devrait augmenter.
-test : même expérience mais avec les levures aux mitochondries non fonctionnelles. Si Arthur a raison, il ne devrait rien se passer.
Correction :
1) Il faut un test et un témoin :
-témoin : On place des levures normales avec du glucose dans une boîte et on mesure, avec la sonde, la quantité de dioxygène qui devrait diminuer et la quantité de dioxyde de carbone (avec l’autre sonde) qui devrait augmenter.
-test : même expérience mais avec les levures aux mitochondries non fonctionnelles. Si Arthur a raison, il ne devrait rien se passer.
Correction :
3) Description des résultats : (doc 1)
-La concentration en dioxygène reste constante à environ 5,2 mg/L pendant 3 minutes puis après l’injection de glucose, elle diminue jusqu’à 0mg/L à 7 minutes.
-La concentration en dioxyde de carbone reste constante à environ 7,5 mg/L jusqu’à 3 minutes puis après l’injection de glucose, elle augmente jusqu’à 16 mg/L à 7 minutes.
-La concentration en glucose diminue de 3 à 6 minutes.
Interprétation des résultats :
-Les levures ont prélevé du dioxygène et du glucose et ont rejeté du dioxyde de carbone : les levures "normales" respirent.
Description des résultats : (doc 2)
-La concentration en dioxygène reste constante à 5,8 mg/L dans l'enceinte avec des levures possédant des mitochondries non fonctionnelles alors qu'elle diminue avec les levures "normales".
Interprétation des résultats :
Les levures qui ont des mitochondries non fonctionnelles ne prélèvent pas de dioxygène donc ne respirent pas.
Conclusion :
L'hypothèse d'Arthur est validée : les mitochondries permettent bien la respiration cellulaire.
4)
5) Les trois voies métaboliques du document 4 sont interconnectées par la molécule de glucose-6-phosphate.
On dit que cette molécule est un intermédiaire métabolique.
Bilan du I : Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent le métabolisme.
Si la matière prélevée par une cellule est organique, son métabolisme est hétérotrophe. La respiration cellulaire est une voie métabolique qui permet alors à cette cellule de produire de l’énergie.
Les transformations biochimiques sont possibles par l’action des enzymes.
Les voies métaboliques sont interconnectées par les molécules intermédiaires des métabolismes.
DÉFINITIONS :
-Hétérotrophe : Organisme qui produit l’énergie dont il a besoin à partir des molécules organiques dont il se nourrit.
-Autotrophe : Organisme qui produit des molécules organiques à partir de molécules minérales : il réalise la photosynthèse. Il peut ensuite produire l’énergie dont il a besoin grâce à d’autres transformations biochimiques.
-Voie métabolique : succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre.
-Enzymes : grosses molécules qui accélèrent fortement les réactions biochimiques et permettent la transformation de substrats en produits.
II- Le métabolisme autotrophe, les flux de matière et d'énergie
TP 6 : Le métabolisme autotrophe
Bilan du I : Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent le métabolisme.
Si la matière prélevée par une cellule est organique, son métabolisme est hétérotrophe. La respiration cellulaire est une voie métabolique qui permet alors à cette cellule de produire de l’énergie.
Les transformations biochimiques sont possibles par l’action des enzymes.
Les voies métaboliques sont interconnectées par les molécules intermédiaires des métabolismes.
DÉFINITIONS :
-Hétérotrophe : Organisme qui produit l’énergie dont il a besoin à partir des molécules organiques dont il se nourrit.
-Autotrophe : Organisme qui produit des molécules organiques à partir de molécules minérales : il réalise la photosynthèse. Il peut ensuite produire l’énergie dont il a besoin grâce à d’autres transformations biochimiques.
-Voie métabolique : succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre.
-Enzymes : grosses molécules qui accélèrent fortement les réactions biochimiques et permettent la transformation de substrats en produits.
II- Le métabolisme autotrophe, les flux de matière et d'énergie
TP 6 : Le métabolisme autotrophe
Rappels : Pour réaliser la photosynthèse, les cellules végétales chlorophylliennes ont besoin d'eau, de lumière, de dioxyde de carbone (et de sels minéraux) et rejettent du dioxygène.
1) Il faut un test et un témoin :
-témoin : On place des cellules végétales chlorophylliennes dans une enceinte hermétique à la lumière et on mesure, avec une sonde, la quantité de dioxyde de carbone (qui devrait diminuer) et avec une autre sonde, la quantité de dioxygène (qui devrait augmenter).
-test : On fait la même expérience mais sans lumière (la quantité de dioxyde de carbone ne devrait pas diminuer et la quantité de dioxygène ne devrait pas augmenter).
Rappels : Pour réaliser la photosynthèse, les cellules végétales chlorophylliennes ont besoin d'eau, de lumière, de dioxyde de carbone (et de sels minéraux) et rejettent du dioxygène.
1) Il faut un test et un témoin :
-témoin : On place des cellules végétales chlorophylliennes dans une enceinte hermétique à la lumière et on mesure, avec une sonde, la quantité de dioxyde de carbone (qui devrait diminuer) et avec une autre sonde, la quantité de dioxygène (qui devrait augmenter).
-test : On fait la même expérience mais sans lumière (la quantité de dioxyde de carbone ne devrait pas diminuer et la quantité de dioxygène ne devrait pas augmenter).
Correction :
3) Description des résultats : (doc 1)
-A la lumière, la concentration en dioxygène augmente de 7,3 à 7,9 mg/L puis à l'obscurité, elle diminue de 7,9 à 7,7 mg/L.
-A la lumière, la concentration en dioxyde de carbone diminue de 0,0195 à 0,0179 g/L puis à l'obscurité, elle augmente de 0,079 à 0,0192 g/L.
Interprétation des résultats :
-A la lumière, les euglènes rejettent du dioxygène et prélèvent du dioxyde de carbone alors qu'à l'obscurité, elles prélèvent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone.
Conclusion :
Donc à la lumière, les euglènes réalisent la photosynthèse alors qu'à l'obscurité, elles respirent.
L'hypothèse est validée : les cellules végétales ont besoin de lumière pour réaliser la photosynthèse.
4) Le document 1 montre des grains noirs uniquement dans les chloroplastes des cellules placées à la lumière alors qu'il n'y en a pas dans les cellules placées à l'obscurité, ni ailleurs dans le cytoplasme.
L'eau iodée révèle la présence d'amidon par une couleur violet sombre. Donc il y a de l'amidon dans ces chloroplastes : il a été fabriqué à partir du glucose produit lors de la photosynthèse.
Donc la photosynthèse a lieu dans les chloroplastes.
5) Le document 2 montre qu'au bout d'une heure, la feuille apparaît sombre : donc le CO2 marqué a été prélevé par la feuille lors de la photosynthèse et du glucose contenant le C marqué a été produit.
Au bout de 12h, on voit que la gousse apparaît sombre alors que la feuille est claire : Le glucose produit par la feuille a été transporté jusqu'à la gousse en développement.
Il y a donc un 1er flux de matière entre les cellules chlorophylliennes de la feuille et les cellules non chlorophylliennes du fruit.
Le document 3 montre plusieurs autres flux de matière :
-Dans la cellule chlorophyllienne, la matière organique produite par la photosynthèse est utilisée lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-Cette matière organique est transportée aux cellules non chlorophylliennes des racines où elle est utilisée lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-La matière organique du végétal est consommé par la vache, digérée, absorbée et utilisée ensuite lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-Le dioxygène produit lors de la photosynthèse dans la cellule chlorophyllienne est utilisée lors de la respiration par les cellules chlorophylliennes et non chlorophylliennes et par les cellules animales ;
-Le dioxyde de carbone produit lors de la respiration est utilisée par les cellules chlorophylliennes pour réaliser la photosynthèse.
Au bout de 12h, on voit que la gousse apparaît sombre alors que la feuille est claire : Le glucose produit par la feuille a été transporté jusqu'à la gousse en développement.
Il y a donc un 1er flux de matière entre les cellules chlorophylliennes de la feuille et les cellules non chlorophylliennes du fruit.
Le document 3 montre plusieurs autres flux de matière :
-Dans la cellule chlorophyllienne, la matière organique produite par la photosynthèse est utilisée lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-Cette matière organique est transportée aux cellules non chlorophylliennes des racines où elle est utilisée lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-La matière organique du végétal est consommé par la vache, digérée, absorbée et utilisée ensuite lors de la respiration pour produire de l'énergie ;
-Le dioxygène produit lors de la photosynthèse dans la cellule chlorophyllienne est utilisée lors de la respiration par les cellules chlorophylliennes et non chlorophylliennes et par les cellules animales ;
-Le dioxyde de carbone produit lors de la respiration est utilisée par les cellules chlorophylliennes pour réaliser la photosynthèse.
6) Le document 4 montre que dans le chloroplaste, une enzyme appelée Rubisco est essentielle pour la photosynthèse.
Or le document 5 indique que seule les cellules chlorophylliennes possèdent cette enzyme.
Donc c'est à cause de la présence de cette enzyme que seules les cellules chlorophylliennes peuvent réaliser la photosynthèse.
Or le document 5 indique que seule les cellules chlorophylliennes possèdent cette enzyme.
Donc c'est à cause de la présence de cette enzyme que seules les cellules chlorophylliennes peuvent réaliser la photosynthèse.
Bilan du II : Si la matière prélevée par une cellule est minérale, son métabolisme est autotrophe. La photosynthèse permet à la cellule de produire la matière organique dont elle a besoin et qu’elle utilisera entre autres dans la voie de la respiration pour produire de l’énergie.
Le métabolisme dépend de l’équipement spécialisé de chaque cellule (organites, macromolécules parmi lesquelles les enzymes) : les chloroplastes assurent la photosynthèse, les mitochondries sont responsables de la respiration…
Les êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement (milieu, autre organisme) : les organismes pluricellulaires hétérotrophes reçoivent les molécules organiques d’autres êtres vivants en les consommant.
Dans un organisme photosynthétique, il y a aussi des flux de matière et d’énergie entre les cellules, les organes.
Schéma-bilan :
Bilan du II : Si la matière prélevée par une cellule est minérale, son métabolisme est autotrophe. La photosynthèse permet à la cellule de produire la matière organique dont elle a besoin et qu’elle utilisera entre autres dans la voie de la respiration pour produire de l’énergie.
Le métabolisme dépend de l’équipement spécialisé de chaque cellule (organites, macromolécules parmi lesquelles les enzymes) : les chloroplastes assurent la photosynthèse, les mitochondries sont responsables de la respiration…
Les êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement (milieu, autre organisme) : les organismes pluricellulaires hétérotrophes reçoivent les molécules organiques d’autres êtres vivants en les consommant.
Dans un organisme photosynthétique, il y a aussi des flux de matière et d’énergie entre les cellules, les organes.
Schéma-bilan :
