tp6 respiration fermentation

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                           TP-6 :La production d’ATP dans la cellule
L’ATP est sans cesse utilisé par la cellule pour ses diverses activités ; or la cellule ne présente pas de réserves
d’ATP. Il est donc nécessaire qu’il soit régénéré aussi vite qu’il est utilisé.
I) LES MECANISMES CELLULAIRES ASSURANT LA REGENERATION DE L’ATP
Vous avez vu en seconde que lors d’un exercice musculaire on observait une augmentation de la consommation de
dioxygène par la respiration.
Vous avez vu, dans le chapitre précédent que dans les cellules musculaires, grandes consommatrices d’ATP, on observait
la présence de très nombreuses mitochondries, organites où se déroule la respiration…
La respiration est-elle le mécanisme régérateur de l’ATP, et le seul ?
Utilisons un sujet d’ECE pour tenter de répondre à la question :
 Suivez le protocole indiqué dans les Fig-1 et Fig-2.
 Utilisez la fiche technique d’utilisation du logiciel
II) LA RESPIRATION, UNE OXYDATION COMPLETE DE LA MATIERE ORGANIQUE
       2.1) La respiration, un phénomène cellulaire
 Analyse et interprétation de la Fig-3 (= fig-5 Belin p. 69).
       2.2) Localisation cellulaire de la respiration
 Analyse et interprétation de la fig-2 de votre livre (Bordas )p. 235
       2.3) Les facteurs influençant la respiration
Le glucose est donc un des métabolites des mitochondries, permettant la respiration. Sa concentration à t’elle
une influence sur l’intensité de la respiration ? Le glucose est-il le seul métabolite des mitochondries ?
Vous allez réaliser, en 2 groupes, deux séries d’expériences permettant de répondre à ces deux questions.
1ères séries d’expériences : On cherche à déterminer l’influence de la concentration du glucose sur l’activité
respiratoire.
Imaginez le protocole expérimental. Proposez-le au professeur. Une fois validé réalisez-le et tirez les
conclusions qui s’imposent.
2èmes séries d’expériences : On cherche à déterminer quels sont les substrats utilisés par les mitochondries pour
réaliser la photosynthèse. On propose les substrats suivants : Glucose, saccharose, glycérol et éthanol.
Imaginez le protocole expérimental. Proposez-le au professeur. Une fois validé réalisez-le et tirez les
conclusions qui s’imposent.
III) LE DEROULEMENT DE LA RESPIRATION
       Lors des différentes expériences réalisées nous avons oxydé une molécule de glucose et avons constaté
une libération de dioxyde de carbone.
L’équation de la respiration est donc : C6 H12O6 + 6 O2 ---- 6 CO2 + 6 H2O
Le carbone passe de l’état réduit dans la molécule de glucose à l’état oxydé dans la molécule de CO2.
La respiration se déroule en plusieurs étapes
       3.1) la glycolyse
Expérience :1
A partir d’une suspension de levures, on extrait, après destruction de la paroi et de la membrane plasmique,
l’ensemble des molécules présentes dans le cytoplasme. A cet extrait acellulaire, on ajoute un indicateur coloré
d’oxydoréduction : le bleu de méthylène (oxydé bleu, incolore à l’état réduit).
En début d’expérience du glucose est ajouté à l’extrait acellulaire qui est de couleur bleu.
En fin d’expérience, l’extrait acellulaire est devenu incolore, et l’analyse chimique de la solution montre qu’elle
contient du pyruvate (acide pyruvique), par ailleurs aucun dégagement gazeux n’a eu lieu.
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Expérience 2
Les lucioles femelles et les vers luisants (insectes)
émettent la nuit une lumière verdâtre. Ce
phénomène, qualifié de bioluminescence, requiert la
consommation d’ATP, la présence d’un substrat (la
luciférine) et celle d’une enzyme (la luciférase). En
utilisant le couple luciférine/luciférase, on peut
donc visualiser par luminescence la présence d’ATP
dans une solution et même la quantifier.
Un extrait acellulaire de levure est mis en présence
du couple luciférine/luciférase. L’émission
lumineuse est enregistrée à l’aide d’un
luminomètre. Les résultats sont indiqués dans la
Fig-4 ci-contre.


A partir de l’analyse des résultats de ces deux expériences, réaliser un bilan de la glycolyse .
       3.2) Le rôle des mitochondries
A l’aide des documents de votre livre pages 236-237 et notamment du tableau donnant la composition chimique
de chaque compartiment de la mitochondrie, complétez le schéma fonctionnel en précisant pour chaque
compartiment cellulaire, les réactions chimiques qui s’y déroulent.
Bilan de la respiration cellulaire
Ecrire l’équation globale de la respiration
Résumé-cours de la respiration
IV) LA FERMENTATION ALCOOLIQUE
      4.1) Les étapes de la fermentation alcoolique
Revenir sur la 1ère manip EXAO du chapitre avec 3 sondes (O2, CO2 et éthanol).
 Donnez un bilan de la fermentation
    4.2) Comparaison de levures en aérobiose et anaérobiose

Remplissez le tableau en utilisant les données du tableau-1 et les Fig-7 et 8 que vous aurez complétées.
      Voie métabolique                    Respiration                      Fermentation
 Nombre de levures formées

mMoles d’ATP produites par
 mMoles de glucose utilisé
 Ultrastructure des levures


Tableau-1
Masse de levures formées en g.       mMoles de glucose utilisées par      mMoles d’ATP produites par
                                     g. de protéines de levures.h-1       g. de protéines de levures.h-1
aérobiose         anaérobiose        aérobiose          anaérobiose       aérobiose          anaérobiose
     1,970             0,255           Respiratoire       Fermentation      Respiratoire       Fermentation
                                            1,1               42                 40                84

BILAN COMPARATIF / RESPIRATION – FERMENTATION
A l’aide des connaissances acquises précédemment et de la Fig-9 comparer les deux modes de régénération de
l’ATP : respiration et fermentation