LA SCIENCE. Étude de la catalase. Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy

Transcription

1 LA SCIENCE Étude de la catalase Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy

2 Science = MÉTHODE (façon de procéder) pour connaître et comprendre la nature = méthode scientifique Observation et collecte de FAITS Hypothèse : tentative d explication des faits EXPÉRIMENTATION : vérification de l hypothèse Si ça ne peut pas être réfuté par une expérience ou une observation, ce n est pas de la science.

3 Hypothèse : tentative d explication d un phénomène Expérimentation : l hypothèse est acceptée (pas nécessairement prouvée) ou rejetée

4 L hypothèse peut se formuler sous la forme : SI l explication est la suivante : (prémisse) ET que je fais telle expérience (expérimentation) ALORS je devrais obtenir tel résultat si j ai raison (prédiction) Si le résultat obtenu correspond à ce que j avais prévu, alors l hypothèse est vérifiée. N.B. ce n est quand même pas une PREUVE que mon explication est la bonne.

5 Ex. SI la lampe de poche ne fonctionne pas parce que la pile est à plat (prémisse) ET que je remplace la pile actuelle par une pile que je sais chargée (expérimentation) ALORS l ampoule devrait s allumer si je mets le contact (résultat prévu) Si la lampe fonctionne après avoir changé la pile, estce la preuve que le problème venait de la pile? Pourquoi est-ce important de ne changer que la pile, plutôt que de changer et la pile et l ampoule en même temps?

6 L enzyme catalase Enzyme = protéine ayant une fonction de catalyseur Catalyseur = substance qui active une réaction chimique qui, sans le catalyseur, serait très lente ou impossible.

7 Ex. synthèse ou digestion du saccharose ENZYME Sans l enzyme, la réaction serait très lente, voire impossible à la température ambiante. La réaction inverse glucose fructose glucose + fructose + H 2 O nécessite aussi une enzyme (qui n est pas la même)

8 Substrat + Enzyme Complexe Substrat Enzyme Produits + Enzyme

9 L enzyme catalase catalase Peroxyde d hydrogène (H 2 O 2 ) 2 H 2 O 2 2 H 2 O + 2 O 2 Peroxyde d hydrogène = sous-produit de nombreuses réactions se produisant dans les cellules La cellule doit absolument l'éliminer au fur et à mesure qu'il se forme. Ce produit deviendrait rapidement mortel s'il s'accumulait dans la cellule. Chez les eucaryotes, la catalase est particulièrement abondante dans les peroxysomes, de petites vésicules de la cellule contenant diverses enzymes.

10 catalase 2 H 2 O 2 2 H 2 O + 2 O 2 Plus précisément : = produits complexe substrat-enzyme H 2 O 2 + catalase H 2 O 2 - catalase H 2 O + ½ O 2 + catalase = substrat N.B. Le catalyseur n est pas modifié par la réaction et peut resservir. Tant qu il y a du substrat, la réaction continue.

11 La catalase est une grosse protéine formée de quatre chaînes identiques d'un peu plus de 500 acides aminés. Chacune des quatre chaînes est associée à un groupement chimique non protéique appelé hème. L'hème est une molécule organique contenant un atome de fer.

12 La catalase n est qu une des nombreuses enzymes connues pouvant catalyser la dégradation du peroxyde. Toutes ces enzymes sont regroupées sous le nom de «peroxydases». La réaction de dégradation du peroxyde peut aussi être catalysée par de nombreux catalyseurs inorganiques (différents métaux, dioxyde de manganèse, etc.).

13 Y a-t-il de la catalase dans du foie? S il y a de la catalase dans du foie ET que j ajoute du peroxyde à un morceau de foie ALORS je devrais observer un dégagement d oxygène (bulles). S il y a des bulles qui se dégagent, est-ce la preuve que le foie contient de la catalase? N.B. le foie que nous utiliserons contient d autres peroxydases que la catalase.

14 Expérience 1 Trois éprouvettes : Éprouvette 1 : morceau de foie Éprouvette 2 : morceau de carotte crue Éprouvette 3 : morceau de pomme de terre Les cubes sont de la même taille On ajoute à chaque éprouvette la même quantité de H 2 O 2 Que veut-on vérifier? Quelle serait l hypothèse?

15 SI ET ALORS Que peut-on conclure après avoir fait l expérience?

16 Expérience 2 Deux éprouvettes : Éprouvette 1 : morceau de foie entier Éprouvette 2 : morceau de foie trituré La quantité de foie est la même dans les deux éprouvettes. Le foie trituré libère plus d enzymes (catalase) dans le milieu de réaction que le foie entier. On ajoute à chaque éprouvette la même quantité de H 2 O 2. Que veut-on vérifier? Quelle serait l hypothèse?

17 SI ET ALORS

18 Expérience 3 Trois éprouvettes : Éprouvette 1 : morceau de foie trituré cru Éprouvette 2 : morceau de foie trituré bouilli chaud Éprouvette 3 : morceau de foie trituré bouilli froid La quantité de foie est la même dans les trois éprouvettes. On ajoute à chaque éprouvette la même quantité de H 2 O 2. Que veut-on vérifier? Quelle serait l hypothèse (en fait, les deux hypothèses puisqu on vérifie deux choses dans cette expérience)?

19 Effet de la chaleur (100 ºC) sur la catalase SI ET ALORS

20 Réversibilité de l inactivation SI ET ALORS

21 Expérience 4 Trois éprouvettes : Éprouvette 1 : morceau de foie cru entier Éprouvette 2 : morceau de foie cru congelé ramené à la température de la pièce Éprouvette 3 : peroxyde froid (température de la glace) auquel on ajoute un morceau de foie cru entier congelé (température de la glace sèche) La quantité de foie est la même dans les trois éprouvettes. On ajoute à chaque éprouvette la même quantité de H 2 O 2. Que veut-on vérifier? Quelle serait l hypothèse (en fait les deux hypothèses)?

22 Effet de la congélation sur la catalase SI ET ALORS

23 Lien entre la température du milieu et la vitesse de la réaction catalysée SI ET ALORS

24 Expérience 5 Sept éprouvettes contenant chacune un mélange de foie trituré et d une solution tampon à un ph déterminé : ph 1, On ajoute à chaque éprouvette un même volume de H 2 O 2 Que veut-on vérifier? Quels sont les résultats attendus? N.B. le ph du corps est de 7,3

25 SI ET ALORS

26