Partie 2, chapitre 3, TP 4 : ETUDE DES CARACTERISTIQUES DE L ACTIVITE D UNE ENZYME

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1 Partie 2, chapitre 3, TP 4 : ETUDE DES CARACTERISTIQUES DE L ACTIVITE D UNE ENZYME Doc PP Hatier HCl : réaction avec le magnésium [magnésium (réactif 1) + HCl (réactif 2) dihydrogène + chlorure de Mg (produits 1 et 2)] HCl est utilisé : il participe à la réaction chimique : le ph augmente en fin de réaction HCl : réaction d hydrolyse acide de l amidon [amidon (réactif 1) + eau (réactif 2) (produit)] HCl ne participe pas à la réaction : il est intact à la fin : même ph avant et après Dans ce cas le HCl est qualifié de CATALYSEUR : il est indispensable pour le déroulement de la réaction chimique : il accélère la vitesse de réaction, sans y participer (il n apparaît pas dans l équation et n est pas modifié) Données initiales : Les levures vivent naturellement à la surface des fruits (pommes, grains de raisin...) ou des grains d'orge germés (=malt). Elles utilisent les glucides présents dans leur milieu (saccharose,...) pour produire de l'énergie. Ces réactions s'accompagnent de la production d'alcool : c'est la fermentation alcoolique utilisée dans la fabrication du cidre, du vin, de la bière... L'utilisation de ces glucides complexes nécessite une hydrolyse (=rupture de la molécule par ajout d'une molécule d'eau). L'hydrolyse du saccharose, du ou du aboutit dans chaque cas à la production de molécules de en fin de réaction. Cette hydrolyse peut être catalysée* par des enzymes. Saccharose + eau +? Maltose + eau +? Lactose + eau +? Ces 3 glucides :, saccharose et ont la même formule chimique. Cellules de levures observées au microscope électronique à balayage. Problème : On cherche à savoir si la levure dispose d'une seule et même enzyme pour hydrolyser ces différents substrats* ou si, au contraire, il existe 3 enzymes différentes. Remarque : *substrat : molécule sur laquelle agit l'enzyme. Dans notre cas :, saccharose et. *catalyseur : substance qui accélère une réaction chimique sans être modifiée par la réaction. Activité 1 : Adopter une démarche scientifique 1. Proposer une hypothèse pour répondre au problème posé. On suppoes que : 1- Soit 3 enzymes différentes pour hydrolyser 3 sucres complexes. 2- Soit une enzyme hydrolyse les 3. (Comme on ne peut recueillir qu une enzyme dans un de culture de levure, on va tester la 2 ème hypothèse). De plus, si on met les 3 enzymes comment savoir si une seule ou toutes agissent? 2. Enoncer les conséquences vérifiables de cette hypothèse. Si une seule enzyme hydrolyse les 3 substrats alors l enzyme extraite des levures, va permettre d hydrolyser les 3 substrats et on obtiendra du à partir de saccharose, et.

2 3. Concevoir des expériences permettant de tester cette hypothèse avec le matériel proposé. Réaliser un schéma de vos expériences. Dire élèves de m appeler pour cf. leurs expériences. Donner matériel au tableau. sur votre paillasse - le matériel présent au bureau : - une suspension de levures contenant une enzyme - des solutions de saccharose, de et de. 5 ml Bain-marie 15 min Dosage du saccharose Activité 2 : Réaliser des expériences pour tester une hypothèse (matériel sous fiche plastique) Faire chauffer les bains marie 1. Extraction de l'enzyme - Prélever 40 ml de suspension de levures : les déposer dans un bêcher. - Filtrer cette suspension de levures afin d'obtenir au minimum 15 ml de à conserver. NB : le contient une enzyme produite par les levures 2. Mise à l'épreuve des hypothèses - Prélever de chacune des solutions (saccharose, et ) pour les déposer dans 3 tubes à essais séparés (noter au crayon l'initiale du contenu du tube en haut du tube). - Ajouter dans chaque tube 5 ml du précédemment obtenu. - Agiter chaque tube. - Tester la présence de (voir ci-dessous). - Placer vos 3 tubes au bain-marie à 35 C pendant 15 minutes (noter le temps t=0). 3. Détecter la présence de (en début de manipulation et après 15 min, en présence de l'enzyme) - Prélever avec une pipette en plastique quelques gouttes de chacun des tubes à essai. Utiliser une pipette différente pour chaque tube. - Faire couler ces gouttes sur une bandelette réactive au dessus d'un verre de montre ou soucoupe. (1 soucoupe ou verre de montre par pipette) - Laisser agir 10 secondes. - Comparer le résultat de la bandelette avec celui de l'échelle colorimétrique du flacon. - Rincer soigneusement les soucoupes pour le prochain test. Vous devez réutiliser au bout de 15 minutes la même pipette pour le même tube. Noter les différences de couleur des bandelettes au tableau. NB : pendant les 15 minutes d attentes, vous devez préparer le tableau de résultats de l activité 3.

3 40mL de solution de levures Schéma du protocole expérimental de mise en évidence de la spécificité de substrat d une enzyme 5 ml 15mL de de solution de levures Bain-marie saccharose Agiter Tester la présence de Agiter + Dosage du 15 min au bain marie à 35 C Activité 3 : Analyser les résultats et conclure 1. Présenter vos résultats sous forme de tableau. Présence de Solution saccharose + Solution + Solution + t = t = Interpréter vos résultats. L enzyme de la levure n hydrolyse que le saccharose. 3. Conclure quant à la validité de votre hypothèse. Hypothèse 1 validée. : une enzyme est spécifique d un substrat 4. Sachant que le nom des enzymes comporte souvent le nom du substrat suivi du suffixe «ase», donner un nom logique à cette enzyme. Saccharase (hydrolyse le saccharose) (lactase maltase) Saccharose + fructose

4 Activité 4 : Comprendre la spécificité d une enzyme Les informations suivantes doivent vous permettre d expliquer ce que vous venez de démontrer. Le saccharose, le et le sont des diosides (=formés de 2 oses). Les oses qui les constituent sont les suivants : - Saccharose = + fructose - Maltose = + - Lactose = + ga Glucose, ga et fructose ont la même formule brute (C 6 H 12 O 6 ) mais se différencient par leur configuration spatiale. A l aide du tableau ci-dessous : 1. Retrouver et légender les noms des molécules constituant le saccharose, le, le. 2. Identifier et compléter la formule chimique brute C n H x O y du saccharose, du et du. C 12 H 22 O Repérer en entourant sur les schémas ce qui différencie la molécule de par rapport à celle de saccharose. Faire de même pour le saccharose et le. 4. Après avoir regardé l animation «enzymologie.exe», proposer une explication à la spécificité de l enzyme de la levure pour son substrat. Complémentarité entre site actif de l enzyme et le substrat, cf. clé serrure. Le C 6 H 12 O 6 Le saccharose fructose Le Le ga Bilan : spécificité de l enzyme pour un seul substrat.

5 saccharose

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