TP 5 : La respiration des levures. Activité 1 : Identifier les échanges entre une levure et son milieu lors de la respiration cellulaire.

Transcription

1 TP 5 : La respiration des levures. Les levures sont des champignons utilisés dans l alimentation. Observation au MO : une levure est être vivant eucaryote unicellulaire. On peut donc étudier à respiration au niveau cellulaire grâce à ces organismes. Problème : On cherche à identifier les échanges lors de la respiration et localiser le lieu de la respiration dans une cellule. Hypothèse : Les échanges entre une levure et son milieu sont les suivant :. Activité 1 : Identifier les échanges entre une levure et son milieu lors de la respiration cellulaire. Expérience 1 : Les déchets de la respiration des levures. Matériel : Erlenmeyer contenant des levures dans un milieu oxygéné, tube à dégagement, tube à essai contenant de l eau de chaux, glucose en poudre à prélever avec une cuillère. Indiquer le principe de l expérience, ce que l on cherche à mettre en évidence (= objectif) et les résultats attendus. Confronter les résultats avec ceux attendus. On place les levures oxygénées dans un Erlenmeyer auquel on relie le tube à dégagement qui baigne dans l eau de chaux contenu dans un tube à essai. On ajoute du glucose aux levures. On cherche à montrer que les levures dégagent du C02 dans ces conditions. Si c est le cas, on devrait observer l eau de chaux se troubler. Expérience 2 : Les besoins des levures Matériel : Suspension de levures cultivées en milieu oxygénée (mise à bullées la veille) à prélever dans un bêcher à l aide d une grosse seringue de 20mL. Matériel EXAO comprenant une sonde à 02, un bioreacteur contenant une enceinte et un agitateur, un bouchon, une console EXAO et un ordinateur Une seringue de 1mL, une solution de glucose

2 Concevoir un protocole expérimental permettant de vérifier votre hypothèse et indiquer l objectif de l expérience. Réaliser l expérience Exploiter les résultats Conclure en éprouvant votre hypothèse grâce à l exploitation des résultats des 2 expériences. Activité 2 : Mettre en relation la structure et le fonctionnement d une levure. Répondre à la question 1 p 37 (remarque : la vacuole est un organite de réserve) On constate que la levure cultivée en absence d 02 ne présente pas de mitochondries et possède une vacuole de petite taille (zone de réserves) alors que la levure en présence d 02 présente une mitochondrie et une vacuole de grande taille. On peut donc supposer que la mitochondrie est un organite cellulaire qui intervient dans la respiration et permet la mise en réserve de composés dans la vacuole. A partir du doc 2 ci-dessous, éprouver votre hypothèse précédente puis proposer une succession d étapes mise en évidence par cette expérience en les localisant dans la cellule. Bilan : Réaliser un schéma fonctionnel de la respiration cellulaire.

3 TP 5 : La respiration des levures. Activité 1 : Identifier les échanges entre une levure et son milieu lors de la respiration cellulaire. Expérience 1 : Les déchets de la respiration des levures. Principe de l expérience correctement énoncé Objectif correctement énoncé Résultat attendus correctement énoncé Confrontation des résultats avec ceux attendus Expérience 2 : Les besoins des levures Protocole : Levures oxygénées déposées dans enceinte du bioréacteur avec la grosse seringue / bouchon avec sonde à O2 placer sur l enceinte/ console EXAO reliée à la sonde et à l ordinateur allumé/ agitation lancée Au bout de quelques minutes injection de glucose avec micro seringue Réalisation de la manipulation : pas d erreur (sonde 02 dans milieu/ quantité levure suffisante/ pas d arrêt prématuré des mesures.) Résultats : Graphique : titré et légendé : moment d injection du glucose Observation : Avant injection de glucose le taux de dioxygène est constant alors que lorsqu'on injecte du glucose dans le milieu, le taux de dioxygène baisse : + valeurs Déduction : La levure consomme du dioxygène grâce au glucose. Conclusion exp 1 et 2 : la levure consomme du glucose et du dioxygène et rejette du C02 lors de la respiration cellulaire. L hypothèse est.. /4 /4 / 1 TOTAL 0

4 Activité 3 : Mettre en relation la structure et le fonctionnement d une levure. Répondre à la question 1 p 37 : Observation réalisée Hypothèse logique +/- Observations : 1. Avant injection comme lors de l'injection de glucose, on observe pas de variation de la quantité d'o2 2. Lors de l'injection de pyruvate, la quantité d'o2 diminue de 1 mg.l -1 en 1 minute. 3. Lors de l'injection d'adp+pi la quantité d'o2 diminue plus fortement de 2,5 mg.l -1 en 1 mn Le milieu contient seulement des mitochondries en milieu oxygéné avec 10mg/L d 02 au début de l expérience. Déduction 1 : On peut donc déduire que les mitochondries consomment de l 02 en présence de pyruvate et non de glucose. Conclusion : Cet organite intervient bien dans la respiration cellulaire. L hypothèse est validée. Cependant, la mitochondrie n'utilise pas le glucose comme substrat mais le pyruvate : il existe donc une étape de transformation du glucose en pyruvate à l extérieur des mitochondries Cette étape est la glycolyse : elle a lieu dans le hyaloplasme (= cytoplasme). Déduction 3 : De plus, la présence d ADP et Pi phosphate inorganique augmente la consommation d 02 par les mitochondries. Conclusion : Donc ces composés doivent être utilisés par les mitochondries lors de la respiration pour former de l ATP (connaissance) : forme d énergie utilisable par la cellule. On peut proposer les étapes successives ayant lieu dans la cellule : 1. Transformation du glucose en pyruvate or des mitochondries avant respiration 2. Utilisation de pyruvate de d 02 lors de la respiration dans les mitochondries 3. Utilisation d 02 et d ADP + Pi lors de la respiration dans les mitochondries BILAN : Schéma fonctionnel titré Présentant 2 compartiments cellulaires : hyaloplasme + mitochondrie Présentant les échangent vus en activité 2 (rejet C02/ conso 02 + glucose) Présentant les étapes vues lors de l activité 2 (glycolyse + synthèse d ATP à partir d ADP + Pi)

5