La respiration cellulaire 1 (Spé)

Nous venons de voir que la cellule musculaire a besoin d'ATP pour effectuer sa contraction. Tout mouvement, toute activité cellulaire nécessitent de l'énergie donc de l'ATP.

Une des voies métaboliques employées par la cellule pour récupérer de l'ATP est la respiration. On rappelle que l'équation globale de la respiration est la suivante :

equation-1.png

Mise en évidence de la respiration chez un champignon unicellulaire, la levure de bière (Saccharomyces cerivisae).

Des levures sont placées en suspension dans une solution de glucose  et oxygénées durant 24 heures. Si vous n'avez jamais vu de levures (c'est possible), faites le montage suivant :

Placer une goutte (petite !) de suspension de levure sur une lame et ajouter une goutte d'eau iodée. Ajoutez une lamelle et observez à fort grossissement.

Pour étudier le processus respiratoire, on utilise le montage ExAO suivant qui est très simple.

exaorlev.jpg

La mesure se fait sur 5 minutes. Il est important que la solution soit agitée. Pendant la 1ère minute vous observez ce qui se passe sur l'écran, puis vous ajouter avec une seringue 2 ml de solution glucosée à 50 g/L. Observez. Appelez le chef (c'est moi !) et si, par miracle, c'est OK, imprimez à 2 exemplaires. Sinon allez sur "Resp levure secours" dans le menu. 

Dans l'expérience suivante, on travaille sur des levures sans réserve intracellulaire. On incube des solutions de glucose dans 5 erlens à 30 °C en agitant continuellement durant 1 heure selon le protocole suivant :

protocole-consom-glucose.png

Au bout d'une heure, on teste la présence de glucose avec des bandelettes glucotest dans chaque erlen. On obtient les résultats suivants :

resultat-consom-glucose.png

Analysez les résultats de cette expérience et reliez-les à ceux de l'expérience précédente. Proposez vos conclusions.

La première étape de la consommation du glucose

Protocole expérimental :

—Faites chauffer le bain-marie au maximum. Remplissez au 1/4 environ 4 tubes à essais avec de l'eau distillé. Mettez-en 2 dans le bain-marie. Notez sur les tubes les indications suivantes : SF (sans glucose + froid), GF (avec glucose + F), SC (sans glucose + chaleur), GC (glucose + chaleur).

— Coupez des petits cubes de navets de 2 mm de côté environ, de façon à libérer facilement les molécules contenues dans le cytoplasme. 

— Mettez une pointe de spatule de  glucose dans les tubes GF et GC.

— Ajoutez 10 cubes de navets par tube sans sortir les 2 tubes du bain-marie. 

— Laissez agir durant 5 minutes environ puis filtrer chaque tube dans un autre tube à essais en indiquant toujours la nature du tube (SC, SF, etc…)

— Mettez 2 ou trois gouttes de bleu de méthylène dans chaque tube, de façon à obtenir une coloration bleue pâle dans un des tubes provenant du bain-marie puis verser la même quantité de colorant dans les autres tubes.

Observez et notez les colorations dans les 3 autres tubes. Interprétez en tenant compte du fait que le bleu de méthylène est bleu à l'état oxydé et  incolore à l'état réduit (forme leucodérivée). Si la lecture des tubes est impossible, allez dans menu "Navets, résultats de secours" et interprétez.

D'autres expérience ont permis de mettre en évidence que cette première étape de la dégradation du glucose entrainait la formation d'acide pyruvique ou pyruvate.

A partir de l'ensemble des informations, essayez d'écrire l'équation de cette réaction qui a pour nom la glycolyse.

*informations complémentaires

—formule de la molécule d'acide pyruvique :

pyruvate.png

—la glycolyse permet la formation de 2 ATP

Où se passe la respiration cellulaire ?

Des levures sont cultivées dans des conditions différentes. Après quelques heures de cultures on effectue des électronographies.

energetique-et-levure.png

Faites un tableau de comparaison entre les deux types de levures. Que tirez-vous comme conclusion en rappelant que la glycolyse est une réaction cytoplasmique ?

A partir de l'électronographie ci-dessous faites le schéma légendé et titré d'une mitochondrie sur une demi-feuille de papier à dessin.

mitochondrie-met.jpg

1: membranes externe et interne

2 : matrice mitochondriale

3 : crête mitochondriale

4 : ribosome

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