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La fermentation correspond à un processus que l'on peut qualifier d'incomplet car elles libèrent des déchets contenant encore de l'énergie utilisable comme l'alcool. La respiration est un processus plus complexe nécessitant en outre de l'oxygène. Au cours de la respiration, les molécules organiques sont oxydées totalement (un peu comme si elles étaient brûlées) et leur énergie est récupérée par les cellules. Les déchets formés sont du dioxyde de carbone et de l'eau, molécules dont l'énergie potentielle n'est pas utilisable par les êtres vivants. Protocole Préparer une suspension dans l'eau de levures fraîches à 10 g /L ou ½ sachet de levure lyophilisées dans 0. 5 L, 36 h avant la manipulation. Préparer une solution de glucose dans l'eau à 0. Tp métabolisme des levures correction. 1 mol/l, Monter la chaîne ESAO ( sonde oxymétrique, sonde alcooolique, et sonde CO2) et lancer Atelier scientifique- Jeulin Paramétrer l'acquisition (durée 15 minutes) Introduire 10 mL d suspension de levure dans l'enceinte, lancer rapidement l'agitation, attendre 5 secondes, l'homogénéisation du milieu puis débuter la mesure.
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Lorsque à la 4e minute on ajoute une solution glucosée (un métabolite), les échanges respiratoires reprennent. Les échanges gazeux respiratoires sont le résultat de l'utilisation des métabolites par la cellule afin d'obtenir de l'énergie. Interprétation comparative A et B. TP Métabolisme cellulaire – SVT au lycée. 1 - Facteur étudié: présence de chloroplastes dans les cellules Les cellules chlorophylliennes sont capables de réaliser la photosynthèse en présence d'énergie lumineuse. Elle peuvent synthétiser une molécule organique, le glucose à partir d'éléments minéraux tirés de l'eau et du dioxyde de carbone et en utilisant l'énergie de la lumière pour construire les liaisons entre les éléments carbone. Les cellules chlorophylliennes ont un mode de vie autotrophe. Les cellules de levures ne possèdent pas de chloroplastes, elles ne peuvent réaliser la photosynthèse, les seuls échanges gazeux visibles à l'obscurité comme à la lumière sont des échanges gazeux respiratoires. A - Résultats obtenus avec une suspension de feuilles hachées finement d'une plante chlorophyllienne aquatique (l'Élodée) On éclaire le milieu de la 4 e à la 12 e minute (histogrammes du graphique inférieur)Tp Métabolisme Des Levures Correction
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B. 1 - Culture récente et aérée de levures de boulanger dans de l'eau distillée On distingue trois phases: une phase obscure suivie d'une phase éclairée, elle-même suivie d'une nouvelle phase obscure. Indépendamment des conditions d'éclairement, on observe une consommation du dioxygène. Tp métabolisme des levures correction seconde. Que le milieu soit obscure ou éclairé, on observe une diminution de concentration de dioxygène dans le milieu, qui met en évidence une respiration cellulaire ( la présence d'une sonde à CO 2 aurait permis montrer le dégagement concomitant de dioxyde de carbone). B. 2 - Culture ancienne (48h) et aérée de levures de boulanger dans de l'eau distillée On distingue deux phases: Avant injection d'une solution glucosée, le taux de O 2 et celui de CO 2 restent quasiment constants. Après injection d'une solution glucosée dans la solution de levures à la 4e minute, on observe une diminution du taux de O 2 et une augmentation du taux de CO 2 dans le milieu. Les levures élevées depuis 48 heures dans un milieu aéré et dépourvu de nutriments (eau distillée) ont épuisé leurs réserves et sont affamées: on n'observe plus d'échanges respiratoires.
Les différents types de métabolismes cellulaires A l'aide du matériel à votre disposition, proposer une stratégie vous permettant de trouver si vos échantillons sont autotrophes ou hétéroptrophes en sachant qu'il existe de nombreuses transformations chimiques (fermentation, respiration, photosynthèse) se déroulant à l'intérieur de la cellule: elles constituent le métabolisme. Ce métabolisme peut être contrôlé par les conditions du milieu: présence d'oxygène ou de lumière. Rappels sur la photosynthèse: biologie en flash Matériels à votre disposition: suspension d'algues unicellulaires et dispositif ExAO (sondes O 2 et CO 2) solution de levure (10 g/L) et dispositif d'Exao (sondes O 2 et CO 2, sonde à ethanol) solution de glucose (10 g/L) + mini seringue Résultat obtenu dans le cas d'une fermentation Résultat obtenu dans le cas d'une cellule autotrophe 6 CO 2 + 6 H 2 O → lumière → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Résultat obtenu dans le cas d'une cellule hétérotrophe C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O Retour vers la séance 4