TP 1ère Spé SVT Mode d'action des enzymes.docm

THIACH4 – Activité 1 - Un exemple de catalyse enzymatique : la digestion de l’amidon
Mise en situation et recherches à mener
L’amidon est un polymère du glucose (= n unités de glucose liées ensemble). Pour être assimilé par l’organisme, l’amidon doit être transformé en molécules
plus petites contenant de moins en moins d’unités (n) et finalement en glucose simple absorbable par la muqueuse intestinale. Cette simplification moléculaire
est une réaction d’hydrolyse (coupure d’une liaison covalente par action d’une molécule d’eau). Elle se déroule en plusieurs étapes (schématisées ci-dessous),
en présence d’enzymes produites par les cellules des glandes salivaires, pancréatiques et intestinales.
Objectif - On veut déterminer les conditions de l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase, une enzyme contenue dans la salive et le suc pancréatique afin de
mettre en évidence le mode d’action et les propriétés des enzymes.
Ressources
Molécule d’amidon et dérivés glucidiques obtenus au fur et à mesure de l’hydrolyse
Matériel disponible
- Amidon en solution
- Saccharose en solution
- Amylase
- Amylase bouillie (dénaturée, ayant perdu sa structure
spatiale)
- Eau
- Eau iodée pour tester la présence d’amidon
- Liqueur de Fehling pour tester la présence de glucose
- Bain marie à 37°C
Proposer une stratégie de résolution
Proposer une stratégie de résolution réalisable en classe permettant de mettre en évidence les conditions de l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase à
savoir :
- L’amidon est hydrolysé par l’amylase,
- L’amylase est spécifique de l’amidon
- Le fonctionnement de l’enzyme dépend du maintien de sa structure spatiale
→ Lien à consulter pour comprendre ce qu’est une stratégie de résolution : https://gaia-svt.weebly.com/tp-photosynthese.html ( tuto en bas de la page).
Appeler le professeur pour faire vérifier votre stratégie

Obtenir des résultats
Matériel disponible
Protocole
Produits et réactifs :
- Amidon en solution
- Amylase
- Amylase bouillie (dénaturée)
- Eau
- Saccharose
- Eau iodée
- Liqueur de Fehling
Verrerie et matériels :
- Tubes à essai et porte tubes
- Pipette (1ml et 5ml) + pipeteur
- Plaque de coloration
- Bain marie à 37°C
- Bain marie à 90°C
- Pinces en bois
!!! Bien lire l'intégralité du protocole et bien s'organiser AVANT de démarrer les manipulations !!!
Préparer 4 tubes à essai de la façon suivante :
- Tube A - 5 ml d’empois d’amidon + 1 ml d’amylase
- Tube B - 5 ml d’empois d’amidon + 1 ml d’amylase bouillie
- Tube C - 5 ml d’empois d’amidon + 1 ml d’eau
- Tube D - 5 ml de saccharose + 1 ml d’amylase
Les agiter légèrement et mettre au bain marie à 37°C pendant 20 min (après avoir réalisé lestests à t0)
A t = 0 à t + 20 min : Réaliser les tests suivants :
TEST A L’EAU IODEE
- Prélever dans chaque tube 2 gouttes du mélange et les déposer dans un puit de la plaque de coloration :
utiliser une pipette par produit et veiller à placer les prélèvements dans les bons puits
- Y ajouter une 2 gouttes d’eau iodée pour effectuer le test.
TEST A LA LIQUEUR DE FEHLING
- prélever 1 ml de la solution mère à tester et la verser dans un autre tube à essai (vide)
- ajouter 1 ml de liqueur de Fehling dans ce tube et agiter légèrement pour mélanger
- Mettre le tube au bain marie à 90°C pendant 5 min
Communiquer ses résultats et répondre au problème
Présenter les résultats sous une forme appropriée et les interpréter afin de répondre au problème.

E + S ↔ ES → E + P
Conditions d’hydrolyse et vitesse de réaction enzymatique
Document 2 - Principe de détermination de la vitesse initiale d’une réaction enzymatique
La transformation d’un substrat en produit par une
enzyme peut être mesurée au cours du temps. La vitesse
d’une réaction enzymatique est mesurée en début de
réaction et correspond donc à la vitesse initiale de la
réaction notée Vi : c’est ce paramètre qui est pris en compte
pour effectuer des comparaisons. La tangente à la courbe
[P] = f(tps) permet de calculer Vi (voir ci-contre).
Document 3 - Influence de la concentration en amidon sur la vitesse initiale
On peut suivre la disparition de
l’amidon (coloré en bleu nuit par l’eau
iodée) au cours du temps grâce à la
colorimétrie. Pour cela, on mesure la
transmittance de la solution (sa
capacité à laisser passer la lumière)
en fonction du temps pour différentes
concentration en substrat. Plus la
solution est concentrée, plus la
transmittance est faible. Le graphique
ci-contre a été obtenu à partir de
l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase.
1 - Pour chaque concentration en
amidon [S], déterminer la vitesse
initiale Vi de la réaction.
2 - Représenter les résultats sous la
forme d’un graphique : Vi = f([S].
3 - Interpréter les résultats en
exploitant les informations des documents 1 et 2.
Document 4 - Influence de la concentration en enzyme sur la vitesse initiale
Pour différentes concentrations en amylase et une concentration fixe
en amidon, on mesure la vitesse de réaction par colorimétrie. Les
résultats obtenus sont présentés dans le tableau ci-contre.
4 - Repérer la concentration en enzyme qui semble idéale pour cette
réaction (choix à justifier).
5 - Décrire et expliquer les résultats.
Bilan - Résumer les propriétés des enzymes mises en évidence dans
cette activité.
Concentration
en enzyme (U.A)
Vitesse initiale
(U.A)
1
5
2
10
4
13
8
26
16
58
24
59
36
58
Graphique présentant l’évolution de la quantité de produit
formés en fonction du temps pour une concentration fixe
en enzyme
Document 1 - Principe d’une réaction enzymatique
La transformation d’un substrat S en un produit P par
une enzyme E se déroule en deux étapes dont la
première fait apparaître un complexe enzyme-substrat,
noté ES, formé par l’association temporaire entre
l’enzyme et la molécule dont elle accélère la
transformation chimique. Ce phénomène peut être
symbolisé de la manière ci-contre :