Activité 1 : Détermination des différents types de métabolismes.
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Thème : Cellule, ADN et Unité du vivant Chap. 2 : La cellule fonde l’unité et la diversité du vivant TP 5 – Les différents types de métabolismes cellulaires Même si la cellule est l’unité de vie de tous les êtres vivants, celles-ci peuvent différer entre elles par leur structure (cellule végétale ≠ cellule animale). Quelque soient les cellules, elles doivent pouvoir produire des substances organiques nécessaires à leur renouvellement ou à la production de nouvelles cellules. Problème : o Les besoins et le mode de fonctionnement sont-ils les mêmes pour toutes les cellules ? Activité 1 : Détermination des différents types de métabolismes. On a à notre disposition deux suspensions cellulaires différentes : - une suspension de cellules chlorophylliennes : Chlorelles, à une concentration de……………………………… - une suspension de cellules non chlorophylliennes : Levures, à une concentration de………………………… Milieu A Milieu B Milieu C Solution minérale 0 ml 0 ml 6 ml (KNOP) Solution organique (Glucose) 0 ml 34 ml de Glucose 0 ml Eau distillée 1000 ml 960 ml 994 ml On les expose au même éclairement (1 lot de chaque à la lumière et 1 lot de chaque à l’obscurité) pendant 1 semaine. Q1- Réaliser alors un comptage de chaque lot et regrouper vos résultats dans un tableau, que vous aurez recopié sur votre compte rendu. Milieu A Milieu B Milieu C Lumière Obscurité Lumière Obscurité Lumière Obscurité Concentration trouvée lors du comptage C° initiale Levures + + C° finale Chlorelles C° initiale C° finale - Concentration trouvée lors du comptage + - Q2- Que remarquez-vous ? Les deux types cellulaires se développent-ils dans les mêmes milieux ? Aucun des deux types cellulaires ne se développe dans le milieu A (eau distillée), que ce soit à la lumière ou à l’obscurité. Dans le milieu B (Glucose), on peut voir que les levures se développent à la lumière ainsi qu’à l’obscurité ; alors que dans le même milieu, les chlorelles ne se développent pas. Dans le milieu C (KNOP), seules les chlorelles se développent et uniquement en présence de lumière. Q3- Comparer les divers milieux et proposer une explication sur le fait qu’aucun type cellulaire ne se développe dans le milieu A Les substances en présence dans les différents milieux sont différentes ; dans le milieu B, on trouve du glucose qui est une substance énergétique et dans le milieu C, on trouve uniquement le KNOP,qui correspond à de l’engrais. Ces diverses substances sont utilisables par les cellules d’où le développement. Par contre dans le milieu A, on trouve uniquement de l’eau, aucune substance énergétique, il est donc normal qu’aucun type cellulaire ne se développe dans ce milieu. Q4- Préciser les besoins de chacun des deux types cellulaires et indiquer, après avoir défini chacun des deux termes, pour chacun s’il est autotrophe ou hétérotrophe. Grâce à ces expériences, on peut voir que les levures (cellules non chlorophylliennes) ont besoin pour se développer de glucose (substance organique) avec ou sans lumière : ces cellules sont HETEROTROPHES. Les chlorelles (cellules chlorophylliennes) ont, quant à elles, besoin de KNOP (substance minérale) en présence de lumière : ces cellules sont AUTOTROPHES. Autotrophe : Se dit d’un organisme qui utilise des substances minérales, l’eau et le dioxyde de carbone en présence de lumière pour synthétiser sa propre matière organique. Hétérotrophe : Se dit d’un organisme qui utilise des substances organiques qu’il dégrade afin de fournir l’énergie suffisante à la synthèse de nouvelles molécules organiques. Thème : Cellule, ADN et Unité du vivant Chap. 2 : La cellule fonde l’unité et la diversité du vivant Activité 2 : Les échanges gazeux des cellules par ExAO On se propose d’étudier les échanges gazeux des différents types cellulaires. Pour cela, on dispose du matériel ExAO. Q1- Réaliser le protocole donné. Q2- Faire l’étude complète du graphique obtenu : Observation, Interprétation, Conclusion. On réalise des mesures de la concentration en O 2 et en CO2 avec ou sans levures. On remarque que sans levure, les 2 concentrations mesurées restent stables et n’évoluent pas. Par contre, en présence de levures, on peut voir que la concentration en O 2 diminue alors que celle du CO2 augmente. Les levures utilisent de l’O2 d’où la diminution de la concentration et rejettent du CO2 d’où l’augmentation de la concentration. Les levures réalisent donc la respiration. On réalise des mesures de la concentration en O 2 et en CO2 avec ou sans chlorelles. On remarque que sans chlorelle, les 2 concentrations mesurées restent stables et n’évoluent pas. Par contre, en présence de chlorelles, on peut voir que la concentration en O 2 augmente en présence de lumière mais diminue durant la phase obscure alors que celle du CO 2 diminue lors de la phase lumineuse et augmente durant l’obscurité. Il y a donc deux phénomènes distincts : - Les chlorelles utilisent de l’O2 d’où la diminution de la concentration et rejettent du CO 2 d’où l’augmentation de la concentration durant la phase obscure. Les chlorelles réalisent donc la respiration. - Les chlorelles rejettent de l’O2 d’où l’augmentation de la concentration et utilisent du CO 2 d’où la diminution de la concentration durant la phase lumineuse. Les chlorelles réalisent donc la photosynthèse. NB : Durant la phase lumineuse, on voit simplement un rejet d’O2, mais cela ne veut pas dire que durant cette phase elles cessent de respirer. En fait, elles respirent mais le rejet dû à la photosynthèse est nettement supérieur à l’utilisation, c’est pour cela que la concentration augmente. - Phase lumineuse = PS > > > Respiration - Phase obscure = PS < < < Respiration Bilan : Réaliser un texte indiquant quels sont les besoins de différentes cellules et quels sont leurs modes de fonctionnement. Recopier et Compléter le schéma- bilan suivant. Les différents types cellulaires n’ont pas les mêmes structures et par conséquent les mêmes besoins. Une cellule chlorophyllienne est une cellule autotrophe qui a besoin pour se développer des substances minérales ainsi que de l’énergie lumineuse. Une cellule non chlorophyllienne (champignon, animale…) est une cellule hétérotrophe qui a donc besoin de substances organiques (substance synthétisée par les cellules autotrophes à partir des substances minérales), sans avoir besoin de l’énergie lumineuse. O2 O 2 Lumière CO2 Molécules organiques Molécules minérales Energie Noyau = Information génétique Contrôle de l’activité cellulaire CO2 Métabolisme autotrophe O2 Molécules organiques Energie Noyau = Information génétique Contrôle de l’activité cellulaire Métabolisme hétérotrophe Thème : Cellule, ADN et Unité du vivant Chap. 2 : La cellule fonde l’unité et la diversité du vivant Grille d’évaluation : Critères Activité 1 : Détermination des différents types de métabolismes. Q1- Tableau correctement rempli Q2- Les différents types cellulaires ne se développent pas sur les mêmes milieux et dans les mêmes conditions d’éclairement. Q3- Comparaison des divers milieux. Explication correcte sur l’absence de développement dans l’eau distillée Q4- Définition correcte d’Autotrophe/hétérotrophe Besoins clairement énoncés et type de métabolisme correct Activité 2 : Les échanges gazeux des cellules par ExAO Q5- Etude correcte des graphiques : Description des courbes Interprétation correcte Bilan : Les besoins des différentes cellules sont correctement énoncés. Les 2 schémas sont complétés : Métabolisme autotrophe : matière minérale ; Conso CO2 et rejet O2 au niveau des chloroplastes mais respiration au niveau des mitochondries. Métabolisme hétérotrophe : matière organique ; respiration au niveau des mitochondries. Présentation : (Fautes d’orthographe, soin du CR, Phrases rédigées et précises) Points Notes /4,5 0,5 1 0,5 0,5 0,5 1,5 / 3,5 1,5 2 / 1,5 0,5 1 / 0,5 TOTAL : /10
