Document

TP8 : Mise en évidence de la
Respiration cellulaire
http://www.microscopy.fsu.edu/cells/animals/mitochondria.html
1. Equation de la respiration
1) Rappeler quelles sont les cellules pratiquant la respiration
Les cellules possédant des mitochondries : cellules eucaryotes.
Membrane
Et quelques bactéries…
intérieure
2) Rappeler l’équation de la respiration, et sa localisation.
Membrane
extérieure
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2 O
Dans les mitochondries. Doc 3 p36
crête
Matrice
Photo d’une mitochondrie au
microscope électronique
Membrane externe
Membrane interne
Crête
Matrice
http://www.bio.espci.fr/scolarite/c_BIO/energ/cata2.htm
http://membres.lycos.fr/renejacquemet/sport/glucose/glucose.html
1. Equation de la respiration
1) Rappeler quelles sont les cellules pratiquant la respiration
Les cellules possédant des mitochondries : cellules eucaryotes.
Et quelques bactéries…
2) Rappeler l’équation de la respiration, et sa localisation.
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2 O
Dans les mitochondries. Doc 3 p36
3) Cette équation est une oxydoréduction. Séparez les deux couples
oxydant/réducteur de cette équation.
C6H12O6 / CO2
O2 / H2 O
6 H2 O + C6H12O6 + 6 *O2
6 CO2 + 12
6 H2*O
Le glucose peut être transformé par une série de réaction en pyruvate (= acide
pyruvique = C3H4O3).
Quelle pourrait être l’équation de cette transformation ?
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2R’
La glycolyse
2C3H4O3 + 2 ATP + 2R’H2
Doc 4 p 35
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème
Montrer que les mitochondries utilisent du pyruvate et non du glucose pour
faire la respiration.
Etape 2 : mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des
résultats exploitables
Le broyage à froid d’un morceau de chou-fleur dans une solution tampon à pH
7,4 détruit parois et membranes plasmiques, mais permet de conserver des
mitochondries intactes.
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème
Montrer que les mitochondries utilisent du pyruvate et non du glucose
pour faire la respiration.
Etape 2 : mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des
résultats exploitables
Le broyage à froid d’un morceau de chou-fleur dans une solution tampon à pH
7,4 détruit parois et membranes plasmiques, mais permet de conserver des
mitochondries intactes.
- Laisser se dérouler l'expérience pendant environ 1min. (concentration en O2
stable)
- Injecter dans la cuve du bioréacteur, 0,2 ml de glucose, grâce à l'orifice prévu
à cet effet dans le couvercle du bioréacteur - (penser à repérer sur l'axe des
temps en appuyant avec insistance sur « espace »)
- Laisser se dérouler l'expérience
- Au temps 2min, injecter 0,2 ml de pyruvate
Etape 3 : présenter les résultats pour les communiquer
Etape 4 : Exploiter les résultats pour répondre au problème
Les deux phases de la respiration.
1) A partir de ce que vous avez appris lors de l’expérience
précédente, dites quelle étape est nécessaire préalablement à la
respiration. (doc4 p35)
2) A l’aide du document 5 p37 représentant les phases de la
respiration, indiquez les deux équations correspondantes à une
oxydation d’une part et à une réduction d’autre part qui ont lieu
dans la mitochondrie.
3) A l’aide du doc7 p37, dire à quoi sert la chaîne respiratoire.
4) Estimer pour finir le nombre total de molécules d’ATP formées
pour une molécule de glucose consommée.
Schéma bilan du métabolisme d’une cellule hétérotrophe
Schématiser une cellule avec une mitochondrie et représenter les
différentes réactions chimiques permettant la fabrication d’énergie (ATP)
à partir d’une molécule de glucose.
Etape 3 : présenter les résultats pour les communiquer
Graphique présentant le taux de O2 et de CO2 en fonction du temps
dans une solution de mitochondrie
Taux de CO2
Taux de O2
Injection glucose
Injection pyruvate
3. Les deux phases de la respiration.
2) A l’aide du document 5 p37 représentant les deux phases de la respiration,
indiquez les deux équations correspondantes à une oxydation d’une part et à une
réduction d’autre part.
Dans la matrice : Cycle de Krebs : Oxydation du pyruvate en CO2
3H2O + C3H4O3 + ADP + Pi + 5R’
3 CO2 + 5 R’H2 + ATP
Par la chaîne respiratoire : Phosphorylation oxydative :Réduction du O2 en H2O
½ O2 + R’H2 + 3ADP + 3 Pi
H2O + R’ + 3ATP
La chaîne respiratoire transporte les e- de R’H2 à O2.
4) Estimer pour finir le nombre total de molécules d’ATP formées pour une molécule de
glucose consommée.
Par la glycolyse (transformation du glucose en pyruvate) : 2 ATP
Par le cycle de Krebs (transformation du pyruvate en CO2) : 2 ATP
Par la phosphorylation oxydative (transformation du O2 en H2O) : 32
26 ATP