b2-supp - Cours Poncet

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 2. Respiration
5
B2. Activités cellulaires - Respiration
Les cellules des angiospermes, comme tout autre cellule, réalisent un grand
nombre d’activités cellulaires comme la synthèse de différentes molécules
organiques. Toutes ces réactions biochimiques ont besoin d’énergie. La
molécule énergétique utilisée par les cellules est l’ATP. Grâce à elle, les
cellules peuvent avoir une activité biochimique variée. Le recyclage d’ATP se
fait par un mécanisme cellulaire particulier : la respiration cellulaire.
Les plantes, aux contraires des animaux, produisent directement le sucre
nécessaire à la respiration cellulaire lors d’une autre activité cellulaire : la
photosynthèse.
B2.a ADENOSINE TRIPHOSPHATE (ATP)
i. L’ATP est la molécule énergétique des cellules
è Analyser des documents
Que peut-on conclure sur la réaction de polymérisation de l’amidon ? 1)
Doc 1 Amidon et glycogène
L’amidon et le glycogène sont des polymères du glucose et
constituent les réserves glucidiques des cellules (amidon
chez les cellules végétales, glycogène chez les cellules
animale et mycètes).
La synthèse d’amidon à partir de glucose nécessite une
enzyme spécifique l’amylosynthase que l’on peut extraire
des tubercules (pommes de terre).
Doc 2 Synthèse d’amidon
Tube 1 : 2 mL de glucose + 1 mL d’amylosynthase + 1mL
d’eau distilée
Tube 2 : 2 mL de glucose + 1mL d’ions phosphate + 1mL
d’amylosynthase
Tube 3 : 2mL de glucose 1-P + 1mL d’amylosynthase + 1mL
d’eau distilée
Le contrôle de la présence d’amidon se fait par prélévement
de solution après 3, 5 et 10 minutes et en testant les
prélèvements à l’eau iodée.
Le gucose 1-P est une molécule de glucose à
laquelles a été transféré un groupe phosphate sur le
carbone 1.

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 2. Respiration
6
L’adénosine triphosphate, ou ATP, est un nucléoside triphosphate formant un
nucléotide qui, dans la biochimie de tous les êtres vivants connus, fournit
l'énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme, à la
locomotion, à la division cellulaire, ou encore au transport actif d'espèces
chimiques à travers les membranes biologiques.
Comment démontrer qu’une activité cellulaire a besoin d’ATP ? 2)
Afin de libérer de l’énergie, la molécule d'ATP est clivée, par hydrolyse, en
adénosine diphosphate (ADP) et en phosphate, réaction qui s'accompagne
d'une grande libération d’énergie. Cette énergie est alors utilisée pour réaliser
une autre réaction biochimique.
ii. Régénération de l’ATP
Les cellules régénèrent ensuite l'ATP à partir de l'ADP notament par la
respiration cellulaire. Cette activité de recyclage est essentielle. En effet, le
corps humain, par exemple, ne contient à chaque instant qu'environ 250 g
d'ATP mais consomme et régénère chaque jour de l'ordre de son propre
poids en ATP.

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 2. Respiration
7
B2.b LA RESPIRATION CELLULAIRE
i. Les cellules respirent
è Analyser des documents
D’après les documents ci-dessous, quelles traces d’une activité cellulaire 3)
peut-on relever ? De quoi dépend-elle ?
Sachant que cette réaction apporte de l’énergie à la cellule et que l’on 4)
observe aussi une production d’eau, schématiser cette réaction.
Pourquoi est-il important de modifier le dispositif expérimental pour observer 5)
une respiration cellulaire ?
Les cellules végétales présentent-elles le même type de réaction que les 6)
levures étudiées dans le document 1 ?
Doc 3 Evolution du taux de O2 et CO2
Les levures sont des unicellulaires non-
chlorophylliens qui appartiennent au
groupe des mycètes. Elles vivent grâce
aux échanges effectués avec le milieu
dans lequel elles vivent.
Dans l’expérience ci-contre, on cultive les
levures pendant 24h dans un milieu
minéral, oxygéné par un bulleur. Le
dispositif est composé d’une sonde
mesurant le dioxygène et le dioxyde de
carbone dans le milieu. Il est aussi possible
d’ajouter une solution de glucose dans le
milieu à tout moment.
Les résultats de l’expérience sont
présentés dans le graphique ci-contre. Le
milieu est agité en permanence mais
l’enceinte contenant la suspension de
levure est fermée. Il n’y a donc aucun
échange avec le milieu.
Après 1 min 45s de mesure, on injecte
0.2mL de glucose à 20% dans le milieu.
Doc 4 Evolution du taux de
O2 et CO2 dans les cellules
végétales
Lors de la photosynthèse, la
cellule végétale absorbe du
CO2 et rejette de l’O2.
La même expérience est
réalisée sur des unicellulaires
chlorophylliens. De t=5 min à
t=15min, l’expérience est
réalisée à l’obscurité.

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 2. Respiration
8
ii. La respiration cellulaire a lieu dans les mitochondries
La RESPIRATION CELLULAIRE est une réaction intracellulaire d’oxydation ayant
pour but de fournir de l’énergie à la cellule. Elle a lieu dans les
MITOCHONDRIES. On observe des mitochondries dans toutes les cellules
eucaryotes.
Les mitochondries sont des organites en forme de bâtonnets allongés, longs
de 1 à 2 µm. Le compartiment
interne d’une mitochondrie, la
MATRICE, est formé d’un gel
contenant divers éléments
comme de l’ADN, des ribosomes
et de nombreuses substances
dissoutes. Les mitochondries
possèdent deux membranes. La
membrane externe est une
enveloppe simple alors que la
membrane interne est une
structure complexe avec de
nombreux replis, les CRETES MITOCHONDRIALES. Elle est aussi bien plus riche en
protéine (80%) que la membrane externe (50%).
Qu’est-ce que la théorie endosymbiotique ? 7)
D’après le texte ci-dessus, quelles observations sont en faveur de cette 8)
théorie ?
En quoi les nombreux replis de la membrane interne peuvent être important ? 9)
Quelles observations appuient l’hypothèse que la membrane interne est le 10)
siège d’une réaction importante ?
La mitochondrie peut-elle être candidate comme lieu de la respiration ? Quel 11)
type d’expérience proposer pour démontrer cette hypothèse ?

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 2. Respiration
9
è Analyser des documents
Que peut-on conclure de l’expérience du doc 3 ? 12)
Doc 5 Evolution du taux de O2 et CO2
d’une solution de mitochondries
Pour observer des mitochondries, il faut
les isoler. Pour cela, on utilise des
cellules particulièrement riches en
mitochondries, les cellules du foie. Après
avoir été broyées, les cellules subissent
une centrifugation à grande vitesse
permettant de récupérer les organites.
Une solution de mitochondries est placée
dans les mêmes conditions que le doc 1.
A t = 1 min 20 s, on injecte une solution
de glucose. A t = 3 min 10 s, on injecte
une solution de pyruvate, la forme
ionique de l’acide pyruvique.
Doc 6 Transformation du glucose en deux
molécules d’acide pyruvique
Cette réaction, appelée glycolyse, consiste en
l’oxydation du glucose en acide pyruvique
grâce à la réduction d’un composé.