Thème 2 La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant: une planète habitée Chapitre 4 : La cellule, unité fonctionnelle des êtres vivants.

TP n°8 seconde : Le métabolisme cellulaire

La cellule est le siège de réactions chimiques de a vie. Cet ensemble de réactions chimiques de production et de dégradation de matière (=métabolisme) s’accompagne d’échanges avec le milieu environnant. Vous êtes étudiant dans un laboratoire de microbiologie. Vous possédez deux suspensions cellulaires (levures et euglènes) et vous devez déterminer quels sont les échanges entre la cellule et son milieu afin de définir leur métabolisme puis d’établir un lien entre l’ultrastructure cellulaire et les réactions du métabolisme. Pour cela, vous proposerez à partir du matériel fourni un protocole expérimental pour chaque type cellulaire (levures, euglènes) pour retrouver les besoins nutritifs des deux types de cellules puis vous réaliserez les comptages cellulaires dans les différents milieux de culture et en utilisant les résultats et les documents fournis, vous ferez une conclusion. Matériel proposé pour les cultures :

- Une suspension de levures + erlenmeyers - Une suspension d’euglènes + erlenmeyers - Un milieu de culture minéral : eau + éléments minéraux + vitamines - Du glucose (matière organique) - Lampe et cache - Un microscope - Une lame de comptage - Des graphiques obtenus par EXAO.

Ressource 1 : Le métabolisme est l’ensemble des réactions biochimiques qui ont lieu dans les cellules. Il se manifeste par des échanges de matière et d’énergie avec le milieu environnant. Il est contrôlé par différents facteurs. Ressource 2 : Protocole expérimental : Expérience A : Cultures de levures

expérience B : Cultures d’euglènes.

 

Conditions expérimentales : Lumière /obscurité et - avec glucose/ sans glucose

Paramètre mesuré : concentration de cellules dans la culture.

Ressource 3 : Matériel de comptage :

§ Prélever à l’aide d’un compte-gouttes une goutte de suspension de levures d’un milieu § Déposer délicatement cette goutte dans l’encoche prévue à cet effet en haut d’une seule cupule de comptage. § Observer cette cupule au microscope au petit puis au moyen grossissement § Compter le nombre de cellules à l’intérieur d’un petit carré. (compter sur 3 carrés et faire une moyenne) : c’est le nombre de cellules présentes dans 1 petit carré donc dans 0,01 uL § Ramener cette valeur à 1 uL (en x100 votre chiffre) et le reporter dans le tableau.

DOCUMENT DE REFERENCE : RESULTATS DE COMPTAGE Cultures de levures

On obtient les mêmes résultats à l’obscurité et à la lumière.

Cultures d’euglènes.

Conditions expérimentales : 1 Lumière + Eau 2 : Obscurité + Eau 3 : Obscurité + Eau + sels minéraux + vitamines + sels minéraux + vitamines + sels minéraux + vitamines avec ou sans glucose + glucose

Les  euglènes  ne  se  divisent  pas  et  meurent.  

Thème 2 La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant: une planète habitée Chapitre 4 : La cellule, unité fonctionnelle des êtres vivants.

TP n° 8 seconde : Le métabolisme cellulaire

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CAPACITES Autoévaluation Eval professeur C2.1 Rechercher, extraire et organiser l'information utile C2.3 Utiliser le microscope et la lame de Kova pour obtenir des résultats exploitables C2.4 Réaliser un schéma C2.4 Communiquer par écrit dans un langage scientifiquement approprié C2.5 Exploiter les résultats et conclure

La cellule est le siège de réactions chimiques de a vie. Cet ensemble de réactions chimiques de production et de dégradation de matière (=métabolisme) s’accompagne d’échanges avec le milieu environnant.  

I) Les échanges entre une cellule et son environnement Rappel du protocole expérimental :

Aa) Résultats obtenus : Comptage des cellules dans les milieux. Groupe A : Cultures de levures

Ab) Interprétation des résultats culture des levures.

 

A partir du graphique a) ci dessous représentant les échanges gazeux des levures, expliquer le métabolisme des levures Rmq : On peut mesurer la consommation de certains gaz par les cultures cellulaires grâce à des dispositifs d’ExAO.  

 

Culture à t0 A la lumière A l’obscurité A1 Culture sans glucose à t=2j

A2 Culture avec glucose à t=2j

A1 Culture sans glucose à t=2j

A2 Culture avec glucose à t=2j

Nombre moyen de levures par carré puis par µL

Nombre moyen de levures par L de suspension

CO2  

O2  

Ba)  résultats obtenus: Cultures d’euglènes (à partir du document ressource)

Interprétation des résultats culture d’euglènes.

A partir du graphique b) ci dessous représentant les échanges gazeux des euglènes, expliquer le métabolisme des euglènes

Interprétation :

E) CONCLUSION : Les cellules réalisent des échanges avec leur environnement :

Cellules animales : …………………………………………………………………………………………………………………………………… Cellules végétales chlorophylliennes : ……………………………………………………………………………………………………………………………………

Cela est indispensable à leur métabolisme, en particulier à la fabrication de matière organique nécessaire à la vie cellulaire et aux divisions cellulaires. Problématique :…………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………

Culture à t0 A la lumière A l’obscurité B1 Culture sans glucose à t=2j

B2 Culture avec glucose à t=2j

B1 Culture sans glucose à t=2j

B2 Culture avec glucose à t=2j

Nombre moyen d’euglènes par carré puis par µL

Nombre moyen d’euglènes par L de suspension

II)  Relation  entre  ultrastructure  cellulaire  et  métabolisme    

A) les organites de la respiration cellulaire

1) Interprétez le graphique c) ci dessous et commentez le rôle des mitochondries.

2) L’énergie produite par la respiration cellulaire ( ou par la fermentation dans le cas des levures du milieu C) permet de produire de l’énergie qui servira aux réactions du métabolisme ( synthèse de molécules multiplication cellulaire…) Ecrire l’équation de la respiration cellulaire se réalisant dans les mitochondries.

3) Donnez une définition du métabolisme HETEROTROPHE.  

 

 

 

 

Bilan  :    

 

Graphique c) mesure des concentrations en O2 et en CO2 dans des cultures de levures.

Dans la solution A, les levures possèdent des organites appelés mitochondries.

Dans la solution C, les levures en sont démunies.

 

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C  

 

 

 

 

  C  

 

 

 

 

 

DM : => exercice 7 p 47 sur la fermentation alcoolique.

B) les organites de la photosynthèse

v Observer au microscope une goutte de solution d’euglènes mutantes. v Que constatez vous ? …………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………….

1) Que se passe t il dans chaque tube ( : interprétation des résultats) ?

2) Quel est le rôle des chloroplastes mis en évidence dans cette expérience ?( : conclusion)

3) Ecrire l’équation de la photosynthèse. Donner une définition du métabolisme AUTOTROPHE.

4) Les échanges gazeux mis en évidence dans l’expérience b sont du à des organites spécialisés : les mitochondries. Rappeler  que  sont  les  mitochondries,  quel  est  leur  rôle  et  dans  quelle  cellule  les  trouve  ton  ?    

 

BILAN  :    

 

 

 

DM : => RECOPIER le texte 1 « A retenir » p 120 du livre.