SVT - LaboSVT.com - Métabolisme cellulaire et environnement

Une fiche d'activité de type "Activité en tâches complexes" dont l'objectif général est d'illustrer l'influence environnementale sur le métabolisme cellulaire. Toutefois, pour changer un peu et diversifier les méthodes, ce sont ici les premières étapes de la démarche expérimentale qui sont mises en avant : "problématisation", hypothèse et conception de protocole... N'oubliez pas de faire injecter une quantité de glucose minimale pour éviter l'effet Crabtree.

Cette fiche est au format OpenTBi... Si vous l'imprimez, pensez à ne pas laisser sur la même page les "Aides à la réalisation". (dernière sous-partie)

Situation initiale - Problématique

Saccharomyces cerevisiae est un micro-organisme, également appelé "levure de boulanger". Ce ferment est utilisé dans des domaines industriels très divers (boulangerie, brasserie, viticulture, biocarburants, etc) où il assure des transformations chimiques par fermentation... Mais dans certaines conditions, Saccharomyces réalise son métabolisme par la voie de la respiration cellulaire !

PROBLÃ?MATIQUE : ... ?

Consignes de travail élève

[ Durée de l'activité :  1 heure ]

Saccharomyces peut produire l'énergie nécessaire à sa survie et à sa reproduction de deux façons différentes : la respiration cellulaire (voie aérobie) et la fermentation alcoolique (voie anaérobie). Dans cette activité, après avoir formulé vous-même la problématique suggérée par la section "Situation-Problème", vous devrez concevoir et mener à bien un protocole expérimental mettant en évidence l'utilisation de ces deux mécanismes métaboliques en fonction d'un paramètre environnemental : la présence de dioxygène dans le milieu.

NOTE : La partie expérimentale ne sera effectuée qu'après validation par le professeur du protocole proposé !

Documents et données

Bilan de la respiration : C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + énergie utilisable

Bilan de la fermentation alcoolique : C₆H₁₂O₆ (glucose) → 2CO₂ + 2CH₃CH₂OH (éthanol) + énergie utilisable

Côté matériel, vous disposez de :

1 - une chaîne d'ExAO (Expérimentation Assistée par Ordinateur) avec enceinte de réaction hermétique et diverses sondes mesurant les teneurs en O₂, CO₂ et éthanol.
2 - des levures (Saccharomyces cerevisiae) en suspension dans l'eau
3 - une solution de glucose concentrée

Ã?valuation

Vous avez mené à bien la tâche demandée si :

• la problématique a été correctement dégagée (avant mise en commun)
• vous avez formulé une hypothèse en rapport avec la problématique
• votre protocole permet bien de tester votre hypothèse
• vous avez conclu sur la comparaison entre résultats attendus (théoriques) et expérimentaux

Aides à la réalisation

Aide 1 : PROBLÃ?MATIQUE : Les conditions de milieu (teneur en O₂₎ peuvent-elles modifier le fonctionnement métabolique des levures ?

 Aide 2 : Si les deux mécanismes dégagent du CO₂, la comparaison des deux bilans réactionnels montre que la respiration est la seule à se traduire par une consommation de dioxygène. (tandis que la fermentation est le seul processus à produire de l'éthanol)