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essai contenant de l'eau de chaux, glucose en poudre à prélever avec une cuillère ➢ Indiquer le principe de l'expérience, ce que l'on cherche à mettre en 

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Dans un milieu privé d'air, en anaérobie, les levures absorbent le glucose –sucre - et faire les tests et observations correspondant au temps t0 de l'expérience

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Document 1 : le développement des Levures et la production d'ATP Dans deux En début d'expérience, les Levures sont par mole de glucose consommée

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On réalise des expériences afin de tester cette hypothèse La levure est un organisme unicellulaire Expériences 1 : Résultats des cultures de cellules C et D organiques (glucose) ce qui libère de l'énergie et des déchets (CO2 + H2O)

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Au cours de la respiration et de la fermentation, les échanges réalisés entre les levures et leur milieu diffèrent : • respiration cellulaire : absorption de glucose et 

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métaboliques des levures, la respiration puis la Attention : si la concentration de levure est trop importante, cela Préparer une solution de glucose à 10 g/L

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Une variante serait de modifier le type de substrat : saccharose, glucose ou Grâce à cette expérience, on montre que deux souches de levures, dont le 

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On constate que plus la concentration de glucose augmente plus le nombre de levures après l'expérience est élevée en effet elle passe de 1 800 000 (dans le 

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levure fermente le sucre , le sucre est donc fermentescible tout comme on ne dit Avant l'introduction du glucose, la quantité de O2 diminue légèrement, et la Remarque: Au milieu du XVIIe siècle ont lieu les premières expériences sur la

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consommation de glucose et de dioxygène et production de CO2 et d'énergie ; Pour cela, vous devez concevoir puis réaliser une ou plusieurs expériences dans une solution liquide contenant des levures grâce à différentes sondes 

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Production d'ATP sans dioxygène.

Lors de la dernière séance, vous avez découvert comment les cellules produisent de l'ATP

par respiration, en présence de dioxygène. On peut observer qu'en absence de dioxygène il peut y

avoir aussi une production d'ATP

Document

1 : le développement des Levures et la production d'ATP Dans deux milieux de culture de même volume, contenant de l'eau et du glucose, on ajoute

une même quantité de Levures. Ces deux milieux sont placés quelques jours dans des conditions

favorables identiques, mais l'un des milieux contient du dioxygène, l'autre non.

Document

1a : observation des Levures au microscope optique (x 700)

En début d'expérience, les Levures sont

identiques dans les deux milieux.

Document

1b : résultats au bout de quelques jours de culture

Milieux de culture

Observation des Levures

au microscope optique (x700)

Quantité de moles d'ATP produites

par mole de glucose consommée

En présence de dioxygène

- 36,3 ATP - Les cellules se sont abondamment multipliées

En absence de dioxygène

-2 ATP - Les cellules se sont moins dévloppées, elles disposent de moins d'énergie pour assurer leur croissance et leur multiplication, cependant elles demeurent en vie

Il existe un autre processus, moins

efficace pour produire de l'énergie. D'autre part, nous savons que les levures, en absence d'O2, ne possèdent que très peu de

mitochondries, aux crêtes peu développées. Donc il nous faut imaginer que cet autre mécanisme se

déroule hors des mitochondries : il pourrait s'agir de la glycolyse, qui utilise bien le glucose comme substrat, se déroule dans le cytoplasme et produit 2 ATP et du pyruvate. Donc, nous devrions trouver dans le milieu, une concentration croissante de pyruvate Afin de tester cette hypothèse on étudie les expériences historiques de Pasteur.

Levures

: champignons microscopiques, unicellulaires Document 2 : une expérience historique de Pasteur

Résultats obtenus

Conditions expérimentales

Substances présentes dans

le milieu. produites par les Levures

Rendement de la culture exprimé

par la quantité de Levures formées en mg par g de glucose consommé

Expérience

1 : au contact du dioxygène de l'air

Traces d'éthanol250

Expérience

2 : air appauvri en dioxygène

Ethanol

40

Expérience

3 : absence de dioxygène

Ethanol

5,7

Une vérification moderne

: résultat " EXAO :- Moins il y a d'O2, plus le rendement diminue, et plus de l'éthanol apparaît dans le milieu - Sachant que l'éthanol est une molécule carbonée (CH3 - CH2 - OH ) (C2H5OH) qui représente encore 1 360 kJ par mole d'éthanol (énergie potentielle), on peut dire que dans le cytoplasme des cellules la glycolyse se poursuit par une réaction qui produit une molécule contenant encore de l'énergie non extraite : l'éthanol. Il s'agit donc d'une dégradation incomplète du glucose, (contrairement à la respiration qui produit

CO2 et H2O, qui ne contiennent plus

d'énergie = extraction complète).

Il s'agit de la fermentation alcoolique.

y Etude expérimentale de la fermentation alcoolique

Document 3 : Expérience 2 page 238.

On peut écrire l'équation bilan de la fermentation alcoolique

C6H12O6 ------> 2 CH3 - CH2OH + 2 CO2

y LES ETAPES DE LA FERMENTATION

1. La fermentation débute dans le cytoplasme par la glycolyse:

2. Dans le cas de la fermentation alcoolique, l'acide pyruvique est d'abord décarboxylé (perte

de CO2), le métabolite qui en résulte (l'éthanal) est ensuite réduit en éthanol avec régénération du transporteur:

Ces réactions d'oxydo-réduction ne libèrent pas une quantité suffisante d'énergie pour permettre la

synthèse d'ATP. Donc seule la glycolyse produit de l'ATP lors des fermentations.

2ADP + 2pi 2ATP

Glucose

C6H12O6

Acide pyruvique

2 CH3COCOOH

R+ RH2

CO2

Ethanol

2CH3CH2OH

Ethanal

2 CH3CHO

y COMPARAISON RESPIRATION - FERMENTATION ALCOOLIQUE

RESPIRATIONMETABOLISME

FERMENTATION

ALCOOLIQUE

Glucose C6H12O6 Substrat Glucose C6H12O6

2840 kJ par mole de glucose Energie potentielle initiale 2 840 kJ par mole de glucose

Aérobies (O2) Conditions Anaérobies

6 CO2 + 6 H2O Produits 2 CO2 + 2 CH3 - CH2OH

0 kJ Energie potentielle finale 1 360 kJ par mole d'éthanol

36 moles

par mole de glucoseATP produit 2 moles par mole de glucose L'absence de dioxygène stoppe le fonctionnement des mitochondries, le dioxygène étant l'accepteur final des H+ et e-. Les molécules en C3 (acide pyruvique) qui s'accumulent dans le cytosol sont alors transformées par les enzymes de la fermentation que la cellule se met à synthétiser.

Selon l'information génétique de la cellule, les enzymes de la fermentation synthétisées diffèrent:

- les levures transforment les molécules en C3 en éthanol + CO2 - les cellules musculaires transforment ces mêmes molécules en C3 en acide lactique.

Les transporteurs d'hydrogène sont régénérés par la formation d'éthanol ou d'acide lactique.

Par contraste avec l'oxydation complète du substrat au cours de la respiration, grâce aux mitochondries, une oxydation incomplète est possible par fermentation. Elle produit un déchet organique, reste du substrat réduit, non totalement oxydé lors du processus dégradatif. Cette fermentation permet un renouvellement peu efficace mais réel des intermédiaires métaboliques, ce qui autorise dans le cas de la fermentation alcoolique, une vie sans oxygène. NB : (Hors programme, seule la fermentation alcoolique est à connaître) : La fermentation dégrade une biomolécule et forme une nouvelle molécule organique.

Certaines fermentations

- Consomment du dioxygène, ce sont des fermentations aérobies:

o La fermentation acétique est la plus connue. Des bactéries aérobies transforment le vin en

vinaigre. De l'éthanol est détruit, de l'acide éthanoïque (CH3-COOH) apparaît. - Ne consomment pas de dioxygène, ce sont des fermentations anaérobies qui autorisent donc une vie sans dioxygène :

o La fermentation alcoolique est réalisée par des levures. Les levures possèdent l'équipement

enzymatique capable d'hydrolyser le saccharose et le maltose pour former du glucose et du

fructose. Le plus fréquemment du glucose (C6 H12 O6) est détruit et de l'éthanol (CH3-CH2-OH) est

produit. Les applications commerciales de la fermentation alcoolique sont connues depuis l'antiquité: c'est ainsi que le pain, le vin et la bière sont fabriqués.

o La fermentation lactique est réalisée par certains champignons et bactéries (utilisés pour la

fabrication du yaourt ou du fromage) et par les cellules musculaires (voir cours suivant). Du glucose

est détruit et de l'acide lactique (CH3-CHOH-COOH) est produit.quotesdbs_dbs12.pdfusesText_18