2de 1A.2 Le métabolisme des cellules

Indiquer le mot qui se cache derrière ces définitions :
1. Je suis une suite de transformations chimiques permettant de fabriquer des molécules organiques à partir de molécules minérales.
2. Je suis un être vivant qui se nourrit seulement de matière minérale.
3. Je suis un organite qui permet d’obtenir de l’énergie à partir de molécules organiques.

• 1. Respiration - 2. Autotrophe - 3. Chloroplaste

• 1. Respiration - 2. Autotrophe - 3. Mitochondrie

• 1. Photosynthèse - 2. Autotrophe - 3. Mitochondrie

• 1. Photosynthèse - 2. Autotrophe - 3. Chloroplaste

• 1. Photosynthèse - 2. Hétérotrophe - 3. Mitochondrie

Sélectionner toutes les propositions justes.

• Les cellules hétérotrophes réalisent la respiration cellulaire mais pas la photosynthèse.

• Les cellules autotrophes réalisent la photosynthèse mais pas la respiration cellulaire.

• Certains organismes possèdent à la fois des cellules autotrophes et des cellules hétérotrophes.

• Les enzymes sont nécessaires au métabolisme.

Une cellule hétérotrophe consomme :

• Molécules minérales et d’énergie lumineuse.

• Molécules organiques et d’énergie lumineuse.

• Molécules organiques et de dioxygène.

• Molécules minérales, molécules organiques et d’énergie lumineuse.

Une cellule autotrophe consomme :

• Molécules minérales et d’énergie lumineuse.

• Molécules organiques et d’énergie lumineuse.

• Molécules organiques et de dioxygène.

• Molécules minérales, molécules organiques et d’énergie lumineuse.

Une cellule hétérotrophe :

• Absorbe du dioxygène et du dioxyde de carbone.

• Absorbe du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone.

• Rejette du dioxygène et absorbe du dioxyde de carbone.

• Rejette du dioxygène et du dioxyde de carbone

D’après la courbe, on peut :

• supposer qu’un champignon était placé dans le bioréacteur.

• supposer qu’une solution d’eau iodée (lugol) était placée dans le bioréacteur.

• supposer qu’un être vivant hétérotrophe était placé dans le bioréacteur.

• supposer qu’un être vivant autotrophe était placé dans le bioréacteur.

L’importance des sels minéraux pour la photosynthèse

On a suivi l’évolution de deux cultures de lentilles d’eau au laboratoire : la première dans une solution d’eau déminéralisée, la seconde dans une solution contenant des sels minéraux (potassium P, azote N, oxygène O et phosphore K).

• La biomasse de matière sèche dans le milieu de culture sans sels minéraux est de 13 kg à 20 jours.

• La biomasse de matière sèche dans le milieu de culture avec sels minéraux est de 20 g à 12 jours.

• Après 20 jours de culture, la biomasse de matière sèche obtenue avec sels minéraux est environ 4 fois plus importante que celle obtenue sans sels minéraux.

• Les sels minéraux sont importants pour la production de biomasse des autotrophes chlorophylliens.

L’expérience de Van Helmont

Au XVIIe siècle, le médecin belge Jean-Baptiste Van Helmont (1579-1644) réalisa une expérience en cultivant un petit saule dans un pot contenant de la terre.

On prend un grand pot dans lequel on met 200 livres de terre asséchée au four puis humidifiée avec de l’eau de pluie. Puis on y plante un saule qui pèse 5 livres. Le montage est fait de telle façon que l’arrosage ne peut se faire qu’avec de l’eau de pluie ou de l’eau distillée.

Cinq années plus tard, on arrache le saule qui pèse alors 169 livres et 3 onces. Ensuite, on assèche à nouveau la terre dont la masse ne diminue alors que de 2 onces par rapport au départ.

Il y a donc environ 169 livres de bois, d’écorce et de racines qui ont été formées à partir de l’eau.

Une livre = 490 g
Une once = 31 g.

• On dessèche la terre au four pour y supprimer toute l'eau déjà présente.

• L'eau de pluie contient des sels minéraux.

• L'eau de pluie et l'eau distillée sont similaires en terme de sels minéraux.

• La biomasse de saule formée ne provient que de l'eau ajoutée.

• Il y a certainement des sels minéraux dans la terre utilisée qui ont été absorbés par le saule pour fabriquer sa biomasse.

Les bactéries lactiques

Les bactéries lactiques sont utilisées pour la transformation des produits laitiers (yaourts, fromages, etc.). Elles utilisent le lactose (sucre du lait) pour produire de l’énergie grâce à une transformation métabolique appelée fermentation lactique.

Des bactéries lactiques ont été placées dans un milieu contenant du lactose. La concentration en lactose et en acide lactique a été suivie au cours du temps.

• On voit que la concentration en acide lactique diminue au cours du temps.

• On voit que la concentration en lactose a diminué de moitié après 25 jours environ.

• On en déduit que les bactéries lactiques consomment le lactose et le transforment en acide lactique.

• On en conclut que les bactéries lactiques réalisent la fermentation lactique pour produire de l'énergie en transformant l'acide lactique en lactose.

Le noircissement des pommes

Lorsque l’on coupe une pomme, celle-ci noircit légèrement après quelques minutes d’exposition à l’air libre. Cette couleur est due à la formation de composés oxydés suite à une réaction entre le dioxygène et les composés naturels de la pomme (les polyphénols). Cette réaction est réalisée par une enzyme, la PPO (polyphénol oxydase).

• La réaction d’oxydation des polyphénols est : dioxygène + polyphénols -> composés oxydés

• La réaction d’oxydation des polyphénols est : dioxygène + polyphénols + PPO -> composés oxydés

• On voit que l'activité de la PPO diminue globalement au cours du temps pour les deux variétés de pomme.

• On voit qu'à la date de récolte de la variété Cortland, l'activité de la PPO est plus de 50 % inférieure qu'à la date de récolte de la variété RI greening.

• On en déduit que pour limiter le noircissement des pommes, il vaut mieux avancer la date de récolte.