TP26 ATP contraction musculaire MP2022
francoise.taupas
Created on January 24, 2022
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Transcript
Origine de l'ATP nécessaire à la contraction musculaire
TP26
INDEX
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L'objectif du TP
L'ATP
L’Adénosine TriPhosphate (ATP) fournit aux cellules musculaires l’énergie nécessaire à leur contraction. Plus généralement, l’ATP est un intermédiaire nécessaire à l’ensemble des réactions du métabolisme des cellules : l’organisme consommerait 45 kg d’ATP par jour mais il n’est pas stocké ; il doit donc être renouvelé en permanence.
Énergie utilisée par la cellule (réactions chimiques, mouvement ...)
Renouvellement grâce à l'énergie fournie par la respiration et la fermentation
On cherche à connaître les mécanismes cellulaires de la respiration et de la fermentation permettant de régénérer de l'ATP
1
Respiration, fermentation, deux voies métaboliques de la production d' ATP
Consommation et régénrération de l'ATP au cours d'une activité musculaire
Identifier les réserves énergétiques des cellules musculaires nécessaires à la production d'ATP.
L'ATP, une molecule à régénérer
Chez les végétaux chlorophylliens, l'ATP est synthétisé au cours de la phase claire de la photosynthèse. Chez les animaux, la consommation de l’ATP est continue malgré sa concentration intercellulaire qui est faible : cela nécessite donc une régénération permanente de l'ATP.
Comment les cellules hétérotrophes, comme les cellules musculaires ou les levures, assurent-elles la production d'ATP ?
Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières organiques animales ou végétales. Les levures sont employées pour la fabrication du vin, de la bière, des alcools industriels, des pâtes levées, des antibiotiques et d'exhausteurs de goût.
MISE EN EVIDENCE DES REACTIONS DE PRODUCTION D'ENERGIE CHEZ LES LEVURES
PROTOCOLE EXAO
PREPARATION DE L'EXPERIENCE
1. Faire le paramétrage de l’expérience en plaçant correctement les icônes sur le graphique et en choisissant une durée d’acquisition de 20 minutes en cliquant sur l’icône« Temps » sur l’axe des abscisses.
PROTOCOLE EXAO (SUITE)
ACQUISITION DES MESURES
1. Lancer la mesure en cliquant sur le feu vert.
Résultats obtenus sur une culture de levures en présence de glucose
La respiration cellulaire et la fermentation alcoolique sont les voies métaboliques utilisées par les levures.
Exploiter les résultats obtenus lors d'une expérience ExAO et avec le document associé, caractériser les deux voies métaboliques de régénération de l'ATP utilisées par les levures.
Glucose et éthanol
Question:
Organite etsubstrat de la respiration cellulaire
(A) Levures cultivées en milieu anaérobie (en absence de dioxygène) et (B) en milieu aérobie (avec dioxygène)
Rechercher des arguments qui permettent de dire que les mitochondries sont les organites de la respiration cellulaire.
Des levures déficientes en mitochondries
Rechercher des arguments qui permettent de dire que les mitochondries sont les organites de la respiration cellulaire.
Portion de cytoplasme d'une fibre musculaire
Rechercher des arguments qui permettent de dire que les mitochondries sont les organites de la respiration cellulaire.
Les effets de l'entrainnement
Rechercher des arguments qui permettent de dire que les mitochondries sont les organises de la respiration cellulaire.
Pour les humains, on observe le même phénomène ! Pour être performant, il faut s'entraîner !
La fermentation lactique
- Les cellules musculaires peuvent utiliser deux voies métaboliques différentes : la respiration en conditions aérobies et la fermentation lactique en conditions anaérobies.
- La fermentation lactique est la transformation de glucose (un sucre) en acide lactique. Une molécule de glucose peut être transformée en deux molécules d’acide lactique. Cette transformation permet de libérer un peu d’énergie, par exemple pour la contraction musculaire, sans que l’on ait besoin d’oxygène. On parle alors de voie métabolique anaérobie.
- Chez l’humain, la transformation de glucose en acide lactique se produit dans les cellules musculaires durant des efforts physiques de type sprint (par exemple un 800 mètres), quand la contraction intense des muscles nécessite beaucoup d’énergie. Cette dépense d’énergie a néanmoins un prix. L’accumulation de l’acide lactique induit en effet une fatigue musculaire qui limite la durée de tels efforts.
Caractériser les deux voies métaboliques utilisées par les cellules musculaires.
Vers les ECE
Expérience ExAO sur des mitochondries isolées
Le glucose :
Le pyruvate ou l'acide pyruvique :
Résultats obtenus
Le pyruvate ou l'acide pyruvique:
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Les étapes de la respiration cellulaire et de la fermentation lactique
Schéma BILAN à compléter
À partir de l'exploitation des diapositives suivantes, compléter ce schéma bilan (dernière page du TP24).
La respiration cellulaire se déroule en plusieurs étapes:
1ère étape: la glycolyse
Compléter votre schéma bilan fascicule page 33: la glycolyse
2nde étape: le cycle de Krebs
Compléter votre schéma bilan fascicule page 33: le cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale
Du CO2 est produit et libéré hors de la mitochondrie: c'est un déchet de la respiration cellulaire.
Localisation d'une synthèse d'ATP
Exploiter cette expérience pour connaître le rôle des sphères pédonculées: ce sont des ATP synthétases
Des réactions d'oxydoréduction associées à la production d'ATP
Le rôle des protons lors de la formation d'ATP.
Les composés NADH, H+ produits lors du cycle de Krebs cèdent leurs protons H+ et les stockent dans l'espace intermembranaire de la mitochondrie; il se crée alors un gradient de protons correspondant à de l'énergie.
Ces protons en ressortant de cet espace et en passant pas l'ATPsynthétase permettent la production d' ATP
Compléter votre schéma bilan fascicule page 33: Accumulation de protons cédés par le NADH , H+ et sortie de ces protons par l'ATP synthétase.
Lors de cette sortie, les ions H+ s'associent au dioxygène consommé par respiration pour produire de l'eau.
Une vidéo pour vous autocorriger
L'acide pyruvique, une molécule commune à deux voies métaboliques
Compléter votre schéma bilan sur la fermentation lactique.
Ouf !