2nde SVT Test 2. Organisation du vivant : Métabolisme cellulaire.

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2nde SVTTest 2 de connaissancesOrganisation fonctionnelle du vivantLe métabolisme des cellules.

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23 questions

By ProfSVT71

START

Question 1

Question 2

Question 3

Question 4

Question 5

Question 6

Question 7

Question 8

Question 9

Question 10

Question 11

Question 12

Question 13

Question 14

Question 15

Question 16

Question 17

Question 18

Question 20

Sommaire

Question 19

Question 21

Question 22

Question 23

QUESTION 1

Qu'est-ce qu'une cellule ?

Réponse

sommaire

La cellule est l’unité de base du vivant. C’est la plus petite unité constitutive fonctionnelle d’un être vivant. C’est un système moléculaire doué de métabolisme, de croissance et de reproduction.

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QUESTION 2

Réponse

Qu'appelle-t-on le "métabolisme" ?

Le métabolisme correspond à l’ensemble des réactions qui se déroulent dans le milieu intérieur des cellules. On distingue le métabolisme lié à la production de matière et le métabolisme énergétique.

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QUESTION 3

Qu'appelle-t-on un métabolisme "autotrophe" ?

Réponse

Le métabolisme autotrophe est un métabolisme lié à la production de matière. Il s'observe chez les cellules végétales chlorophylliennes et certaines bactéries. Il leur permet de produire leur propre matière organique à partir de matière minérale et d’énergie lumineuse.

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Réponse

Qu'est-ce qu'un métabolisme "hétérotrophe" ?

QUESTION 4

Le métabolisme hétérotrophe des cellules végétales non chlorophylliennes, des cellules animales, de nombreuses cellules bactériennes et des champignons est un métabolisme lié à la production de matière. Il leur permet de produire leur propre matière organique à partir de matière organique déjà fabriquée par d’autres êtres vivants (source de matière et d’énergie).

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QUESTION 5

Le métabolisme permettant la production de matière est dépendant du métabolisme énergétique.Quelles sont les deux métabolismes énergétiques qui existent ?

Réponse

La photosynthèse permet le métabolisme autotrophe. La respiration est impliquée dans les métabolismes autotrophes et hétérotrophes.

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QUESTION 6

Comment enregistrer la photosynthèse en laboratoire ?

Réponse

La photosynthèse peut être enregistrée en laboratoire grâce à des sondes capables de mesurer la quantité de dioxygène et de dioxyde de carbone dans une suspension de cellules chlorophylliennes comme par exemple des algues unicellulaires appelées chlorelles. La solution de chlorelles est disposée dans une cuve située à l’intérieur d’un système appelé bioréacteur, sur lequel les sondes peuvent être branchées de manière à ce que la tête de la sonde soit immergée dans le contenu de la cuve. Le dispositif est modulable car il est possible d’ouvrir ou de fermer des volets afin d’éclairer ou pas la solution chlorelles.

©RS.2019

Chlorella, A microscopic view of the alga Chlorella.by VladiDamian via wikimedia commons, CC-BY-SA-4.0,3.0,2.5,2.0,1.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chlorella.png

Chlorelles vues au microscope

Montage expérimental

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QUESTION 7

L’enregistrement de l’évolution de la concentration en dioxygène et en dioxyde de carbone en absence ou en présence de lumière, met en évidence des métabolismes différents en fonction des conditions choisies. Voici les résultats obtenus.Que montrent-ils à l'obscurité ?

Réponse

En présence de lumière, on constate une production de dioxygène et une consommation de dioxyde de carbone alors qu’en absence de lumière on constate une consommation de dioxygène et une production de dioxyde de carbone. Ainsi à l’obscurité, les cellules chlorophylliennes pratiquent uniquement la respiration (consommation d’O2 et de rejet de CO2).En présence de lumière, on constate une forte production d’O2, significative d’un métabolisme différent : la photosynthèse. Cette production est suffisamment importante pour masquer la consommation d’O2 liée à la respiration et même augmenter le taux en O2 de la solution. Ainsi le métabolisme des cellules dépend des conditions environnementales.

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QUESTION 8

Quelle est l'équation de la photosynthèse ?

Réponse

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

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QUESTION 9

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2Dans l'équation de la photosynthèse, d'où provient le O2 dégagé ?

Réponse

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2H2O et CO2 possèdent de l'oxygène dans leur structure moléculaire. En absence de CO2 dans une solution de chlorelles éclairée, on devrait enregistrer une diminution du taux de O2 en raison de la respiration (tracé orange). Or on constate que la quantité de O2 cesse brutalement de diminuer et devient stable (tracé rouge). Cette stabilisation de la concentration en O2 ne signifie pas que la cellule cesse de consommer du O2 car la respiration est un processus permanent. Au contraire, elle indique que la cellule produit suffisamment de O2 pour compenser la consommation liée à la respiration et même en rehausser la teneur du milieu.Or comment le gaz O2 a-t-il pu être produit en l’absence de gaz CO2 ? La seule autre molécule présente contenant du O2 est la molécule d’H2O. On peut donc supposer que le O2 produit ne provient pas du CO2 mais de H2O.

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QUESTION 10

En combien d'étapes se réalise la photosynthèse ?

Réponse

La photosynthèse se réalise en deux étapes :• une dégradation de la molécule d’eau par la lumière • l’incorporation de CO2 en glucose Ces deux étapes ne se réalisent pas au même endroit dans le chloroplaste, organite photosynthétique.

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QUESTION 11

Dans le chloroplaste, où s'effectue la dégradation de la molécule d'eau ?

Réponse

La dégradation de la molécule d’eau appelée photolyse, se réalise au niveau de la membrane des sacs internes du chloroplaste (en vert sur le schéma). Elle libère des ions hydrogène et des électrons pris en charge par des molécules intermédiaires qui les emmèneront sur le lieu de la deuxième série de réactions.

Plast.JPG, Wikimédia Commons, licence public GNU, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plast.JPG Par SuperManu — own work based on Chloroplaste-schema.gif, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2923179

Chloroplaste observé au microscope électronique à balayage

Ultrastructure du chloroplaste

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QUESTION 12

Dans le chloroplaste, où s'effectue l'incorporation du CO2 en glucose ?

Réponse

L’incorporation du CO2 en glucose se fait dans la matrice du chloroplaste grâce un catalyseur biochimique. Cette molécule est appelée une enzyme. Cette dernière transforme donc un substrat (molécule qui sera transformée, ici le CO2) en un produit (molécule obtenue après transformation, ici le glucose) selon un cycle de réactions faisant intervenir les molécules intermédiaires précédemment produites.

Schéma récapitulant les 2 étapes de la photosynthèse

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QUESTION 13

Comment nomme-t-on une succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre ?

Réponse

Une succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre est une voie métabolique.

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QUESTION 14

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O La respiration, deuxième grande voie énergétique, présente également une succession de réactions se déroulant, elles aussi, dans des compartiments différents de la cellule. Le glucose n’est pas directement dégradé en CO2 et H2O.Quelle transformation subit-il dans un premier temps et où la subit-il ?

Réponse

Le glucose va tout d’abord subir une transformation biochimique dans le cytoplasme appelé « glycolyse » : suite à l’action de plusieurs enzymes, un glucose à 6 carbones va donner deux exemplaires d’une molécule à trois carbones appelée « pyruvate ».

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QUESTION 15

Qu'advient-il des 2 pyruvates formés, dans le cytoplasme, par la glycolyse du glucose lors de la respiration ?

Réponse

Les deux molécules de pyruvate, obtenues par glycolyse du glucose dans le cytoplasme, vont pénétrer dans la mitochondrie et subir une autre série de transformations biochimiques réalisées par des enzymes dont l’ensemble des réactions fonctionne de manière cyclique et aboutit à la libération d’énergie et de CO2.

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QUESTION 16

Qu'advient-il des électrons et des ions hydrogène libérés lors de la dégradation du pyruvate dans la mitochondrie ?

Réponse

Lors de la dégradation du pyruvate dans la mitochondrie, l'ensemble des réactions nécessite l’aide de molécules intermédiaires qui vont récupérer les électrons et les ions hydrogène libérés. Ces molécules intermédiaires seront à leur tour à l’origine de la production des molécules énergétiques par une chaîne de transporteurs d’électrons situés dans la membrane interne des mitochondries.

Structure d'un mitochondrie

Diagramme de mitochondrie animale fr.svg, raduit par Ethan Gray , original par LadyofHats, via Wikimédia Commons, domaine publique, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Animal_mitochondrion_diagram_fr.svg

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QUESTION 17

Vis à vis du métabolisme énergétique, comment peut-on considérer la mitochondrie ?

Réponse

Vu que la mitochondrie permet de produire des molécules énergétiques, on la qualifie de "centrale énergétique des cellules".

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QUESTION 18

Pouvez-vous dessiner un schéma bilan du fonctionnement d'une cellule autotrophe ?

Réponse

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QUESTION 19

Pouvez-vous dessiner un schéma bilan du fonctionnement d'une cellule hétérotrophe ?

Réponse

sommaire

QUESTION 20

Pouvez-vous donner d'autres exemples de métabolisme ?

Réponse

Il existe d’autres métabolismes liés à la présence d’enzymes différentes de celles de la photosynthèse ou de la respiration. On peut citer par exemple les enzymes digestives des cellules gastriques et intestinales qui dégradent les aliments en nutriments. On peut citer également les enzymes qui catalysent la transformation des molécules simples en molécules complexes comme par exemple les enzymes à l’origine de la transformation du glucose en glycogène de réserve dans les cellules musculaires.

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QUESTION 21

De quoi dépend le métabolisme d'une cellule ?

Réponse

Le métabolisme d’une cellule dépend de son équipement en organites et en enzymes.

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QUESTION 22

Cooncernant son fonctionnement et celui de l'organisme, que conditionne le métabolisme d'une cellule ?

Réponse

Le métabolisme conditionne les échanges de la cellule avec les cellules voisines et donc les échanges de l’organisme avec le milieu extérieur.

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QUESTION 23

Pouvez-vous dessiner un schéma récapitulant les métabolismes et les échanges avec le milieu extérieur, pour un animal et un végétal chlorophyllien ?

Réponse

The End !!