TP5: Le métabolisme cellulaire

Intro : Nous avons vu au TP précédent que la cellule est un volume limité par une membrane plasmique. Dans le milieu intracellulaire, ou cytoplasme, des cellules se déroulent un ensemble de réactions chimiques qui leur imposent de réaliser de nombreux échanges avec le milieu extérieur c’est le métabolisme.
Comment montrer les échanges réalisés entre les cellules et leur milieu ? Comment sont contrôlés ces échanges ?
Deux types de réactions chimiques caractérisent le métabolisme cellulaire :
Les réactions de synthèse (ou anabolisme) nécessitant une consommation d'énergie, comme par exemple la synthèse d'une protéine.
Les réactions de dégradation (ou catabolisme) comme par exemple la dégradation du glucose par respiration en dioxyde de carbone et en eau avec dégagement d'énergie.

Problématique : Comment montrer l’unité et la diversité du vivant à travers le métabolisme ?

I- Les différents types de métabolisme cellulaire

Pb1 : Comment montrer l’existence d’échanges entre une cellule et son milieu ?

Stratégie : Pour montrer qu’une cellule réalise des échanges avec son milieu, je mesure les concentrations d’O2 et de CO2 du milieu au cours du temps.
Je m’attends à ce qu’il y ait des variations dans le [O2] et le [CO2].

Résultats : Doc. 1 et 2

Document 1 : Courbe des échanges gazeux réalisés lors de la respiration d'une solution de levure

Document 2 : courbes des échanges gazeux réalisées par les élodées en lumière et en obscurité.

Conclusion: Au cours du temps, on observe que le milieu s’appauvrit en dioxygène et s’enrichit en dioxyde de carbone, ceci s’accentue après l’ajout de glucose.
A la lumière : on observe une diminution de la quantité de dioxyde de carbone, et une augmentation de la quantité de dioxygène : ce type de réaction est la photosynthèse.
A l’obscurité : on observe l’inverse.
Les échanges gazeux et donc le métabolisme dépendent alors des conditions du milieu environnant.
II- Le contrôle du métabolisme