BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SESSION 2013
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PHYSIQUE-CHIMIE
Série S
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DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3 h 30 – COEFFICIENT : 6
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L’usage d’une calculatrice EST autorisé
Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré

Ce sujet comporte trois exercices présentés sur 9 pages numérotées de 1 à 9 y compris celle-ci. La page d’annexe (page 9) EST À RENDRE AVEC LA COPIE, même si elle n’a pas été complétée.
Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns des autres.

13PYOSME1

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EXERCICE I - UN CATALYSEUR ENZYMATIQUE, L’URÉASE (5 points)
L’uréase est une enzyme découverte par J-B Summer en 1926.
Elle joue un rôle important au sein des organismes vivants dans la décomposition d’une molécule organique, l’urée. On trouve l’uréase dans des organismes végétaux (comme le haricot sabre) mais également dans des bactéries pathogènes (telles que
Helicobacter pylori).
Haricot sabre
Une enzyme est une macromolécule. Les différentes parties de cette molécule sont liées entre elles notamment par des liaisons hydrogène qui se forment plus ou moins facilement suivant la température. Ces liaisons conduisent à la formation d’une structure tridimensionnelle présentant de nombreux replis (voir image ci-contre). La réaction, que catalyse l’enzyme, se produit au sein de l’un de ces replis appelé alors site actif.
Structure 3D de l’uréase
L’objectif de cet exercice est l’étude du rôle de l’uréase et de l’influence de certains paramètres sur son activité. Données :
 couples acide/base : H3O+ (aq) / H2O (l) ; NH4+ (aq) / NH3 (aq)
 pKa du couple NH4+ (aq) / NH3 (aq) = 9,2
Document 1. Influence de la température sur l’activité enzymatique
La cinétique de la réaction catalysée est directement liée à l’activité de l’uréase : plus l’activité est grande, plus la réaction est rapide. L’activité relative, représentée sur le graphe ci-dessous, est le rapport de l’activité de l’enzyme sur son activité