Révision Spécialité SVT PDF

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    30-Oct-2015

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<ul><li><p>Thme n1 TP n1 : La cellule musculaire et lATP </p><p>L'ATP (adnosine-triphosphate) est une molcule riche en nergie qui libre son nergie en </p><p>se convertissant en ADP (adnosine-diphosphate). </p><p>Structure de lATP : </p><p>L'ATP est une molcule constitue d'adnine </p><p>lie un ribose qui, lui, est attach une chane </p><p>de trois groupements phosphate. </p><p>Comment lATP produit de lnergie : </p><p>Le mcanisme consiste au transfert d'un </p><p>groupement phosphate sur une autre molcule </p><p>et l'ATP devient alors l'adnosine-diphopshate (ADP). </p><p>Fabrication de lATP : </p><p>Mais une cellule possde trs peu d'ATP. Et comme </p><p>elle en consomme en permamence, elle doit </p><p>constamment en fabriquer (synthtiser) et c'est </p><p>notamment la respiration cellulaire qui fournit </p><p>l'nergie ncessaire pour la fabrication de l'ATP </p><p>en permettant une phosphorylation (addition </p><p>d'un phosphate l'ADP). </p><p>Rvision Spcialit S.V.T </p></li><li><p> Un muscle stri est constitu de cellules musculaires </p><p>comportant un important matriel contractile. </p><p>Celui-ci se compose de nombreuses myofibrilles, </p><p>structures tubulaires allonges d'un diamtre de 1 </p><p> 2 m, constitues de myofilaments (filaments fins </p><p>constitus d'actine associs de la tropomyosine et </p><p>de la troponine, et filaments pais constitus de myosine). </p><p>Ces myofilaments sont disposs selon une organisation </p><p>gomtrique en trois dimensions extrmement rigoureuse. </p><p>La base de l'organisation des myofibrilles est le sarcomre. </p><p>Vus en coupe longitudinale (Figure 1A) des filaments fins </p><p>sont attachs de part et d'autre d'un matriel protique </p><p>(le disque Z) comprenant en particulier de l'-actinine, </p><p>probable protine d'ancrage des filaments d'actine. </p><p>Ils sont tous aligns paralllement, faisant face, sans les </p><p>toucher, d'autres filaments fins eux-mmes attachs </p><p>un autre disque Z. Entre deux disques Z, et dans les espaces </p><p>laisss entre les filaments fins, on trouve les filaments pais </p><p>constitus par de nombreuses molcules de myosine </p><p>attaches. </p><p>L'espace entre deux disques Z est appel sarcomre. </p><p>Vue en coupe transversale (Figure 1B), l'organisation se rvle </p><p>extrmement rgulire avec une disposition pentagonale. </p><p>De nombreux sarcomres sont aligns les uns la suite des </p><p>autres pour former une myofibrille. </p><p>La contraction musculaire correspond un raccourcissement des sarcomres d au </p><p>glissement relatif des filaments d'actine et de myosine : les deux disques Z dlimitant un </p><p>sarcomre se rapprochent l'un de l'autre. Ce phnomne se produisant simultanment pour </p><p>tous les sarcomres de la cellule, il en rsulte un raccourcissement global de la cellule </p><p>musculaire selon l'axe longitudinal. </p><p> Cellules musculaires stries </p></li><li><p> Thme n1 TP n2 : La respiration cellulaire </p><p>Nous constatons quavant linjection de glucose, la concentration en O2 dans le milieu varie </p><p>trs peu (une lgre baisse due des ractions doxydations imprvisibles dans le milieu) . </p><p>Rapidement aprs linjection de glucose, la quantit dO2 dans le milieu diminue. Nous </p><p>pouvons donc en dduire que les levures ont consomm du dioxygne, et que cette </p><p>consommation de O2 ne peut se faire quen prsence de glucose. 3)- Le mme type </p><p>dexprience peut tre ralis en utilisant une sonde CO2 en plus de la sonde O2 : le rsultat </p><p>obtenu est reprsent par le graphique ci-contre. </p><p>Les mesures donnes par la sonde CO2 indiquent </p><p>que paralllement la diminution de O2 dans le </p><p>milieu, il se produit une augmentation de la quantit </p><p>de CO2. On en dduit que les levures rejettent du CO2 </p><p>et que ce rejet de CO2 est li la consommation de </p><p>O2 et de glucose. 4)- En dduire lquation bilan </p><p>des transformations chimiques intervenant au cours </p><p>de la respiration cellulaire. En admettant quau cours </p><p>de la respiration il y a plus deau produite que deau </p><p>consomme, lquation bilan est la suivante : </p><p>C6H12O6 + 6O2 + 6H2O -&gt; 6CO2 + 12H2O </p><p>Le rle des mitochondries </p><p>La courbe obtenue avec des mitochondries seules ressemble beaucoup celle obtenue en TP avec des cellules </p><p>entires. Cependant, il faut constater quici linjection de glucose nentrane pas de diminution brutale du taux de </p><p>O2. Donc il ny a pas de respiration et donc les mitochondries sont incapables dutiliser le glucose. Par contre, </p><p>linjection de pyruvate ou acide pyruvique au temps t2 entrane la chute du taux de O2 qui signifie que la respiration </p><p>se droule. Les mitochondrie sont donc incapables dutiliser le glucose directement mais peuvent utiliser le pyruvate. </p><p>On peut donc en dduire que lorsque les cellules sont entires, le glucose subit une transformation en pyruvate, qui </p><p>lui sera utilis par les mitochondries. </p><p>De plus, cette transformation a lieu forcement en dehors de la mitochondrie, donc dans le hyaloplasme (en fait, </p><p>lenveloppe des mitochondries est impermable au glucose mais pas au pyruvate). </p></li><li><p>Donc la transformation du glucose en CO2 nest pas directe puisquil y a au moins une tape </p><p>intermdiaire, (appele glycolyse). Comme nous allons le voir dans la troisime partie du TP, </p><p>la transformation du pyruvate en CO2 comporte elle-mme 2 tapes. </p><p>Thme n1 TP n3 : Localisation cellulaire de la respiration </p><p>Toutes les cellules ont besoin dnergie pour effectuer des biosynthses, pour alimenter des transports ou encore pour raliser des mouvements cellulaires. Elles utilisent lnergie chimique de molcules quelles prlvent dans lenvironnement ou quelles produisent par photosynthse. </p><p>En milieu arobie, les levures respirent "normalement" c'est dire qu'elles dgradent la </p><p>matire organique (exemple: le glucose) et utilisent de l'O2 pour aboutir du CO2, de l'eau et </p><p>de l'nergie utilisable pour la cellule (en particulier de l'ATP). Ceci se droule pour une </p><p>premire phase (la glycolyse) dans le cytoplasme, et ensuite (la respiration en elle-mme) </p><p>dans les mitochondries. </p><p>En milieu anarobie, des observations au microscope montrent que les mitochondries ne sont </p><p>plus fonctionnelles, en particulier leurs crtes ont en partie disparu. En effet cause de </p><p>l'absence d'O2 la respiration ne peut plus se faire . </p><p>Sans O2 on a donc glycolyse + fermentation (c'est par exemple ce qui se passe pour la </p><p>fermentation alcoolique, ou lactique). </p><p>La respiration cellulaire est une dgradation complte du glucose en prsence d'oxygne, </p><p>permettant une libration totale de son nergie. </p><p> Au cours de la deuxime tape, le glucose, servant cette fois d'aliment, est "brl" en </p><p>prsence d'oxygne dans les cellules danimaux et des plantes. </p></li><li><p>La respiration libre ainsi l'nergie mise en rserve </p><p>dans le glucose (lors de la photosynthse). La plus </p><p>grande partie de cette nergie est transfre dans </p><p>une molcule nergtique utilisable par toutes les </p><p>cellules : l'ATP. </p><p>Et les dchets de la respiration sont le dioxyde de </p><p>carbone et l'eau, qui sont justement les matires </p><p>premires de la photosynthse dans les chloroplastes </p><p>(= circuit ferm). </p><p>Thme n1 TP n4 : Respiration et fermentation chez la levure </p><p>Les tapes de la respiration </p><p>La glycolyse </p><p>La glycolyse signifie "dgradation du glucose". </p><p>La glycolyse transforme le glucose en 2 acides </p><p>pyruviques et permet la fabrication de 2 ATP. </p><p>Pour rappel, la glycolyse a lieu l'extrieur de </p><p>la mitochondrie, dans le cytosol (matrice du </p><p>cytoplasme). </p><p> Le cycle de Krebs </p><p>Le cycle de Krebs comprend 8 tapes qui </p><p>terminent le travail de la glycolyse en dgradant </p><p>un driv de l'acide pyruvique (l'actyl-CoA) en </p><p>dioxyde de carbone (CO2) et en produisant de l'ATP. </p><p>Le cycle de Krebs a lieu dans la mitochondrie. </p><p> La phosphorylation oxydative </p><p>La phosphorylation oxydative produit prs de </p><p>90% de l'ATP engendre par la respiration. </p><p>Il s'agit donc de la production d'ATP par l'ajout </p><p>d'un groupement phosphate l'ADP grce </p><p>l'nergie libre lors du transport d'lectrons le </p><p>long d'une chane de molcules (ractions </p><p>d'oxydo-rduction). </p></li><li><p> La fermentation </p><p> Beaucoup de cellules se passent d'oxygne (O2) pour "brler" leur compos organique. Donc </p><p>au lieu de produire de l'ATP au moyen de la respiration, elles utilisent la fermentation. </p><p>La fermentation est donc galement une dgradation du glucose mais incomplte </p><p>permettant une libration partielle de son nergie sous forme d'ATP. La fermentation libre </p><p>galement du CO2. </p><p>Contrairement la respiration, la fermentation se fait sans oxygne et sans phosphorylation </p><p>oxydative. </p><p>Il existe deux types de fermentation : </p><p>- la fermentation alcoolique : convertit le pyruvate en thanol </p><p>- la fermentation lactique : convertit le pyruvate en lactate. Cette fermentation se produit </p><p>dans les muscles la suite dun exercice exigeant. </p><p>La fermentation correspond un </p><p>processus que lon peut qualifier dincomplet car elle libre des dchets contenant encore de </p><p>lnergie utilisable comme lalcool. La respiration est un processus plus </p><p>complexe ncessitant en outre de </p><p> loxygne. Au cours de la respiration, les molcules organiques sont oxydes </p><p>totalement (un peu comme si elles </p><p>taient brles) et leur nergie est </p><p>rcupre par les cellules. Les dchets </p><p>forms sont du dioxyde de carbone et </p><p>de leau, molcules dont lnergie potentielle nest pas utilisable par les tres vivants. </p><p>On observe que la quantit d'oxygne </p><p>baisse faiblement (de 7 5 mg /l) </p><p>jusqu'au temps t =5 minutes temps </p><p>auquel on injecte du glucose. </p><p>Quand on injecte du glucose, la quantit </p><p>d'oxygne baisse brutalement pour descendre </p><p> 0 g/l au temps = 6 minutes. </p><p>La quantit de CO2 nulle jusquau temps t= 5 minutes. Entre 5 et 6 minutes, la quantit </p><p>de dioxygne augment lgrement, puis a </p><p>partir de 6 minute le taux de CO2 augmente </p><p>brutalement pour atteindre son maximum; </p><p>160 mg /l t =10minutes. </p><p>La quantit d'thanol est faible </p><p>(environ 0.05 g/L) avec </p><p>une lgre hausse jusqu'au temps = 6 minutes. Puis a partir de </p><p>6 minutes la concentration </p><p>d'thanol grimpe rgulirement </p><p>en fonction du temps pour </p><p>atteindre 0.6 g/L au temps = 16 </p><p>minutes. </p><p>- Avant 6 minutes : cest la respiration. - Aprs 6 minutes : il n'y a plus d'oxygne et </p><p>on voit de l'thanol : cest la fermentation. </p></li><li><p>Interprtation </p><p>De 0 5 minutes, les levures consomment lgrement de l'oxygne malgr l'absence de </p><p>glucose dans le milieu, on peut emmtre l'hypothse qu'elles puisent dans leur rserve a </p><p>l'aide l'O2 pour assurer leur mtabolisme; </p><p>Au moment o on donne du glucose, la quantit de dioxygne chute dans le milieu alors </p><p>que la quantit de CO2 augmente. On peut en dduire que les levures consomment le </p><p>glucose l'aide du dioxygne et rejettent du CO2. Ce type de mtabolisme est appel </p><p>respiration. (Combustion complte) </p><p>A partir de 6 minutes, la quantit d'O2 est nulle c'est alors qu'apparait de l'thanol, cela </p><p>signifie que les levures consomment le glucose toujours prsent en absence d'oxygne et </p><p>rejettent de l'alcool. Ce type de mtabolisme correspond une fermentation (combustion </p><p>incomplte). </p><p>Respiration C6H12O6 + 6O2 -&gt; 6CO2 + 6H2O </p><p>Fermentation C6H12O6 -&gt; 2CO2 + 2C2H5O5 </p><p>Thme n1 TP n5 : Echanges gazeux et production de matire organique chez les vgtaux </p><p>Les vgtaux chlorophylliens ont besoin de lumire, deau, de CO2 et de sel minraux pour se dvelopper. </p><p>1- 2- Des cultures </p><p>diffrencies de granium Tmoin Feuille avec un cache </p><p>Rsultats observables La totalit de la feuille est </p><p>colore en brun fonc </p><p>Seule la partie de la feuille </p><p>place sous le cache nest </p><p>pas colore </p><p>Interprtations Lamidon est stock dans </p><p>lensemble de la feuille Lamidon est absent </p><p>lemplacement du cache </p><p>Rappel : lamidon est un sucre. </p><p>La matire organique est </p><p>constitue de 3 types de </p><p>molcules : les sucres, les graisses </p><p>et les protines. </p><p>Leau iode rvle la prsence </p><p>damidon dans la feuille de </p><p>granium. On remarque quen </p><p>absence de lumire et de CO2 </p><p>cette molcule nest pas </p><p>produite par la feuille. On en </p><p>dduit que les plantes produisent </p><p>des sucres/molcules organiques </p><p> partir du CO2 et de la lumire. </p><p>Temps en minutes 0 5 minutes 5 15 minutes 15 20 </p><p>minutes </p><p>Nom du gaz produit CO2 O2 CO2 </p><p>Nom du gaz absorb O2 CO2 O2 </p><p>Conditions : avec ou sans </p><p>lumire </p><p>lumire obscurit lumire </p></li><li><p>On vient de voir que les plantes consomment du CO2 pour produire des sucres. </p><p>On en dduit que la production de matire organique se fait lobscurit et que cette </p><p>raction rejette de lO2. Cette raction sappelle la photosynthse. </p><p>Un 2 mcanisme se ralise chez les plantes la lumire et lobscurit : la respiration. La </p><p>photosynthse est faible le jour. </p><p>La partie verte de la feuille est la zone de synthse des molcules organiques. </p><p>La couleur verte est due la prsence de chlorophylle. On en dduit que la chlorophylle </p><p>participe la synthse de molcule organique. En fait, la chlorophylle capte la lumire et </p><p>transforme lnergie de la lumire en nergie utilisable par la feuille. Cette nergie permet la </p><p>production de matire organique partir de CO2. </p><p>Thme n1 TP n6 : Etude de la photosynthse </p><p>L'autotrophie est la capacit produire de la matire </p><p>organique partir de la rduction de matire inorganique </p><p>et dune source dnergie externe : la lumire. Cette capacit caractrise notamment les vgtaux </p><p>chlorophylliens, les cyanobactries et certaines bactries. </p><p>La notion dautotrophie soppose celle d'htrotrophie. </p><p>L'htrotrophie est la capacit produire de la matire </p><p>organique uniquement partir de sources de carbone </p><p>organique issu de la biosynthse animale ou vgtale. </p><p>Cette capacit caractrise les myctes (champignons) </p><p>et les animaux. </p><p>La notion dhtrotrophie soppose celle d'autotrophie. </p><p>La photosynthse est une raction biochimique nergtique </p><p> qui se droule chez les plantes. </p><p>Rle de la photosynthse </p><p>La photosynthse a pour but de crer de l'nergie (sous forme de glucide) partir de </p><p>l'nergie lumineuse provenant du soleil. Les organismes qui utilisent le mcanisme de </p><p>photosynthse sont autotrophes car ils fabriquent des matires organiques partir de </p><p>matires inorganiques. </p><p>Mcanisme de la photosynthse </p><p>L'nergie solaire est utilise pour oxyder l'eau et rduire le gaz carbonique afin de synthtiser </p><p>des substances organiques (glucides). Ce phnomne a lieu dans les chloroplastes, un </p><p>organite spcifique des plantes, au niveau des membranes des thylacodes o se situent les </p><p>photosystmes I et II et les cytochromes. </p><p>Bilan nergtique de la photosynthse </p><p>Il faut six molcules de dioxyde de carbone et six molcules d'eau pour synthtiser une </p><p>molcule de glucose, relchant six molcules de dioxygne, grce l'nergie lumineuse. </p><p>6 CO2 + 6 H2O + nergie lumineuse C6H12O6 (glucose) + 6 O2 </p></li><li><p> Mais ce bilan est en fait dcompos en deux tapes successives : </p><p> les ractions photochimiques (phase claire) : 12 H2O + lumire 6 O2 + nergie chimique (24 H) ; </p><p> le cycle de Calvin (phase sombre) : 6 CO2 + nergie chimique (24 H) C6H12O6 + 6 H2O. </p><p>La cellule vgtale </p><p>Plusieurs facteurs ont une influence sur la </p><p>photosynthse, dont : </p><p>La temprature : la photosynthse </p><p>est optimale entre 20 et 35 C. Elle </p><p>s'arrte sous 0 C en raison du ralentissement </p><p>physiologique de la plante qui entrane, </p><p>entre autres, la chute des feuilles et une </p><p>rduction de l'absorption de l'eau. </p><p>La concentration en gaz carbonique (CO2) dans l'air : une atmosphre riche en CO2 favorise </p><p>la photosynthse. </p><p>L'intensit lumineuse : plus il y a de lumire, plus la chlorophylle en profite. Sous un couvert </p><p>nuageux, la photosynthse s...</p></li></ul>

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