Exploitation des résultats de la séance de travaux pratiques

LE MÉTABOLISME ÉNERGÉTIQUE DE LA LEVURE

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Les deux processus énergétiques identifiés chez la levure sont la respiration et la fermentation alcoolique dont les équations-bilans sont rappelées ci-dessous :

Respiration : C6H12O6 + 6O2® 6CO2 + 6H2O + énergie utilisable + chaleur
                        (glucose)

Fermentation alcoolique : C6H12O6 ®2CO2 + 2CH3CH2OH + énergie utilisable + chaleur
                                            (glucose)                     (éthanol)

Problème : comparer la consommation du substrat par les cellules de levure en aérobiose (respiration) et en anaérobiose (fermentation).

Objectifs : calculer la vitesse de consommation du glucose par une seule cellule de levure quand elle respire et quand elle fermente et en déduire sa dépense énergétique.

La moyenne des numérations réalisées lors des mesures de respiration et de fermentation a donné les résultats suivants : dans la cuve respiration, 50.106 cellules par mL (total : 250.106 dans 5 mL) ; dans la cuve respiration, 330.106 cellules par mL (total : 1.3.109 dans 6 mL).

En utilisant des méthodes graphiques appliquées aux résultats obtenus à la dernière séance, répondre aux questions suivantes.

  1. Calculer la vitesse de consommation du dioxygène par la suspension de levures d'abord en µg.s-1 puis en µmol.s-1.
  2. En déduire la vitesse de consommation du glucose par la suspension de levures en µmol.s-1.
  3. Connaissant la concentration en cellules dans la suspension, en déduire la vitesse de consommation du glucose par cellule.
  4. En utilisant la droite d'étalonnage du capteur, déterminer graphiquement la vitesse de production d'éthanol par la suspension et en déduire la vitesse de consommation du glucose.
  5. Connaissant la concentration en cellules dans la suspension, calculer la vitesse de consommation du glucose par cellule.
  6. Comparer la vitesse de consommation du glucose par les cellules en respiration et en fermentation.
  7. Sachant qu'une mole de glucose peut libérer dans les cellules une énergie potentielle de 2 860 kJ, calculer la dépense énergétique d'une cellule de levure en kJ.min-1 au cours de la respiration et de la fermentation.
  8. Droite d'étalonnage du capteur d'éthanol

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