Tout ce qui est vivant a besoin d’une source d’énergie pour alimenter ses activités. En fin de compte, cette source d’énergie est le soleil. Comment les organismes sur Terre ont-ils exploité cette énergie ? Tout commence avec les photosynthétiseurs. Ces organismes sont capables de prendre du dioxyde de carbone et de l’eau, puis d’utiliser l’énergie capturée du soleil sous forme de photons pour forcer ces molécules à se rassembler, produisant du glucose et de l’oxygène. Le glucose est la clé de la prochaine étape critique, que presque tous les organismes utilisent sous une forme ou une autre - la respiration cellulaire. La respiration cellulaire est assurée par des enzymes, soit dans la membrane cellulaire chez les procaryotes, soit dans les mitochondries chez les eucaryotes.
La réaction chimique commence par décomposer le glucose à l’aide d’oxygène pour créer à nouveau du dioxyde de carbone et de l’eau, mais dans le processus, l’énergie qui a été utilisée à l’origine pour fabriquer la molécule de glucose va à deux nouveaux endroits. L’une d’entre elles consiste à synthétiser des molécules d’ATP, ou d’adénosine triphosphate, une source d’énergie que les cellules peuvent facilement u
Quantification de la respiration à l’aide de microrespiromètres
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REMARQUE : Dans cette expérience, vous allez mesurer le taux de respiration cellulaire pour les graines en germination en mesurant le taux d’échange pour l’oxygène. Comme l’oxygène est consommé pour fournir de l’énergie, les graines en germination libèrent du dioxyde de carbone. Ce dioxyde de carbone est absorbé par le carbonate de potassium et donc la pression gazeuse globale du respiromètre sera réduite. HYPOTHÈSES : L’hypothèse expérimentale est que les graines en germination présenteront un taux de respiration plus élevé que les billes de verre témoins. De plus, à des températures plus élevées, le taux de respiration cellulaire dans les graines augmentera. Les hypothèses nulles sont que les billes de verre et les graines en germination présenteront un taux similaire de respiration cellulaire et que la température n’a aucun effet sur la respiration.
Pour configurer la commande, retirez d’abord le piston d’un microrespiromètre préparé et étiquetez-le avec un « CR » ou « CH » respectivement, selon qu’il s’agit de la température de la salle de contrôle ou d’un traitement chauffé.
Ajoutez les microbilles de verre à chacun des microrespiromètres jusqu’à la marque de 0,5 mL, et poussez le piston de la seringue jusqu’à la marque de 1 mL.
Placez 3 - 4 rondelles sur l’extrémité évasée de chaque microrespiromètre pour les alourdir pendant le bain d’eau. REMARQUE : Le microrespiromètre s’installera à l’extrémité du tube capillaire.
Placez les appareils de contrôle sur le côté.
Pour configurer les respiromètres expérimentaux en position assise, retirez le piston d’un microrespiromètre préparé et étiquetez-le avec « ER » ou « EH » respectivement, selon qu’il s’agit du traitement expérimental à température ambiante ou du traitement chauffé.
Mesurez 0,5 mL de graines en germination dans la seringue à tuberculine du microrespiromètre.
Ensuite, poussez la seringue jusqu’à la marque de 1 ml.
Placez 3 à 4 rondelles sur l’extrémité évasée de chaque microrespiromètre pour les alourdir pendant le bain-marie.
Pour utiliser les microrespiromètres, enfoncez soigneusement les microrespiromètres « CR » et « ER » dans le bain-marie à température ambiante. La seringue entière doit être immergée, mais les tubes capillaires doivent être entièrement exposés. Retirez l’eau du bain jusqu’à ce que cette position soit atteinte. Assurez-vous que le haut du tube capillaire est ouvert.
Effectuez la même procédure (étape 9) pour les microrespiromètres « CH » et « EH » afin de configurer le groupe expérimental à haute température.
Attendez 5 minutes avant de passer à autre chose pour permettre à la température dans les microrespiromètres de s’équilibrer avec le bain-marie.
Ajoutez une seule goutte de liquide de manomètre au sommet de chacun des quatre tubes capillaires qui scelle les chambres du microrespiromètre. REMARQUE : Si les chambres fonctionnent correctement, le liquide du manomètre sera aspiré dans la chambre capillaire.
Utilisez le piston placé dans le bain pour aspirer le liquide du manomètre dans le capillaire. Arrêtez-vous lorsque le liquide est à peu près à mi-chemin dans le tube capillaire. IMPORTANT : Les microrespiromètres ne doivent pas être dérangés une fois qu’ils sont ajoutés au bain. Ne cognez pas la table, n’insérez pas ou ne retirez rien du bain-marie une fois que les chambres ont été scellées et égalisées.
Marquez le bord inférieur du fluide du manomètre qui est le plus proche de la chambre. Cela représente le point temporel zéro.
Règle une minuterie pour qu’elle sonne dans 5 minutes.
Après 5 minutes, créez un nouveau repère à l’endroit où se trouve le liquide du manomètre sur chaque microrespiromètre. Répétez l’opération toutes les 5 minutes jusqu’à ce que 25 minutes se soient écoulées ou jusqu’à ce que le liquide du manomètre ait parcouru toute la longueur du tube capillaire.
Ensuite, retirez les respiromètres des bains-marie.
Pendant le nettoyage, les manomètres doivent être soit déconstruits pour être réutilisés, soit jetés à la poubelle.
Résultats
Pour analyser les données que vous avez collectées, tracez d’abord les points de données avec l’axe des x comme temps et l’axe des y comme la distance parcourue par le manomètre, représentant la consommation d’oxygène.
Calculez la pente de chaque ligne à l’aide de cette équation.
Enregistrez ces valeurs pour chaque microrespiromètre dans le tableau 2. REMARQUE : Cette valeur représente la quantité de respiration cellulaire qui a eu lieu au cours de l’expérience. Cliquez ici pour télécharger le Tableau 2
Tracez les taux de respiration sous forme de graphique à barres.
Examinez les deux graphiques. Réfléchissez à la façon dont vos résultats correspondent aux hypothèses. Notez toute différence observée dans le taux respiratoire entre les billes de contrôle et les graines en germination. Déterminez si l’augmentation de la température a eu un effet sur le rythme respiratoire.
