TP n ° 2 variations de la consommation d' O2 et de nuttriments en fonction de l'activité physique.

    Rappels sur la respiration cellulaire.

    On a vu dans le chapitre précédent, que la respiration était utilisée par les êtres vivants pour se fournir en énergie à partir de matière organique.

    Son équation bilan est la suivante.

    C6H12O6 + 6O2 ------à 6 CO2 + 6 H2O + 2860 kJ

    Cela signifie qu’une mole de glucose(180g) fournit 2860 kJ à l’organisme.

    Valeur Déterminée expérimentalement à l’aide d’un calorimètre.

    Lorsqu’une mole de glucose est consommée il y a consommation de six moles de dioxygène.
    Contrairement au sucre, le dioxygène n’est pratiquement pas stocké dans l’organisme. La variation de sa consommation reflète donc fidèlement la consommation en énergie des cellules de l’organisme.

    Or on sait que 1 mole de gaz à 20 degrés Celsius a pour volume 24 L.

    On peut ainsi calculer la valeur énergétique correspondant  à la consommation d’un litre de dioxygène.

    2860 kJ
    ------ = 20kJ /l
    24X6 

    C’est ce que l’on appelle le coefficient thermique de l’oxygène (CTO) dont la valeur est approximativement la même quel que soit le nutriment (glucide, lipide ou protide) utilisé par les cellules.

    On peut donc trouver l’énergie utilisée par l’organisme à partir de la mesure du volume de dioxygène consommé, il suffit de multiplier ce volume par le CTO.

    Il suffit donc de mesurer le volume de dioxygène consommé pour connaître la consommation en énergie de l’organisme.

    1. Effet d’un effort sur la consommation en dioxygène de l’organisme.
      1. Principe de la mesure.
      2. On utilise deux capteurs : une sonde oxymétrique (la même que celle utilisée dans les TP sur photosynthèse et respiration des levures). Elle mesure le taux de dioxygène dans l’air expiré (TO2exp).

        Un capteur du débit d’air expiré (mesure de D en L.h-1).

        Le taux de dioxygène dans l’air inspiré est caractéristique de l’atmosphère terrestre et varie peu dans une pièce bien aérée : il est égal à 21% ( c’est TO2insp).

        L’ordinateur mesure le temps t, il trace à l’écran la courbe VO2 consommé = f(t)

        Le volume d’O2 consommé est obtenu grâce à la formule suivante :

        V= t x D x (TO2insp - TO2exp)/100

         

         

      3. Déroulement de la mesure.

      On veut montrer l’effet d’un effort sur la consommation en dioxygène de l’organisme. L’effort choisi consistera en 20 flexions.

      Q1 : Proposez un protocole, utilisant le dispositif décrit ci dessus.

      Q2 : réalisez la mesure conformément au protocole. (Une mesure par groupe au moins, attention, n’échangez pas les embouts ! Si le cobaye change, il faut changer l’embout et le filtre). Imprimer une courbe par élève du groupe.

      Q3 : Analyser le résultat et l’interpréter (de façon qualitative et si possible quantitative).

       

       

    2. Effet d’un effort sur la consommation de nutriments.
    3. Graphe : Evolution de la teneur en glycogène du muscle au repos et après un exercice de 60 mn

      Q 4 : Le glycogène est une molécule complexe constituée de molécules de glucose associées en chaînes (c’est un polymère de glucose). Cette molécule est abondante dans les muscles.

      En tenant compte du rappel sur la respiration, que pouvez-vous conclure du graphique précédent ?

      Q 5 : Mettre en relation l’ensemble des informations apportées par le TP (rappels sur la respiration, mesure de la consommation d’O2, consommation de nutriments)pour expliquer ce qui se passe au cours d’un effort.

    4. Exercice complémentaire.
    Q 1 : Analyser chacun de ces deux graphiques puis en déduire d’ ou vient le glucose utilisé par les muscles pendant l’effort.

    Q 2 :comment doit évoluer la consommation de glucose sanguin après l’effort.

 

 

 

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