jeudi 12 janvier 2017

THEME. LA TERRE DANS L'UNIVERS. LA VIE ET L'EVOLUTION DE LA VIE. Les fermentations (spé)

Nous savons que la glycolyse est le carrefour de la production d'énergie par les cellules.

Un des premiers éléments que nous pouvons retenir est que les fermentations ne nécessitent pas d'oxygène. Ce sont des processus anaérobies.
Les fermentation sont de nature très variées. Nous allons nous intéresser à deux fermentations : la fermentation alcoolique et la fermentation lactique.

La fermentation alcoolique
Pour mettre en évidence la fermentation alcoolique, on fait le montage suivante en introduisant dans la suspension de levure du glucose :

La mise en évidence de la nature du gaz rejeté peut se faire avec de l'eau de chaux qui se trouble. On a ainsi déterminé le rejet de CO2.
La formation d'alcool pendant le processus peut se faire par deux méthodes, l'utilisation d'alcootests et un montage ExAO avec une sonde à éthanol.
L'alcootest est basé sur une réaction chimique entre l'alcool et le bichromate de potassium. Jaune à l'état naturel, le bichromate vire au vert en présence d'éthanol avec une forte production de chaleur.

Le résultat sur la suspension de levures est positif.
Avec le montage ExAO, on obtient les courbes suivantes :

Ce résultat est cohérent avec l'alcootest.
Une mesure de pH donne un résultat neutre.
On peut résumer le processus de la fermentation alcoolique sur le schéma suivant :






La fermentation lactique
L'exemple le plus caractéristique de fermentation lactique est fourni par la fabrication du yaourt. Ce sont deux bactéries, un lactobacille et un streptocoque, qui permettent la fabrication du yaourt. Elles constituent le ferment lactique.



L'observation au microscope optique est difficile.

La mesure du pH donne une valeur de 5. Le milieu est donc acidifié par la présence de lactate. C'est l'acidification du milieu qui entraîne le changement de structure d'une protéine du lait, la caséine, et qui permet la coagulation.




Bilan sur les fermentation et comparaison avec la respiration
A partir d'un même substrat, le glucose, on constate que les fermentations ne donnent pas les mêmes produits selon le microorganisme utilisé.
Dans nos deux cas, l'énergie récupérée est de 2 ATP qui ceux de la glycolyse. Les réactions suivantes ne permettent que de régénérer les transporteurs d'hydrogène.
Les fermentations sont donc, d'un point de vue énergétique, moins rentable que la respiration puisque celle-ci fournit 36 ATP pour une molécule de glucose consommée.
Dans le cas de la respiration, il y a oxydation complète du glucose en CO2. Toute la molécule organique de glucose est minéralisée.
Dans le cas des fermentations, l'oxydation est incomplète puisqu'à la fin on obtient une molécule organique, éthanol dans un cas et lactate dans l'autre cas.








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