Lycée – 2de – Sciences de la vie et de la Terre (SVT) – métabolisme des cellules

Exercice 1 — Analyse d’une chaîne métabolique

Objectif pédagogique : Comprendre les étapes clés d’une voie métabolique et identifier les molécules impliquées.
Consigne pour l’élève : À partir de la description d’une chaîne métabolique simplifiée, identifiez les réactifs, les produits et les enzymes nécessaires.
Exercice à réaliser :
Voici une séquence métabolique :

1. Glucose + 2 ATP → Glucose-6-phosphate + 2 ADP
2. Glucose-6-phosphate → Fructose-6-phosphate (catalysé par l’enzyme phosphoglucose isomérase)
3. Fructose-6-phosphate + ATP → Fructose-1,6-bisphosphate + ADP

Questions :
a) Quelles sont les molécules de départ et d’arrivée de cette chaîne ?
b) Quelle enzyme intervient dans la deuxième étape ?
c) Combien d’ATP sont consommés ou produits au total ?

Matériel requis : Aucun
Temps estimé : 10 minutes
Corrigé détaillé :
a) Molécules de départ : Glucose, ATP. Molécules d’arrivée : Fructose-1,6-bisphosphate, ADP.
b) Phosphoglucose isomérase.
c) 3 ATP consommés (2 dans la première étape, 1 dans la troisième).

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Fournir un schéma simplifié des étapes avec les noms des molécules à relier.
• Approfondissement : Proposer d’ajouter une quatrième étape avec une nouvelle enzyme à identifier.

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Exercice 2 — Comparaison de deux types de métabolisme

Objectif pédagogique : Distinguer les caractéristiques du métabolisme aérobie et anaérobie.
Consigne pour l’élève : Comparez les deux types de métabolisme en complétant le tableau suivant.
Exercice à réaliser :

Critère	Métabolisme aérobie	Métabolisme anaérobie
Présence d’oxygène
Produits finaux
Rendement énergétique

Matériel requis : Feuille et stylo
Temps estimé : 15 minutes
Corrigé détaillé :

Critère	Métabolisme aérobie	Métabolisme anaérobie
Présence d’oxygène	Oui	Non
Produits finaux	CO2 et H2O	Lactate ou éthanol
Rendement énergétique	Élevé (36-38 ATP par glucose)	Faible (2 ATP par glucose)

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Donner des exemples concrets (ex. : fermentation du pain pour l’anaérobie).
• Approfondissement : Demander d’expliquer pourquoi le rendement énergétique diffère.

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Exercice 3 — Étude de cas : le diabète et le métabolisme

Objectif pédagogique : Relier une pathologie à un dysfonctionnement métabolique.
Consigne pour l’élève : Analysez l’impact du diabète de type 1 sur le métabolisme cellulaire.
Exercice à réaliser :

1. Expliquez pourquoi les cellules ne peuvent pas utiliser le glucose en cas de diabète de type 1.
2. Quelles sont les conséquences sur la production d’ATP ?
3. Proposez une solution thérapeutique et justifiez-la.

Matériel requis : Aucun
Temps estimé : 20 minutes
Corrigé détaillé :

1. Le diabète de type 1 entraîne une absence d’insuline, empêchant le glucose de pénétrer dans les cellules.
2. Les cellules utilisent alors les lipides et les protéines comme source d’énergie, produisant moins d’ATP et des sous-produits toxiques (cétones).
3. Solution : Injection d’insuline pour permettre l’entrée du glucose dans les cellules.

Différenciation pédagogique :

• Remédiation : Fournir un schéma simplifié du rôle de l’insuline.
• Approfondissement : Comparer avec le diabète de type 2 (résistance à l’insuline).

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Ressources complémentaires :