À l'aide de différentes expériences menées sur des spermatozoïdes, on cherche à comprendre le fonctionnement de la respiration cellulaire.
Les spermatozoïdes sont les cellules reproductrices des mammifères mâles (dont l'homme). Ces cellules sont riches en mitochondries (schéma A). Les spermatozoïdes consomment du fructose, un sucre similaire au glucose.
D'après l'épreuve du bac général, série S spécialité SVT, Pondichéry, 2006
Expérience 1
Des spermatozoïdes ont subi un traitement permettant de récupérer leur contenu cellulaire, séparé en deux échantillons : un extrait contenant des mitochondries, et un extrait duquel les mitochondries ont été retirées. La concentration en dioxygène (\ce{O2}) est mesurée dans chaque échantillon, avant et après l'ajout de fructose.
Expérience 2
D'après l'épreuve du bac général, série S spécialité SVT, Pondichéry, 2006
Les spermatozoïdes sont capable de se déplacer grâce à l'énergie produite par leur métabolisme. On mesure la mobilité des spermatozoïdes dans un milieu contenant du fructose, dans trois conditions différentes successives.
- Condition 1 : maintien à forte concentration en dioxygène (\ce{O2}).
- Condition 2 : apport de dioxygène supprimé.
- Condition 3 : apport de dioxygène supprimé, ajout d'énergie permettant aux spermatozoïdes de se déplacer.
Expérience 3
Des spermatozoïdes sont placés dans une enceinte fermée durant plusieurs heures, dans un milieu liquide avec du fructose marqué au \ce{^{14}_{}C} (carbone 14). Le \ce{^{14}_{}C} est un isotope radioactif du carbone qui se retrouvera dans les produits des réactions métaboliques consommant du fructose. On mesure la radioactivité dans le liquide et dans l'air au début et à la fin de l'expérience.
| fructose marqué au \ce{^{14}_{}C} + spermatozoïdes | fructose marqué au \ce{^{14}_{}C} | Spermatozoïdes seuls | |
| Radioactivité dans le milieu liquide au début de l'expérience | +++ | +++ | - |
| Radioactivité dans le milieu liquide en fin d'expérience | + | +++ | - |
| Radioactivité dans l'air de l'enceinte au début de l'expérience | - | - | - |
| Radioactivité dans l'air de l'enceinte à la fin de l'expérience | ++ | - | - |
D'autres analyses montrent que la radioactivité détectée dans l'air est due à du \ce{CO2} marqué au \ce{^{14}_{}C}.
Que peut-on déduire de l'expérience 1 ?
Que montre l'expérience 2 ?
Que montre l'expérience 3 ?
D'après les connaissances du cours et grâce à l'analyse de ces documents, quelle affirmation est juste parmi les suivantes ?
À partir des informations données par ces trois expériences, quelle hypothèse semble la plus probable ?