6-Les enzymes, des biomolécules catalytiques

Exercice - Influence de la concentration en substrat sur la vitesse initiale

De nombreuses industries, notamment agroalimentaires, utilisent des enzymes dans la synthèse de diverses substances.

Source : https://www.lavoisier.fr/livre/agro-alimentaire/enzymes-en-agroalimentaire/larreta-garde/descriptif-9782743002107

Notion de vitesse initiale (Vi)

Pour évaluer l'efficacité de l'enzyme, on détermine la vitesse de la réaction chimique qu'elle catalyse.

La vitesse V d'une réaction chimique peut se mesurer, soit par la vitesse de disparition des réactifs (R), soit par la vitesse de formation des produits (P) :

avec ∆[S] la variation de la concentration en substrat, ∆[P] la variation de la concentration en produit et ∆t la durée.

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La vitesse (instantanée) d'une réaction chimique n'est pas constante : pour comparer l'activité catalytique d'une enzyme dans différentes conditions expérimentales, on détermine la vitesse au tout début de la réaction chimique (t0). Cette " vitesse initiale" (Vi) correspond au coefficient directeur de la tangente en t0 à l'enregistrement obtenu.

Dans cette simulation, le graphique représente la concentration (résiduelle) en substrat au cours du temps. Cette concentration diminue au fur et à mesure qu'il est transformé en produit.

Source : coste.free.fr (communication personnelle)

Étude de l'effet de la concentration en substrat sur la vitesse initiale

On utilisera la simulation réalisée dans le premier exercice.

Avec Edu’modèles la détermination des tangentes est simple puisqu’il suffit de cliquer sur le graphique et de déplacer la souris en maintenant le bouton enfoncé pour tracer une tangente et afficher la pente.

Cependant, la courbe étant très “irrégulière” du fait du faible effectif, il est difficile d’obtenir des valeurs très précises ou reproductibles. Pour améliorer les résultats, on peut :

Pistes d'exploitation

  1. Réaliser, à partir des données de la simulation, un graphique qui représente la vitesse initiale en fonction de la concentration en substrat.
  2. Exploiter le graphique pour répondre à la question posée.

La réponse doit inclure le tableau de données.

On peut aussi faire une approximation en notant le nombre de molécules de maltose consommées au bout de 100 tours. La méthode est plus approximative.

Source : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=867