Biologie II 22.4.

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1 Biologie II 22.4

2 Questions Q1 Q2

3 Réponses Q1 Endothermic: animals generate heat by metabolism (bird , mammals) Ectothermic: animals gain heat from external sources (most invertebrates, fishes, amphibians, and non-avian reptiles)

4 Question a) Chacun des graphiques représente une moyenne annuelle
Le métabolisme de base dans le case de Madame est plus important car son système de control de température s’est adapté avec l’évolution du mode de vie pour établir une régulation de la température basée essentiellement sur l’organisation de son métabolisme général (stock d’énergie, activité en général) et oxydatif en particulier. Celui-ci est réglé en bonne partie par l’expression des gènes d’enzymes métaboliques contrôlés de façon hormonale, entre autre par l’hormone thyroïdienne. L’action de cette hormone entraîne une augmentation du nombre des mitochondries qui ont toutes un léger découplage de la chaine oxydative produisant de la chaleur. «nous utilisons le métabolisme de base pour nous chauffer» d’où la faible thermorégulation (grand mammifère)

5 Question a) Nourriture  apport d’énergie, cycle de Krebs: production d’intermédiaires énergétiques (ex: NADH+) Phosphorylation oxydative est une consommation d’oxygène (respiration mitochondriale) de manière très simplifiée: ADP ATP Les ATP sont des accumulateur d’énergie chimique, et participe à des réactions endothermiques (ils fournissent ainsi l’énergie nécessaire à diverse processus biologico-chimiques).

6 Question a) Dans la mitochondrie, les électrons de la chaine oxydative perdent progressivement leur énergie qui est utilisée par l’ATP synthase. Phénomène de découplage: lorsque les électrons rejoignent la matrice mitochondriale sans participer à la synthèse d’ATP. Dans ce cas, l’énergie potentielle de ces protons n’est pas transformée en énergie chimique mais en chaleur.

7 Question b) Car elle est enceinte, elle doit donc dépenser de l’énergie pour la croissance de son bébé, qui lui aussi dépense de l’énergie.

8 Question c) Métabolisme de base: correspond à la dépense d’énergie minimal permettant à l’organisme de survivre (cœur, cerveau, respiration ,digestion, maintien de la température du corps,..). Equilibre trouvé au cours de l’évolution et par des mécanismes de sélection naturelle Lorsqu’il couve ses œufs, il est capable de produire un thermogénèse afin de maintenir sa température corporelle à une température adéquate pour sa survie. Sa couche de graisse l’isole du froid extérieur lui permettant d’économiser des besoins énergétiques fournis par thermogénèse. Le graphique est une moyenne annuelle !! Métabolisme de base est bas: le pingouin bouge beaucoup Thermorégulation lorsque le pingouin ne bouge pas; mais beaucoup d’activité (le pingouin bouge), donc production de chaleur par ses mouvements (donc faible métabolisme de base)

9 Question d) Due à son rapport surface / volume qui est très important
La souris est très sensible à son environnement et donc à tous les phénomènes tels que: jour / nuit, saisons,.. Ainsi, la souris doit être capable d’ajuster à chaque instant sa production de chaleur par thermogénèse pour garder sa température corporelle adéquate face aux conditions de son environnent. D’où la très grande consommation d’énergie pour la régulation de la température.

10 Question e) La répartition des sources d’utilisation énergétique, et en particulier l’importante proportion fournie par le métabolisme de base, ne signifie en rien que cela soit suffisant pour la couleuvre afin de réguler sa température corporelle comme en endotherme. Elle peut modifier son activité pour produire de la chaleur. Cependant, afin de gagner en température par une augmentation d’activité, la couleuvre risque rapidement de s’épuiser ne pouvant pas réguler sa température grâce à un métabolisme thermogénique basé sur l’activité. La couleuvre devra retrouver sa température de consigne grâce à un gain de température pris de son milieu environnant La couleuvre, contrairement à l’humain, tolère des fluctuations de température plus importantes, ce qui est le cas en général pour les ectothermes. Elle peut modifié son activité pour produire de la chaleur, mais elle ne peut pas en produire directement (découplage).

11 Question 2

12 Question a) Il peut ainsi épargner des réserves énergétiques en consommant moins à basse température lui permettant ainsi de passer l’hiver quand ses ressources alimentaires sont quasi inexistantes.

13 Question b) Le phénomène de réveil est déclenché probablement par différents senseurs internes à l’organisme de ces animaux. On pense que le pH, l’accumulation de CO2, de toxines, déclenchent la sécrétion de facteurs stimulant le réveil et l’activation de la thermogénèse à plein régime. Il se réveillera plus souvent en fin de période d’hibernation car il a pratiquement épuisé ses réserves sous formes de graisse. Il doit alors mander de l’herbe sèche qu'il a accumulé dans son terrier en automne. Celle-ci servait aussi d’isolant au froid durant la période très rude du début de l’hiver. A la fin de l’hiver, l’animal peut puiser dans cette réserve pour s’alimenter de produire de la chaleur.

14 Question c) Un senseur de température interne sont la valeur de consigne serait proche de 0°C qui déclencherait le réveil de l’animal.

15 Question d) Intégration de l’air sous la courbe des pics mesurés

16 Question e) Car il y a une thermogenèse résiduelle ainsi qu’un métabolisme de base minimal qui persistent.

17 Question f) Les animaux pourraient fabriquer de l’antigel.
En effet, c’est le cas chez certain insectes qui produisent de façon anaérobique du glycérol qui prévient la formation de nucléation de cristaux de glace. L’autre façon aussi utilisée est une diminution importante du niveau d’hydratation des tissus. Certain insectes peuvent en effet se déshydrater complément.

18 Question g) La préservation d’organes pour la transplantation.