Métabolisme cellulaire : respiration et fermentation
Le métabolisme cellulaire regroupe les voies qui permettent à la cellule d’extraire de l’énergie des nutriments et de la convertir en ATP.
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ATP et couplage énergétique
Idée clé
L’ATP relie les réactions qui libèrent de l’énergie et celles qui en consomment.
- ATP : monnaie énergétique immédiate.
- L’hydrolyse de l’ATP rend un travail cellulaire possible.
- Le couplage passe souvent par un transfert de phosphate.
Couplage
- 1
Une réaction exergonique fournit l’énergie.
- 2
Cette énergie active une réaction endergonique.
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Glycolyse et cycle de Krebs
Dégradation du glucose
| Étape | Lieu | Produit majeur |
|---|---|---|
| Glycolyse | Cytosol | Deux pyruvates |
| Oxydation du pyruvate | Mitochondrie | Acétyl-CoA |
| Cycle de Krebs | Matrice mitochondriale | CO2, NADH, FADH2, GTP |
Bilan de la glycolyse
- Le glucose est coupé en deux molécules de pyruvate.
- Le bilan net est de 2 ATP et 2 NADH.
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Chaîne respiratoire mitochondriale
Mécanisme central
Phosphorylation oxydative
Le gradient électrochimique fournit l’énergie nécessaire à la synthèse d’ATP.
Rôle de l’oxygène
!!L’oxygène ne fabrique pas directement l’ATP.== Il accepte les électrons en fin de chaîne.
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Fermentation lactique et alcoolique
Deux issues sans oxygène
Fermentation lactique
- Le pyruvate est réduit en lactate.
- Le NAD+ est régénéré.
- Elle permet de poursuivre la glycolyse.
Fermentation alcoolique
- Le pyruvate devient éthanol et CO2.
- Le NAD+ est régénéré.
- Elle permet de poursuivre la glycolyse.
Point commun
- La fermentation ne possède pas de chaîne respiratoire.
- L’ATP provient seulement de la glycolyse.
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Bilan énergétique et comparaison
Comparaison essentielle
Respiration
- Utilise l’oxygène.
- Mobilise la chaîne respiratoire.
- Produit beaucoup d’ATP.
Fermentation
- Ne dépend pas de l’oxygène.
- N’utilise pas de chaîne respiratoire.
- Produit peu d’ATP.
Mini-défi mémoire
- Où a lieu la glycolyse dans la cellule.
- Quel est le rôle final de l’oxygène.
Bilan à retenir
- La respiration est efficace mais dépend de l’oxygène.
- La fermentation fonctionne sans oxygène mais rapporte peu.