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Métabolisme
Cours de Kévin iacobellis
Année 2013-2014
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Introduction
Pour assurer un certain nombre d'activités, comme le transport de substances ou
encore la contraction des muscles, les cellules, qu'elles soient végétales ou
animales, doivent utiliser de l'énergie. D'où vient cette énergie qui va permettre
aux cellules de réaliser les activités nécessaires à la survie de l'individu ?
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Article du site Sciencetonnante
Source : http://sciencetonnante.wordpress.com/2011/06/13/les-mitochondriesdes-aliens-dans-nos-cellules/
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Energie, réactions et travail
• L’énergie provient de l’ATP
• ATP : Intermédiaire énergétique cellulaire
• Réaction d’hydrolyse :
ATP + H2O
ADP + Pi
• Réaction de type exergonique
• Avec deux molécules d’eau, formation de l’AMP
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Energie, réactions et travail
• Mais qu’entendons-nous par réaction exergonique ?
•
Réactions qui libèrent de l’énergie
• Différentes des réaction endergoniques (fournir de l’énergie)
• Réactions dites métaboliques
• Exemple du félin pour la réaction exergonique
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Energie, réactions et travail
• Guépard : redoutable félin qui chasse constamment
• Produit et dépense beaucoup d’énergie (ATP)
• Energie libérée lors de l'hydrolyse de l'ATP
• Processus impliqué : la respiration cellulaire
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Energie, réaction et travail
• 3 types de travaux cellulaires :
– Travail mécanique : cas des cellules musculaires
– Travail de transport : passage de substances membranaires
– Travail chimique : réactions endergoniques
• ATP fabriquée à partir des voies cataboliques
• Respiration cellulaire : voie exergonique
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Energie, réactions et travail
• Corps : voies se déroulent en plusieurs étapes
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Questions
Qu'est-ce que la respiration cellulaire ?




Voie catabolique
Dégradation partielle du glucose en pyruvate
Produit de l’ATP
Se déroule en présence d'oxygène et d'une chaîne de transporteurs d'électrons
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La respiration cellulaire
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Glycolyse
Se déroule en deux
phases
BILAN
2 ATP
2 NADH + H+
2 pyruvates
2 molécules d'eau
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Questions
•
En ce qui concerne la première étape de la respiration cellulaire....
•
Comment se nomme-t-elle ?
La glycolyse.
•
En quoi consiste-t-elle ?
Début de la dégradation du glucose
Production de deux moles de pyruvates.
Deux grandes étapes : phase d'investissement d'énergie et phase de libération d'énergie
Production d’ATP via la phosphorylation au niveau du substrat (transfert d'un groupement
phosphate à de l'ADP)
•
Quelle est le rendement général ?
Deux molécules d'ATP, deux NADH + H+, deux pyruvates et deux molécules d'eau
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Etape de conversion
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BILAN
1 Pyruvate =
• 3 CO2
• 1 ATP
• 4 NADH + H+
• 1 FADH2
A doubler !
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Respiration cellulaire : deuxième étape
• En ce qui concerne la seconde...
• Comment se nomme-t-elle ?
Le cycle de Krebs ou cycle de l'acide citrique ou cycles
des acides tricarboxyliques.
• En quoi consiste-t-elle ?
Termine la dégradation du glucose
Produit trois CO2, une ATP, 4 NADH+ H+ et 1FADH2
• Quelle est le rendement général ?
6 moles de CO2, 2 molécules d'ATP, 8 moles de NADH +
H+ et 2 moles de FADH2 par mole de glucose.
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Phosphorylation oxydative
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Respiration cellulaire : troisième étape
•
Et puis la troisième...
•
Comment se nomme-t-elle ?
La phosphorylation oxydative
•
En quoi consiste-t-elle ?
Récupération des protons et des électrons du NADH+ H+ pour produire de l'ATP
Correspond à la chaîne de transport d'électrons, (réactions d'oxydo-réductions )
Chaîne ne permet pas directement la production d'ATP (via ATP synthase)
•
Qu'est-ce que la chimiosmose ?
Production d'ATP par l'ATP synthase (turbine moléculaire qui utilise le gradient
électrochimique )
Poussée de protons à travers la membrane (force protonmotrice).
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Phosphorylation oxydative
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Chimiosmose : ATP synthase
Quel est le rendement général de la phosphorylation oxydative et de la chimiosmose ?
Après la chimiosmose, on dénombre 32 à 34 moles d'ATP produites.
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Rendement général de la respiration
Pour 1 mole de glucose ?
36 à 38 moles d'ATP produites (efficacité de 40%) car….
Glycolyse : 2 moles d'ATP
Cycle de Krebs : 2 autres ATP
Phosphorylation oxydative et chimiosmose : 32 à 34 ATP
Système très efficace, parce que la voiture la plus performante convertit en
mouvement seulement 25% de l'énergie emmagasinée dans l'essence.
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Tableau récapitulatif
Etape de la respiration
Molécule de
départ
Rendement
Glycolyse
1 Glucose
2 pyruvates + 2 ATP + 2 H2O et 2
NADH + H+
Cycle de Krebs
1 Acetyl CoA (pyruvate
transformé)
(3 CO2 + 1 ATP + 4 NADH + H+ et
1 FADH2 ) . 2 (car deux Acetyl
Coa pour un glucose)
Phospohrylation oxydative
NADH + H+
32 à 34 ATP
Conclusion
A partir d'un glucose et
d'oxygène
H2O +ATP + CO2
CCl :
L'équation de la respiration cellulaire est
C6H12O6 (glucose) + 6O2 (oxygène) → 6CO2 + 6H2O + ATP + Chaleur
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Exemple de question
Certaines toxines présentes chez les reptiles, notamment chez les cobras induisent
une série de symptômes chez l'homme incluant la désorientation, la fièvre, des
insuffisances pulmonaires et même des problèmes musculaires. De cette manière,
bon nombre d’activités de la victime infectée par la toxine sont altérées. L’une des
toxines présentes dans le venin est la roténone. Celle-ci agit au niveau d’une voie
métabolique particulière qui permet la production d’énergie nécessaire à remplir
toutes ces activités. De quelle voie s’agit-il ? Décrivez brièvement les étapes de
cette réaction et proposez une hypothèse d'action de cette toxine sur la voie
.
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