Biologie - Chapitre 3 (Partie 2)

L'organisation du vivant : la respiration et le glycolyse

Le réticulum endoplasmique rugeux, le réticulum endoplasmique lisse et l’appareil de golgi.

Quels sont les différents compartiments parcourant la cellule eucaryote ?

Ce sont des vésicules digestives limitées par une membrane, car elles hydrolysent les molécules dont la cellule n’a plus besoin, ils coupent la cellule d’un polymère à monomère.

Que sont les lysosomes ?

La vacuole.

Qu’est-ce qui remplace les lysosomes chez les plantes ?

Ils sont des vésicules acides avec un pH 3,5-5 et riches en hydrolases. 

Comment sont les lysosomes ?

Ils peuvent fusionner avec des endosomes pour former des lysosomes secondaires.

Que peuvent faire les lysosomes primaires ?

La transformation de biopolymères en monomères.

Que se passe-t-il au cours de la digestion ?

Hétérophagie : le matériel cellulaire intégré par la phagocytose est digéré, autophagie : autophagosome, soit se manger soi-même. 

Quelle est la différence entre hétérophagie et autophagie ?

Intérieur de la cellule constituée d’une matrice semi-fluide, contient tous les sucres, acides aminés et protéines nécessaires aux activités cellulaires et les organites délimités par une membrane.

Qu’est-ce que le cytosol ?

Une fraction fluide du cytoplasme contenant de l’eau, une grande diversité de solutés (macromolécules, métabolites, etc) qui est la substance fondamentale de la cellule et le siège des réactions métaboliques esesentielles. 

Qu’est-ce que le cytosol ?

Elles sont organisées en suite de séquences appelées voies métaboliques.

Comment sont organisées les réactions du métabolisme ?

Réaction réalisée en un certain nombre de séquences, assurant souplesse et régulation fine.

Qu’est-ce qu’une voie métabolique ?

Lorsque certains métabolites sont communs à 2 ou plusieurs voies et les connectent entre elles. 

Qu’est-ce que le couplage ?

Substance organique formée au cours du métabolisme ou qui y participe. 

Que sont les métabolites ? 

Protéines catalysant les réactions chimiques chez les être vivants, abaissant l’énergie d’activation des réactions. 

Que sont les enzymes ?

Certains enzymes ne fonctionnent qu’en conjonction avec des ions ou des molécules organiques non-protéiques appelés cofacteurs : si le facteur est une molécule organique non-protéique, on parle de coenzymes.

Que sont les cofacteurs d’enzymes ?

Le NADP+, le NAD+ et le FAD intervenant dans les réactions d’oxydo-réduction.

Quels sont quelques coenzymes clés ?

L’oxydation = enlever des électrons à une molécule/la réduction = ajouter des électrons à une molécule.

Qu’est-ce que la réaction d’oxydoréduction ?

Les électrons libérés (atômes d’hydrogène H+ + e-) sont pris en charge par le coenzyme NADP+ qui est ainsi réduit en NADPH. Il peut ensuite être oxydé et cèder des électrons nécessaires à une réaction de synthèse d’une biomolécule.

Que se passe-t-il au cours de certaines réactions d’oxydation ?

Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate.

Qu’est-ce que le NADP ?

Voies cataboliques et voies anaboliques.

Quels sont les types de métabolismes ?

Dégradation de biomolécules complexes en molécules simples, soit la libération d’énergie et souvent des réactions d’oxydation libérant alors des électrons qui sont récupérés par les coenzymes NAD+, NADP+ ou FAD. 

Que sont les voies cataboliques ?

Synthétisation des molécules complexes à partir de molécules simples, soit dépense d’énergie et souvent des réactions de réduction nécessitant des électrons obtenus à partir du coenzyme réduit NADPH. 

Que sont les voies anaboliques ?

NADPH.

Quelle est la forme oxydée du NADP ?

Le processus global comporte des dizaines de réactions rédox. Lors de chaque transfert de l’énergie est libérée : production d’ATP, formation d’autres liaisons chimiques, dissipation sous forme de chaleur.

Comment se fait la récupération d’énergie par la cellule ?

Les électrons sont transférés à un accepteur final : si O2 = respiration aérobie, si molécule inorganique pas O2 = respiration anaérobie, si molécule organique = fermentation.

Que se passe-t-il en fin de processus par rapport à la récupération d’énergie par la cellule ?

Le glucose (6 carbones) devient pyruvate.

Commet se fait la glycolyse ?

Addition d’énergie, transfert de groupement phosphoryle de l’ATP sur le glucose qui devient du glucose 6 phosphate. 2 phosphates sont ajoutés au glucose qui se transforme en sucre à 6 carbones porteurs de 2 phosphates. 

Quelle est la réaction de transformation du glucose en pyruvate ?

Scission : glucose à 6 carbones avec 2 phosphates est scindé en 2 glucoses à 3 carbones avec 1 phosphate. 

Que se passe-t-il après la réaction de transformation du glucose en pyruvate ?

L’oxydation et formation d’ATP : un phosphate inorganique Pi (car déjà présent dans le cytosol) est ajouté à chaque glucose à 3 carbones et 1 phosphate. 

Que se passe-t-il après la scission concernant la transformation du glucose en pyruvate ?

Une réaction d’oxydation du sucre les convertit en intermédiaires. Cette oxydation fait également un transfert d’électron et d’ions H+ sur le coenzyme NAD+ ce qui forme du NADH, H+ (pouvoir réducteur). 

Que se passe-t-il après que le Pi soit ajouté au glucose à 3 carbones et 1 phosphate ?

Ces intermédiaires transfèrent leurs phosphates sur l’ADP (phosphorylation de l’ADP) qui devient donc ATP.

Que se passe-t-il après que le NAD+ soit devenu NADH ?

Il y a 2 ATP et 2 NADH.

Quel est le bilan net d’oxydation et formation d’ATP ?

C6H12O6 + 2NAD^+ + 2ADP + 2Pi => 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2H^+ + 2ATP + 2H2O. 

Quelle est l’équation global de la glycolyse ?

C3H4O3.

Comment s’écrit l’acide pyruvique ?

Tant que les molécules de glucose sont disponibles, une cellule peut continuerà produire de l’ATP par la glycolyse pour assurer ses activités. Cependant, elle accumule du NADH et épuise ses réserves de NAD+. 

Qu’est-ce que le recyclage du NADH ?

On fait une nouvelle réaction d’oxydo-réduction dans laquelle NADH sera le réducteur.

Comment récupère-t-on du NAD+ ?

Le NADH est transporté dans la mitochondrie, il participe à la chaîne de transport des électrons = regénère NAD+ et produit de l’électron sous forme ATP. Le pyrvuate (issu de la glycolyse) est converti en acétyl-CoA qui entre dans le cycle de Krebs pour produire en core plus de NADH (FADH et ATP). 

Comment se fait la respiration (en présence d’oxygène, aérobie) ?

En absence d’oxygène, anaéobie ou lors d’efforts physiques intenses, le NADH cède ses électrons au pyruvate qui est réduit en lactate. Ce processus génère NAD+ et permet à la glycolyse de continuer.

Comment se fait la fermentation lactique ?

En absence d’oxygène, typique pour les micro-organismes, dans des environnements anaérobies, le pyruvate transformé en acétaldéhyde avec la libération du CO2. Le NADH réduit l’acétaldéhyde en éthanol, cela régénère le NAD+.

Comment se fait la fermentation alcoolique ?

Deux : la membrane externe et la membrane interne.

Combien de membranes a la mitochondrie ?

Composition phospholipidique et protéique classique, mais elle contient également une protéine trouvée typiquement chez les procaryotes, la porine, qui rend cette membrane perméable aux ions et aux molécules de masse moléculaire relative inférieure à 10 000 Da.

De quoi est composée la membrane externe ?

Forme de crêtes ou des tubules vers l’intérieur de la mitochondrie, perpendiculaires au grand axe de l’organite, ce qui augmente ainsi considérablement sa surface.

De quoi est composée la membrane interne ?

Oxydation complète de molécules alimentaires en CO2 et H2O en présence d’oxygène.

Qu’est-ce que la respiration ?

Le pyruvate est oxydé en groupe acétyle; les réactions du cycle transformant le citrate 6C en oxaloacétate 4C en libérant deux molécules de CO2 et transfèrent des électrons et des protons (NADH et FADH2) : les NAD+ deviennent NADH car ils acceptent les protons et électrons du pyruvate. 

Comment fonctionne le cycle de Krebs ?

Le chaîne de trois complexes enzymatiques transporteurs d’électrons successifs, se situant dans la membrane interne de la mitochondrie, qui prennent en charge les électrons issues des coenzymes NADH + H^+ et du FADH2. 

Qu’est-ce que la chaîne respiratoire ?

La glycolyse a lieu dans le cytosol : le pyruvate et le NADH sont produits et entrent dans la mitochondrie.

Quel est l’état initial de la respiration ?

Le pyruvate y est oxydé et le groupe acétyle ainsi produit aliment le cycle de Krebs (oxydation complète).

Quelle est la première et seconde étape de la respiration ?

Tous les électrons énergétiques collectés lors de l’ensemble des oxydations sont amenés à la chaine de transport d’électrons par le NADH et le FADH2. 

Quelle est la troisième étape de la respiration ?

La chaîne de transport utilise l’énergie libérée lors du passage des électrons pour pomper des protons à travers la membrane interne. Ceci crée un gradient électrochimique utilisé par l’ATP synthase pour phosphoryler l’ADP en ATP.

Quelle est la quatrième étape de la respiration ?

Les protons de l’espace intermebranaires retournent dans la matrice mitochondriale le long de leur gradient électrochimique à travers ces ATP synthases.

Qu’est-ce que la phosphorylation oxydative ?

Elle provoque la rotation du rotor et de l’axe de l’ATP synthase (turbine), ce qui modifie la conformation de l’ATP synthase entraînant la formation d’ATP

Que se passe-t-il quand l’énergie est libérée lors de la phosphorylation oxydative ?

C’est une protéine de transport. 

Qu’est-ce que l’ATP synthase ? 

Le rendement maximal théorique en ATP de la respiration aérobie est de 38 molécules, mais on observe généralement un rendement inférieur car une partie de l’énergie est dépensée pour transporter les intermédiaires du cytosol dans la mitochondrie. 

Comment est le rendement énergétique de la respiration ?