Respiration cellulaire, fermentation et métabolisme énergétique

Ces cartes de vocabulaire couvrent les notions clés de la respiration cellulaire, de la fermentation et des mécanismes bioénergétiques abordés dans le cours.

Respiration cellulaire

Suite de réactions d’oxydation complète du glucose en présence d’O₂ produisant CO₂, H₂O et beaucoup d’ATP.

Fermentation lactique

Dégradation anaérobie du glucose donnant de l’acide lactique sans libération de CO₂ et avec faible production d’ATP.

Fermentation alcoolique

Dégradation anaérobie du glucose aboutissant à l’éthanol et au CO₂ avec faible rendement énergétique.

Milieu aérobie

Environnement riche en O₂ permettant la respiration cellulaire.

Milieu anaérobie

Environnement dépourvu d’O₂ dans lequel les cellules réalisent la fermentation.

Glycolyse

Ensemble de réactions cytoplasmiques scindant le glucose en deux pyruvates et formant 2 ATP + 2 NADH.

Acide pyruvique (Pyruvate)

Produit final de la glycolyse servant de substrat au cycle de Krebs ou à la fermentation.

Acétyl-CoA

Composé à 2 carbones obtenu par décarboxylation oxydative du pyruvate; point d’entrée du cycle de Krebs.

Cycle de Krebs (cycle de l’acide citrique)

Cycle métabolique mitochondrial oxydant l’Acétyl-CoA en CO₂ tout en réduisant NAD⁺ et FAD et en générant GTP/ATP.

Mitochondrie

Organite doublement membrané, siège de la respiration cellulaire et de la phosphorylation oxydative.

Matrice mitochondriale

Compartiment interne de la mitochondrie contenant enzymes du cycle de Krebs et ADN mitochondrial.

Crêtes mitochondriales

Invaginations de la membrane interne augmentant la surface de la chaîne respiratoire et de l’ATP synthase.

Chaîne respiratoire

Ensemble de transporteurs d’e⁻ dans la membrane interne mitochondrial transférant NADH/FADH₂ vers O₂.

Phosphorylation oxydative

Synthèse d’ATP couplée au transfert d’électrons et à un gradient de protons à travers la membrane interne.

Gradient de protons

Différence de concentration en H⁺ entre l’espace intermembranaire et la matrice, force motrice de l’ATP synthase.

ATP synthase (sphère pédonculée)

Complexe enzymatique utilisant le flux de H⁺ pour phosphoryler l’ADP en ATP.

NAD⁺ / NADH

Coenzyme transporteur d’électrons : forme oxydée NAD⁺, forme réduite NADH.

FAD / FADH₂

Coenzyme membranaire acceptant deux électrons et deux protons au cours du cycle de Krebs.

ATP

Adénosine triphosphate, molécule énergétique universelle libérant ~30,5 kJ/mol lors de l’hydrolyse.

ADP

Adénosine diphosphate, accepteur de groupe phosphate transformé en ATP lors de la phosphorylation.

Phosphorylation au niveau du substrat

Formation directe d’ATP par transfert d’un phosphate d’un intermédiaire métabolique à l’ADP.

Déshydrogénase

Enzyme catalysant l’oxydation d’un substrat en retirant des hydrogènes et en réduisant NAD⁺ ou FAD.

Décarboxylase

Enzyme éliminant un groupe carboxyle sous forme de CO₂.

Rendement énergétique

Pourcentage d’énergie chimique du glucose convertie en ATP (≈40 % en respiration, ≈2 % en fermentation).

CO₂ (dioxyde de carbone)

Produit final déchet des oxydations complètes du glucose dans la respiration.

Éthanol

Alcool formé lors de la fermentation alcoolique par les levures.

Acide lactique

Molécule organique produite par la fermentation lactique, responsable de l’acidification du milieu.

pH

Mesure de l’acidité; baisse lors de la production d’acide lactique dans le lait fermenté.

Espace intermembranaire

Zone entre les membranes interne et externe de la mitochondrie où s’accumulent les protons.

Membrane interne mitochondriale

Lieu de la chaîne respiratoire et de l’ATP synthase; imperméable aux protons.

Substrat énergétique

Molécule (glucose, acides gras) dont l’oxydation fournit de l’énergie cellulaire.

Levure de bière

Champignon unicellulaire capable de respirer ou de fermenter selon la disponibilité en O₂.