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Module 4 Métabolisme

4.1 Thermodynamique, catabolisme, anabolisme et énergie

  • Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques d'un organisme.

    • Composé de voies cataboliques (décomposition des molécules complexes) et anaboliques (synthèse des macromolécules).

    • Gère les ressources matérielles et énergétiques.

Voies métaboliques

  • Voies cataboliques : Décomposent les molécules complexes en molécules simples, libérant de l'énergie.

  • Voies anaboliques : Construisent des molécules complexes à partir de molécules simples, nécessitant de l'énergie.

4.2 La molécule d'ATP

  • ATP (Adénosine triphosphate) : Source d'énergie pour les réactions cellulaires.

    • Composé d'adénosine, ribose et trois groupes phosphates.

    • Libération d'énergie lors de l'hydrolyse :

      • ATP + H2O → ADP + Pi + énergie (∆G = -30,5 kJ/mol).

  • Activation des protéines : L'hydrolyse de l'ATP entraîne des changements de forme des protéines, permettant des fonctions cellulaires.

4.3 Enzymes, réactions enzymatiques, activation et inhibition

  • Enzymes : Macromolécules qui augmentent la vitesse des réactions sans être consommées.

    • Les enzymes abaissent l'énergie d'activation nécessaire pour démarrer une réaction.

  • Types d'inhibition :

    • Inhibiteurs compétitifs : Compétition avec le substrat pour le site actif.

    • Inhibiteurs non compétitifs : Se lient à d'autres sites, modifiant l'efficacité de l'enzyme.

4.4 Respiration cellulaire

  • Respiration aérobie : Oxydation du glucose en CO2 avec réduction de l'O2 en H2O.

    • Se déroule dans le cytosol et les mitochondries.

    • Inclut : Glycolyse, Oxydation du pyruvate, Cycle de l’acide citrique, et Phosphorylation oxydative.

  • Rendement énergétique : 32 ATP par molécule de glucose.

    • Utilisation de NADH et FADH2 pour la synthèse d’ATP.

4.5 Photosynthèse

  • Photosynthèse : Conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.

    • Produits : ATP, NADPH, et glucides.

  • Cycles de réactions :

    • Réactions lumineuses : Produisent de l'ATP et du NADPH.

    • Cycle de Calvin : Utilise ATP et NADPH pour synthétiser des glucides à partir de CO2.

Concepts clés

  • Thermodynamique : Étude des transformations d'énergie, inclut les lois de la thermodynamique.

  • Énergie : Capacité d'effectuer un travail, inclut l'énergie libre de Gibbs (∆G).

  • Catabolisme : Libère de l'énergie; Anabolisme : Consomme de l'énergie.

  • Photosystème : Unité de capture de la lumière dans les chloroplastes; inclut PS I et PS II.

  • État de l'énergie : Équilibre dynamique dans les cellules vivantes, toujours en flux d'énergie et de matière.