Localisation cellulaire de la respiration
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- La Respiration : De l'organe à la cellule.
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Ces coenzymes réduites sont alors oxydées par la chaîne respiratoire dans la membrane mitochondriale interne. L'énergie des électrons à haut potentiel de transfert permet de pomper des protons hors de la matrice mitochondriale vers l' espace intermembranaire.
Il s'établit un gradient de concentration de protons à travers la membrane interne, lequel génère un gradient électrochimique suffisant pour actionner l' ATP synthase , une enzyme capable de phosphoryler l' ADP en ATP grâce à l'énergie emmagasinée dans ce gradient électrochimique. On appelle phosphorylation oxydative l'ensemble formé par la chaîne respiratoire et l'ATP synthase couplés par gradient électrochimique. Cependant, certains organismes anaérobie, comme les archées méthanogène , sont capables d'accroître ce rendement en utilisant d'autres accepteurs d'électrons finaux que l'oxygène.
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La glycolyse est une voie métabolique qui se déroule dans le cytosol des cellules de pratiquement tous les êtres vivants. Elle peut fonctionner de manière aérobie ou anaérobie , c'est-à-dire respectivement en présence ou en l'absence d' oxygène. Chez l' homme , elle conduit au pyruvate en conditions aérobies et au lactate en conditions anaérobies. En conditions aérobies, ce processus convertit une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate, avec production concomitante de deux molécules d'ATP.
Plus précisément, il commence par consommer deux molécules d'ATP pour accroître la réactivité du glucose en vue de son clivage par l' aldolase puis en produit quatre par phosphorylation au niveau du substrat , avec production de deux molécules de NADH. La réaction globale de la glycolyse peut s'écrire:.
La première étape de la glycolyse est la formation de glucosephosphate , à partir de glucose sous l'action de l' hexokinase , ou de glycogène sous l'action successive de la glycogène phosphorylase et de la phosphoglucomutase en passant par le glucosephosphate. Le glucosephosphate est ensuite isomérisé en fructosephosphate par la glucosephosphate isomérase et une seconde molécule d'ATP est utilisée pour phosphoryler ce dernier en fructose-1,6-bisphosphate par la phosphofructokinase C'est le fructose-1,6-bisphosphate qui est clivé en deux molécules à trois atomes de carbone, qui sont chacune converties en pyruvate.
Il s'agit d'un complexe de trois enzymes différentes situé dans la matrice mitochondriale des eucaryotes et dans le cytosol des procaryotes. En milieu anaérobie absence d' oxygène O 2 , le pyruvate issu de la glycolyse subit une fermentation , tandis que, en milieu aérobie présence d'O 2 , le pyruvate issu de la glycolyse est converti en acétyl-CoA , à partir duquel il est dégradé par le cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale pour donner une molécule de CO 2 et permettant la formation de trois molécules de NADH , une molécule de FADH 2 et une molécule de GTP , équivalent à une molécule d' ATP.
Le cycle de Krebs est un processus en dix étapes impliquant huit enzymes et diverses coenzymes.
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Ce dernier donne ensuite de la succinyl-CoA groupe en C4 puis successivement du succinate , du fumarate , du malate et, finalement, à nouveau de l'oxaloacétate. Chez les eucaryotes , la phosphorylation oxydative se déroule dans la membrane mitochondriale interne , plus précisément au niveau des crêtes de cette membrane cristae.
Elle comprend la chaîne respiratoire , qui assure l' oxydation des coenzymes réduites par le cycle de Krebs , et l' ATP synthase , enzyme capable de phosphoryler l' ADP en ATP à partir de l'énergie libérée par la chaîne respiratoire au cours de l'oxydation des coenzymes.
Cette énergie est emmagasinée sous forme de gradient électrochimique à travers la membrane interne de la mitochondrie sous l'effet de pompes à protons qui génèrent un gradient de concentration de protons au cours de la circulation des électrons le long de la chaîne respiratoire. L'étape finale de cette dernière est la réduction d'une molécule d'oxygène par quatre électrons pour former deux molécules d'eau en fixant quatre protons. Le tableau ci-dessous résume les étapes qui produisent de l' ATP et des coenzymes réduites lors de l'oxydation complète d'une molécule de glucose en CO 2 et H 2 O.
Les cellules de l'organisme ont besoin, par exemple pour renouveler leurs constituants ou fabriquer des substances, de nutriments glucose, acides aminés, acides gras, etc. On appelle métabolisme l'ensemble des réactions chimiques cellulaires qui mettent en jeu des nutriments. Ces réactions nécessitent la présence d'enzymes, qui jouent le rôle de biocatalyseurs, c'est-à-dire qu'elles accélèrent les réactions chimiques, et parfois de coenzymes , des assistants des enzymes, chargés par exemple de transporter des composés libérés par les réactions chimiques vers un autre compartiment cellulaire.
Plusieurs compartiments cellulaires participent à la fabrication d'énergie. Quelles sont les caractéristiques générales du métabolisme cellulaire? La destruction des molécules libère de l'énergie, qui est alors disponible pour les réactions anaboliques. On dit que les réactions cataboliques sont exergoniques.
Respiration cellulaire
Il n'existe aucun stock réel d' ATP dans l'organisme, c'est pourquoi la moindre consommation d' ATP doit être compensée par une production équivalente, de façon à ce que sa concentration soit la plus stable possible. En quoi consiste la première étape, cytoplasmique, de la combustion du glucose? La glycolyse désigne en fait une succession de réactions enzymatiques: Ces replis augmentent considérablement la surface de cette membrane. Ces enveloppes délimitent une matrice mitochondriale, équivalent au hyaloplasme cellulaire mais de composition différente.
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On y trouve en effet un ADN mitochondrial, des ribosomes spécifiques ainsi que divers granules. Le nombre de crêtes dépend de l'activité respiratoire.
La respiration cellulaire est l'ensemble des processus du métabolisme cellulaire convertissant l'énergie chimique contenue dans les nutriments en adénosine. Révisez en Terminale S: Cours ➽ La respiration cellulaire avec ➽ Kartable ✓ Programmes officiels de l'Éducation nationale.
En effet c'est au niveau de la membrane interne que vont s'opérer les diverses réaction de la chaîne d'oxydation. Cette membrane porte d'ailleurs des enzymes en forme de sphères pédonculées dirigées vers la matrice.
La réaction globale de la glycolyse peut s'écrire:. Le cycle de Krebs est un processus en dix étapes impliquant huit enzymes et diverses coenzymes. Dans ce cas le glycogène de tes muscles est convertis en glucose. La glycolyse est une voie métabolique qui se déroule dans le cytosol des cellules de pratiquement tous les êtres vivants. Glucose Hexokinase Glucosephosphate Glucosephosphate isomérase Fructosephosphate Phosphofructokinase-1 Fructose-1,6-bisphosphate Aldolase A B C Dihydroxyacétone phosphate Triose-phosphate isomérase Glycéraldéhydephosphate Glycéraldéhydephosphate déshydrogénase 1,3-Bisphosphoglycérate Phosphoglycérate kinase 3-Phosphoglycérate Phosphoglycérate mutase 2-Phosphoglycérate Énolase Phosphoénolpyruvate Pyruvate kinase Pyruvate.
C'est en fait un complexe enzymatique ou complexe Fo-FI qui peut synthétiser ou dégrader l'ATP on le retrouve dans les thylakoïdes des chloroplastes.