Séance 1 - Consommation de la matière organique et production de l’énergie - Cours (Partie 1)

Sommaire

I- Structure de ATP et ADP

II- Couples$\mathrm{ \; :}\mathrm{ }\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}\mathrm{/}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{ }\mathrm{ et}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{/}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

III- Structure de la cellule

IV- Structure de la mitochondrie

V- Les voies métaboliques productrices d’énergie

VI- La glycolyse

VII- Oxydation du pyruvate dans la matrice mitochondriale

IIX- Bilan énergétique de la respiration

 Consommation de la matiére organique

et

production de l'énérgie  

I- Structure de ATP et ADP

1-1/ ATP = Adénosine TriPhosphate

1-2/ ADP  = Adénosine DiPhosphate

II- Couples$\mathrm{ \; :\; N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}\mathrm{/}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{ }\mathrm{ et}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{/}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Les couples

$\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}\mathrm{/}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{/}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

jouent un rôle important dans les réactions de libération de l’énergie emmagasinée dans les substances organiques :

• Transporteurs des électrons
• Donneurs des électrons
• Composantes réduites

III- Structure de la cellule

• 1 : mitochondrie
• 2 : paroi cellulosique
• 3 : vacuole
• 4 : réticulum endoplasmique
• 5 : membrane cytoplasmique
• 6 : chloroplaste
• 7 : appareil de Golgi
• 8 : noyau
• 9 : ribosomes
• 10 : cytoplasme

IV- Structure de la mitochondrie

V- Les voies métaboliques productrice d’énergie

La respiration cellulaire

$\boxed{{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{12}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{6}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{ }\mathrm{\mapsto }\mathrm{ }\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{38}\mathrm{ }\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}}$

La fermentation lactique

$\boxed{{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{12}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ADP}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{Pi}\mathrm{ }\mathrm{\mapsto }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{-}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}{\mathrm{CO}}_{\mathrm{2}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ }\mathrm{ATP}}$

La fermentation alcoolique

$\boxed{{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{12}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ADP}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{Pi}\mathrm{ }\mathrm{\mapsto }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{-}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}{\mathrm{CO}}_{\mathrm{2}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ }\mathrm{ATP}}$

VI- La glycolyse

6-1/ Étapes de la glycolyse

VI- La glycolyse

6-2/ Bilan de la glycolyse

• Oxydation d’une molécule de glucose qui se fait dégrader pour produire 2 molécules d’acide pyruvique
• Réduction de deux molécules de $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}$ qui se transforment en $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$
• Synthèse de deux molécules d’ATP

Le bilan global de la glycolyse comme suit :

$\boxed{{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{12}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ADP}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}{\mathrm{NAD}}^{\mathrm{+}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{Pi}\mathrm{ }\mathrm{\mapsto }\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{CO}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{ }\mathrm{+}\mathrm{ }\mathrm{2}\mathrm{ }\mathrm{ATP}}$

VII- Oxydation du pyruvate dans la matrice mitochondriale

VII- Oxydation du pyruvate dans la matrice mitochondriale

Équation bilan de cycle de Krebs :

$\overline{)\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{A}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\mapsto }\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{,}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{A}\mathrm{-}\mathrm{H}}$

Pour une molécule d’acide pyruvique consommée, il y a eu production de :

• $\mathrm{4}\mathrm{\times }\mathrm{NADH}\mathrm{,}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$
• $\mathrm{1}\mathrm{\times }{\mathrm{FADH}}_{\mathrm{2}}$
• $\mathrm{1}\mathrm{\times }\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}$
• $\mathrm{3}\mathrm{\times }{\mathrm{CO}}_{\mathrm{2}}$

$\overline{)\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{i}\mathrm{\mapsto }\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H}\mathrm{,}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}}$

VII- Oxydation du pyruvate dans la matrice mitochondriale

Dans la matrice, le pyruvate issu de la glycolyse va subir un ensemble de réactions chimiques qu’on peut résumer en deux étapes :

Étape 1

L’acide pyruvique subit une décarboxylation (enlèvement de $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$) et une déshydrogénation (enlèvement de ${\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$) dont le résultat est un groupement acétyle $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}$ qui se fixe sur un composé appelé coenzyme A pour donner l’acétyle coenzyme A

Étape 2

L’acétyle coenzyme A se fixe sur un corps en C4 pour donner un composé en C6.

Ce dernier subit un ensemble de réactions de décarboxylation et de déshydrogénation constituant le cycle de KREBS.

IIX- Bilan énergétique de la respiration

8-1/ Glycolyse : Oxydation du glucose en pyruvate

8-2/ Oxydations respiratoires