Pr

1
Lorganisme a des besoins pour fonctionner
Cf photosynthèse acquisition de lénergie et
investissement dans la matière
Solaire
Besoins dénergie
Contenue dans les aliments
Cette énergie est donc stockée dans des molécules
organiques

(glucides, lipides, protides)
Comment lorganisme récupère-t-il lénergie
stockée dans les molécules organiques ?
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En classe de première, nous avons vu que les
fibres musculaires possèdent deux types de
métabolisme fibres glycolytiques (anaérobie),
et fibres oxydatives (aérobie)
La première étape de la dégradation est commune
aux 2 types de fibres la glycolyse (anaérobie)
La deuxième étape est spécifique - anaérobie
fermentation - aérobie respiration
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LA GLYCOLYSE
(1ère étape commune à la respiration et à la
fermentation)
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La glycolyse est la dégradation dune molécule de
glucose (6 carbones) en 2 molécules dacide
pyruvique ( 3 carbones) et 2 molécules dATP. Ces
réactions se déroulent dans le cytosol en
conditions anaérobies. Rappel elle est réalisée
chez les autotrophes comme chez les hétérotrophes.
Lexemple suivant se déroule dans une cellule
animale.
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Cytoplasme (cytosoléléments en suspension)
Membrane plasmique
noyau
Glucose
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1Activation du glucose par 2 ATP
2 scission du fru1,6biP en 2 molécules à 3C
(DHAP et GAP)
3 oxydation des molécules à 3C par le NAD
(?NADH,H) et déphosphorylation des DHAP et GAP ?
formation dATP
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Bilan de la glycolyse
Comment les NADH,H sont-ils réoxydés ? Que
devient lacide pyruvique ?
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(No Transcript)
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LA FERMENTATION
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Il existe plusieurs types de fermentation dont la
fermentation alcoolique et la fermentation
lactique. Le produit final de la fermentation
alcoolique (réalisée chez des levures par
exemple) est de léthanol. Cette réaction est
utilisée par lindustrie agroalimentaire à des
fins de production (bière par exemple). Les
cellules musculaires humaines utilisent la
fermentation lactique lorsque loxygène est rare
(au tout début dun effort physique intense).
La fermentation correspond à une dégradation
partielle du substrat (glucose) en absence de
dioxygène. Elle se déroule entièrement dans le
cytosol. Lacide pyruvique produit lors de la
glycolyse (1ère étape de la fermentation) est
alors réduit en lactate (acide lactique) par du
NADH,H dans les muscles.
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4 réduction de lacide pyruvique par le NADH,H
(?NAD) et formation dacide lactique.
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La fermentation lactique
Couplage entre les 2 phases de la fermentation
pour régénérer les accepteurs délectrons
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(No Transcript)
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Comment se produit la dégradation du glucose en
conditions aérobies ?
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En conditions aérobies, suite de la dégradation
dans la mitochondrie (suite de la respiration)
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LA RESPIRATION CELLULAIRE
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La respiration cellulaire est une dégradation
totale du substrat ( glucose) en 6 CO2 et 6H2O
en conditions aérobies. La première étape (
glycolyse) se déroule dans le cytosol. Les 2nde
et 3ème étapes se déroulent dans la mitochondrie
en présence de dioxygène et produisent au maximum
36 ATP.
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La mitochondrie (vue au MET)
Membrane externe
Membrane interne
Crêtes mitochondriales
matrice
hyaloplasme cytosol
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Cycle de Krebs (simplifié)
Fixation dun coenzyme coA, décarboxylation
(libération dun CO2), et réduction du NAD en
NADH,H??formation dacétyl-coA
Fixation de lacétyl-co-A sur le substrat
(oxaloacétate) et libération du coenzyme A
?formation de citrate
décarboxylation
Réduction du NAD en NADH,H et réorganisation de
la molécule carbonée en ?-cétoglutarate
Réduction du NAD en NADH,H,fixation du coA et
réorganisation de la molécule carbonée en
succinyl-coA
Synthèse dATP et libération du coA ??formation
de succinate
Réduction du FAD en FADH2 et formation de malate
Réduction du NAD en NADH,Het régénération de
loxaloacétate (substrat du cycle)
décarboxylation
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Lors de la glycolyse, la dégradation du glucose
produit 2 molécules dacides pyruviques Donc le
bilan est le suivant
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Nous avions vu que la dégradation dune molécule
de glucose en conditions aérobies produisait 36
molécules dATP. Or, 2 molécules
ont été produites lors de la glycolyse et 2 lors
de la phase suivante. Comment sont produites les
autres molécules dATP ? De plus comment les
accepteurs délectrons sont-ils réoxydés pour
être réutilisés dans le cycle de Krebs ?
3ème phase de la respiration couplage de la
chaîne de transfert délectrons à la synthèse
dATP au niveau des membranes internes de la
mitochondrie.
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Synthèse dATP couplée à la chaîne de
transporteurs délectrons
Les protons , les électrons récupérés de NADH,H
réagissent alors avec la molécule dO2 pour
former de leau qui est ensuite libérée dans le
milieu externe.
Chaine de transfert des électrons
ATP synthase
Le gradient de protons ainsi créé est utilisé
comme source dénergie par lATP synthase pour
synthétiser de lATP à partir dADP Pi.
Oxydation de NADH,H,prise en charge des
électrons par la chaîne de la membrane interne de
la mitochondrie et transfert des H dans lespace
intermembranaire.
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Bilan de la respiration cellulaire
1 glycolyse
3 Synthèse dATP par phosphorylation oxydative
au niveau de la chaîne de transporteurs
délectrons mitochondriale
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Bilan de la respiration cellulaire
Les accepteurs délectrons ont été ré oxydés lors
de la 3ème phase
la respiration est un catabolisme hautement
énergétique la dégradation totale dune
molécule de glucose permet la synthèse de 36 ATP.
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Rappel La fermentation lactique
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(No Transcript)
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Synthèse de 2 molécules dATP lors de la
glycolyse, la 2ème phase de la fermentation
permet uniquement de réoxyder les accepteurs
délectrons. Les 2ème et 3ème phases de la
respiration cellulaire permettent de réoxyder les
accepteurs délectrons et de synthétiser 36
molécules dATP supplémentaires en conditions
aérobies!!! Remarque 2 molécules dATP sont
consommées pour le transfert des molécules du
cytosol vers la mitochondrie
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LATP est la seule source dénergie directement
utilisable pour la contraction musculaire. Or,
les stocks dATP ne peuvent assurer quune
contraction de 4 à 6 secondes. Il doit donc être
régénéré .
Comment lATP est-il régénéré durant lactivité
musculaire ?
Suite Module M3
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Cette voie de régénération de lATP permet de
fournir lénergie nécessaire à un effort
musculaire de 10 secondes environ .
Créatine-phosphate molécule à haute énergie
emmagasinée dans les muscles. Réaction réversible
lors dune production trop importante dATP (
stockage dénergie sous forme de créatine-P)
Cette voie sactive en présence ou en absence de
O2 mais nutilise pas de O2 doù voie anaérobie.
Durée de la réserve dénergie 30 à 60 s.
Problèmes rendement faible (2ATP/molécule de
glucose) et accumulation dacide lactique à
lorigine de fatigue musculaire.
Fermentation lactique (voie anaérobie)
Lors dune activité physique légère et prolongée
permet de réaliser un exercice durant plusieurs
heures. Rendement énergétique important (36 ATP
/molécule de glucose) mais besoin de O2.Peut
utiliser également acides gras et acides aminés
comme source dATP au lieu dacide pyruvique.
Déchets H2O et CO2.
Respiration cellulaire (voie aérobie)
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Systèmes énergétiques mis en jeu pendant les
activités sportives
Énergie nécessaire pour exercices intenses mais
brefs (haltérophilie, sprint, plongeon) provient
uniquement des réserves dATP et de la créatine
phosphate.
Exercices avec efforts intermittents (football,
tennis, nage 100m) alimentés presque
exclusivement par voie anaérobie.
Exercices dendurances (marathon, course à pied
voie aérobie).
En réalité, voies aérobie et anaérobie intimement
liées, voie anaérobie intervient surtout au début
dun effort physique pendant que créatine-P
sépuise et que voie aérobie se met en place.
Mais voie anaérobie peut compléter voie aérobie
si elle ne suffit plus (effort très intense et
très long).
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AU TRAVAIL !!!!
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Doc.1

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Doc.2
1
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Doc.3
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Doc.4

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Doc.5
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Doc.6
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Doc.7
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Bilan de la respiration cellulaire
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Doc.8
3 par phosphorylation oxydative au niveau de la
chaîne de transporteurs délectrons mitochondriale
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Doc.9