La libération de l'énergie (respiration et fermentation)

Cours · SVT (2 Bac Sciences, Maroc), chapitre 1 · Maroc, 2 Bac Sciences Physiques et Sciences Mathématiques A · le début du chapitre, la suite sur Adloun

La matière organique (glucose) renferme de l'énergie chimique. Les cellules la libèrent en oxydant le glucose et la stockent sous forme d'ATP. Selon la présence ou non de dioxygène, deux voies existent : la respiration (aérobie) et la fermentation (anaérobie).

1.1 La glycolyse

Définition 1.1La glycolyse

La glycolyse se déroule dans le hyaloplasme (cytoplasme) et ne nécessite pas de dioxygène. Elle dégrade une molécule de glucose ( $C_{6}$ ) en deux molécules d'acide pyruvique (pyruvate, $C_{3}$ ) :

$C_{6} H_{12} O_{6} + 2 N A D^{+} + 2 A D P + 2 P_{i} \to 2 C H_{3} - C O - C O O H + 2 (N A D H, H^{+}) + 2 A T P$

Bilan : 2 pyruvates, 2 ATP et 2 $N A D H, H^{+}$ .

iRemarque

La glycolyse est l'étape commune à la respiration et à la fermentation.

1.2 La fermentation (voie anaérobie)

En l'absence de dioxygène, le pyruvate est transformé afin de régénérer le $N A D^{+}$ indispensable à la poursuite de la glycolyse.

Propriété : Deux types de fermentation

Fermentation lactique : le pyruvate est réduit en acide lactique (lactate) — cellules musculaires, bactéries lactiques ;
Fermentation alcoolique : le pyruvate donne de l'éthanol et du $C O_{2}$ — levures.

Le rendement est faible : seulement 2 ATP par glucose ; la matière organique n'est que partiellement dégradée.

1.3 La respiration cellulaire (voie aérobie)

En présence de dioxygène, la dégradation se poursuit dans la mitochondrie.

Définition 1.2La mitochondrie

Organite limité par deux membranes : la membrane externe et la membrane interne (repliée en crêtes), délimitant l'espace intermembranaire et la matrice.

1.3.1 Le cycle de Krebs (dans la matrice)

Le pyruvate entre dans la matrice où il est décarboxylé et oxydé (cycle de Krebs) : libération de $C O_{2}$ et réduction des transporteurs $N A D H, H^{+}$ et $F A D H_{2}$ .

1.3.2 La chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative (membrane interne)

Propriété : Phosphorylation oxydative

Les transporteurs réduits ( $N A D H, H^{+}$ , $F A D H_{2}$ ) sont réoxydés : leurs électrons sont transférés le long de la chaîne respiratoire jusqu'au dioxygène, accepteur final ( $O_{2} \to H_{2} O$ ). Ce transfert crée un gradient de protons $H^{+}$ dont le retour à travers l'ATP synthase produit de l'ATP.

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