Chapitre 6 : la respiration cellulaire Flashcards
Qu’est-ce que l’énergie ?
C’est la capacité de produire un travail ou de changer la disposition d’une portion de matière
Qu’est-ce que les photoautotrophes ?
Organismes produisant leur propre nourriture (plantes, autres producteurs)
Qu’est-ce que les hétérotrophes ?
Organismes consommant photoautotrophes pour avoir de l’énergie (consommateurs, décompositeurs, chez tous les vivants)
Quels sont les produits de la photosynthèse ?
C6H12O6 + O2
Quels sont les produits de la respiration cellulaire ?
6CO2 + 6H2O + ATP (É. chimique)
Que se passe t il avec les produits de la photosynthèse ?
Récupérés pour respiration cellulaire
Et vice versa!
Qu’est-ce que la voie métabolique ?
- Séquence d’étapes qui transforme une molécule en un produit donné (transformation à chaque étape)
- Chaque étape correspond à un enzyme spécifique
Quels sont les types de voies métaboliques ?
Anabolisme et catabolisme
Qu’est-ce que l’anabolisme ?
rxn synthèse/construction molécule
Consomme É
Forme grosses molécules à partir de petites
ex : synthèse protéines, photosynthèse;
Équation : 6CO2 + 612H2O + É. lumineuse –> C6H12O6 + 6CO2 + 6H2O
Qu’est-ce que le catabolisme ?
Ensemble rxn de dégradation de molécules complexes en simples
Dégage É
ex : digestion, respiration cellulaire
équation : C6H12O6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O + ATP (É. chimique)
Qu’est-ce que le métabolisme ?
Métabolisme = anabolisme + catabolisme
Qu’est-ce que l’adénosine triphosphate ?
C’est la source d’énergie qui permet à la cellule de produire un travail
Quelle est la structure de l’adénosine triphosphate ?
- 3 groupements phosphate (chargés - donc se repoussent mutuellement MAIS sont proches donc instables)
- 1 sucre ribose
- 1 nucléotide d’ARN (adénine)
Comment peut-on décrire le travail de l’ATP ?
ATP + enzyme = travail soit:
- chimique
- de transport
- mécanique
Qu’est-ce que l’hydrolyse de l’ATP ?
- Lorsque la cellule a besoin d’énergie, l’ATP est hydrolysée
- Consomme de l’eau
- Libère de l’énergie
- ATP –> ADP + P + Énergie (travail de transport, mécanique ou chimique)
Quels sont les types de production de l’ATP ?
- Phosphorylation au niveau d’un substrat
- Phosphorylation oxydative
Qu’est-ce que la phosphorylation au niveau d’un substrat ?
- Une enzyme transfère directement un groupement phosphate d’un substrat vers l’ADP –> ATP
- Représente 10% de l’ATP produit lors de la respiration cellulaire aérobie (présence d’oxygène)
- Unique manière de produire ATP en anaérobie (pas d’oxygène)
Qu’est-ce que la phosphorylation oxydative ?
- Production ATP via chaine transport e-
- Gr. phosphate vient se lier directement à ADP grâce à É libérée par transfert d’e- vers O2 dans la chaine de transport
- 90% production ATP lors de respiration cellulaire aérobie (plus rentable que celle au niveau substrat)
- Résultat plusieurs réactions d’oxydoréduction empêchant réaction trop brusque et inefficace d’énergie qui provoquerait augmentation dangereuse de température cellulaire
Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction
Oxydations biologiques effectuées par déhydrogénations (pertes de H) successives de petites molécules organiques
Qu’est-ce que l’oxydation ?
Perte H, perte e-
Qu’est-ce que la réduction ?
Gain H, gain e-
Qu’est-ce que le rôle de la mitochondrie ?
permettent combustion composés organiques pour libérer CO2 et H2O pour former ATP sans libération thermique brutale
Quelle est la structure de la mitochondrie
Formée de 2 membranes de phospholipides:
1- l’externe est lisse
2- l’interne est formée de crêtes tapissées de chaine de transport d’électron
Entre les 2 membranes se trouve l’espace intermembranaire
L’intérieur de la mitochondrie se nomme la matrice
Qu’est-ce que la respiration cellulaire ?
C’est l’ensemble des réactions enzymatiques par lesquelles les molécules organiques (éléments nutritifs) sont dégradées pour libérer de l’énergie
Quelle est l’équation chimique de la respiration cellulaire ?
C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O + Énergie (ATP)
Quelles sont les principales étapes de la respiration cellulaire ?
- Glycolyse
- Cycle de l’acide citrique (Krebs)
- Phosphorylation oxydative (chaine transport e- + chimiosmose)
Par quoi le glucose sera t il dégradé lors de la respiration cellulaire ?
Par les réactions décarboxylations et par les réactions déshydrogénations
décarboxylations ?
- On arrache les carbones (C) du glucose (C6H12O6)
- Perte de CO2 (pour éliminer C)
déshydrogénations ?
On arrache les H (et les électrons) du glucose (C6H12O6)
- Perte de H2O (pour éliminer les H) (besoins de transporteurs pour faire le lien entre les sites de libération d’H et le site de formation d’eau)
Qu’est-ce que les transporteurs d’électrons ?
- Transporteurs d’hydrogène (H+ et e-) accepteur d’électrons
- Permettent le transport d’électrons jusqu’à la chaine de transport d’électrons (dans la membrane interne de la mitochondrie)
Qui sont les transporteurs d’e- ?
NAD+ (vide, réduite) –> NADH + H+ (plein, oxydé)
FAD (vide, réduite) –> FADH2 (plein, oxydé)
Où la glycolyse se passe-t-elle ?
Dans le cytosol (cytoplasme)
But de glycolyse ?
Couper glucose en 2 pyruvates
Quels sont les phases du glycolyse ?
Investissement et libération d’énergie
Quel est bilan de la phase d’investissement d’énergie de la glycolyse ?
- 2 ATP
Quel est le bilan de la phase de libération d’énergie de la glycolyse ?
+2 NADH +2 H
+4 ATP
Que se passe t il durant la glycolyse ?
Le glucose (6C) est coupé en deux et il devient 2 pyruvates (2 x 3C). Cela consomme deux ATP. 2 NADH + H+ viennent arrachés des électrons et vont ensuite dans la mitochondrie à la chaine de transport des électrons. 4 ATP par phosphorylation au niveau au substrat seront aussi produits. Le bilan sera donc :
2 NADH + 2H+
2 ATP
2 pyruvates + 2H2O
Qu’est-ce que l’étape charnière ?
L’oxydation du pyruvate
Où l’oxydation du pyruvate se passe-t-elle ?
dans le cytosol puis dans la matrice mitochondriale
Que se passe t il durant l’oxydation du pyruvate ?
1 C et 2 O vont être arrachés pour former 1 CO2
1 NAD+ va venir arracher des H et ses électrons pour créer 1 NADH + 1 H+
Il y aussi un Co-enzyme A (CoA) qui va transformer la molécule en Acétyl CoA ce qui va lui permettre de rentrer dans le cycle de l’acide citrique (Krebs) (l’enzyme disparait par la suite)
Quel est le bilan net de l’oxydation du pyruvate ?
1 CO2
1 NADH + H+
Faire x 2 pour le glucose !!!
Où le cycle de l’acide citrique (Krebs) se passe t il ?
Dans la matrice de la mitochondrie
Que se passe t il durant la cycle de l’acide citrique ?
L’Acétyl CoA (2C) rentre dans le cycle de l’acide citrique et se lie à l’oxaloacétate (4C) pour former du citrate (6C). Il subit une série de transformations (on arrache des électrons, des H, des C, on fait de l’ATP) qui ont pour but de recréer de l’oxaloacétate de départ ce qui permet de recommencer le cycle avec un nouveau Acétyl CoA.
Quel est le bilan net du cycle de l’acide citrique ?
Pour 1 Acétyl-CoA: - 2 CO2 - 3 NADH + H+ - 1 ATP - 1 FADH2 Faire x2 pour 1 glucose!!!
Où la phosphorylation oxydative (chaine de transport d’électrons et chimiose) se passe t elle ?
Dans la membrane mitochondriale interne
Qu’est-ce que la chaine de transport d’électrons ?
- Constituée de molécules (surtout protéines) situées dans la membrane interne de la mitochondrie
- L’énergie emmagasinée et libérée à mesure que les électrons se déplacent vers la molécule la plus électronégative (O2)
- La chaine de transport permet de garder un gradient de H+ de part et d’autre de la membrane mitochondriale
Qu’est-ce que la chimiosmose ?
- La chimiosmose constitue un mécanisme de couplage de l’énergie emmagasinée sous la forme d’un gradient H+ de part et d’autre d’une membrane pour alimenter le travail cellulaire
- ATP synthase utilise la force PROTONMOTRICE pour faire de l’ATP !!!
Que se passe t il durant la phosphorylation oxydative (chaine de transport d’électrons et chimiose) ?
Les transporteurs, NADH + H+ et FADH2, arrivent à la chaine de transport et donnent leur électrons et leur H+. Transporteurs sont alors vides (réduits) et peuvent aller chercher autres électrons et H+. Dans chaine de transport, électrons vont passer d’une protéine à l’autre pour se rendre vers l’O2 (électronégatif). Le passage des électrons d’une molécule à une autre, le long de la chaine de transport d’électrons, va créer un mouvement de protons H+ (pompage de protons). Ils vont être pompés dans l’espace intermembranaire où ils vont s’accumuler. Il va tellement y en avoir qu’ils vont vouloir revenir dans la matrice pour suivre leur gradient. Leur seul moyen de revenir = enzyme nommée ATP synthase qui fait la synthèse d’ATP. L’énergie créée par passage des H+ (force protonmotrice) permettra l’ajout d’un phosphate à l’ADP pour former de l’ATP
Quel est le rendement net de la phosphorylation oxydative ?
8 ou 10 NADH (2,5 ATP chacun) + 2 ou 4 FADH2 (1,5 ATP) = 26 ou 28 ATP
Quel est le rendement net de la respiration cellulaire ?
4 ATP (substrat) + 8 ou 10 NADH (2,5 ATP chacun) + 2 ou 4 FADH2 (1,5 ATP) = 30 ou 32 ATP
Quelles sont les autres voies de la respiration cellulaire ?
Possible pour graisse, protéine et autres glucides
Quelles sont les principales voies cataboliques des molécules organiques ?
Respiration cellulaire (voie aérobie) Fermentation (voie anaérobie)
Qu’est-ce que le fermentation ?
- L’oxydation (dégradation) du glucose en absence d’O2 ne se fait pas complètement (absence du Cycle de Krebs et chaine de transport d’électrons)
- Lors de la fermentation, on ne retrouve que l’étape de la glycolyse (cytoplasme)
Quels sont les différentes fermentations ?
Lactiques et alcooliques
Qu’est-ce que la fermentation lactique ?
Le glucose subit la glycolyse. Les NADH + H+, plutôt que d’apporter les électrons à la chaine de transport les redonnent aux pyruvates ce qui les transforme en lactates
Qu’est-ce que la fermentation alcoolique ?
Le glucose subit la glycolyse. Après, il va y avoir une perte de carbone (C), une perte de CO2. Cela fait des bulles (c’est ce qui fait gonfler le pain et pétiller la bière) et il va devenir de l’éthanol.
