[PDF] Chapitre 9: Respiration cellulaire

LA GLYCOLYSE I/ Introduction

LA GLYCOLYSE Objectifs du cours : • Connaître la structure, l’origine biologique, et le rôle vis-à-vis des enzymes et des coenzymes utilisés lors des différentes réactions • Décrire les étapes de la glycolyse • Faire les bilans énergétiques de la combustion du glucose libre ou provenant du glycogène et de ses

La glycolyse - التعليم الجامعي

La glycolyse Objectifs: Connaître l’origine biologique, et le rôle vis-à-vis des enzymes et des coenzymes utilisés lors des différentes réactions Décrire les étapes de la glycolyse (lieu, réactions catalysées, enzymes de la glycolyse cytoplasmique, équilibres et réversibilités, régulation)

Chapitre 9: Respiration cellulaire

Étapes importantes de la glycolyse Glycolyse: Vue globale: • investissement (-2 ATP) • Libération d’énergie (+ 4 ATP et 2 NADH) • Glucose à 2 pyruvates+ 2 H 2O • 2 ADP + 2 Pi à 2 ATP • 2 NAD+ à 2 NADH + 2H+ • (figure 9 9 p170-1 donne le détail des étapes) • -texte résumé page 172 P 169-72 Objectif 8

F2 Activité 3 EXERCICES : Etude de la glycolyse

Suligne d’une couleu 2, les molécules inte médiaies ou annexes de la glycolyse 4 3 Suligne d’une couleu 3, les molécules poduites los de la glycolyse 4 4 Rassembler cela dans un tableau en espectant leu stœchiométie 4 5 Donne l’éuation bi lan globale de l’étape de glycolyse du glucose en pyuvate 5

Les étapes de la respiration cellulaire

3 C) : c'est la glycolyse qui correspond à une suite de 10 réactions chimiques catalysées chacune par une enzyme spécifique Au cours de la glycolyse, deux événements importants se produisent le glucose est oxydé en pyruvate grâce à la déshydrogéna- tion d'un composé intermédiaire (l'hydrogène est fixé sur un

Consommation de la matière organique pour la production d

La glycolyse se déroule en deux étapes principales : - La première étapes consomme de l’énergie sous forme d’ATP ( - 2 ATP ) - La deuxième étapes produit de l’énergie sous forme d’ATP ( + 4 ATP ) et des transporteurs d’électrons et de protons réduits La cellule gagne donc 2 ATP b-La réaction globale :

AP &# 4 : LA RESPIRATION

En 1905 avait été montré que les extraits cellulaires permettant la glycolyse doivent également contenir du phosphate inorganique, de l’ADP et un oxydant R’ Otto Meyerhof contribue finalement çà élucider les 9 étapes de la glycolyse L’oxydation d’une molécule de glucose lors de

LA NEOGLUCOGENESE BIOSYNTHESE DU GLUCOSE A PARTIR DU PYRUVATE

La plupart des étapes qui conduisent du pyruvate au glucose sont catalysées par les enzymes de la glycolyse qui interviennent en sens inverse (réactions réversibles) Les trois réactions irréversibles sont remplacées par d'autres réactions à équilibre thermodynamique

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1Chapitre 9: Respiration cellulaire

•Concept de base -respiration cellulaire •Processus de la respiration aérobie •ATP et travail cellulaire •Réactions d'oxydoréduction •Respiration et fermentation •Caractéristiques générales de la respiration aérobie •Étapes de la respiration -Glycolyse -Cycle de Krebs -Chaîne de transport •Fermentation •Métabolisme •Mécanisme de rétro-inhibition

Lecture du chapitre 9 ( p163 à 182)

2Flux d'énergie et recyclage chimique

Chapitre 9

Respiration cellulaireChapitre 10

Photosynthèse

3Concept de base -respiration cellulaire

1)Respiration cellulaire

aérobieP 163Objectif 1

2)Respiration cellulaire

anaérobie

3)FermentationComposés organiques àénergie àtravail et chaleur

1.Dégradation complète du glucose

2.Utilisation de l'O2

3.Utilisation de la chaîne de transport

d'électrons

1.Dégradation complète du glucose

2.Absence d'O2( molécules inorganiques

comme accepteur)

3.Utilisation de la chaîne de transport

d'électrons

1.Dégradation partielle du glucose

2.Absence d'O2

3.sans la chaîne de transport d'électrons

4Processus de la respiration aérobie

•Extraction de l'énergie emmagasinée dans les nutriments pour le catabolisme et l'anabolismeP 164Objectif 2

Glucides

Lipides

protéinesGlucose + O2à6 CO2+ H2O + ATP + chaleur (C6H12O6)composés + O2àCO2+ H2O + énergie organiques

5ATP et travail cellulaire

1.Figure transport

membranaire

2.Travail mécanique

3.Réaction chimiqueP 164-5Objectif 3

ATP: -pilier de l'énergie cellulaire, énergie utilisable pour les activités cellulaires -comme un ressort comprimé -3 groupements phosphate (-) avec disposition instable

ATP àADP + P + énergie

6Réactions d'oxydoréduction

Oxydation et réduction:

•Réaction d'oxydationréduction:réactions où 1 ou + électrons passent d'un réactif à un autre •Oxydation: la perte d'électrons •Réduction: le gain d'électrons •Agent réducteur (X): substance qui est le donneur d'électrons; elle réduit Y; •Agent oxydant(Y):substance qui est l'accepteur d'électrons; elle oxyde

X;P 165-6Objectif 4

* Transfert d'électrons observé dans le catabolismeNa + Cl àNa++ Cl-oxydation réduction

7Respiration et fermentation

vs réactions d'oxydoréductions •Dégradation du glucose en étapes chacune contrôlées par des enzymes •Des atomes d'hydrogène sont arrachés au glucose et passent généralement par un agent oxydant NAD+ avant de s'associer au dioxygène •NAD+ : accepteur d'électrons le plus polyvalent dans la respiration cellulaireP 166-7Objectif 5 oxydation réductionC6H12O6+ 6 O2à6CO2+ 6 H2O

Glucose ou autres

combustibles organiquesEnzymes

Étapes

NAD+NADHchaîne

de transport d'électronsO2NAD+: nicotinamide adénine dinucléotide

8Respiration et fermentation

vs réactions d'oxydoréductions •Chaque mole de NADH + H+formée lors de la R.C.aérobie représente une réserve d'énergie pour la production d'ATP •Utilisation de la chaîne de transport d'électrons (descente d'électrons en étapes vers le dioxygène, exergonique) localisée dans la membrane interne du mitochondrieP 166-7Objectif 5

Glucose ou autres

combustibles organiquesEnzymes

Étapes

NAD+NADHchaîne

de transport d'électronsO2Respiration cellulaire aérobie: descente des électrons selon:

NAD+: nicotinamide adénine dinucléotide

9Caractéristiques générales de la

respiration aérobie •Respiration cellulaire aérobie: glycolyse + cycle de Krebs + chaîne de transport d'électrons et phosphorylation oxydativeP 168-9Objectif 6

3 étapes

Localisation

Substrat

Coenzyme

Type phosp.

Nombre ATP

10Caractéristiques générales de la

respiration aérobie

Phosphorylation oxydative:

•Mode de synthèse de l'ATP qui est alimenté par des réactions oxydoréduction transférant des électrons des nutriments jusqu'à l'O2ou un autre accepteur dans la respiration cellulaire ( dans la membrane interne du mitochondrie) .P 168-9Objectif 7

Phosphorylation au niveau du substrat:

•Mode de synthèse de l'ATP dans lequel un enzyme transfère directement un groupement phosphate d'un substrat à l'ADP.

11Étapes importantes de la glycolyse

Glycolyse:

Vue globale:

•investissement (-2 ATP) •Libération d'énergie (+ 4 ATP et 2 NADH) •Glucose à2 pyruvates+ 2 H2O •2 ADP + 2 Pi à2 ATP •2 NAD+à2 NADH + 2H+ •(figure 9.9 p170-1 donne le détail des étapes) •-texte résumé page 172P 169-72Objectif 8

NAD+: nicotinamide adénine dinucléotide

12Étapes du cycle de KrebsP 174-78Objectif 9

Étape charnièreentre la glycolyse et le cycle de Krebs: •Passage du cytoplasme au mitochondrie •2 pyruvates(3C)+ 2 NAD++ 2 Coenzyme A

à2 NADH +2 H++ 2CO2+ 2Acétyl-CoA (2C)

•Navette de transport du NADH: 0 ou -2 ATP

13Étapes du cycle de Krebs

Cycle de Krebs(étapes importantes et bilan)

•Entrée: 2 acétyl-CoA(2C),6 NAD, 2 FAD,2 ADP •Sortie: 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP •Réactions catalysées par des enzymes de la matrice •Phosporylationoxydative (majorité) et au niveau du substratP 174-78Objectif 9

NADH: nicotinamide adénine

dinucléotide

FAD: flavine adénine dinucléotide

14Étapes du cycle de KrebsP 174-78Objectif 9

Sortie:

4 CO2,

6 NADH,

2 FADH2,

2 ATPEntrée:

2acétyl-CoA,

6 NAD,

2 FAD,

2 ADP

15Étapes de la chaîne de transport

•Glycolyse: -ATP -NADH •Étape charnière: -NADH •Cycle de Krebs: -ATP -NADH -FADHP 174-8Objectif 10

Chaîne de

transport d'électrons (NADH et FADH2)

1 mole NADH à~ 3 moles ATP

1 mole FADH 2à~ 2 moles ATP34 ATP

16Étapes de la chaîne de transport

Chaîne de transport d'électrons

•Dans la membrane interne du mitochondrie, utilisation des transporteurs d'électrons •Structure -fonction: transporteurs, surface, position,... •Chaîne de transport: donne un flux de

H+ vers l'espace intramembranaire

•Chimiosmoseavec l'ATP synthétaseP 174-8Objectif 10 •Chaîne: FMN àFe-SàQà...àCyt...Cyta3 àO2

17Étapes de la chaîne de transport

Chimiosmoseavec l'ATP synthétase:

•Mécanisme de couplage de l'énergie •Complexe protéique dans la membrane interne perméable aux H+ •Utilise l'énergie d'un gradient

électrochimique pour la synthèse

d'ATP ( différence de [H+] matrice et espace intermembranaire) •ATP synthétase: rotor cylindrique + un stator + arbre P 174-8Objectif 10

18Fermentation

•Fermentation: -Productiond'ATPen absence dedioxygènepour certainescellules -Levuresetcertaines bactéries=organismes anaérobies facultatifsquiproduisentde l'ATPpar respirationaérobie oupar fermentation -Besoinde recycler le NAD+ -CellulesmusculairessansoxygèneP 179-80Objectif 11

19Fermentation

•Fermentationalcoolique: -Pyruvate transforméenéthanol -Regénération duNAD+ -Production de CO2 -Levuresetbactéries(bières,vins) •Fermentationlactique: -Pyruvate transforméen lactate -Regénération duNAD+ -Sans production de CO2 -Levuresetbacrtéries(fromages,yogourt)P 179-80Objectif 11

20Fermentation

•Respiration cellulaire •aérobieP 180Objectif 12 fermentation

36-38 molesd'ATP2 molesd'ATP

Organismes anaérobie

facultatif

21Métabolisme

•Aliments (énergie):lipides,protéines, disaccharides,amidon, polysaccharides •Respirationcellulaire utilisant toutes ces molécules •Amidon(digestion)àglucose •Glycogène(foie,muscle) àglucose •Dietmonsaccharidesàglucose •ProtéinesàA.A. àintermédiaires (glycolyseet cycle) •Lipides(digestion, c.adipeuses) à -GlycérolàPGAL (glycolyse) -Acides grasàacétyl-CoAP 181-2Objectif 13

22Mécanisme de rétro-inhibition

Régulationde la respirationcellulaire:

•Pas degaspillage cellulaire l'enzyme(allostérique) de la premièreétapede lavoie métabolique •LimitelesintermédiairesP 182Objectif 14

Travail

cellulaireATPRespiratoire cellulaire

23Mécanisme de rétro-inhibition

Exempleavecl'enzyme phosphofructokinasede la

glycolyse: •Siaccumulationd'ATPàinhibition •Si consommation d'ATPàréactivivation •Sensible à[citrate]si augmenteàinhibition •Donc synchronisation glycolyse-cycle KrebsP 182Objectif 14

Enzymeallostériqueavec site

pourinhibiteur ou activateur

AMPATPcitrate

ATPAMP + PADP + P

24Mitochondrie

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