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79 Stratégiesdu métabolisme
énergétique
Mots clés
Homéostasie, métabolisme, catabolisme, anabolisme, type trophique
1. GÉNÉRALITÉS
Les êtres vivants maintiennent leur constitution (homéostasie) en dépit des variations
de l’environnement, grâce à la régulation précise des différentes voies métaboliques qui,
pour certaines, participent au catabolisme (réactions cataboliques ou de dégradation)
et d’autres à l’anabolisme (réactions anaboliques ou de biosynthèse). Un grand nombre
de réactions cataboliques permettent aux organismes de trouver l’énergie nécessaire à la
réalisation des réactions anaboliques.
Les organismes se distinguent par leur type de métabolisme, c’est-à-dire par leur manière
de trouver l’énergie et leur manière de l’utiliser pour élaborer leurs constituants ; ces
distinctions tiennent compte de trois critères :
• la source d’énergie, qui peut être chimique (organismes chimiotrophes) ou lumineuse
(organismes phototrophes) ;
• la nature du réducteur (donneur d’électrons), inorganique (organismes lithotrophes)
ou organique (organismes organotrophes) ;
• la source de carbone, inorganique (organismes autotrophes) ou organique (organismes
hétérotrophes).
Ces trois alternatives permettent de concevoir huit types trophiques fondamentaux
(2 3 = 8) ; deux d’entre eux rassemblent la grande majorité des organismes connus :
• les organismes photo-litho-autotrophes, parmi lesquels on trouve les végétaux chlorophylliens et la plupart des cyanobactéries ; la source de carbone est CO 2 , le dioxyde
de carbone ;
• les organismes chimio-organo-hétérotrophes, qui regroupent les animaux, les champignons et un grand nombre d’espèces bactériennes.
2. LE MÉTABOLISME ÉNERGÉTIQUE
C’est la partie du catabolisme qui est couplée à la production de molécules riches en
énergie (essentiellement l’ATP) et à la formation des coenzymes réduits (principalement
NADH, NADPH, FMNH 2 , FADH 2 ). On distingue deux processus fondamentaux :
• les respirations, qui consistent au niveau cellulaire à « injecter » dans des « chaînes
respiratoires » membranaires des électrons qui réduisent un accepteur final. Le cheminement des électrons est couplé à la production d’ATP (Fiche 83). Si l’accepteur
final des électrons est l’oxygène, on parle de respiration aérobie ; s’il s’agit d’un autre
accepteur, on parle de respiration anaérobie.
• les fermentations anaérobies, voies métaboliques qui couplent le remaniement des
atomes d’une molécule de substrat avec la formation d’ATP. Par exemple la fermentation lactique, au cours de laquelle une molécule de glucose (C 6 H 12 O 6 ) est remaniée
en deux molécules d’acide lactique (2 × C 3 H 6 O 3 ), avec la production de 2 ATP.
9782100724185-Livre.indb 194
20/05/15 19:12
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Homéostasie, métabolisme, catabolisme, anabolisme, type trophique
1. GÉNÉRALITÉS
Les êtres vivants maintiennent leur constitution (homéostasie) en dépit des variations
de l’environnement, grâce à la régulation précise des différentes voies métaboliques qui,
pour certaines, participent au catabolisme (réactions cataboliques ou de dégradation)
et d’autres à l’anabolisme (réactions anaboliques ou de biosynthèse). Un grand nombre
de réactions cataboliques permettent aux organismes de trouver l’énergie nécessaire à la
réalisation des réactions anaboliques.
Les organismes se distinguent par leur type de métabolisme, c’est-à-dire par leur manière
de trouver l’énergie et leur manière de l’utiliser pour élaborer leurs constituants ; ces
distinctions tiennent compte de trois critères :
• la source d’énergie, qui peut être chimique (organismes chimiotrophes) ou lumineuse
(organismes phototrophes) ;
• la nature du réducteur (donneur d’électrons), inorganique (organismes lithotrophes)
ou organique (organismes organotrophes) ;
• la source de carbone, inorganique (organismes autotrophes) ou organique (organismes
hétérotrophes).
Ces trois alternatives permettent de concevoir huit types trophiques fondamentaux
(2 3 = 8) ; deux d’entre eux rassemblent la grande majorité des organismes connus :
• les organismes photo-litho-autotrophes, parmi lesquels on trouve les végétaux chlorophylliens et la plupart des cyanobactéries ; la source de carbone est CO 2 , le dioxyde
de carbone ;
• les organismes chimio-organo-hétérotrophes, qui regroupent les animaux, les champignons et un grand nombre d’espèces bactériennes.
2. LE MÉTABOLISME ÉNERGÉTIQUE
C’est la partie du catabolisme qui est couplée à la production de molécules riches en
énergie (essentiellement l’ATP) et à la formation des coenzymes réduits (principalement
NADH, NADPH, FMNH 2 , FADH 2 ). On distingue deux processus fondamentaux :
• les respirations, qui consistent au niveau cellulaire à « injecter » dans des « chaînes
respiratoires » membranaires des électrons qui réduisent un accepteur final. Le cheminement des électrons est couplé à la production d’ATP (Fiche 83). Si l’accepteur
final des électrons est l’oxygène, on parle de respiration aérobie ; s’il s’agit d’un autre
accepteur, on parle de respiration anaérobie.
• les fermentations anaérobies, voies métaboliques qui couplent le remaniement des
atomes d’une molécule de substrat avec la formation d’ATP. Par exemple la fermentation lactique, au cours de laquelle une molécule de glucose (C 6 H 12 O 6 ) est remaniée
en deux molécules d’acide lactique (2 × C 3 H 6 O 3 ), avec la production de 2 ATP.
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