204 DeUXiÈMe partie La cellule
ConCept
9.3
une fois le pyruvate oxydé, le cycle de l’acide citrique
achève l’oxydation, génératrice d’énergie,
des molécules organiques (p. 189 à 193)
• Chez les cellules eucaryotes, le pyruvate pénètre dans la mitochondrie
et est oxydé en acétyl-CoA, qui sera oxydé dans le cycle de l’acide
citrique.
2 Pyruvate
2 Oxaloacétate
2 Acétyl-CoA
2
8
6
2
NADH
H
ATP
FADH 2
Cycle
de l’acide
citrique
CO 2
Intrants
Extrants
Quels produits moléculaires indiquent une oxydation complète
du glucose au cours de la respiration cellulaire ?
ConCept
9.4
durant la phosphorylation oxydative,
la chimiosmose couple le transport d’électrons
à la synthèse d’atp (p. 193 à 198)
• Dans la chaîne de transport d’électrons, les électrons du NADH
et de la FADH 2 perdent graduellement de l’énergie, en plusieurs étapes.
Au bout de la chaîne, les électrons sont transférés au dioxygène (O 2 ),
qu’ils réduisent en eau (H 2 O).
H 2 O
2 H O 2
NAD
FAD
(qui transporte les électrons provenant des nutriments)
MATRICE MITOCHONDRIALE
ESPACE
INTERMEMBRANAIRE
Cyt c
Q
Complexe
protéique de
transporteurs
d’électrons
I
III
IV
1 2
II
H
H
H
NADH H
FADH 2
• Lors de certains des transferts
de la chaîne, des complexes
protéiques transporteurs d’électrons font passer des H
1 de la
matrice mitochondriale (chez
les Eucaryotes) à l’espace intermembranaire. L’énergie se trouve
ainsi emmagasinée dans un
gradient électrochimique
appelé force protonmotrice.
Les protons rentrent dans la
matrice grâce à l’ATP synthase ;
ce passage exergonique
alimente la phosphorylation
endergonique de l’ADP, un
processus appelé chimiosmose.
• Environ 34 % de l’énergie emmagasinée dans une mole de glucose
est transférée à l’ATP durant la respiration cellulaire, ce qui produit
32 moles d’ATP au maximum.
Expliquez brièvement les mécanismes par lesquels l’ATP synthase
produit de l’ATP. Énumérez trois endroits où l’on trouve
de l’ATP synthase.
ConCept
9.5
la fermentation permet à certaines cellules
de produire de l’atp en l’absence de dioxygène
(p. 198 à 200)
• La glycolyse fournit deux moles d’ATP par phosphorylation au niveau
du substrat, en présence ou en l’absence de dioxygène. En l’absence
d’oxygène, il peut y avoir respiration anaérobie ou fermentation. La respiration anaérobie fait appel à une chaîne de transport d’électrons, mais
le dernier accepteur d’électrons n’est pas l’oxygène. Dans la fermentation, les électrons du NADH 1 H
1 sont transférés au pyruvate ou à un
dérivé du pyruvate, ce qui régénère le NAD
1 nécessaire à l’oxydation
d’autres molécules de glucose. La fermentation alcoolique et la
fermentation lactique sont deux types de fermentation courants.
• La respiration cellulaire et la fermentation utilisent toutes deux la
glycolyse pour oxyder le glucose, mais elles diffèrent par leurs derniers
accepteurs d’électrons et par la présence d’une chaîne de transport
d’électrons (dans le cas de la respiration) ou son absence (dans le cas
de la fermentation). De plus, la respiration génère davantage d’ATP ;
ainsi, la respiration aérobie, dont l’O 2 est le dernier accepteur
d’électrons, produit environ 16 fois plus d’ATP que la fermentation.
• La glycolyse a lieu dans presque tous les organismes et remonte
probablement aux premiers Procaryotes, à l’époque où il n’y avait pas
encore de dioxygène dans l’atmosphère.
Quel processus produit le plus d’ATP : la fermentation ou la
respiration anaérobie ? Pourquoi ?
ConCept
9.6
la glycolyse et le cycle de l’acide citrique
sont liés à de nombreuses autres voies métaboliques
(p. 201 à 203)
• Les voies cataboliques font converger les électrons provenant de divers
types de molécules organiques vers la respiration cellulaire. La glycolyse peut s’effectuer à partir de nombreux glucides, le plus souvent
après leur conversion en glucose. Les acides aminés des protéines
doivent être désaminés avant d’être oxydés. Les acides gras des lipides
sont dégradés par bêta-oxydation en acétyl-CoA. Ces fragments
contenant deux atomes de carbone entrent dans le cycle de l’acide
citrique. Les voies anaboliques peuvent utiliser directement les petites
molécules des aliments ingérés ou synthétiser d’autres substances en
utilisant les produits intermédiaires de la glycolyse ou du cycle de
l’acide citrique.
• La respiration cellulaire est régie par des enzymes allostériques qui
interviennent en des points clés de la glycolyse et du cycle de l’acide
citrique.
Décrivez comment les voies cataboliques de la glycolyse
et du cycle de l’acide citrique croisent plusieurs voies anaboliques
dans le métabolisme de la cellule.
éVaLUation
niVeaU 1 : connaissances et coMpréhension
1. La source d’énergie qui alimente directement la synthèse de l’ATP
par l’intermédiaire de l’ATP synthase pendant la phosphorylation
oxydative est :
a) l’oxydation du glucose et d’autres composés organiques.
b) le flux endergonique des électrons dans la chaîne de transport
d’électrons.
?
ATP
ADP +
ATP
synthase
ESPACE
INTERMEMBRANAIRE
MATRICE
MITOCHONDRIALE
P i
H +
H +
?
?
?
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9.3
une fois le pyruvate oxydé, le cycle de l’acide citrique
achève l’oxydation, génératrice d’énergie,
des molécules organiques (p. 189 à 193)
• Chez les cellules eucaryotes, le pyruvate pénètre dans la mitochondrie
et est oxydé en acétyl-CoA, qui sera oxydé dans le cycle de l’acide
citrique.
2 Pyruvate
2 Oxaloacétate
2 Acétyl-CoA
2
8
6
2
NADH
H
ATP
FADH 2
Cycle
de l’acide
citrique
CO 2
Intrants
Extrants
Quels produits moléculaires indiquent une oxydation complète
du glucose au cours de la respiration cellulaire ?
ConCept
9.4
durant la phosphorylation oxydative,
la chimiosmose couple le transport d’électrons
à la synthèse d’atp (p. 193 à 198)
• Dans la chaîne de transport d’électrons, les électrons du NADH
et de la FADH 2 perdent graduellement de l’énergie, en plusieurs étapes.
Au bout de la chaîne, les électrons sont transférés au dioxygène (O 2 ),
qu’ils réduisent en eau (H 2 O).
H 2 O
2 H O 2
NAD
FAD
(qui transporte les électrons provenant des nutriments)
MATRICE MITOCHONDRIALE
ESPACE
INTERMEMBRANAIRE
Cyt c
Q
Complexe
protéique de
transporteurs
d’électrons
I
III
IV
1 2
II
H
H
H
NADH H
FADH 2
• Lors de certains des transferts
de la chaîne, des complexes
protéiques transporteurs d’électrons font passer des H
1 de la
matrice mitochondriale (chez
les Eucaryotes) à l’espace intermembranaire. L’énergie se trouve
ainsi emmagasinée dans un
gradient électrochimique
appelé force protonmotrice.
Les protons rentrent dans la
matrice grâce à l’ATP synthase ;
ce passage exergonique
alimente la phosphorylation
endergonique de l’ADP, un
processus appelé chimiosmose.
• Environ 34 % de l’énergie emmagasinée dans une mole de glucose
est transférée à l’ATP durant la respiration cellulaire, ce qui produit
32 moles d’ATP au maximum.
Expliquez brièvement les mécanismes par lesquels l’ATP synthase
produit de l’ATP. Énumérez trois endroits où l’on trouve
de l’ATP synthase.
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9.5
la fermentation permet à certaines cellules
de produire de l’atp en l’absence de dioxygène
(p. 198 à 200)
• La glycolyse fournit deux moles d’ATP par phosphorylation au niveau
du substrat, en présence ou en l’absence de dioxygène. En l’absence
d’oxygène, il peut y avoir respiration anaérobie ou fermentation. La respiration anaérobie fait appel à une chaîne de transport d’électrons, mais
le dernier accepteur d’électrons n’est pas l’oxygène. Dans la fermentation, les électrons du NADH 1 H
1 sont transférés au pyruvate ou à un
dérivé du pyruvate, ce qui régénère le NAD
1 nécessaire à l’oxydation
d’autres molécules de glucose. La fermentation alcoolique et la
fermentation lactique sont deux types de fermentation courants.
• La respiration cellulaire et la fermentation utilisent toutes deux la
glycolyse pour oxyder le glucose, mais elles diffèrent par leurs derniers
accepteurs d’électrons et par la présence d’une chaîne de transport
d’électrons (dans le cas de la respiration) ou son absence (dans le cas
de la fermentation). De plus, la respiration génère davantage d’ATP ;
ainsi, la respiration aérobie, dont l’O 2 est le dernier accepteur
d’électrons, produit environ 16 fois plus d’ATP que la fermentation.
• La glycolyse a lieu dans presque tous les organismes et remonte
probablement aux premiers Procaryotes, à l’époque où il n’y avait pas
encore de dioxygène dans l’atmosphère.
Quel processus produit le plus d’ATP : la fermentation ou la
respiration anaérobie ? Pourquoi ?
ConCept
9.6
la glycolyse et le cycle de l’acide citrique
sont liés à de nombreuses autres voies métaboliques
(p. 201 à 203)
• Les voies cataboliques font converger les électrons provenant de divers
types de molécules organiques vers la respiration cellulaire. La glycolyse peut s’effectuer à partir de nombreux glucides, le plus souvent
après leur conversion en glucose. Les acides aminés des protéines
doivent être désaminés avant d’être oxydés. Les acides gras des lipides
sont dégradés par bêta-oxydation en acétyl-CoA. Ces fragments
contenant deux atomes de carbone entrent dans le cycle de l’acide
citrique. Les voies anaboliques peuvent utiliser directement les petites
molécules des aliments ingérés ou synthétiser d’autres substances en
utilisant les produits intermédiaires de la glycolyse ou du cycle de
l’acide citrique.
• La respiration cellulaire est régie par des enzymes allostériques qui
interviennent en des points clés de la glycolyse et du cycle de l’acide
citrique.
Décrivez comment les voies cataboliques de la glycolyse
et du cycle de l’acide citrique croisent plusieurs voies anaboliques
dans le métabolisme de la cellule.
éVaLUation
niVeaU 1 : connaissances et coMpréhension
1. La source d’énergie qui alimente directement la synthèse de l’ATP
par l’intermédiaire de l’ATP synthase pendant la phosphorylation
oxydative est :
a) l’oxydation du glucose et d’autres composés organiques.
b) le flux endergonique des électrons dans la chaîne de transport
d’électrons.
?
ATP
ADP +
ATP
synthase
ESPACE
INTERMEMBRANAIRE
MATRICE
MITOCHONDRIALE
P i
H +
H +
?
?
?