Chapitre 6 suite : La production d`ATP 3 la dégradation des

Thème 2 : Diversité et complémentarité des métabolismes.
Chapitre 6 suite : La production d’ATP
3 la dégradation des composés organiques par la fermentation
Ce que l’on sait : les levures peuvent produire de l’ATP en anaérobiose (2 moles / mole de glucose) , au cours
de ce processus le substrat organique (glucose) est incomplètement dégradé.
La glycolyse est une étape commune à la respiration et à la fermentation, elle se déroule dans le hyaloplasme
des cellules.
Nouveaux problèmes :
- Quels sont les composés organiques qui restent à la fin de la fermentation ?
- Comment après la glycolyse le processus se poursuit en l’absence d’O2 ?
a) étude expérimentale de la fermentation voir TP 10
au cours de la fermentation du glucose est dégradé du CO2 et de l’éthanol sont produits
C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH
Ceci permet d’affiner le problème précédent : comment se forment le CO2 et l’éthanol ?
b) le mécanisme de la dégradation du glucose en l’absence d’O2
● 1° étape dans le hyaloplasme = la glycolyse
● 2° étape dans le hyaloplasme : production de CO2 et réoxydation de R’H2
Grâce des enzymes spécifiques : décarboxylases et déshydrogénases, le pyruvate ou acide pyruvique est
d'abord décarboxylé (perte de CO2), le métabolite qui en résulte l'éthanal, est ensuite réduit en éthanol avec
régénération du transporteur, d’où le nom de fermentation alcoolique :
Ces réactions d'oxydoréduction ne libèrent pas une quantité suffisante d'énergie pour permettre la synthèse
d'ATP. Donc seule la glycolyse produit de l'ATP lors des fermentations.
Le bilan en ATP de la fermentation alcoolique est donc de 2 moles d'ATP par mole de glucose oxydé.
4 comparaison fermentation /respiration
RESPIRATION
METABOLISME
FERMENTATION
ALCOOLIQUE
Glucose C6H12O6
Substrat
Glucose C6H12O6
2840 kJ par mole de glucose
Energie potentielle initiale
2 840 kJ par mole de glucose
aérobies (O2)
Conditions
anaérobies
6 CO2 + 6 H2O
Produits
2 CO2 + 2 CH3 - CH2OH
0 kJ
Energie potentielle finale
1 360 kJ par mole d'éthanol
36 moles par mole de glucose
ATP produit
2 moles par mole de glucose
J.Bohils
11
Thème 2 : Diversité et complémentarité des métabolismes.
BILAN STRUCTUREL ET FONCTIONNEL D’UNE CELLULE VIVANTE
Toute cellule vivante est constamment soumise à un bilan d’entrée et de rejet de matière, qu’accompagnent
des conversions énergétiques.
1 La compartimentation cellulaire
La cellule eucaryote est constituée de nombreux organites baignant dans une sorte de gelée plus ou moins
liquide, le hyaloplasme ou cytosol. Elle apparaît ainsi comme une structure compartimentée, ce qui permet
de séparer dans l’espace et dans le temps les différentes réactions métaboliques qui caractérisent la vie.
Tous ces compartiments sont délimités par une membrane phospholipidique et communiquent entre eux,
faisant de la cellule un ensemble fonctionnel cohérent.
Des organites comme les mitochondries et les chloroplastes possèdent une double membrane et un matériel
génétique qui leur est propre.
On peut expliquer ces caractéristiques en émettant l’hypothèse qu’ils proviendraient probablement de
bactéries qu’une cellule hôte ancestrale aurait adoptées comme endosymbiotes (endo = à l’intérieur ;
symbiotes = qui partagent une relation alimentaire obligatoire, à bénéfice réciproque).
2 Le métabolisme cellulaire
La cellule eucaryote est formée de compartiments dans lesquels se déroulent des réactions métaboliques
particulières, catalysées par des enzymes spécifiques et qui nécessitent des précurseurs ainsi que de l’énergie
(ATP).
La plupart de ces réactions se déroulent dans le cytoplasme mais également dans des organites spécialisés
(chloroplastes, mitochondries).
L’énergie utilisable à l’échelle cellulaire (ATP) est fournie par la dégradation totale (respiration) ou partielle
(glycolyse, fermentations) de molécules carbonées et, seulement chez les cellules autotrophes, par la phase
photochimique de la photosynthèse.
Les molécules synthétisées par la cellule peuvent participer à la vie cellulaire et au renouvellement de ses
différentes structures. Elles peuvent également être stockées (glycogène des cellules animales, amidon des
cellules végétales) ou exportées par l’intermédiaire des vésicules de sécrétion (enzymes, hormones, …).
3 L’information génétique
Le noyau des cellules eucaryotes contient des chromosomes. La molécule d’ADN qui les constitue est le
support de l'information génétique propre à chaque individu.
Cette information dirige la synthèse des protéines, et donc des enzymes nécessaires au métabolisme de la
cellule.
Voir les schémas fonctionnels bilan construits (ou livre p 246/247)
12
J.Bohils