ch4 La respiration : source d`ATP

Chapitre 4 : Respiration et fermentation : sources d'ATP
Nous avons vu que l’ATP était nécessaire à la vie cellulaire ( cyclose, contraction musculaire …..) Nous savons que
les organismes autotrophes synthétise l’ATP lors de la photosynthèse.
PB : comment les organismes hétérotrophes produisent-ils de l’ATP ?
I. Dégradation des composés organiques et régénération de l’ATP.
A. Respiration cellulaire.
TP Métabolisme hétérotrophe et production d’ATP.
La respiration d’un organisme se traduit par une consommation de ---------
et un rejet de -------
de -------.
La respiration cellulaire nécessite l’oxydation de nutriments tel que le glucose selon la réaction :
La respiration est une oxydoréduction. Le glucose subit une oxydation totale. La respiration comporte plusieurs
réactions chimiques catalysées par des enzymes ( voir II).
La respiration se fait au niveau des -------------
, organites cytoplasmiques.
B. L’ultrastructure des mitochondries.
Légendé, à l’aide de votre livre page 236
Les mitochondries sont enveloppées par 2 membranes. La membrane interne forme de nombreux plis constituant
des crêtes membranaires.
PB : Comment fabriquer de l’ATP à partir du glucose ?
II. Les étapes de la respiration.
Tableau page 236 ( rappel on cherche comment se fait la synthèse ATP) : Au niveau des crêtes, une enzyme l’--- -------catalysant la formation d'ATP est présente en grande quantité.
A. Première étape dans le cytoplasme : la glycolyse.
TP La respiration mitochondriale
La première étape de la respiration a lieu dans le cytoplasme. Le glucose y est oxydé en pyruvate.
Compléter les 2 1/2 équations et écrire l'équation bilan
C6H12O6
--------------------> CH3COCOOH
-----------------------------------------------------------------------------Bilan
Cette réaction s'accompagne de la formation de composés intermédiaires réduits R'H2 (proches de RH2 fabriqué lors
de la photosynthèse).
L'énergie libérée lors de cette réaction permet par couplage la synthèse de 2 ATP par molécule de glucose
oxydé ( à compléter)
B.Deuxième étape dans la matrice des mitochondries. Livre page 237

La deuxième étape appelée "les décarboxylations oxydatives", se déroule dans la matrice des mitochondries.
Le pyruvate est totalement oxydé en dioxyde de carbone dans une suite de réactions d'oxydo-réduction ("cycle de
Krebs"). Ces réactions sont catalysées par des enzymes (déshydrogénases, décarboxylases).
2 CH3COCOOH + H2O
R' +
+
------------------> CO2 +
------------------>
+
R'H2
-------------------------------------------------------------------------------------------Bilan
2 CH3COCOOH +
+
------------------> CO2 +
L'énergie libérée permet la synthèse de 2 ATP par couplage.
C ;Troisième étape dans les crêtes mitochondriales.
RH2
e-
R
H+
O2
e-
matrice
H2O
H+
ATP
ADP+P
matrice
crête interne
espace
intermembranaire
membrane externe
membrane interne
espace
intermembranaire
La 3ème étape se déroule dans les crêtes de la membrane interne des mitochondries.
Au niveau de la membrane interne (crêtes) les molécules de transporteurs réduits (R'H2) sont régénérées
(R') grâce à des molécules spécialisées qui constituent la chaîne respiratoire et assurent une série de réactions
d'oxydo-réduction.
Le dioxygène constitue l'accepteur final de protons et d'électrons: lui-même réduit, il permet la formation de
molécules d'eau.
Le recyclage des transporteurs est couplé à la synthèse d'ATP grâce à des ATP-synthétases fixées sur la membrane
interne des mitochondries.
Cette réaction est couplée avec la synthèse d'une quantité importante d'ATP : 32 ATP
Bilan : La respiration s'accompagne de la synthèse de -- ATP
Certains êtres vivants comme les levures sont capables de vivre en absence de dioxygène. ( rappel à quoi sert le
dioxygène). Comment fabrique t-elle alors leur énergie ?
III. La fermentation.
TP la fermentation Livre page 238 doc. 2
En absence de dioxygène, certains êtres vivants ( par exemple les levures) sont capable d’oxydé le glucose : C’est
la fermentation. C’est une oxydation incomplète qui produit de l’éthanol d’ou le nom de fermentation
alcoolique. La fermentation alcoolique du glucose débute par une glycolyse. Le pyruvate est ensuite transformé en
éthanal (CH3CHO) puis en éthanol (C2 H5OH).
C6H12O6 ---------------->
---------------->
----------------> C2 H5OH + CO2 ( à équilibrer)
La fermentation alcoolique a lieu dans le hyaloplasme de la cellule. Elle permet le renouvellement en ATP.
Le rendement de la fermentation alcoolique est plus faible que celui de la respiration : 2 ATP ( glycolyse)
contre 36 ATP. La fermentation alcoolique autorise toutefois une vie sans oxygène (vie anaérobie).
Remarque 1 : Les organismes autotrophes possèdent également des mitochondries, ils sont donc capables de
fabriquer de l’ATP grâce à la respiration à partir des molécules organiques synthétisées lors de la photosynthèse.
Remarque 2: La mitochondrie et le chloroplaste proviennent probablement de bactéries qu'une cellule hôte
ancestrale aurait adoptées comme endosymbiotes. Une Symbiose : association à bénéfices réciproques entre 2 êtres
vivants (endo = à l'intérieur).
Livre page 241
Cellule
Source d’énergie permettant la production d’ATP
Phénomène permettant la production d’ATP
Déchets
Autotrophe
Hétérotrophe