TD n°2 - Métabolisme énergétique
EXERCICE 1 :
L’oxydation complète du glucose :
C6H12O6 (s) + 6 O2 → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
libère une enthalpie libre de 686 kcal/mol (environ 2800 kJ/mol).
Dans une cellule vivante, la combustion du glucose est connectée à la synthèse de l’ATP
suivant réaction :
ADP + Pi → ATP (∆G° = 30,5 kJ/mol)
1/ Sachant que dans une cellule 38 molécules d’ATP pour une molécule de glucose brûlée sont
synthétisées, quel est le pourcentage d’énergie perdue sous forme de chaleur ?
2/ L’énergie gagnée par synthèse d’ATP sert en particulier à contracter les muscles, avec une
efficacité d’environ 50%. Quel est le rendement du muscle, considéré comme une machine,
à partir du glucose ?
EXERCICE 2 :
En 1860, Louis Pasteur a comparé le métabolisme de levures cultivées en milieu aérobie et
anaérobie. Quand il ajoutait de l’oxygène à une culture de levures poussant jusqu’alors de
manière anaérobie sur du glucose, il observait que la vitesse de consommation de glucose
chutait de façon spectaculaire. Pouvez-vous expliquer cette observation ?
EXERCICE 3 : Intégration de la glycolyse dans le métabolisme et régulation
1/ Quelles sont les étapes irréversibles de la glycolyse ? Pourquoi sont-elles irréversibles ?
Quelle particularité partagent les enzymes qui catalysent ces réactions ?
2/ Quelle est l’enzyme clé de la régulation de la glycolyse ? De quelle(s) façon(s) son activité
est-elle modulée dans l’organisme ?
3/ Quelles sont les transformations métaboliques possibles du pyruvate produit lors de la
glycolyse en conditions aérobies ? en conditions anaérobies ?
Donnez les équations bilan des transformations.
4/ Comment varie la consommation de glucose en conditions aérobies et anaérobies ?
5/ Les globules rouges métabolisent le glucose à vitesse élevée en formant du lactate.
Pourquoi la production de lactate est-elle nécessaire pour que l’utilisation du glucose puisse
se poursuivre ?
6/ Expliquez le devenir des hydrogènes provenant de l’oxydation du glycéraldéhyde-3-
phosphate par la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase.
EXERCICE 4 : Devenir du pyruvate
1/ Écrire l’équation bilan de la dégradation complète du pyruvate en aérobiose.
2/ On introduit du pyruvate marqué radioactivement au 14C sur différentes positions, comme
indiqué ci-dessous par un astérisque, dans des mitochondries.