correction td energetique cellulaire

CORRECTION TD ÉNERGÉTIQUE CELLULAIRE
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CORRECTION TD ENERGETIQUE CELLULAIRE
SÉANCE 1 :
1. Les cellules peuvent avoir recours à la voie métabolique A présentée dans le document ci-
dessous qui utilise deux des trois produits de la cétogenèse, afin d’alimenter leur métabolisme
énergétique. Retrouvez les légendes de ce document.
Voie A : Cétolyse et Voie B : Cycle de Krebs
1 : NAD+
2 : NADH, H+
3 : alpha-cétoglutarate
4 : GDP + Pi
5 : GTP + H2O
6 : FAD
7 : FADH2
8 : Fumarate
9 : Fumarase
10 : NAD+
11 : NADH, H+
12 : oxaloacétate
13 : citrate
14 : aconitase
15 : ß-hydrobutyrate
16 : acétoacétate 18 : AcétoacétylCoA
17 : SuccinylCoA tranférase 19 : CoASH

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2. Quelle est l’origine glucidique de l’acétylCoA alimentant la voie B ?
Les glucides après avoir été oxydés dans le cytoplasme par la glycolyse aboutissent à la formation
de pyruvate. En condition aérobie, l’acide pyruvique est transféré dans la matrice mitochondriale et
subit une réaction de décarboxylation oxydative grâce au complexe de la pyruvate
déshydrogénase.
3. Quelle est l’origine lipidique de l’acétylCoA alimentant la voie B ?
Les acides gras après activation sont dégradés dans la voie de la β-oxydation, qui permet de former
un grand nombre de molécules d’acétylCoA.
4. Quelle est l’origine protidique de l’acétylCoA alimentant la voie B ?
Certains acides aminés glucoformateurs lorsqu’ils sont dégradés permettent de former de l’acide
pyruvique et donc potentiellement de l’acétylCoA.
Les acides aminés cétoformateurs eux lorsqu’ils sont dégradés permettent de former directement
de l’acétylCoA.
5. Donnez l’équation bilan de la voie B.
6. Expliquez le bilan énergétique de la voie B.
Le bilan énergétique de la dégradation d’une molécule d’acétylCoA lors du cycle de Krebs est
d’une molécule d’ATP formée directement et de 11 molécules d’ATP formées grâce à la
régénération des transporteurs réduits dans les chaînes respiratoires, soit 12 ATP par cycle de
Krebs.
En détails :
- 1 ATP produit (via GTP) à l’étape avec la succinate thiokinase.
- 3 NADH, H+ réoxydés via la chaîne respiratoire, soit 3 * 3 ATP, soit 9 ATP
- 1 FADH2 réoxydé via la chaîne respiratoire, soit 1 * 2 ATP, soit 2 ATP
7. Expliquez comment est régulée la voie B.
La régulation du cycle de Krebs porte essentiellement sur l’activité de certaines enzymes en fonction
des conditions métaboliques, et principalement de la charge énergétique de la cellule.
- La citrate synthase est inhibée par l’ATP et le succinylCoA et activée par l’acétylCoA.
- L’isocitrate déshydrogénase est activée par l’ADP et inhibée par l’ATP et le NADH, H+.
- L’α-cétoglutarate déshydrogénase est inhibée par le succinylCoA et le NADH, H+.

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8. Définissez la phosphorylation oxydative en une phrase.
La phosphorylation oxydative est l’ensemble des mécanismes qui permettent en condition aérobie
de coupler la synthèse d’ATP à la régénération des transporteurs réduits (grâce aux chaînes
respiratoires) dans la mitochondrie.
9. De quoi sont constituées les chaînes respiratoires ?
Les chaînes respiratoires mitochondriales sont constituées par un ensemble de transporteurs
d’électrons (les cytochromes).
10. Où sont localisés les constituants des chaînes respiratoires ?
Dans la membrane interne des mitochondries au niveau des crêtes.
11. Que font les chaînes respiratoires ?
Elles sont utilisées en condition aérobie pour régénérer les transporteurs d’hydrogène réduits
formés dans les différents métabolismes, qu’ils soient d’origine mitochondriale ou hyaloplasmique.
Leur fonctionnement permet l’établissement d’un gradient de protons de l’espace
intermembranaire vers la matrice, utilisé ultérieurement pour la synthèse d’ATP.
12. Comment les transporteurs réduits (NADH, H+) formés dans le compartiment hyaloplasmique
« entrent » dans la matrice mitochondriale ?
Les transporteurs d’hydrogène réduits du type NADH, H+ formés dans le compartiment
hyaloplasmique entrent dans la matrice mitochondriale grâce à des systèmes de navette qui
leur permettent de traverser la membrane interne, celle-ci étant imperméable (sauf à l’eau, au
dioxygène, aux acides gras à chaînes courtes, au glycérol et à l’urée). Il existe deux types de
navettes différentes, la navette aspartate/malate (localisation essentiellement hépatique, rénale
et cardiaque) et la navette glycérol phosphate (localisation essentiellement musculaire et
nerveuse).
La navette aspartate/malate permet la formation de NADH, H+ dans la matrice alors que la
navette glycérol phosphate permet elle la formation de FADH2, il y a donc une perte d’ATP si
c’est la navette glycérol phosphate qui est utilisée (La régénération d’un NADH, H+ entraîne la
formation de 3 ATP alors que la régénération d’un FADH2 ne permet d’en former que 2).

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13. Titrez et légendez la figure suivante :
Titre : La navette malate/aspartate.
1 : Membrane interne mitochondriale
2 : malate
3 : Malate déshydrogénase (MDH)
4 : Glutamate
5 : alpha-cétoglutarate
6 : aspartate

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14. Titrez et légendez la figure suivante :
Titre : La navette glycérol phosphate.
1 : Membrane interne mitochondriale
2 : Glycérol-phosphate
3 : FAD
4 : FADH2
5 : Dihydroxyacétone-phosphate (DHAP)
6 : Glycérol-P déshydrogénase.