Cours de Biologie, L1S1, IIIèlèves - PDF

3 CM : L’énergie des cellules UE.Biologie L1S1 6h CM 2 séances de TD (avec QCM noté à chaque séance) 1 partie de l’examen final de l’unité Biologie (environ 1/3 de la note) Marie-Anne Buvry marie.anne.barbier.buvry@univ-st-eti...

3 CM : L’énergie des cellules UE.Biologie L1S1 6h CM 2 séances de TD (avec QCM noté à chaque séance) 1 partie de l’examen final de l’unité Biologie (environ 1/3 de la note) Marie-Anne Buvry [email protected] 16 III. CHLOROPLASTES ET PHOTOSYNTHESE Equation élémentaire de la photosynthèse : énergie lumineuse CO2 + 2 H2O [C(H2O) ]+ O2 + H2O Bilan chimique de la photosynthèse : énergie lumineuse 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 21 Bilan chimique de la photosynthèse : énergie lumineuse 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O H2O = 1/2 O2 + 2e- + 2H+ oxydation de la molécule d’eau CHLOROPLASTES ET PHOTOSYNTHESE LES PLASTES 19 LA PHASE CLAIRE DE LA PHOTOSYNTHESE EXPERIENCE DE HILL Manip 1: OY ES CHLORO PL BR H2O CO2 PAS DE LIBERATION D’O2 A ST ES Manip 2: ES OY CHLORO BR PL H2O CO2 A ST ES LIBERATION D’O2 Fe3+ (Accepteur d’e-) Manip 3: LIBERATION D’O2 CHLOROPLASTES ENTIERS CO2 H2O 19 21 La nature de la lumière solaire 21 MECANISMES PHOTOCHIMIQUES OBSERVES DANS LA MEMBRANE DES THYLACOIDES Présence de nombreux PIGMENTS CHLOROPHYLLIENS 21 21 MECANISMES PHOTOCHIMIQUES OBSERVES DANS LA MEMBRANE DES THYLACOIDES 21 Etude de l’activité photosynthétique 21 Excitation de la chlorophylle  MECANISMES PHOTOCHIMIQUES OBSERVES 21 DANS LA MEMBRANE DES THYLACOIDES Fonctionnement d’un photosystème 21 Transport non cyclique d’électrons  BILAN DE LA PHASE CLAIRE 21  MECANISMES PHOTOCHIMIQUES OBSERVES DANS LA MEMBRANE DES THYLACOIDES e- H2O Donneur Donneur Antenne d’e- d’e- e- C collectrice Chlorophylle A Chlorophylle A piège Accepteur piège CHAINE DE TRANSPORTEURS D’ELECTRONS HL e- Accepteur d’e- d’e- e- = CHAINE O PHOTOSYNTHETIQUE H2O NADPH ATP SYNTHETASE R ATP ADP PHOTOPHOSPHORYLATION O +P Membrane des thylacoides PL O2 AS H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Lumen des thylacoides H+ H+ H+ H+ Stroma THYLACOIDE TE FONCTIONNEMENT DU CENTRE REACTIONNEL 23  MECANISMES PHOTOCHIMIQUES OBSERVES DANS LA MEMBRANE DES THYLACOIDES 24 COHABITATION DE 2 PHOTOSYSTEMES: PSI ET PSII  LA PHASE OBSCURE DE LA PHOTOSYNTHESE LE CYCLE DE CALVIN 25  BILAN ENERGETIQUE DE LA SYNTHESE D’UN GLYCERALDEHYDE 3 PHOSPHATE ( VIA LE CYCLE DE CALVIN ) CO 2 RIBULOSE BIPHOSPHATE 3 ADP 9 ADP 3 ATP 9 ATP 2 NADPH 6 NADPH 2 NADP 3 TOURS DE CYCLES SUCCESSIFS 6 NADP GLYCERALDEHYDE 3PHOSPHATE 26  CHLOROPLASTES ET PHOTOSYNTHESE 27  CHLOROPLASTE GLYCERALDEHYDE 3-PHOSPHATE ST RO ST MAMIDON RO A M ACIDE AMINE A PROTEINE E GLUCOSE FRUCTOSE M AS DEVENIRS DU SACCHAROSE PL GLYCERALDEHYDE 3-PHOSPHATE GL YC O OL YS YT E C ACIDE PYRUVIQUE ph os ph or yl at io n ATP 28 MITOCHONDRIE 29 LES BACTERIES N’ONT NI CHLOROPLASTE NI MITOCHONDRIE LES BACTERIES AEROBIES RESPIRENT LA RESPIRATION DEMARRE PAR LA GLYCOLYSE QUI A LIEU DANS LE CYTOPLASME BACTERIEN LE CYCLE DE KREBS ET LA CHAINE RESPIRATOIRE ONT LIEU DANS LA MEMBRANE PLASMIQUE DES BACTERIES LES CYANOBACTERIES, LES BACTERIES VERTES, LES BACTERIES POURPRES PHOTOSYNTHETISENT LES PIGMENTS DE L’ANTENNE COLLECTRICE DE L’ENERGIE LUMINEUSE SONT SITUES DANS LA MEMBRANE PLASMIQUE DE CES PROCARYOTES LA CHAINE PHOTOSYNTHETIQUE EST LOCALISEE DANS LA MEMBRANE PLASMIQUE DE CES BACTERIES AUTOTROPHES 29 30 IV/ LA FERMENTATION: UN AUTRE PROCESSUS BIOLOGIQUE FOURNISSEUR D’ATP CHEZ LES ORGANISMES ANAEROBIES ETAPE 1: la GLYCOLYSE ETAPE 2 b: LA FERMENTATION LACTIQUE Ex: Streptococcus, Lactobacterium, Lactobacillus… éthanol ETAPE 2 a: LA FERMENTATION ALCOOLIQUE Ex: la levure Saccharomyces cerevisiae 28  31 CONCLUSION Au sein d’une cellule EUCARYOTE, la production d’ATP est assurée : - dans les CHLOROPLASTES des cellules AUTOTROPHES lors de la phase PHOTOCHIMIQUE de la PHOTOSYNTHESE - dans les MITOCHONDRIES de tout type de cellules, HETEROTROPHES ou AUTOTROPHES, lors de la RESPIRATION CELLULAIRE Remarque : une étape préliminaire, la GLYCOLYSE, productrice d’énergie a lieu dans le cytoplasme de ces cellules - dans le CYTOPLASME de quelques types de cellules (LEVURES, CELLULES VÉGÉTALES, CELLULES MUSCULAIRES.. ) par FERMENTATIONS ALCOOLIQUE ou LACTIQUE quand le dioxygène fait défaut et empêche la respiration d’avoir lieu. Bibliographie: Eléments de Biologie cellulaire – D.Robert & B.Vian Bioénergétique: l’ATP dans la cellule – E. Boitard et al. Biologie – Campbell et al. L’essentiel de la biologie cellulaire – Alberts et al. 29 31 Séance TD Objectifs de la séance : - gagner en efficacité pour travailler les cours (des méthodes pour apprendre) - utiliser les connaissances pour mettre en oeuvre une résolution de problème dans le cadre de la démarche scientifique. Travail préparatoire : - avoir travaillé le cours et constitué des outils pour aider à le mémoriser et le comprendre. - Apporter les outils de travail que vous avez élaborés (tableau de comparaison synthétique, des lexiques, des cartes mentales, des fiches de révision, des schémas bilan…) Bibliographie: Eléments de Biologie cellulaire – D.Robert & B.Vian Bioénergétique: l’ATP dans la cellule – E. Boitard et al. Biologie – Campbell et al. L’essentiel de la biologie cellulaire – Alberts et al. 29