Respiration Cellulaire et Fermentation (Chapitre 9) PDF

Pour effectuer des tâches/du travail essentiel à la vie, les cellules doivent recevoir de l’énergie de sources externes P.ex. ce macareux trouve son énergie dans les petits poissons qu’il mange 1 ...

Pour effectuer des tâches/du travail essentiel à la vie, les cellules doivent recevoir de l’énergie de sources externes P.ex. ce macareux trouve son énergie dans les petits poissons qu’il mange 1  Recyclage d’énergie Comme nous avons vue avec le premier principe de la thermodynamique, l’énergie ne peut pas être crée ou détruite, elle peut juste être transférée ou transformée L’énergie emmagasinée dans les molécules organiques des aliments vient du soleil L’énergie entre dans les écosystèmes sous forme d’énergie lumineuse et sort sous forme d’énergie thermique (chaleur) Les molécules sont recyclées – la photosynthèse à la respiration cellulaire La photosynthèse produit des molécules d’O2 et des molécules organiques qui servent de réserve d’énergie et composant nécessaire pour la respiration cellulaire dans les cellules eucaryotes La respiration cellulaire décompose ces molécules en utilisant l’O2 et produisant de l’ATP et finissent avec du CO2 et de l’eau comme « déchets » 2  Fermentation et respiration cellulaire Acide Acide Éthanol, CO2 Éthanol CO2 lactique lactique Fromage, Sauce soya yogourt Bière Vin Pain https://ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-2-molecular-biology/28-cell-respiration/yeast-fermentation.html Les cellules dégradent le glucose et les autres combustibles (p.ex. lipides) pour récupérer de l’énergie sous forme d’ATP Il y a 2 processus: Fermentation = dégradation partielle du glucose sans utilisation d’O2 Respiration cellulaire = dégradation plus complète du glucose – typiquement avec l’O2 Nous allons examiner les 2 dans plus de détails Les produits de la fermentation par différents petits organismes (p.ex. levures, champignons) sont utilisés pour la production de différents aliments Dans plusieurs cas, les cellules eucaryotes vont utiliser la respiration cellulaire pour produire de l’énergie 3  Extrait d’énergie Les molécules organiques possèdent de l’énergie potentielle dans les liaisons qui les forment Avec l’aide d’enzyme, une cellule dégrade des molécules organiques pour extraire l’énergie potentielle et transforme les molécules en produits plus simples qui renferment moins d’énergie (puisqu’un montant de l’énergie a été extrait) L’énergie extrait est ensuite utilisée pour accomplir du travail (chimique, mécanique ou transport) et le reste se dissipe sous forme de chaleur 4  Énergie dans les liaisons On brise des liaisons (p.ex. du glucose), on relâche de l’énergie Mais, si les liaisons qui forment les réactifs se font briser et que les atomes des réactifs forment de nouveau produit (nouvelles liaisons de formées), comment est-ce qu’il y a de l’énergie de relâcher Briser liaison = relâche l’énergie Former liaison = utilise/emmagasine l’énergie Ça dépend de l’attraction ou l’électronégativité d’un atome 5  Agent réducteur et oxydant La libération d’énergie d’une réaction dépend de l’attraction ou l’électronégativité des atomes/molécules impliqués Une substance qui a tendance à partager plus également les électrons ou donné un électron est un agent réducteur Une substance qui a tendance à partager plus inégalement les électrons ou prendre un électron est un agent oxydant Ce qui détermine si un agent est réducteur ou oxydant est l’électronégativité entre les atomes Si l’électronégativité est semblable, tel qu’entre le carbone et l’hydrogène = agent réducteur Si l’électronégativité est différente entre les atomes d’une liaison = agent oxydant Un rappel que l’O2, 2 molécules du même atome = partage égale des électrons Lorsqu’on brise les liaisons et réassemble les atomes avec un atomes plus électronégatif que l’autre, les électrons vont être plus attirés vers l’atomes plus électronégatif 6  Libération d’énergie via électrons C-H O-H https://wolfandico.com.au/wolf-i-co-blog-adventures-of-the-wolf-pack/5-reasons-why-you-need-a-short-dog-training-leash/ https://tenor.com/fr/search/dog-on-leash-gifs Les agents réducteurs et agents oxydants ont différent niveau d’énergie potentielle Les agents réducteurs (liaisons entre atomes qui ont une électronégativité semblable = électrons partagés plus ou moins également entre les atomes) ont plus d’énergie potentielle parce que les électrons sont plus libres de bouger entre les atomes Comme un chien sur une longue laisse = a le potentiel de bouger de toute sorte de direction = plus d’énergie potentiel = plus d’énergie dans la liaison Les agents oxydants (liaisons entre atomes qui ont une électronégativité inégale = électrons pas partagés également entre les atomes) ont moins d’énergie potentiel parce que les électrons sont moins libres de bouger entre les atomes Comme un chien sur une courte laisse = a moins de potentiel de bouger dans tout les sens = moins d’énergie potentiel = moins d’énergie dans la liaison Ceci veut dire que l’énergie en surplus qui était dans l’agent réducteur est maintenant converti en une énergie ATP ou chaleur dans la cellule 7  Respiration cellulaire La production d’ATP par la respiration cellulaire se fait en 3 étapes : La glycolyse = 1 glucose = produit 2 ATP (dans le liquide du cytoplasme) L’oxydation du pyruvate et le cycle de l’acide citrique (cycle de Krebs) = produit 2 ATP (dans la matrice des mitochondries) La chaine de transport d’électrons = produit 26-28 ATP (dans la membrane interne des mitochondries) 8  Glycolyse 1ère partie de la respiration cellulaire La dégradation du glucose en 2 pyruvates et 2 ATP Se produit dans le liquide du cytoplasme de la cellule 9  Cycle de l’acide citrique (cycle de Krebs) 2e partie de la respiration cellulaire Se produit dans la matrice des mitochondries Les pyruvates entrent dans les mitochondries, se font oxydés et entre dans le cycle d’acide citrique pour produire du CO2 10  Chaine de transport d’électrons 3e partie de la respiration cellulaire Des produits formés lors la glycolyse et la chaine d’acide citrique sont utiliser dans une chaine de transport d’électrons Quand les électrons sont transporter d’une molécule à une autre, de l’énergie est libéré pour former de l’ATP (phosphorylation oxydative) L’oxygène (très électronégatif) attire les électrons vers le bas de la chaine d’électrons À la fin de la chaine d’électrons, les H+ se lient à l’oxygène pour former de l’eau Se produit dans la membrane interne des mitochondries 11 Respiration cellulaire 12  La fermentation La fermentation consiste essentiellement en une glycolyse prolongée N’entre pas dans une chaine de transport d’électron comme on voit dans la respiration cellulaire Durant la glycolyse de la fermentation, le pyruvate est converti dans un autre produit Converti qu’une petite quantité de l’énergie du glucose en ATP lors de la fermentation 2 types les plus communs : fermentation alcoolique = produit alcool (bière, vin, pains = avec le CO2 produit) fermentation lactique = produit du lactate (yogourt, fromage, etc.) 13  La fermentation https://nutriocus.com/comment-entrainement-permet-meilleure-gestion-acidite-provoquee-par-lactate/ https://davidrunsworld.com/how-to-survive-running-in-the-heat-9846b77ff74f Lors d’exercice intense, s’il y a un manque d’oxygène transmisse aux cellules = pas de respiration cellulaire Respiration cellulaire a besoin de l’oxygène pour la chaine de transport d’électrons Alors, les cellules vont utilisé la fermentation = produit acide lactique = douleur et crampes dans les muscles 14  Fermentation ou respiration cellulaire Rendement de la respiration cellulaire = 40% de l’énergie du glucose en ATP Rendement de la fermentation = 2% de l’énergie du glucose en ATP Dans les 2 cas, la majorité de l’énergie est perdue sous forme de chaleur Mais la respiration cellulaire est plus efficace que la fermentation 15