Mécanisme de la respiration cellulaire

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2 TP : Mécanisme de la respiration cellulaire DHAOUI.S

3 La respiration cellulaire est l ensemble des réactions biochimiques aboutissant à la formation d énergie (par dégradation de nutriments). Ce mécanisme consomme du dioxygène (O 2 ) et crée du dioxyde de carbone comme déchet. C est la raison pour laquelle on parle de respiration cellulaire.

4 Quel est le mécanisme de la respiration cellulaire

5 I- Siège de la respiration cellulaire Activité1:

6 1) La courbe du taux d O 2 en fonction du temps est décroissante: le taux d O 2 du milieu diminue donc il y a consommation d O 2 par les mitochondries qui respirent.

7 2) Le siège de la respiration cellulaire est la mitochondrie.

8 Activité 2:

9 II- Les étapes de la dégradation de glucose Activité 2: Hypothèse 1: Ce composé en C 3 (pyruvate) se forme dans le hyaloplasme puis pénètre dans la mitochondrie.

10 Hypothèse 2: La membrane interne est responsable de la formation de l ATP. Hypothèse 3: La réaction de déshydrogénation se réalise dans l hyaloplasme et la matrice alors que la décarboxylation se fait dans la matrice.

11 Activité 3: Milieu externe Milieu cellulaire Hyaloplasme Mitochondries Temps G T 0 G ++ G +++ T 1 P +++ P ++ T 2 CO + 2 P +++ K + T 3 CO ++ 2 K +++ T 4

12 *T 0 : le glucose est présent dans le milieu extracellulaire. *T 1 : le glucose diminue dans le milieu externe et augmente dans le hyaloplasme donc il passe dans la cellule. *T 2 : disparition totale de glucose et apparition de pyruvate (Glycolyse).

13 *T 3 : les acides du cycle de Krebs apparaissent dans la mitochondrie par l utilisation de l acide pyruvique *T 4 : l acide pyruvique disparait dans la mitochondrie: il est totalement dégradé.

14 Conclusion: L hypothèse 1 est vérifiée. (il s agit de la glycolyse) Des réactions se réalisent à la matrice mitochondriale formant des composées du cycle de Krebs et permettant la formation de CO 2 et l eau.

15 III- Forme de production d énergie Activité4:

16 L énergie produite au cours de la respiration est sous forme de molécule d ATP.

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19 1) Glycolyse : La glycolyse se produit dans le cytoplasme des cellules. C est un processus qui dégrade le glucose (molécule à 6 carbones) en deux molécules de pyruvates (molécules à 3 carbones). Ce processus se produit en condition anaérobie. Tous les organismes font la glycolyse.

20 Le pyruvate peut être utilisé sans oxygène dans le processus de fermentation qui est un processus anaérobie. S il y a de l oxygène, le pyruvate pénètre dans les mitochondries et le processus de respiration cellulaire continue.

21 2) Réaction de transition ou décarboxylation oxydative : Chaque molécule de pyruvate perd un atome de carbone.. On obtient une molécule à 2 carbones qui se combinent avec une coenzyme A pour former de l acétyl-coa.

22 3)Cycle de Krebs Il est appelé aussi le cycle de l acide citrique. Les 2 molécules d acétyl-coa subissent les réactions du cycle de Krebs qui formera du dioxyde de carbone (CO 2 ) et 4 molécules d ATP.

23 4) Phosphorylation oxydative Cette étape a besoin de l oxygène pour produire de l ATP. Cette dernière étape dépend de la chaîne respiratoire qui est une suite de molécules incrustée dans la membrane interne de la mitochondrie. Ces molécules sont réduites et oxydées pour amener les électrons à l étape finale où l eau est produite.

24 Bilan énergétique de la respiration cellulaire A partir d'une molécule de glucose : la glycolyse a permis de synthétiser 2 ATP, le cycle de Krebs 4 et la chaîne respiratoire 32. Nous avons donc un total de 38 ATP

25 L'équation bilan totale est : C 6 H 12 O O ADP + 38 Pi ---> 6 CO H 2 O + 38 ATP

26 Pour connaître l'efficacité de la respiration cellulaire nous établissons la formule suivante : «Energie contenue dans une molécule d'atp x Nombre d'atp produit / Energie théoriquement contenue dans une molécule de glucose x 100» Il y a production de 36 ATP par la glycolyse qui ont chacun environ 50 kj d'énergie.

27 L'énergie contenue dans une molécule de glucose est de 2871 kj. Donc : 50 x 36/2871 x 100 = 63 % L'efficacité de la respiration cellulaire est de 63 %. Cela s'explique par le fait qu'une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur.