CORRECTION DES REVISIONS LE METABOLISME : ATP ET RESPIRATION PHOSPHORYLATION

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1 CORRECTION DES REVISIONS LE METABOLISME : ATP ET RESPIRATION Explications rapides des mécanismes d utilisation d ATP. PHOSPHORYLATION Phosphorylation = addition d un groupement phosphate (ou phosphoryle) sur l ADP ; inverse de l hydrolyse. En présence d énergie chimique, un groupe phosphate se fixe sur ADP, crée l ATP. ADP + P + énergie ATP + H2O Ce 3 groupement phosphate se détache facilement et libérer son énergie à une autre réaction. UTILISATION D ATP PAR LES MYOCYTES Les myocytes sont les cellules musculaires : ATP utilisé aux myofibrilles : son hydrolyse provoque le raccourcissement des sarcomères. La tête de myosine est fixée sur un site spécifique de l actine, avec un angle de 45. La tête de myosine fixe une molécule d ATP : ce qui la détache de l actine. L hydrolyse l ATP en ADP procure de l énergie, utilisée pour pivoter et se fixer à l actine. Lorsqu elle relâche l ADP, la tête de myosine reprend sa position initiale sur l actine, inclinée à 45 : le coulissage de la myosine par rapport à l actine (vers le centre du sarcomère) se fait donc à ce moment

2 Explication rapide des mécanismes de respiration fermentation DECARBOXYLATION Elle représente la décomposition de la molécule carbonée (organique) en CO 2. Lors de la fermentation : l acide pyruvique est décarboxylé en éthanol : C3 C + C2 Lors de la décomposition l acide pyruvique en CO 2 dans la matrice mitochondriale. FONCTIONNEMENT DES CRETES MITOCHONDRIALES Crêtes mitochondriales = membranes internes des mitochondries contenant des enzymes. Les enzymes de la chaine respiratoire transfèrent électrons et H + de R H 2 à O ; H 2 O formé. Les ATP synthétases utilisent l énergie du transfert des H + et des électrons de R H 2 vers H 2 O pour phosphoryler l ADP en ATP PRODUCTION D ETHANOL En anaérobie, le glucose est transformé en éthanol par fermentation. Glycolyse cytoplasmique aboutissant à la formation d acide pyruvique, de R H 2 et d ATP, puis fermentation (au sens strict) par ré-oxydation de R H 2 en R, décarboxylation et réduction de l acide pyruvique en éthanol. C 6 H 12 O 6 2 CO C2H 5 OH RESPIRATION CELLULAIRE C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O : oxydation totale du glucose en déchets minéraux. Glycolyse cytoplasmique : le glucose est transformé en ATP et en acide pyruvique par les enzymes cytoplasmiques. Respiration mitochondriale : l acide pyruvique est décarboxylé et convertit en ATP et en R H 2 par les enzymes de la matrice ; puis R H 2 est convertit en ATP par les enzymes des crêtes mitochondriales.

3 Vocabulaire spécifique lié mobilisé : liste limitée non exhaustive. Sarcomère Raccourcissement, myofibrille, myocyte, contraction, actine, myosine, pivotement, ATP, ADP. Hydrolyse ATP+H 2 O ADP+P, groupe phosphate, 3 liaison riche en énergie, phosphorylation. Anaérobiose Ethanol, alcool, glucose, acide pyruvique, R H/R, glycolyse, ATP, dégradation incomplète, croissance cellulaire, levure, aérobie, mitochondrie. R H 2 R, transfert d électrons, réduction, oxydation, glycolyse, fermentation, acide pyruvique, H 2 O, O 2, chaîne respiratoire, crête mitochondriale, ATP, CO 2, décarboxylation. Matrice Mitochondrie, acide pyruvique, décarboxylase, CO 2, H 2 O, O 2, R H 2, transfert d électron, crête mitochondriale, chaîne respiratoire, ATP synthétase, ATP. Acide pyruvique Glucose, glycolyse, cytoplasme, 2 voies de régénération de l ATP, respiration, fermentation, aérobie, anaérobie, décarboxylation, mitochondrie, R H/R, ATP. Dégradation du glucose Dégradation complète ou incomplète, CO 2, H 2 O, minéralisation, énergie cellulaire, ATP, déchet riche en énergie, déchet organique, éthanol, croissance cellulaire, respiration, fermentation. ATP synthétase ATP/ADP+P, crête mitochondriale, cytoplasme, chaîne respiratoire, R H 2 /R, O 2 /H 2 O, matrice

4 Schéma rapide : attention à la taille, le soin, le titre, les couleurs Schéma Référence livre Pivotement myosine Fermentation (sens large) Réduction de O Mitochondrie

5 Exploitation de documents : ATP limité, p 223, B3, Question 3 Vitesse d utilisation = 0.5 kg/min ; 20 kg de muscles contiennent 0.42% maxi d ATP, soit 0.084kg. Durée maxi = x 60 : 0.5 = 10 secondes SALIRGAN, p 222, A1, Question 1 L ajout d ATP accroît la tension des fibres durant 3 secondes, alors que le SALIRGAN, qui bloque l hydrolyse de l ATP, l annule en 1 seconde : l ATP est nécessaire à la contraction musculaire Fermentation, p 238, A1+2, Question 1 Exp1 : le glucose disparaît au profit de l alcool et du CO 2 : C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 OH + 2 CO 2. Exp2 : le CO 2 et l éthanol sont produits dans la cuve ; leur quantité augmente de 4 et 0 à 45 et 30 mg/l en 700s. La quantité de glucose n est pas mesurée : on peut supposer que cette quantité baisse : C 6 H 12 O 6 C 2 H 5 OH + 2 CO 2. Fonctionnement cellule végétale, p 240, A1+2, Question : t 0 -t 1 : O 2, CO 2 : respiration ; après t 2 : O 2, CO 2 : photosynthèse. Apparente interruption de t 1 à t t 2 correspond à l équilibre des échanges gazeux entre les deux mécanismes ; les deux échanges se compensent. 2 : dans la cellule végétale, les deux organites, chloroplastes et mitochondries, sont présentes : chacun effectue ses propres échanges gazeux. Ceux du chloroplaste dépendent de la lumière et varient donc à partir de t 1, ceux de la mitochondrie s effectuent en permanence.