Biologie et physiologie comparées LA RESPIRATION Damien GABRIEL Biologie et physiologie comparées http://gars.en.ater.free.fr

Pourquoi respirons-nous ? Contraintes physico-chimiques liées aux échanges respiratoires Propriétés des échangeurs respiratoires en fonction de leur milieu de vie

INTRODUCTION

INTRODUCTION La notion même de respiration est difficile à définir

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS ?

A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE

1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE Terre en absence de vie Terre actuelle Gaz carbonique (CO2) 98% 0,03% Oxygène (O2) 0% 21% Azote (NH2) 1,9% 79% Temp. (°C) 300 °C 13°C

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE

6 CO2 + 6 H2O + énergie lumineuse --> C6H12O6 + 6 O2 I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE 6 CO2 + 6 H2O + énergie lumineuse --> C6H12O6 + 6 O2

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE

2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT

Spongiaire Poulpe Anémone de mer Trilobite I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT Spongiaire Poulpe Anémone de mer Trilobite

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT

insectes Amphibiens (Arthropleura) I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT insectes (Arthropleura) Amphibiens

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS. A I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT Mammifères Reptiles

B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE

9.104 attaques / cellules / jour I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 1. DANGERS 1012 molécules d’O2 2% O2- et H2O2: 2x1010 9.104 attaques / cellules / jour 10000 bases sont modifiées

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 2. AVANTAGES DE LA RESPIRATION

Potentiel redox de la molécule Gain énergétique I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 2. AVANTAGES DE LA RESPIRATION Pourquoi utiliser l’oxygène ? Pas le choix ! Potentiel redox de la molécule Gain énergétique

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 2. AVANTAGES DE LA RESPIRATION Mécanisme aérobie

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 2. AVANTAGES DE LA RESPIRATION Mécanisme anaérobie

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES

A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 1. LOI DE DALTON

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 1. LOI DE DALTON « Dans le cas d'un gaz parfait, la pression totale exercée par un mélange est égale à la somme des pressions partielles des constituants »

Pp = (P absolue) * (% du gaz) II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 1. LOI DE DALTON Pp = (P absolue) * (% du gaz)

Patm = PN2 + PO2 + PCO2 + PH2O + Pautres gaz II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 1. LOI DE DALTON Air atmosphérique : Patm = PN2 + PO2 + PCO2 + PH2O + Pautres gaz = 760 mm Hg 78.6% d azote : PN2 = 597.4 mm Hg 20.9% d Oxygène : PO2 = 158.8 mm Hg 0.04% de gaz carbonique : PCO2 = 0.3 mm Hg 0.06% d autres gaz : Pautres gaz = 0.5 mm Hg 0.4% d’eau : PH2O = 3.0 mm Hg

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY « A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide. »

Cs = P / H Concentration maximale Constante de Henry II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY Concentration maximale Constante de Henry Cs = P / H Pression partielle

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY 10 15 20 30 10.29 8.02 7.22 6.57 5.57 7.97 6.35 5.79 5.31 4.46 Température (°C) Eau douce (mL.L-1) Eau de mer