Métabolisme bactérien Le métabolisme énergétique

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Métabolisme énergétique Ses rôles ? Métabolisme énergétique NUTRIMENTS

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Ses rôles ? Métabolisme énergétique ATP Production de biomasse Divisions cellulaires Anabolisme : molécules néosynthétisées Production de métabolites NUTRIMENTS Mouvements moléculaires Mouvements cellulaires

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les sources d'énergie Métabolisme énergétique PHOTONSNUTRIMENTS Energie chimiqueEnergie lumineuse CAPTURE + TRANSFORMATION Energie CHIMIQUE ATP, GTP,...

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les types trophiques : se définissent à partir de la nature des sources d'énergie Métabolisme énergétique PHOTONSNUTRIMENTS Energie chimiqueEnergie lumineuse CAPTURE + TRANSFORMATION Energie CHIMIQUE ATP, GTP,... Organismes CHIMIOTROPHES Organismes PHOTOTROPHES

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimiotrophes Energie libérée lors de réactions chimiques d'oxydo-réduction Métabolisme énergétique NUTRIMENTS : ce sont des réducteurs Réducteur 2 YH 2 Oxydant 2 Y T (ATP) ATP Réducteur 1 XH 2 Oxydant 1 X TH2TH2 T : coenzyme oxydé

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimiotrophes : nature du réducteur 1 Métabolisme énergétique Réducteur 1 XH 2 Oxydant 1 X 2H + + 2e - minéral organique chimio lithotrophe chimio organotrophe Donneur d'électrons =

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimiotrophes : nature du réducteur 1 Métabolisme énergétique Réducteur 1 X - Oxydant 1 X' ne - Source de carbonne = minéral organique autotrophe hétérotrophe

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimiotrophes : nature du réducteur 1 Métabolisme énergétique Réducteur 1 XH 2 Oxydant 1 X 2H + + 2e - Source de carbonne = minéral organique autotrophe hétérotrophe Donneur d'électrons = minéral organique chimio lithotrophe chimio organotrophe Chimiolithotrophe autotrophe Chimioorganotrophe hétérotrophe Chimiolithotrophe autotrophe Chimioorganotrophe hétérotrophe

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimiotrophes Métabolisme énergétique Réducteur 2 YH 2 Oxydant 2 Y T (ATP) ATP Réducteur 1 XH 2 Oxydant 1 X TH2TH2 T : coenzyme oxydé Définition du type trophique

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : nature de l'oxydant 2 Métabolisme énergétique Oxydant 2 Y Réducteur 2 YH 2 2H + + 2e - minéral extracellulaire (O 2, NO 3 -,...) RESPIRATION FERMENTATION organique intracellulaire = =

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : nature de l'oxydant 2 ? Etude au laboratoire Métabolisme énergétique Mise en oeuvre de milieux : Gélose VFMilieu Hugh et Leifson O2O2 O2O2 Utilisation et tolérance ou non au dioxygène Glucose Vaseline (facultatif) Utilisation des voies respiratoires ou fermentaires

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : Les respirations Métabolisme énergétique Oxydant 2 Y Réducteur 2 YH 2 2H + + 2e - O2O2 NO 3 - SO 4 2- H2OH2ON 2, NH 4 H2SH2S Chaînes de transporteurs d'e - et d'H + Chaîne respiratoire aérobienitrateRESPIRATIONSsulfate

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : La respiration aérobie Métabolisme énergétique Réducteur2Oxydant 2 O 2 T ATP Réducteur1 XH 2 Oxydant1 X TH2TH2 T : coenzyme oxydé H 2 O, (H 2 O 2 ) Glucose (C 6 H 12 O 6 ) CO 2 Chaînes respiratoires membrane cytoplasmique glycolyse+cycle de Krebs

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Schéma de la chaîne respiratoire Métabolisme énergétique Milieu intermembranaire mitochondrial ou périplasmique Milieu intracellulaire cytoplasmique ou matrice mitochondriale Membrane ATP synthétase T TH2TH2 H+H+ 1/2O 2 + 2H + H2OH2O ADP + Pi ATP Force protomotrice F1 F0

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : Les rapports au dioxygène au laboratoire Métabolisme énergétique Etude des constituants de la chaîne respiratoire Etude de la réduction complète de l'O 2 Recherche de l'oxydase Recherche de la catalase H2O2H2O2 N diméthyl paraphénylène diamine = étude de la toxicité de l'O 2

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : La respiration nitrate ou voie dissimilatrice Métabolisme énergétique NO 3 - NO 2 - NH 3 NH 4 + N2N2 Chaînes de transport d'e - Voie dissimilatrice Perte d'azote NR A NR : Nitrate Réductase NO 2 - NH 4 + GLN Acides aminés Gain d'azote Voie assimilatrice NR B

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimioorganotrophes : Les fermentations Métabolisme énergétique OXYDANT 1 = OXYDANT 2 Réducteur2Oxydant 1 T ATP Réducteur1 Oxydant1 TH2TH2 T : coenzyme oxydé Acides, alcools... Glucose (C 6 H 12 O 6 ) Pyruvate Fermentations Pyruvate Glycolyse

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Les chimio-litotrophes Métabolisme énergétique

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Le cycle de Calvin Métabolisme énergétique et interconversion et hexoses APG : phosphoglycérate RUBP : ribulose bis-phosphate

Sophie Naud et Sylvie Bardes – Lycée de la Vallée de Chevreuse – mars 2005 Schéma de la photosynthèse Métabolisme énergétique Lumière e-e- ATP ADP+Pi AH2AH2 A x H + y CO 2 (CHO)n Phase lumineuse Phase obscure Pigment photosynthétique H 2 O : cyanobactéries H 2 S : bact. pourpres et vertes succinate : Athiorodaceae Pouvoir réducteur CREATION UTILISATION