LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION

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1 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
Présenté par Karine Dion Physiologie du vivant (101-CKA-05)

2 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE

3 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE But du cours: Comprendre comment les cellules extraient de l’énergie des molécules organiques et s’en servent pour régénérer l’ATP.

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LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Molécules complexes Molécules simples Énergie

5 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Respiration cellulaire aérobie Composés organiques + Dioxygène  Dioxyde de carbone + Eau + Énergie C6H12O O  CO H2O + Énergie Énergie sous forme d’ATP et de chaleur

6 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Réactions d’oxydoréduction Les électrons dans les réactions chimiques passent d’un réactif à l’autre. Oxydation Lorsqu’il y a une perte d’électrons  Lorsqu’il a y un gain d’électrons  Réduction

7 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Réactions d’oxydoréduction

8 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Respiration cellulaire aérobie oxydation C6H12O O  CO H2O + Énergie réduction

9 LA RESPIRATION CELLULAIRE ET LA FERMENTATION
LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Le glucose est dégradé en une série d’étapes. Aux étapes clés, des atomes d’H sont arrachés au glucose et sont attachés à des molécules de NAD+.

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LES PRINCIPES RELATIFS À L’EXTRACTION DE L’ÉNERGIE Les électrons voyagent beaucoup pendant la respiration cellulaire aérobie: Nutriment  NADH chaîne de transport d’électrons  O2

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE La respiration cellulaire aérobie comprend 3 stades métaboliques: La glycolyse Le cycle de Krebs La chaîne de transport d’électrons et phosphorylation oxydative CYTOSOL MATRICE MITOCHONDRIALE MEMBRANE INTERNE DE LA MITOCHONDRIE

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Glycolyse Phase d’investissement d’énergie Le glucose entre dans la cellule par une perméase. Deux phosphorylations se succèdent. La molécule résultante est scindée en 2. On obtient 2 molécules de phosphoglycéraldéhyde (PGAL) qui vont prendre part à la deuxième phase.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Glycolyse Phase de libération d’énergie Il y a une réaction d’oxydation qui réduit le NAD+ en NADH + H+ (x2). On attache du Pi au PGAL. Il y a création de 2 molécules d’ATP. On réarrange les électrons du substrat. Il y a création de 2 autres molécules d’ATP.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Bilan total de la glycolyse: Glucose  2 PGAL  2 Pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Le pyruvate entre dans la mitochondrie grâce à une perméase et un mécanisme de cotransport de protons et de pyruvate.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Les groupements carboxyles des pyruvates sont éliminés et libérés sous forme de CO2. Les fragments restants sont oxydés et le NAD+ est réduit en NADH + H+ (x2). La coenzyme A s’unit avec les molécules formées. On obtient 2 molécules d’acétyl-CoA qui peuvent entrer dans le cycle de Krebs.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Cycle de Krebs L’acétyl-CoA entre dans le cycle en se liant à l’oxaloacétate pour former du citrate. Il y a 3 oxydations qui réduisent le NAD+ en NADH + H+ (x2). Il y a 1 oxydation qui réduit le FAD en FADH2 (x2). Il y a création de 2 ATP.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Bilan total du cycle de Krebs: 2 pyruvate  2 acétyl-CoA + 2 oxaloacétate  citrate  2 oxaloacétate + 2 ATP + 8 NADH + 8 H+ + 2 FADH2 + 6 CO2

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Chaîne de transport d’électrons et phosphorylation oxydative La majeure partie de l’énergie extraite des nutriments est libérée par le NADH + H+ et la FADH2. Ils relient la glycolyse et le cycle de Krebs à la machinerie de la phosphorylation oxydative, qui alimente la synthèse de l’ATP avec l’énergie libérée par la chaîne de transport d’électrons.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Chaîne de transport d’électrons Les électrons extraits des nutriments sont transférés par le NADH + H+ et la FADH2 aux protéines de la chaîne. Les électrons sont acheminés à la prochaine molécule qui a plus d’affinité pour les électrons et ensuite à la prochaine. La dernière molécule cède ses électrons à l’O2 qui receuille une paire de protons dans le milieu aqueux et forme de l’eau.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE La chaîne de transport d’électrons ne produit pas d’ATP directement. Elle fait passer les électrons des nutriments à l’O2 en une série d’étapes qui libèrent l’énergie de manière contrôlée. Certaines composantes de la chaîne captent et libèrent des protons H+ dans l’espace intermembranaire de la mitochondrie.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Phosphorylation oxydative La membrane de la mitochondrie possède des complexes protéiques appelés ATP synthétases qui fabriquent l’ATP à partir de l’ADP et de phosphate inorganique. L’ATP synthétase utilise le gradient électrochimique causé par les protons H+ de part et d’autre de la membrane mitochondriale interne. Les H+ refluent à travers l’ATP synthétase pour retourner dans la matrice. Lorsque les H+ passent, le complexe protéique produit une phosphorylation oxydative de l’ADP et forme de l’ATP.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Chaque NADH + H+ libère assez d’énergie pour la formation de 3 ATP. Chaque FADH2 libère assez d’énergie pour la formation de 2 ATP.

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LA RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Bilan total de la respiration cellulaire aérobie:

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AUTRES PROCESSUS (LA FERMENTATION) La fermentation La fermentation permet à certaines cellules de produire de l’ATP en absence d’O2. Certains organismes ne font que de la fermentation. D’autres utilisent les 2 processus. La fermentation produit seulement 2 moles d’ATP par mole de glucose.

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AUTRES PROCESSUS (LA FERMENTATION) Fermentation alcoolique

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AUTRES PROCESSUS (LA FERMENTATION) Fermentation lactique

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