Résultats d’apprentissage
- Décrire le processus de glycolyse et identifier ses réactifs et produits
- Décrire le processus du cycle de l’acide citrique (cycle de Krebs) et identifier ses réactifs et produits
- Décrire le résultat global du cycle de l’acide citrique et de la phosphorylation oxydative en termes de produits de chaque
- Décrire la localisation du cycle de l’acide citrique et de la phosphorylation oxydative dans la cellule
La respiration cellulaire est un processus qui les êtres vivants utilisent pour convertir le glucose en énergie. Les autotrophes (comme les plantes) produisent du glucose pendant la photosynthèse. Les hétérotrophes (comme les humains) ingèrent d’autres êtres vivants pour obtenir du glucose. Bien que le processus puisse sembler complexe, cette page vous présente les éléments clés de chaque partie de la respiration cellulaire.
Passons en revue
La respiration cellulaire est un ensemble de trois voies métaboliques uniques: la glycolyse, le cycle de l’acide citrique et la chaîne de transport des électrons. La glycolyse est un processus anaérobie, tandis que les deux autres voies sont aérobies. Afin de passer de la glycolyse au cycle de l’acide citrique, les molécules de pyruvate (la sortie de la glycolyse) doivent être oxydées dans un processus appelé oxydation du pyruvate.
Glycolyse
La glycolyse est la première voie de la respiration cellulaire. Cette voie est anaérobie et se déroule dans le cytoplasme de la cellule. Cette voie décompose 1 molécule de glucose et produit 2 molécules de pyruvate. Il y a deux moitiés de glycolyse, avec cinq étapes dans chaque moitié. La première moitié est connue sous le nom d’étapes ”nécessitant de l’énergie ». Cette moitié divise le glucose et consomme 2 ATP. Si la concentration de pyruvate kinase est suffisamment élevée, la seconde moitié de la glycolyse peut se poursuivre. Dans la seconde moitié, la « libération d’énergie: étapes, 4 molécules d’ATP et 2 NADH sont libérées. La glycolyse a un gain net de 2 molécules d’ATP et de 2 NADH.
Certaines cellules (par exemple, les globules rouges de mammifères matures) ne peuvent pas subir de respiration aérobie, la glycolyse est donc leur seule source d’ATP. Cependant, la plupart des cellules subissent une oxydation des pyruvates et continuent vers les autres voies de la respiration cellulaire.
Oxydation du pyruvate
Chez les eucaryotes, l’oxydation du pyruvate a lieu dans les mitochondries. L’oxydation du pyruvate ne peut se produire que si de l’oxygène est disponible. Dans ce processus, le pyruvate créé par la glycolyse est oxydé. Dans ce processus d’oxydation, un groupe carboxyle est éliminé du pyruvate, créant des groupes acétyle, qui se composent avec la coenzyme A (CoA) pour former de l’acétyle CoA. Ce processus libère également du CO2.
Cycle de l’acide citrique
Le cycle de l’acide citrique (également connu sous le nom de cycle de Krebs) est la deuxième voie de la respiration cellulaire, et il a également lieu dans les mitochondries. La vitesse du cycle est contrôlée par la concentration d’ATP. Lorsqu’il y a plus d’ATP disponible, le taux ralentit; quand il y a moins d’ATP, le taux augmente. Cette voie est une boucle fermée: l’étape finale produit le composé nécessaire à la première étape.
Le cycle de l’acide citrique est considéré comme une voie aérobie car le NADH et le FADH2 qu’il produit agissent comme des composés temporaires de stockage d’électrons, transférant leurs électrons vers la voie suivante (chaîne de transport d’électrons), qui utilise l’oxygène atmosphérique. Chaque tour du cycle de l’acide citrique fournit un gain net de CO2, 1 GTP ou ATP, et 3 NADH et 1 FADH2.
Chaîne de transport des électrons
La plus grande partie de l’ATP du glucose est générée dans la chaîne de transport des électrons. C’est la seule partie de la respiration cellulaire qui consomme directement de l’oxygène; cependant, chez certains procaryotes, il s’agit d’une voie anaérobie. Chez les eucaryotes, cette voie se déroule dans la membrane mitochondriale interne. Chez les procaryotes, il se produit dans la membrane plasmique.
La chaîne de transport des électrons est composée de 4 protéines le long de la membrane et d’une pompe à protons. Un cofacteur fait la navette des électrons entre les protéines I-III. Si le NAD est épuisé, le saut I: FADH2 commence sur II. Dans la chimiosmose, une pompe à protons transporte les hydrogènes de l’intérieur des mitochondries vers l’extérieur; cela fait tourner le « moteur” et les groupes phosphates s’y attachent. Le mouvement passe de l’ADP à l’ATP, créant 90% de l’ATP obtenu à partir du catabolisme aérobie du glucose.
Pratiquons
Maintenant que vous avez examiné la respiration cellulaire, cette activité de pratique vous aidera à voir à quel point vous connaissez la respiration cellulaire:
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