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Biologie > Respiration cellulaire > Flashcards

Respiration cellulaire Flashcards

1
Q

Grâce à quoi a lieu le couplage énergétique entre les réactions cataboliques et anaboliques?

A

grâce à l’ATP (adénosine triphosphate): énergie utilisable par la cellule

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Q

Comment est-ce que le catabolisme fournit l’énergie nécessaire à la régénération de l’ATP?

A

l’énergie libérée par le bris des liaisons covalentes des molécules organiques énergétiques est transférée à l’ATP

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Q

Qu’est-ce que la phosphorylation au niveau du substrat?

A

transfert direct d’un groupement phosphate par une enzyme d’un substrat organique à l’ADP, menant à la production d’ATP

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4
Q

Par quoi est fournie l’énergie nécessaire à la réaction de phosphorylation?

A

l’énergie nécessaire à la réaction est fournie par la dégradation d’une autre molécule, par exemple le glucose

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5
Q

Qu’en est-il de l’extraction d’énergie des nutriments et des électrons?

A

1) lors des réactions de dégradation des nutriments énergétiques, des électrons et des protons sont arrachés à ces molécules organiques sources d’énergie

2) ces électrons constituent de l’énergie potentielle chimique et sont cédés à des «transporteurs d’électrons»
- dans la cellule, ces transporteurs d’électrons sont des molécules: NAD+ et FAD

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6
Q

Quelle est la réaction de la molécule NAD+?

A

2 électrons + 2 H+ = NADH + H+

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7
Q

Quelle est la réaction de la molécule FAD?

A

2 électrons et 2 H+ = FADH2

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8
Q

Qu’est-ce que la déshydrogénation?

A

enlever un atome d’hydrogène

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9
Q

Comment aurait été obtenue l’énergie par les cellules anaérobies?

A

anaérobies: en absence d’oxygène (O2), extraient l’énergie de molécules organiques par fermentation

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10
Q

Qu’est-ce que la fermentation?

A

voie catabolique permettant d’extraire une partie de l’énergie contenue dans certaines molécules organiques (nutriments énergétiques) et de régénérer un peu d’ATP en absence d’oxygène

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11
Q

Quelle est l’équation générale de la fermentation?

A

composé organique = alcool ou acide + énergie (un peu)

ex: glucose + 2 ADP + 2 Pi = 2 éthanol + 2 CO2 + 2 ATP + chaleur
glucose + 2 ADP + 2 Pi = 2 lactate + 2 H+ + 2 ATP + chaleur

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12
Q

Qu’est-ce que la respiration cellulaire aérobie?

A

voie catabolique permettant d’extraire l’énergie contenue dans certaines molécules organiques (nutriments énergétiques) et de régénérer beaucoup d’ATP en présence d’oxygène

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13
Q

Quelle est l’équation générale de la respiration cellulaire aérobie?

A

composé organique + dioxygène = dioxyde de carbone + eau + énergie (beaucoup)

ex: glucose + 6 O2 + 32 ADP + 32 Pi = 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP + chaleur

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14
Q

Comment sont souvent assemblées les réactions métaboliques?

A

les réactions métaboliques sont souvent assemblées en voies métaboliques où le produit d’une réaction sert de réactif à la réaction suivante

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15
Q

Que permet les voies métaboliques?

A

les réactions métaboliques sont souvent assemblées en voies métaboliques où le produit d’une réaction sert de réactif à la réaction suivante

cela permet de:
- tirer profit de chacune des réactions intermédiaires (ici, maximiser l’extraction d’énergie des nutriments énergétiques)
- ne pas libérer toute l’énergie des molécules d’un coup, ce qui occasionnerait beaucoup de pertes sous forme de chaleur

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16
Q

Comment sont faites les réactions NAD+ et FAD?

A

par déshydrogénation

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17
Q

Quelles sont les 4 étapes de la respiration cellulaire aérobie?

A

1) glycolyse
2) oxydation du pyruvate
3) cycle de l’acide citrique
4) phosphorylation oxydative (chaîne de transport des électrons et chimiosmose)

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18
Q

Où se déroulent les 4 étapes de la respiration cellulaire pour une cellule procaryote?

A

1) glycolyse: cytosol
2) oxydation du pyruvate: cytosol
3) cycle de l’acide citrique: cytosol
4) phosphorylation oxydative: membrane plasmique

19
Q

Où se déroulent les 4 étapes de la respiration cellulaire pour une cellule eucaryote?

A

1) glycolyse: cytosol
2) oxydation du pyruvate: matrice mitochondriale
3) cycle de l’acide citrique: matrice mitochondriale
4) phosphorylation oxydative: membrane interne de la mitochondrie*

20
Q

Qu’est-ce que la glycolyse et quelles sont ses étapes?

A
  • la glycolyse est la dégradation du glucose
  • elle nécessite un apport en énergie (2 ATP deviennent 2 ADP): c’est la phase d’investissement d’énergie
  • elle nécessite 10 enzymes
  • le premier réactif est le glucose (C6H12O6)
  • le glucose est dégradé en 2 molécules à 3 carbones
  • du NAD+ arrache les atomes d’hydrogène aux molécules à 3 carbones (obtient du NADH + H+)
  • de l’eau est aussi produite
  • 2 molécules d’ADP sont transformées en 2 molécules d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat
  • à la fin de la glycolyse, on obtient 2 pyruvate à 3 carbones
21
Q

Quel est le bilan de la glycolyse?

A

une molécule de glucose donne:
- 2 pyruvates
- 2 H2O
- 2 NADH + 2 H+
- 2 ATP net

22
Q

Que se passe-t-il après la glycolyse en absence d’oxygène?

A

en absence d’oxygène, on peut juste faire la glycolyse suivi de la fermentation, donc seulement 2 ATP

1) fermentation lactique (pour 1 molécule de glucose): 2 lactates et 2 ATP
2) fermentation alcoolique (pour 1 molécule de glucose): 2 éthanols, 2 CO2 et 2 ATP

23
Q

Quelles sont les étapes de l’oxydation du pyruvate?

A
  • 2 pyruvates entrent dans la matrice mitochondriale par diffusion facilitée (transporteurs à pyruvate)
  • les pyruvates (3 carbones) sont scindés en acétate (2 carbones) et en CO2 (décarboxylation)
  • on retire 2 électrons et un proton (H+) à chaque pyruvate et on transfert au NAD+ pour former le NADH + H+ (par déshydrogénation)
  • on lie l’acétate à une molécule de coenzyme A (CoA) et cela forme l’acétyl-CoA (2 carbones)
24
Q

Quel est le bilan de l’oxydation du pyruvate?

A

pour 1 molécule de glucose (donc 2 pyruvates):
- 2 acétyl-COA à 2 carbones (donc 4 carbones au total)
- 2 CO2
- 2 NADH + 2 H+

25
Q

Quelles sont les étapes du cycle de l’acide citrique?

A
  • on retire la coenzyme A (COA), il reste donc l’acétate à 2 carbones
  • on lie l’acétate (2C) à une molécule d’oxaloacétate à 4 carbones
  • cela forme une molécule de citrate à 6 carbones
  • le citrate est dégradé en 2 CO2 et on y retire des électrons et des protons (H+) qu’on transfert au NAD+ ou au FAD pour produire 3 NADH + 3 H+ et du FADH2
  • il y a formation d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat (liaison d’un Pi à un ADP à l’aide de l’énergie de la dégradation du citrate)
  • l’oxaloacétate (4C) est régénéré et peut réagir avec un autre acétyl-COA et démarrer un nouveau cycle
  • 8 enzymes du cycle de l’acide citrique
26
Q

Quel est le bilan du cycle de l’acide citrique?

A

une molécule de glucose donne:
- 4 CO2
- 2 ATP
- 6 NADH + 6 H+
- FAD*

27
Q

Quelles sont les sous étapes de la phosphorylation oxydative?

A

4.1: chaîne de transport d’électrons
4.2: chimiosmose

28
Q

Qu’est-ce qu’une chaîne de transport d’électrons?

A

ensemble de protéines et autres molécules (complexes I à IV) enchâssées dans:
- procaryotes: membrane plasmique
- eucaryotes: membrane interne de la mitochondrie

29
Q

Quelles sont les étapes de la chaîne de transport d’électrons (phosphorylation oxydative)?

A
  • les «transporteurs d’électrons» cèdent leurs électrons et H+ aux complexes de la chaîne de transport
  • le NADH + H+ forme donc du NAD+ et le FADH2 forme du FAD
  • les électrons sont transférés d’une protéine à l’autre de la chaîne
  • l’énergie libérée par les électrons est utilisées pour transporter les ions H+ de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire (eucaryotes), c’est un transport actif
  • il y a une création d’un gradient de concentration de H+ (plus concentré dans l’espace intermembranaire que dans la matrice mitochondriale)
  • les électrons sont finalement cédés à un atome d’oxygène (1/2 O2, accepteur final d’électrons) qui, avec 2 H+, forment une molécule d’eau
30
Q

Quelles sont les étapes de la chimiosmose (phosphorylation oxydative)?

A
  • les ions H+ sont plus concentrés dans l’espace intermembranaire que dans la matrice mitochondriale (eucaryotes)
  • les ions H+ traversent l’ATP synthase dans le sens de leur gradient de concentration
  • l’énergie cinétique libérée par le passage des ions H+ est utilisée par l’enzyme ATP synthase pour lier ADP + Pi formant l’ATP (la majeure partie de l’ATP de la respiration cellulaire)
31
Q

Quel est le bilan de la phosphorylation oxydative?

A

une molécule de glucose donne:
- 28 ATP
- H2O
- NAD+
- FAD

32
Q

Qu’est-ce que l’ATP synthase?

A

c’est une protéine qui joue le rôle d’enzyme et de canal à H+

33
Q

Que se passe-t-il avec l’ATP produite par la cellule?

A

Toute l’ATP produite sort de la cellule pour faire le travail cellulaire

34
Q

Que se passe-t-il avec les H+ dans la matrice mitochondriale?

A

les H+ dans la matrice mitochondriale sont attirés (pompés) par les électrons ou font de l’eau avec le O2

35
Q

Par quel transport entre l’O2 jusque dans la matrice mitochondriale pour faire des molécules d’eau lors de la phosphorylation oxydative?

A

par diffusion simple

36
Q

Comment sort le CO2 de la cellule produit lors du processus de respiration cellulaire?

A

par diffusion simple

37
Q

De quoi dépend le rendement énergétique (nombre d’ATP produites)?

A

le substrat de départ

38
Q

Quelles sont des exemples d’autres molécules organiques qui sont des sources d’énergie et des substrats de la respiration cellulaire?

A
  • monosaccharides
  • glycérol
  • acides gras
  • certains acides aminés

ces molécules «entrent» différemment dans la voie catabolique de la respiration cellulaire

39
Q

Comment s’adapte la vitesse à laquelle s’effectue la respiration cellulaire?

A

elle est adaptée en temps réel au rythme de consommation d’ATP de chaque cellule

la respiration cellulaire est régularisée

40
Q

Quels sont les activateurs, soit ceux qui augmentent la vitesse de la voie métabolique?

A

ADP

41
Q

Quels sont les inhibiteurs, soit ceux qui diminuent la vitesse de la voie métabolique?

A
  • ATP
  • NADH + H+
  • citrate
42
Q

Qu’arrive-t-il en absence de dioxygène? Pourquoi est-ce qu’il est seulement possible de produire 2 ATP et non les autres?

A

en absence de dioxygène,il n’y a aucun accepteur final d’électrons au bout de la chaîne de transport:
- «blocage» de la chaîne de transport d’électrons
- impossibilité pour le NADH + H+ et le FADH2 de céder leurs électrons
- impossibilité de produire de l’ATP par chimiosmose

43
Q

Qu’est-t-il impossible de faire en absence de NAD+ et de FAD comme «transporteurs d’électrons» et que permet la fermentation en lien avec ceci?

A
  • la glycolyse
  • l’oxydation du pyruvate
  • le cycle de l’acide citrique

la fermentation permet de régénérer tout juste assez de NAD+ pour continuer à faire la glycolyse en absence de dioxygène

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