Thème 6 : La respiration cellulaire

Question 1

En quoi consiste la respiration cellulaire ?

Answer 1

La respiration cellulaire est une réaction de combustion ayant lieu dans les mitochondries des cellules qui permet de transformer le glucose en énergie.

Question 2

Quelle est l’équation de la respiration cellulaire ?

Answer 2

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Énergie

Question 3

Qui pratique la respiration cellulaire ?

Answer 3

Domaine des Eucaryotes

Question 4

Ou se déroule la respiration cellulaire ?

Answer 4

Dans les mitochondries

Question 5

Quels sont les 3 types de respiration cellulaire ?

Answer 5

Respiration cellulaire aérobie
Respiration cellulaire anaérobie
Fermentation

Question 6

En quoi consistent les réactions cataboliques (ATP)

Answer 6

Dégradation des molécules complexes permet la production d’ATP

Question 7

En quoi consistent les réactions anaboliques (ATP)

Answer 7

Dégradation de l’ATP pour produire l’énergie nécessaire à la synthèse de molécules complexes

Question 8

Les cellules de tous les organismes utilisent l’ATP…

Answer 8

pour transférer de l’énergie d’une molécule à l’autre

Question 9

Décris l’équation globale de l’ATP vers l’ADP

Answer 9

Réaction exothermique (catabolisme → hydrolyse)

Adénosine + Triphosphate →(H2O) Adénosine + Diphosphate + Phosphate + Énergie

Question 10

Donne les 4 équations couplant le catabolisme à l’anabolisme impliquant de l’énergie (ATP)

Answer 10

• Molécules complexes + H2O ↔ Molécules simples + Énergie
• Glycogène + H2O ↔ (glucose)n + Énergie
• Triacylglycérols + 3 H2O ↔ 1 glycérol + 3 acides gras + Énergie
• Protéines + H2O ↔ Acides aminés + Énergie

Question 11

Qu’advient-t-il de l’énergie fournit par les réactions cataboliques (ATP)

Answer 11

Libérée sous forme de chaleur (60%)

ATP (40%) Transport, contraction musculaire, anabolisme

Question 12

Quelles sont les 2 méthodes pour les réactions cataboliques de transférer de l’énergie aux liaisons phosphates de l’ATP ?

Answer 12

Réactions d’oxydoréduction

Mécanismes de production d’ATP

Question 13

Quelles sont les 2 coenzymes qui transfèrent les atomes d’hydrogène qui ne peuvent pas rester libres à d’autre composé ?

Answer 13

Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD)

Flavine adénine dinucléotide (FAD)

Question 14

Quelles sont les 2 réactions en lien avec les 2 coenzymes (oxydoréduction)

Answer 14

NAD+ → NADH + H+ (Ajout de 2H (H+ et H-)

FAD → FADH2 (Ajout de 2H (H+ et H-)

Question 15

En quoi consiste la réaction d’oxydoréduction ?

Answer 15

Une réaction d’oxydoréduction combine une réaction d’oxydation (retrait d’électrons) à une réaction de réduction (ajout d’électrons). Lorsqu’une substance est oxydée, une autre est réduite. Les électrons sont accompagnés de protons H+.

Question 16

Quels liens unissent l’anabolisme et le catabolisme à l’ATP ?

Answer 16

Une partie de l’énergie libérée lors des réactions cataboliques est transférée à l’ATP. À son tour, l’ATP libère cette énergie et la transfert à d’autres molécules au cours des réactions anaboliques.

Question 17

Quel est le rôle des coenzymes NAD et FAD dans les réactions d’oxydoréduction ?

Answer 17

Recevoir les ions hydrogènes libérés par les réactions cataboliques et les transférer à d’autres molécules pour la formation éventuelle d’ATP.

Question 18

Quelle est la différence entre la phosphrylation au niveau du substrat et la phosphorylation oxydative ?

Answer 18

Dans la phosphorylation au niveau du substrat, les intermédiaires transfèrent directement un groupement phosphate à l’ADP. Dans la phosphorylation oxydative, des électrons sont retirés des molécules organiques pour être dirigés vers la chaine de transport des électrons ou ces électrons serviront à coller un groupement phosphate à l’ADP.

Question 19

À quoi sert le glucose dans la respiration cellulaire (4)

Answer 19

Production d’ATP, synthèse d’acides aminés, synthèse du glycogène, synthèse de triacylglycérols

Question 20

Quelles sont les 4 étapes de la respiration cellulaire ? Ou se déroulent-elles dans la cellule ?

Answer 20

Glycolyse (anaérobie → cytosol), oxydation du pyruvate → du cytosol à la mitochondrie, (cycle de Krebs, phosphorylation oxydative) → mitochondrie

Question 21

Globablement, en quoi consistent les 3 premières étapes ? (énergie)

Answer 21

Extraction des électrons riches en énergie

Question 22

En quoi consiste la quatrième étape ? (énergie)

Answer 22

Utilisation de l’énergie des électrons pour former de l’ATP (NADH/FADH2)

Question 23

Explique la glycolyse

Answer 23

• Afin de défaire le glucose en 2 pyruvate, investissement de 2 ATP
• Libération de 4 ATP (gain net de 2)
• 2 NAD+ + 4é + 4H+ → 2 (NADH + H+)
• Glucose → 2 Pyruvate + 2 H2O

Question 24

Explique l’oxydation du pyruvate

Answer 24

Pyruvate entre par diffusion facilitée dans la mitochondrie (perméase). Ensuite, un CO2 est rejeté, réduction NAD+ pour donner NADH + H+ et la molécule se lie avec la coenzyme A pour donner de l’Acétyl-CoA. Ces étapes se produisent 2x (2 pyruvate par glucose)

Question 25

Ou se déroule le cycle de Krebs?

Answer 25

Dans la matrice de la mitochondrie

Question 26

Décris les 8 étapes du cycle de Krebs

Answer 26

1. L'Acétyl-CoA ajoute son groupement acétyl (2C) à l'oxaloacétate(4C) pour donner du citrate (6C) 2. Une molécule de H2O disparait et une autre s'ajoute → donne de l'isocitate, ou le groupement hydroxyle a changé de position afin de faciliter les oxydations par après. 3. L'isocitrate est oxydé, ce qui réduit le NAD+ en NADH + H+, et perd une molécule de CO2. (5C) (a-Cétoglutarate) 4. Une autre molécule de CO2 est perdue. Puis, le composé s'oxyde à cause de la réduction de NAD+ en NADH + H+, puis se lie à la coenzyme A (4C). (Succinyl-CoA) 5. La Coenzyme A est délogée par un groupement phosphate qui transféré à la GDP, formant de la GTP → forme de l'ATP (Succinase) (4C) 6. Deux atomes d'hydrogène rejoignent le FAD, ce qui forme de la FADH2 et oxyde le succinate (Fumarate) (4C) 7. L'ajout de H2O scinde la double liaison du fumurate qui devient du malate. 8. Le substrat est oxydé, réduisant le NAD+ en NADH + H+ et régénérant l'oxaloacétate.

Question 27

Quel est le bilan du cycle de Krebs (avec un seul glucose)

Answer 27

4 CO2 + 2 ATP + 6 NADH + H+ + 2 FADH2

Question 28

Quel est le bilan des étapes 1 à 3 pour le glucose ?

Answer 28

Glycolyse + Phase de transition + Cycle de Krebs 0 CO2 + 2CO2 + 4 CO2 = 6CO2 2 ATP + 0 ATP + 2 ATP = 4 ATP 2 NADH+ + 2 NADH + H+ + 6NADH+ =10NADH+ 0 FADH2 + 0 FADH2 + 2 FADH2 = 2FADH2

Question 29

Ou se déroule la phosphorylation oxydative ?

Answer 29

Dans la membrane interne de la mitochondrie

Question 30

Quelles sont les 6 étapes de la chaine de transport d'électrons ?

Answer 30

1. NADH+ H+ cède ses électrons au premier transporteur (complexe protéique) 2. Complexe I → Coenzyme Q10 / Protons pompés vers l'espace intermembranaire 3. Coenzyme Q10 → Complexe III → Cytochrome C / Protons pompés vers l'espace intermembranaire 4. Cytochrome C → Complexe IV → / Protons pompés vers l'espace intermembranaire 5. FADH2 cède ses électrons au complexe II → même trajet que NADH (soit FADH2 ou NADH + H+) 6. Oxygène provenant de l'air respiré se lie avec les 2 électrons et 2H → H2O (1/2 O2 = dernier accepteur d'électrons)

Question 31

Qu'est-ce que la chimiosmose ?

Answer 31

L'ATP synthase utilise un gradient de protons H+ pour synthétiser de l'ATP. Force proton-motrice → Assemblage ADP + Pi → ATP¨

Question 32

Quel est le bilan de la phosphorylation oxydative ?

Answer 32

NADH + H+ → 2.5 ATP | FADH2 = 1.5 ATP

Question 33

La synthèse de l'ATP (%) et type de phosphorylation pour chaque étape

Answer 33

90% ATP → phosphorylation oxydative (chimiosmose) | 10% ATP → phosphorylation au niveau du substrat (lors de la glycolyse et du cycle de Krebs)

Question 34

Quel est le rendement de l'ATP

Answer 34

- 34% de l'énergie chimique potentielle a été transférée à l'ATP - Le reste est perdu en chaleur → maintien de la chaleur corporelle

Question 35

Nomme 2 poisons et donne leur effet

Answer 35

Cyanure : Bloque chaine de transport des électrons | Dicoumarol : Augmente la perméabilité des mitochondries

Question 36

Quel est le bilan de toutes les étapes réunies ?

Answer 36

- Glycolyse : 2 ATP + 2 NADH + H+ OU 2 FADH2 - Oxydation du pyruvate : 2 NADH + H+ - Cycle de Krebs : 2 ATP + 6 NADH + H + + 2 FADH2 → 4 ATP + 26 ATP = 30 ATP → OU 4 ATP + 28 ATP = 32 ATP

Question 37

Caractéristiques de la respiration cellulaire anaérobie

Answer 37

- Chez certaines bactéries seulement - Glycolyse → Pyruvate → Acétyl-CoA → Cycle de Krebs - Derniers accepteurs d'électron : SO4, NO3, CO2, FE3+

Question 38

Caractéristiques de la fermentation alcoolique

Answer 38

- Industrie de la bière, du vin et du pain - Levures et bactéries - Bilan : → 2 ATP → 2 CO2 → Recyclage NAD+ → 2 Éthanol

Question 39

Caractéristiques de la fermentation lactique

Answer 39

- Industrie du fromage et du yogourt - Levures, bactéries et animaux (au niveau musculaire) - Bilan : → 2 ATP → Recyclage NAD+ → 2 Lactate

Question 40

Résumé des types de respiration cellulaire (Dernier accepteur d'électrons, type d'organisme)

Answer 40

- Respiration cellulaire aérobie → Dioxygène (très efficace car très électronégatif) → Toutes les cellules eucaryotes - Respiration cellulaire anaérobie → SO4, NO3, CO2, FE3+ (moins efficace) → Certaines bactéries (ex: bactéries nitrifiantes) - Fermentation → Molécule organique (vraiment moins efficace) → Certaines bactéries, levures, organismes aérobies facultatifs, cellules musculaires en absence d'oxygène

Question 41

Quelles sont les sources d'énergie ?

Answer 41

- Protéines → Acides aminés → Désamination → Glycolyse, Acétyl-CoA, Cycle de Krebs (peu fréquent) - Glucides → Glucose → Glucose ou glycogène → Glycolyse - Lipides → Glycérol, acides gras → Glycolyse ou lipides ou béta-oxydation → Acétyl-CoA

Question 42

Régulation de la respiration cellulaire

Answer 42

- Adénosine monophosphate (AMP) → Activation du processus (surplus) - ATP et citrate → Inhibition du processus (surplus)