La respiration cellulaire est l'ensemble des processus du métabolisme cellulaire convertissant l'énergie chimique contenue dans le glucose en adénosine triphosphate (ATP).
Toutes les cellules du corps humain sont capables d'utiliser le glucose pour produire un intermédiaire énergétique : la molécule d'ATP (adénosine triphosphate). Cette molécule est utilisée dans de nombreux processus cellulaires.
Les mitochondries : les mitochondries sont les «centrales électriques» des cellules. Elles convertissent l'énergie contenue dans les aliments (sucre et gras) en molécules riches en énergie que les cellules peuvent utiliser (adénosine triphosphate ou ATP).
L'ATP est la molécule clef de l'énergétique cellulaire mais elle joue aussi d'autres rôles au sein de la cellule.
L'ATP est une molécule constituée d'adénine liée à un ribose qui, lui, est attaché à une chaîne de trois groupements phosphate. Comment l'ATP produit de l'énergie : Le mécanisme consiste au transfert d'un groupement phosphate sur une autre molécule et l'ATP devient alors l'adénosine-diphopshate (ADP).
C'est l'hydrolyse d'une liaison entre les deux derniers groupes phosphate de l'ATP qui libère de l'énergie (31 kJ/mol). L'hydrolyse de l'ATP entraîne la formation d'adénosine diphosphate (ADP) et de phosphate inorganique (Pi).
L'adénosine diphosphate (ADP) est une substance chimique intermédiaire qui utilise l'énergie libérée lors de diverses réactions biochimiques pour former l'adénosine triphosphate (ATP), molécule de stockage et de transport de l'énergie dans l'organisme.
La photosynthèse a lieu dans un organite spécialisé, le chloroplaste. La photosynthèse constitue un métabolisme autotrophe, car elle permet la production de matière organique à partir de matière minérale prélevée dans le milieu et d'énergie.
Les glucides :
Les glucides, souvent appelés "sucres", constituent avec les lipides, la première source d'énergie du corps. Ils sont indispensables pour le fonctionnement des muscles et du cerveau.
La production d'ATP a lieu dans toutes les cellules de l'organisme. Le processus commence par la digestion du glucose dans l'intestin. Les cellules prennent ensuite le relais et le transforment en pyruvate qui se rend dans les mitochondries de la cellule, où l'ATP est finalement produite.
La mitochondrie est le lieu de la respiration cellulaire. Celle-ci est un ensemble de réactions qui permettent de convertir le glucose en molécule énergétique, l'ATP.
Les réserves d'énergie sont présentes dans le corps sous la forme de cellules de graisse que l'on nomme cellules adipeuses.
La photosynthèse, c'est la synthèse de matière organique (=contenant du carbone), notamment des sucres, à partir de l'eau (H20) puisée dans le sol par les racines et du dioxyde de carbone (CO2) capté dans l'air par les feuilles. Cette réaction produit de l'oxygène (O2), rejetée dans l'atmosphère.
Le métabolisme correspond à l'ensemble de toutes les transformations chimiques, décomposables en réactions simples, qui se produisent dans une cellule ou un organisme. Il se divise en deux phases : 1) Le catabolisme : ensemble de réactions enzymatiques de dégradation de macromolécules en molécules de faible taille.
On appelle métabolisme l'ensemble de ces réactions chimiques. Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants : l'hétérotrophie et l'autotrophie.
La molécule d'ATP
L'ATP n'est pas stockée dans la cellule mais est constamment régénérée par le métabolisme. Dans la cellule musculaire, il existe deux grandes voies métaboliques d'utilisation du glucose pour produire de l'ATP : la respiration cellulaire et la fermentation lactique.
La cellule utilise les nutriments et l'oxygène pour produire l'énergie dont elle a besoin. Le métabolisme cellulaire fonctionne grâce aux enzymes. Activités : Du glucose à l'ATP.
Notre pays a la particularité d'avoir deux des plus grands acteurs mondiaux de l'énergie que sont EDF et Engie. Ces deux sociétés sont le résultat d'une politique forte de l'État français, après la Seconde Guerre mondiale, qui impulsa la création de deux acteurs importants sur le gaz et l'électricité.
Le fonctionnement des organes nécessite l'apport de nutriments et de dioxygène. Les nutriments proviennent de la digestion des aliments, ils sont absorbés dans le sang au niveau de l'intestin grêle. Le dioxygène provient de l'air, il passe dans le sang au niveau des alvéoles pulmonaires.
Utilité : Les mitochondries sont les organites qui produisent l'énergie de la cellule. Les mitochondries ont donc un rôle de centrale énergétique pour la cellule. Ce sont elles qui effectuent la respiration cellulaire. Toutes les cellules des Eucaryotes contiennent ces générateurs d'énergie extrêmement efficaces.
Une voie métabolique est une suite de réactions biochimiques dans un ordre précis. Chaque réaction est catalysée par une enzyme spécifique. Le substrat d'une réaction est transformé en produit. Ce dernier devient le substrat de la réaction biochimique suivante et ainsi de suite.
Le métabolisme d'une cellule désigne l'ensemble des transformations biochimiques qui se déroulent dans son cytoplasme. Ces transformations sont permises par des enzymes. Les cellules n'ayant pas toutes les mêmes enzymes, elles ne réalisent pas toutes les mêmes transformations biochimiques.
L'ATP est majoritairement resynthétisée grâce à l'ADP (molécule issue de l'ATP après dégradation) associée à la Créatine - Phosphate (ou phosphocréatine ou phosphagène) présente dans les cellules musculaires. Cette réaction chimique est possible grâce aux enzymes (ici CPK créatine phosphokinase).
L'ATP est indispensable à la rupture du complexe actine-myosine et son hydrolyse permet de nouveau la formation du complexe. Si on bloque l'hydrolyse, alors la contraction ne peut plus se faire. L'ATP est un intermédiaire énergétique indispensable à la vie cellulaire.
La synthèse d'ATP dans le chloroplaste s'effectue au niveau du complexe ATP synthase (ATPase de type F ou ATPase F1Fo) associée à la membrane du thylakoïde. L'énergie nécessaire à la synthèse de l'ATP est fournie par l'énergie libérée par transfert d'électrons photosynthétiques.