Fiche de révision : Bioénergétique et systèmes énergétiques

📋 Plan du Cours

1. Unités et formes de l’énergie
2. Bioénergétique et activité physique
3. ATP et resynthèse immédiate
4. Métabolisme énergétique cellulaire

📖 1. Unités et formes de l’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• MET : ou équivalent métabolique, est une unité exprimant la consommation d’énergie ; 1 MET correspond à 1 kilocalorie par kilogramme et par heure ou à 3,5 ml par kilogramme et par minute.
• Oxydation : est la perte d’électrons par un atome, associée à une diminution du centre énergétique et à une répartition de l’énergie.
• Réduction : est associée à une augmentation du centre énergétique et à la conservation de l’énergie.

★ À maîtriser

• Une kilocalorie vaut 4,18 kilojoules, et un kilojoule vaut 1000 joules.

• Une mole d’ATP correspond à 7,3 kilocalories ou 30,5 kilojoules.

📐 Formule — L’énergie cinétique vérifie $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, avec m en kilogrammes et v en mètres par seconde.

📐 Formule — L’énergie potentielle vérifie $E_p = mgh$, avec g = 9,81 mètres par seconde carrée.

Compléments

📐 Formule — L’énergie mécanique est la somme de l’énergie potentielle et de l’énergie cinétique : $E_m = E_p + E_c$.

💡 Astuce mémo

Énergie cinétique = mouvement ; énergie potentielle = position.

📖 2. Bioénergétique et activité physique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bioénergétique : est l’étude quantitative des transferts d’énergie dans les cellules vivantes ainsi que de la nature et de la fonction des processus chimiques qui permettent ces transferts.
• Activité physique : est tout mouvement corporel produit par les muscles squelettiques et responsable d’une augmentation de la dépense énergétique.

📝 Points essentiels

• Le niveau structurel suit l’ordre suivant:

  • niveau chimique
  • cellules
  • tissus
  • organes
  • systèmes
  • organisme

• L’activité physique mobilise de multiples activités et nécessite des sources énergétiques pour réaliser un travail ou un exercice physique.

💡 Astuce mémo

Mouvement des muscles squelettiques → augmentation de la dépense énergétique.

📖 3. ATP et resynthèse immédiate

★ À maîtriser

• L’hydrolyse de l’ATP transforme l’ATP et l’eau en ADP, phosphate inorganique et énergie : $ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + E$.

📌 L’hydrolyse de l’ATP est exergonique et libère 30,5 kJ·mol⁻¹ à 25 °C ou 42 kJ·mol⁻¹ à 37 °C ; elle est catalysée par une ATPase.

• L’ATP n’est pas stocké en grande quantité et fournit une énergie immédiatement disponible pendant environ 2 à 3 secondes.

• La créatine-phosphokinase produit de l’ATP à partir d’ADP et de phosphocréatine : $ADP + PC \rightarrow ATP + créatine$.

Compléments

• La myokinase permet de produire de l’ATP à partir de deux molécules d’ADP : $ADP + ADP \rightarrow ATP + AMP$.

💡 Astuce mémo

ATP → ADP + Pi → resynthèse par myokinase ou phosphocréatine.

📖 4. Métabolisme énergétique cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : est l’association du catabolisme et de l’anabolisme.
• Catabolisme : est la phase métabolique durant laquelle des molécules telles que le glucose sont dégradées en molécules plus petites, avec libération d’énergie.
• Anabolisme : est la phase métabolique durant laquelle de grosses molécules sont synthétisées à partir de petites molécules en utilisant de l’énergie.

★ À maîtriser

• Le métabolisme énergétique reçoit des substrats énergétiques et de l’oxygène, puis produit de l’eau, du dioxyde de carbone, de l’urée, de l’ammoniac, de la chaleur et de l’énergie.

Compléments

• Les processus métaboliques peuvent être aérobies ou anaérobies.

• Les substrats énergétiques comprennent:

  • glucides
  • lipides
  • protides

💡 Astuce mémo

Catabolisme dégrade et libère ; anabolisme synthétise et consomme.

📊 Tableaux de synthèse

Entrées et sorties du métabolisme énergétique