Fiche de révision : Respiration cellulaire et fermentations

📋 Plan du Cours

1. Principes de la respiration cellulaire
2. Mitochondrie et glycolyse
3. Cycle de Krebs
4. Chaîne respiratoire et bilan énergétique
5. Fermentations en milieu anaérobie

📖 1. Principes de la respiration cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Respiration cellulaire : Métabolisme dans lequel certaines cellules oxydent un substrat organique grâce au dioxygène afin de produire de l’ATP et du dioxyde de carbone.

★ À maîtriser

• Lors de la respiration, l’oxydation d’un substrat organique est couplée à la réduction du NAD⁺ en NADH, H⁺, et l’ensemble dégage du dioxyde de carbone tout en produisant de l’ATP.

Compléments

• La plupart des cellules eucaryotes respirent en présence de dioxygène, dans un milieu dit aérobie.

📌 La respiration nécessite du dioxygène, tandis que certains métabolismes anaérobies peuvent se dérouler sans O₂.

📖 2. Mitochondrie et glycolyse

★ À maîtriser

• La mitochondrie est l’organite siège de la respiration cellulaire.

• La glycolyse oxyde le glucose en pyruvate dans le cytosol et réduit simultanément le NAD⁺ en NADH, H⁺.

• À partir d’une molécule de glucose, la glycolyse produit deux molécules de pyruvate et deux molécules d’ATP à partir de deux molécules d’ADP et de deux Pi.

Compléments

• La mitochondrie comprend :

  • une membrane externe
  • un espace intermembranaire
  • une membrane interne portant des crêtes
  • une matrice

• Les invaginations de la membrane interne mitochondriale augmentent la surface d’échange.

📖 3. Cycle de Krebs

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de Krebs : Ensemble de réactions dans la matrice mitochondriale qui oxyde l’acétyl-CoA issu du pyruvate en dioxyde de carbone et permet la production d’ATP, sans consommer directement de dioxygène.

★ À maîtriser

• À partir de deux molécules de pyruvate et de six molécules d’eau, le cycle de Krebs produit deux molécules d’ATP, six molécules de CO₂, huit NADH, H⁺ et deux FADH₂.

Compléments

• Le cycle de Krebs est aussi appelé cycle de l’acide citrique.

• Au cours du cycle de Krebs, l’oxydation du carbone s’achève par la transformation du pyruvate en dioxyde de carbone, tandis que le NAD⁺ est réduit en NADH, H⁺.

📖 4. Chaîne respiratoire et bilan énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaîne respiratoire : Ensemble de réactions d’oxydo-réduction qui entraîne le passage de protons H⁺ de part et d’autre de la membrane interne mitochondriale.

★ À maîtriser

• La chaîne respiratoire réoxyde le NADH et le FADH₂ en NAD⁺ et FAD, et les protons libérés alimentent une pompe à protons productrice d’ATP.

• Pour une molécule de glucose, la chaîne respiratoire forme 32 molécules d’ATP grâce à l’oxydation de six molécules de dioxygène et à la formation de douze molécules d’eau.

📐 Formule - Le bilan de la respiration cellulaire est $\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 + 6\,H_2O + 36\,ADP + 36\,Pi \rightarrow 6\,CO_2 + 12\,H_2O + 36\,ATP}$.

Compléments

• Dans la chaîne respiratoire, le dioxygène est réduit en eau.

📖 5. Fermentations en milieu anaérobie

★ À maîtriser

📌 La respiration cellulaire nécessite un milieu aérobie, alors que certains métabolismes peuvent se dérouler sans dioxygène en milieu anaérobie.

Compléments

• Lors d’un effort faible ou lorsque la ventilation est bonne, l’apport de dioxygène peut suffire à permettre la respiration cellulaire.

• Au début d’un effort ou en cas de mauvaise ventilation, l’apport de dioxygène peut être insuffisant et les cellules musculaires utilisent d’autres moyens pour produire de l’ATP.

• La glycolyse a lieu aussi bien en milieu aérobie qu’en milieu anaérobie.