les mÉtabolismes
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LES MÉTABOLISMES
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LES MÉTABOLISMES
I. Notions de bioénergétique
1. Le cycle de l’ATP 2. Le stockage de l’ATP 3. Exemple d’utilisation de l’ATP
II. Les trois voies énergétiques 1. La voie anaérobie alactique 2. La voie aérobie 3. La voie anaérobie lactique III. Les grands principes de la bioénergétique …
1. La batterie : production du flux d’électrons … 2. Le moteur 3. La machine
IV. Le métabolisme du glucose
1. Mise en place générale a. Schéma général de l’assimilation des glucides alimentaires b. Régulation de la glycémie c. Transport du glucose
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2. Catabolisme glucidique
a. La glycolyse (ou voie d’Embden-Meyerhof) - Les différentes étapes de la glycolyse - Bilan énergétique - Régulation de la glycolyse
b. Métabolisme du pyruvate c. Le cycle de Krebs
- Les différentes étapes du cycle de Krebs - Bilan du cycle de Krebs - Régulation du cycle de Krebs
LES MÉTABOLISMES
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Définition
Aliments Nutriments Macromolécules Fonctionnement cellulaire
ENERGIE
CATABOLISME=
ensemble des
dégradations ANABOLISME=
ensemble des
synthèses
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Définition
Macromolécules
Glucides
Protides
Lipides
Unités de base
Oses
Acides aminés
Acides gras
Intermédiaires
métaboliques
Pyruvate
Acétyl-CoA
ANABOLISME
CATABOLISME
H2O
CO2
NH3
H2O O2
ENERGIE
ENERGIE
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L‘ADÉNOSINE TRIPHOSPHATE (ATP)
L’ATP est constitué d’une base, dans ce cas une adénine, un ribose et une chaîne
de phosphates.
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L’ATP est une molécule riche en énergie
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4 façons de faire de faire de
l’ATP
• Phosphorylation oxydative
(Mitochondries)
• Glycolyse (cytosol)
• Photosynthèse
(chloroplastes)
• Cycle de Krebs
(Mitochondries - GTP)
• Synthèse des macromolécules
• Pompage ionique
(pompe du Na)
• Mobilité (amibes, spermato)
• Contraction (muscles)
• Production de chaleur
(frissonnement)
• Endocytose, exocytose
Plusieurs façons de consommer
de l’ATP
ATP
ADP + Pi
Le cycle de l’ATP
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Simplification de la bioénergétique au niveau de
l’organisme
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LA BATTERIE = PRODUCTION DES ÉLECTRONS
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OXYDATION COMPLÈTE D’UNE MOLÉCULE DE GLUCOSE
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LE POTENTIEL REDOX ?
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3 TYPES DE TRANSFERT D’ÉLECTRONS
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UN TRANSPORTEUR UNIVERSEL = LE NAD+
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Le cycle du NAD
Macromolécules
Glucides
Protides
Lipides
Unités de base
Oses
Acides aminés
Acides gras
CATABOLISME
H2O
CO2
NH3
Macromolécules
Glucides
Protides
Lipides
ANABOLISME
ATP
NADH+ H+
NADPH+ H+
ADP+Pi
NAD+ NADP+
ENERGIE
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MAIS QUE DEVIENNENT TOUS CES ÉLECTRONS ???
? e- e-
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Membrane interne
Membrane
externe
Matrice
Crête
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Pyruvate
Pyruvate
Cycle
de
Krebs
CO2 CO2
O2 O2 2H2O RH2
H+
R
H2O
H+ H+ H+
H+
ADP + Pi 32ATP 34 ATP
Hyaloplasme
Matrice mitochondriale
e-
e-
Chaîne respiratoire
Membrane externe
Membrane interne
ATP synthase
Glucose
2ADP +
2Pi
2 ATP
Glycolyse
2ADP + Pi
2ATP
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Hydrolyse d’une mole d’ATP 30kJ 1 mole d’ATP = 510g
Besoin de notre organisme…8000kJ environ DONC il faut combien de kg d’ATP par jour ????
(8000/30)x510 = 267x510 =
136kg !
QUANTITÉ D’ATP NÉCESSAIRE ?
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AÉROBIE
Utilisation d’oxygène
comme accepteur
final d’électrons.
1 Glucose
NAD+
NADH + H+
Molécules organiques
6CO2 + 6H2O
+ 36 ou 38 ATP
NADH + H+
NAD+
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ANAÉROBIE
Utilisation de
molécules organiques
comme accepteur
final d’électrons.
1 Glucose
NAD+
NADH + H+
Molécules organiques
Fermentation
Lactique
Fermentation
alcoolique
Acide Lactique Éthanol
NADH + H+
NAD+
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Glucose
To the electron
transport chain
GLYCOLYSE
ETAPE 1
2 Pyruvic acid
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Glucose
To the electron
transport chain
2 Pyruvic acid
GLYCOLYSE
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Glucose
To the electron
transport chain
2 Pyruvic acid
GLYCOLYSE
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RÉACTION 1
Glucose Glucose-6-Phosphate
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RÉACTION 2
Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate
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RÉACTION 3
Fructose-6-Phosphate Fructose-1,6-bisphosphate
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RÉACTION 4
Fructose-1,6-bisphosphate 2 trioses phosphate
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RÉACTION 5
Dihydroxyacétone-phosphate Glycéraldéhyde-3-phosphate
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RÉACTION 6
Glycéraldéhyde-3-phosphate 1,3-bisphosphoglycérate
Mécanisme réactionnel couplant : 1 oxydoréduction + 1 transfert de phosphate
Coenzyme : NAD+
Une molécule de NADH + H+ est produite par triose.
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RÉACTION 7
1,3-Bisphosphoglycérate 3-Phosphoglycérate
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RÉACTION 8
3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate
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RÉACTION 9
2-phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate
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RÉACTION 10
Phosphoenolpyruvate Pyruvate
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G
G
GLY
CO
LYS
E
FE
RM
EN
TATIO
N
R’H2
R’
ATP
Ch
ain
e
resp
irato
ir
e
Milieu intra-cellulaire
Mitochondrie
Pyr
CYCLE DE
KREBS
Pyr
O2
O2
CO2
CO2
H2O
R’
R’H2
ATP ATP
Acide lactique OU Ethanol
CO2
FERMENTATION RESPIRATION
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FERMENTATION RESPIRATION
G
G
ATP
ATP
2 X Acide
lactique
Fermentation lactique
Fermentation alcoolique
ATP
ATP
2 X Ethanol
2 X
CO2
G 6 O2
6 CO2
6 H2O
ATP X 32
ATP
Issus de la
GLYCOLYSE
BILAN:
2ATP + 34 ATP = 36 ATP ! ! ! BILAN:
2 ATP (seulement)
Issus de la chaine de
respiration (crêtes
mitochondriales)
Issus du CYLE DE
KREBS
ATP
X 2
X 2