8.2 La respiration cellulaire

Nature de la science

Le changement de paradigme : la théorie chimio-osmotique a conduit à un changement de paradigme dans le domaine de la bioénergétique. (2.3)

Notions clés

• La respiration cellulaire implique l’oxydation et la réduction des transporteurs d’électrons.

• La phosphorylation des molécules les rend moins stables.

• Dans la glycolyse, le glucose est converti en pyruvate dans le cytoplasme.

• La glycolyse apporte un petit gain net d’ATP sans utiliser de l’oxygène.

• Dans la respiration cellulaire aérobie, le pyruvate est décarboxylé et oxydé, puis converti en composé acétyle et fixé à la coenzyme A pour former l’ac.tyl-coenzyme A dans la r.action de transition.

• Dans le cycle de Krebs, l’oxydation des groupes acétyle est couplée à la réduction des transporteurs d’hydrogène, en libérant du dioxyde de carbone.

• L’énergie libérée par les réactions d’oxydation est transportée jusqu’aux crêtes mitochondriales par la NAD et la FAD réduites.

• Le transfert d’électrons entre les transporteurs de la chaîne de transport d’électrons, dans la membrane des crêtes, est couplé au pompage de protons.

• Dans la chimiosmose, les protons diffusent par l’ATP-synthase pour produire de l’ATP.

• Il faut que de l’oxygêne se lie aux protons libres, ce qui forme de l’eau, pour que le gradient d’hydrogène soit maintenu.

• La structure de la mitochondrie est adaptée à la fonction qu’elle exerce.

Applications et compétences

• Application : la tomographie électronique utilisée pour produire des images des mitochondries actives.

• Compétence : l’analyse des diagrammes des voies de la respiration aérobie pour en déduire où se produisent les réactions de décarboxylation et d’oxydation.

• Compétence : l’annotation d’un diagramme d’une mitochondrie pour indiquer les adaptations à sa fonction.

Directives et informations supplémentaires

• Les noms des composés intermédiaires de la glycolyse et du cycle de Krebs ne sont pas requis.

Théorie de la connaissance

• La théorie chimiosmotique de Peter Mitchell s’est heurtée à de nombreuses années d’opposition avant d’être finalement acceptée. Quelles sont les raisons pour lesquelles la falsification ne se traduit pas toujours par une acceptation immédiate de nouvelles théories ou par un changement de paradigme ?

Ressources :

Biologie BI – 8.2 La respiration cellulaire

Merci à M. Alexandre Desjardins-Cormier pour la contribution