Cours de biologie métabolique (sv et stu)
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métabolique a télécharger gratuitement)
Le glucose est un hexose largement répandu dans les différents
règnes, animal, végétal ou chez les bactéries. En tant que molécule réduite il
est un substrat énergétique pour les cellules. Il est utilisé par oxydation
selon différentes voies métaboliques. Comment l’oxydation du glucose peut-elle
fournir de l’énergie aux cellules ?
I. LES RÉACTIONS D’OXYDORÉDUCTION PERMETTENT LA
LIBÉRATION D’ÉNERGIE UTILISABLE PAR LA CELLULE
a)
Caractéristiques des réactions d’oxydoréduction
Les échanges d’électrons se font entre un donneur d’électrons
(le réducteur) et un
accepteur d’électrons (l’oxydant).
Chaque membre de la réaction appartient à un couple
d’oxydoréduction, caractérisé par
un potentiel redox (E).
Une réaction d’oxydoréduction s’accompagne d’une variation
d’enthalpie libre négative
si elle se fait dans le sens des potentiels redox décroissants.
Il y a alors libération d’énergie.
b)
Particularités des oxydations cellulaires
Les oxydations de substrats énergétiques se font de façon
séquentielle, avec de faibles
chutes d’enthalpie libre, et une libération d’énergie
progressive. Ceci est possible grâce
aux enzymes.
Les électrons et les protons libérés sont pris en charge par des
coenzymes.
c)
L’énergie issue des oxydations est convertie en énergie cellulaire
Conversion de l’énergie issue des réactions d’oxydation en
énergie chimique : coenzymes
réduits, molécule à haut potentiel d’hydrolyse (ATP).
Conversion de l’énergie issue des réactions d’oxydation en
énergie osmotique : la réoxydation
des coenzymes réduits permet la formation d’un gradient de
protons.
II. LES VOIES D’OXYDATION DU GLUCOSE DANS LES
CELLULES
a) La
glycolyse : oxydation partielle du glucose
Description de la voie métabolique : l’oxydation d’une molécule
de glucose aboutit à la
synthèse de 2 molécules de pyruvate. L’énergie libérée est
convertie en 2 molécules d’ATP
et 2 molécules de NADH.
Il s’agit d’une oxydation incomplète car le pyruvate contient
encore de l’énergie (comparer
le rendement énergétique de la glycolyse et de la combustion
d’une mole de glucose).
b)
Oxydation complète du glucose via le cycle de
Krebs
Description de la voie métabolique : le pyruvate issu de la
glycolyse est transformé en
acétyl coenzyme A qui entre dans le cycle de Krebs où il subit
une oxydation complète.
L’énergie libérée est convertie en 3 NADH, 1 FADH2 et 1 GTP par
mole d’acétyl CoA.
Cadre et objectifs. Mettre en avant le côté énergétique du sujet.
Présenter les différentes voies métaboliques concernées.
c)
Oxydation du glucose dans la voie des pentoses phosphate et la synthèse de
pouvoir réducteur
Description de la voie métabolique : 3 molécules de glucose 6P
sont converties en
2 molécules de fructose 6P et 1 molécule de glycéraldéhyde 3P.
L’oxydation de 3 molécules de glucose 6P s’accompagne de la
synthèse de 6 molécules
de NADPH.
Selon les besoins énergétiques de la cellule, les fructoses 6P
et le glycéraldéhyde 3P
peuvent être réinvestis dans la voie. Le glycéraldéhyde 3P peut
être converti en pyryvate
qui alimente le cycle de Krebs et permet la synthèse d’ATP.
III. DEVENIR ÉNERGÉTIQUE DES PRODUITS ISSUS DE
L’OXYDATION DU GLUCOSE
a)
Réoxydation des coenzymes réduits
Réoxydation des coenzymes réduits et synthèse d’ATP via la chaîne respiratoire.
Réoxydation des coenzymes réduits et fermentation.
b)
Utilisation du NADPH pour les biosynthèses
La synthèse des acides gras nécessite du NADPH.
IV. CONCLUSION
Le glucose est une molécule importante quantitativement et
qualitativement. Il n’est cependant pas le seul substrat énergétique utilisable
par les cellules (acides gras et acides aminés). Par ailleurs, le glucose joue
d’autres rôles au sein des cellules (précurseur, régulateur allostérique).
ce cours et un extrait de : SCIENCES
DE LA VIE POUR LE CAPES ET L’AGRÉGATION pour Daniel Richard Patrick Chevalet Nathalie Giraud Fabienne
Pradere Thierry Soubaya
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