La respiration cellulaire
Dans un univers qui tend à un désordre toujours plus grand, les êtres vivants sont capables, eux, de maintenir un ordre interne. Pour le créer, les cellules d’un organisme effectuent une série de réactions chimiques : c’est ce qu’on appelle le métabolisme. Cette série de réactions chimiques, qui conduit à la dégradation des molécules d’origine alimentaire en présence du dioxygène de l’air, est nommée « respiration cellulaire ». Elle se déroule au cœur même de nos cellules…
compléments pédagogiques
Pour réaliser la plupart de ses activités, une cellule a constamment besoin de consommer et de produire de l’énergie. Dans nos cellules, cette énergie « directement utilisable » est représentée par un intermédiaire énergétique nommé adénosine triphosphate ou ATP. Sa présence est indispensable pour permettre à certaines réactions non spontanées et nécessitant de l’énergie (réactions dites endoénergétiques) de s’effectuer.
La consommation massive et continue d’ATP, sans que son stockage intracellulaire ne soit possible, impose à la cellule une production tout aussi massive et continue. L’ATP doit être constamment régénérée.
Cette régénération est permise par la dégradation de substrats organiques tels que, par exemple, le glucose. Nos cellules le dégradent et en extraient l’énergie qu’il renferme pour la convertir en ATP. Dès son entrée dans la cellule, ce glucose subit une série de réactions de dégradation, d’abord dans le cytoplasme (glycolyse) puis dans la mitochondrie.
Véritable siège de la respiration, et donc inféodé à la présence de dioxygène, cet organite constitue la centrale énergétique de la cellule. C’est en effet en son sein que se déroulent les réactions de décarboxylation et d’oxydoréduction aboutissant à une production massive d’ATP.
Animation de synthèse, infographie 3D.
Métabolisme respiratoire ; réactions endo et exoénergétiques ; adénosine triphosphate ; métabolisme énergétique cellulaire ; glycolyse ; respiration mitochondriale
L’observation de la séquence et la prise en compte des commentaires associés peuvent apporter, en complément d’activités expérimentales (menées en enseignement de spécialité de terminale S par exemple), des informations utiles à la compréhension des réactions complexes mises en jeu dans le métabolisme respiratoire des cellules eucaryotes en milieu aérobie.
La première partie de la séquence peut servir de support pour présenter et expliciter le rôle clé de l’ATP dans le métabolisme énergétique d’une cellule active. La seconde partie peut, elle, permettre de synthétiser et mettre en forme les notions acquises à travers les expérimentations et démarches d’investigation menées en classe (ExAO par exemple, étude concernant l’ultrastructure cellulaire en aérobiose ou anaérobiose…). On pourra par ailleurs s’appuyer sur les documents d’accompagnement pour détailler les réactions d’oxydoréduction impliquées dans la synthèse cellulaire d’ATP.
