Cours de 2nde sur Métabolisme cellulaire – SVT Les cellules réalisent, au cours de leur vie, de nombreuses activités: division, déplacement, échange. Ces activités impliquent de nombreuses transformations (production ou dégradation de matière) qui constituent le métabolisme cellulaire. Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants: l'hétérotrophie et l'autotrophie. Les types du métabolisme L'hétérotrophie: L'hétérotrophie est le métabolisme des cellules animales, des cellules végétales non chlorophylliennes, des cellules de champignon, des protozoaires (et de certaines bactéries). Elle consiste à fabriquer des molécules organiques à partir d'autres molécules organiques prélevées dans l'environnement (alimentation). Les molécules de départ peuvent aussi avoir été fabriquées par la cellule auparavant. L'hétérotrophie est associée au phénomène de respiration cellulaire. La respiration cellulaire se déroule dans les mitochondries et permet aux cellules de produire l'énergie indispensable à la synthèse des molécules organiques.
Les cellules d'un organisme pluricellulaire sont spécialisées dans la prise en charge d'une ou plusieurs fonctions. Quelles transformations biochimiques ont lieu dans une cellule et dans un organisme? I. Le métabolisme au niveau cellulaire • Pour assurer ses besoins fonctionnels, la cellule réalise les nombreuses transformations biochimiques constituant le métabolisme. Le métabolisme autotrophe des cellules végétales chlorophylliennes • En présence de lumière, les cellules chlorophylliennes des végétaux réalisent la photosynthèse: elles synthétisent à partir de matière minérale (CO 2, H 2 O et sels minéraux) de la matière organique sous forme de glucides. L'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique présente dans les molécules organiques. La photosynthèse a lieu dans un organite spécialisé, le chloroplaste. La photosynthèse constitue un métabolisme autotrophe, car elle permet la production de matière organique à partir de matière minérale prélevée dans le milieu et d'énergie.
Chaque étape d'une voie métabolique est réalisée grâce à une ou plusieurs molécules particulières, appelées enzymes. Les enzymes accélèrent le déroulement des réactions métaboliques, qui auraient lieu très lentement sans ces enzymes. Au sein de la cellule, les enzymes résultent de l'expression génétique et diffèrent selon la spécialisation des cellules. Ainsi, l'équipement en enzymes, résultant de l'expression génétique, est spécifique de chaque cellule. Cet équipement enzymatique permet la réalisation de voies métaboliques variables selon les cellules, contribuant à la réalisation de leurs fonctions. Le métabolisme dépend donc de l'équipement spécialisé de chaque cellule à la fois en organites et en molécules comme les enzymes. • Lors de la réalisation des voies métaboliques, des molécules intermédiaires sont formées et peuvent être communes à différentes voies métaboliques au sein d'une cellule: les différentes voies métaboliques sont interconnectées dans la cellule. Un modèle de voies métaboliques interconnectées • Grâce aux réactions du métabolisme, la cellule est le lieu d'un flux de matière et d'énergie en relation avec son environnement, dont font partie les autres cellules de l'organisme pluricellulaire.
Ce sont ces deux molécules de pyruvate qui vont pénétrer dans la mitochondrie et subir une autre série de transformations biochimiques réalisées elles aussi par des enzymes dont l'ensemble des réactions fonctionne de manière cyclique aboutissant à la libération d'énergie et de CO 2. L'ensemble de ses réactions nécessite l'aide de molécules intermédiaires qui vont récupérer les électrons et les ions hydrogène libérés lors de la dégradation du pyruvate et qui seront à leur tour à l'origine de la production des molécules énergétiques par une chaîne de transporteurs d'électrons situés dans la membrane interne des mitochondries. La mitochondrie peut donc être considérée comme la centrale énergétique des cellules. Photosynthèse et Respiration sont donc des réactions appartenant à des métabolismes interconnectés car les produits de la photosynthèse servent à la respiration. Il existe d'autres métabolismes liés à la présence d'enzymes différentes de celles de la photosynthèse ou de la respiration.
Thème 2. Les enjeux contemporains de la planète S. Géosciences et dynamique des paysages S1. L'érosion, processus et conséquences. TP sur le Mont Granier (Alpes) et son paléoenvironnement. S2. Sédimentation et milieux de sédimentation. TP sur le conglomérat des Mées (Alpes). S3. Erosion et activité humaine. TP sur la région de Moûtiers (Alpes). A. Agrosystèmes et développement durable A1. Structure et fonctionnement des agrosystèmes A2. Caractéristiques des sols et production de biomasse A3. Vers une gestion durable des agrosystèmes Thème 3. Corps humain et santé P. Procréation et sexualité humaine P1. Corps humain: de la fécondation à la puberté. TP sur ovaires, testicules et contrôle des gonades. P2. Cerveau, plaisir, sexualité. TP sur le système de récompense. P3. Hormones et procréation humaine. TP sur contraception, contragestion, infertilité et PMA. Fiches d'auto-évaluation. L'objectif de ces fiches est de voir où vous en êtes dans vos révisions pour les contrôles. La page 1 regroupe les questions posées, un espace pour y répondre, et un espace d'auto-évaluation allant de A (parfait) à D (tout est à revoir).
Quand on mesure l'évolution du taux d'O 2 en absence de CO 2, on constate qu'à la lumière, la quantité d'O 2 cesse brutalement de diminuer et devient stable. Cette observation de stabilisation de la concentration en O 2 ne signifie pas que la cellule cesse de consommer du O 2 car la respiration est un processus permanent. Au contraire, elle indique que la cellule produit suffisamment de O 2 pour compenser la consommation liée à la respiration et même en rehausser la teneur du milieu. Or comment le gaz O 2 a-t-il pu être produit en l'absence de gaz CO 2? La seule autre molécule présente contenant du O 2 est la molécule d'H 2 O. On peut donc supposer que le O 2 produit ne provient pas du CO 2 mais de H 2 O. Des expériences réalisées avec des molécules d'eau marquées à l'oxygène radioactif le prouvent. Ainsi on peut affirmer que la photosynthèse se réalise au moins deux étapes: • une dégradation de la molécule d'eau par la lumière • l'incorporation de CO 2 en glucose Ces deux étapes ne se réalisent pas au même endroit dans le chloroplaste: la dégradation de la molécule d'eau appelée photolyse, se réalise au niveau de la membrane des sacs internes du chloroplaste.
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