Fiche de Révision : Le Métabolisme Cellulaire

I. Introduction

• Contexte : Dans un organisme pluricellulaire, chaque cellule spécialisée assure une fonction grâce à des organites ou des molécules spécifiques. Ces fonctions nécessitent de l'énergie et un apport en molécules.
• Problématique : Quels sont les apports de molécules et d'énergie nécessaires à une cellule ? Quelle est la source d'énergie d'une cellule ?

II. Le Métabolisme

• Définition : Le métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent à l'intérieur de la cellule, souvent au sein des organites.
• Voie métabolique : Succession de réactions chimiques transformant une molécule en une autre.
• Besoins énergétiques : Les cellules ont besoin d'un apport constant d'énergie pour assurer leurs fonctions.
• Échanges avec l'environnement : Les cellules prélèvent des molécules dans l'environnement, les transforment grâce à des enzymes, et rejettent des déchets.

III. Métabolisme des Cellules Non Chlorophylliennes : Exemple de la Levure

• Expérience : Déterminer le métabolisme des levures.
• Observations : Diminution de la concentration en O₂ et augmentation de la concentration en CO₂ après injection de glucose.
• Conclusion : Les levures respirent, consommant du glucose et du O₂ pour produire du CO₂ et de l'énergie.
• Équation de la respiration cellulaire :
• Glucose+Dioxygeˋne→Dioxyde de carbone+Eau+EˊnergieGlucose+Dioxygeˋne→Dioxyde de carbone+Eau+EˊnergieC6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+EˊnergieC6​H12​O6​+6O2​→6CO2​+6H2​O+Eˊnergie
• Organite impliqué : Mitochondrie.
• Type de cellule : Hétérotrophe (prélève de la matière organique déjà synthétisée).

IV. Métabolisme des Cellules Chlorophylliennes : Exemple des Chlorelles

• Expérience : Déterminer le métabolisme des chlorelles.
• Observations :
• À la lumière : Augmentation de la concentration en O₂ (photosynthèse).
• À l'obscurité : Diminution de la concentration en O₂ (respiration).
• Conclusion : Les chlorelles réalisent la photosynthèse à la lumière et la respiration à l'obscurité.
• Équation de la photosynthèse :
• 6CO2+6H2O→6O2+C6H12O6(en preˊsence de lumieˋre)6CO2​+6H2​O→6O2​+C6​H12​O6​(en preˊsence de lumieˋre)
• Organite impliqué : Chloroplaste (contenant de la chlorophylle).
• Type de cellule : Autotrophe (synthétise sa propre matière organique à partir de matière minérale).

V. Rôle des Enzymes

• Définition : Les enzymes sont des macromolécules protéiques qui catalysent les réactions chimiques du métabolisme.
• Fonction : Permettre aux réactions chimiques de se dérouler dans des conditions cellulaires.

VI. Métabolismes Complémentaires et Interconnectés

• Flux de matière : Les molécules produites par le métabolisme circulent au sein des organismes et entre les organismes et leur environnement.
• Schéma bilan : Représentation des échanges de matière et d'énergie entre les cellules et leur environnement.

VII. Applications et Exercices

• Exercice 7 p 48 : Les bactéries lactiques
• Observations : Diminution du lactose et augmentation de l'acide lactique.
• Conclusion : Fermentation lactique.
• Exercice 9 p 49 : L’albinisme
• Cause : Mutation du gène de la tyrosinase.
• Conséquence : Rupture de la chaîne de biosynthèse de l’eumélanine.

VIII. Bilans

• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques permettant aux cellules de vivre (nutrition, croissance, reproduction).
• Cellule hétérotrophe : Prélève de la matière organique déjà synthétisée (ex : levure).
• Cellule autotrophe : Synthétise sa propre matière organique à partir de matière minérale (ex : chlorelles).

IX. Schémas et Équations

• Respiration cellulaire :
• C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+EˊnergieC6​H12​O6​+6O2​→6CO2​+6H2​O+Eˊnergie
• Photosynthèse :
• 6CO2+6H2O→6O2+C6H12O6(en preˊsence de lumieˋre)6CO2​+6H2​O→6O2​+C6​H12​O6​(en preˊsence de lumieˋre)

X. Définitions

• Métabolisme cellulaire : Ensemble des réactions chimiques dans les cellules.
• Voie métabolique : Succession de réactions chimiques transformant une molécule en une autre.
• Autotrophe : Capable de synthétiser sa propre matière organique à partir de matière minérale.
• Hétérotrophe : Prélève de la matière organique déjà synthétisée dans l’environnement.

Conclusion

Le métabolisme cellulaire est essentiel pour comprendre comment les cellules obtiennent et utilisent l'énergie et les molécules nécessaires à leurs fonctions. Les cellules hétérotrophes et autotrophes ont des voies métaboliques distinctes mais interconnectées, permettant un flux continu de matière et d'énergie dans les organismes vivants.