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Pr Abida Zakaria Fiches de révision à l’examen national La Première Semestre Un

Pr Abida Zakaria Fiches de révision à l’examen national La Première Semestre Unité 1 : Consommation de la matière organique et flux d’énergie Unité 2 : Nature de l’information génétique et le mécanisme de son expression – Transmission de l’information génétique par reproduction sexuée S O U T I E N ET R E N F O R C E M E N T الدعم و التقوية  :0653659197 Les cellules animales et végétales ont besoin d'énergie nécessaire aux diverses fonctions biologiques : Le travail mécanique, le transport actif et les synthèses cellulaires (synthèse des molécules organiques). Cette énergie est libérée à travers la dégradation des substances organiques, notamment les lipides et les glucides. Le glucose est l'exemple type. I. Les types des réactions responsables de la libération l’énergie emmagasinée dans la matière organique: Les cellules utilisent le glucose comme métabolite énergétique pour extraire l’énergie nécessaire à leurs activités. Elles peuvent le dégrader de 2 façons : La respiration cellulaire : est une dégradation complète du glucose, en présence du dioxygène, permettant une libération de toute l’énergie contenue dans ce métabolite (car les déchets sont le CO2 et H2O, des déchets minéraux sans énergie). La fermentation : en absence du dioxygène, certains êtres vivants (par exemple les levures) sont capables d’oxyder le glucose d’une manière incomplète en produisant de l’éthanol, c’est la fermentation alcoolique, dont l’équation globale s’écrit ainsi : D’autres cellules réalisent d’autres types de fermentations en produisant de l’acide lactique, c’est la fermentation lactique dont l’équation globale s’écrit ainsi : II. La glycolyse : étape commune entre respiration et fermentation S O U T I E N ET R E N F O R C E M E N T fixation d’un groupement phosphate provenant d’une molécule d’ATP. phosphate (C3P), ces 2 dernières seront oxydées par la coenzyme NAD+ (accepteur d’électron) qui sera réduite suivant la réaction suivante : biphosphoglycerate ( C3P2). ➢ Phosphorylation des molécules d’ADP en ATP et transformation du Bilan de la glycolyse :    La première étape : Décarboxylation, déshydrogénation et conversion du pyruvate en acétyl-CoA .  : 0653659197 Les déshydrogénations permettent de réduire les transporteurs d’hydrogènes NAD+ et FAD+. La réaction globale de la dégradation d’une molécule de pyruvate dans la matrice mitochondriale : La respiration La fermentation Chapitre 1 : Réactions responsables de la libération de l’énergie emmagasinée dans la matière organique UNITE1 IV. Phosphorylation oxydative et réduction d’oxygène : Au cours de la phosphorylation oxydative, l’oxydation de transporteurs réduits (NADH,H+ et FADH 2) se déroule au niveau de la membrane mitochondriale (Chaîne respiratoire) et libère des transporteurs oxydés (NAD+ et FAD), des électrons et des protons H+. Le transfert d’électrons entre les transporteurs de la chaîne respiratoire située au niveau de la membrane interne mitochondriale est couplé au pompage de protons H+ vers l’espace intermembranaire. o L’accumulation des protons H+ au niveau de l’espace intermembranaire détermine un gradient de ces protons H+ par rapport à la matrice mitochondriale. Par conséquent, un flux de ces protons H+ prend naissance vers la matrice et à travers les sphères pédonculées portées par la membrane interne de la mitochondrie. o Ce flux des protons H+ active l’ATP synthétase se trouvant au niveau des sphères pédonculées d’où une phosphorylation de l’ADP en ATP. o Au sein de la matrice mitochondriale, l’oxygène constitue l’accepteur final des électrons transportés par la chaîne respiratoire. Il est réduit et fixe des protons H+ pour former de l’eau (H20). L’oxydation d’une molécule de NADH,H+ aboutit à la formation de 3 molécules d’ATP, alors que l’oxydation d’une molécule de FADH2 aboutit à la formation de 2 molécules d’ATP. V. Comparaison du bilan énergétique de la respiration et de la fermentation ➢ Le rendement énergétique de la respiration : Au cours de la glycolyse on obtient : 2 NADH2 + 2 ATP + 2 pyruvates Au cours du cycle de Krebs on obtient pour une molécule de pyruvate : 4 NADH2 + FADH2 + ATP, donc pour 2 molécules de pyruvate ( produites par la dégradation d’une molécule de glucose ) on aura : 8 NADH2 + 2 FADH2 + 2 ATP Donc le nombre de molécules d’ATP produite au cours de la respiration est : 4 ATP ---- 4 ATP 10 NADH2 ----30 ATP 2 FADH2 ---- 4 ATP Total : 38 ATP Sachant que l’oxydation complète « in vitro » d’une mole de glucose libère 2860 KJ et qu’à une mole d’ATP correspond une énergie chimique potentielle de 30.5 KJ, calculer le rendement énergétique ( R) de la respiration cellulaire sachant que : Donc 38 X 30.5 / 2860.100= 42% environ. ➢ Le rendement énergétique de la fermentation : En l’absence ou en l’insuffisance d’oxygène, le pyruvate résultant de la glycolyse ne pénètre pas dans la mitochondrie, il se transforme dans l’hyaloplasme en acide lactique (la fermentation lactique) ou en éthanol ( la fermentation alcoolique). Le nombre de molécules d’ATP produite à partir d’une molécule de glucose lors de la fermentation : 2 ATP Donc le rendement énergétique de la fermentation est : R = 2 X 30.5 / 2860.100 = 2 % environ. Pr : ABIDA Zakaria bac 2021 La cellule transforme l’énergie emmagasinée dans les nutriments en énergie chimique utilisable, c’est l’ATP. Parmi les organes spécialisés dans la conversion de l'énergie chimique emmagasiné dans l'ATP en énergie mécanique, le muscle squelettique strié en est y un exemple. I. Enregistrement des contractions musculaires (Myogrammes): Les tracés représentant la réponse d’un muscle squelettique à une ou plusieurs excitations efficaces sont des myogrammes Les excitations Les Myogrammes Description Une seule excitation efficace S O U T I E N ET R E N F O R C E M E N T Le tracé de la secousse musculaire isolée. Le tracé de la secousse musculaire isolée est composé de trois phases : • Temps de latence (1) • Phase de contraction (2) • Phase de relâchement (3) ➢ L’amplitude de la deuxième secousse est plus grande que celle de la première secousse     : 0653659197 Cas d’un tétanos imparfait Il s’agit d’un ensemble de secousses musculaires partiellement fusionnées. Au début, l’amplitude des contractions augmente avec le nombre des excitations jusqu’à ce que cette amplitude reste constante. Lorsqu’on arrête de stimuler, le muscle se relâche. La fréquence des excitations est grande ; Cas d’un tétanos parfait Il s’agit d’un ensemble de secousses musculaires totalement fusionnées. Au début, l’amplitude des contractions augmente avec le nombre des excitations jusqu’à ce que cette amplitude reste constante. Lorsqu’on arrête de stimuler, le muscle se relâche. II. Les phénomènes thermiques accompagnant la contraction musculaire Suite à une contraction musculaire il y a un dégagement de chaleur qui se fait en deux temps : Une chaleur initiale : qui se dégage rapidement au cours de la secousse musculaire. Elle comporte une chaleur de contraction et une chaleur de relâchement. Une chaleur retardée qui se dégage lentement après la secousse. L’absence de dégagement de chaleur retardée en milieu anaérobie prouve que la respiration cellulaire en constitue la source, alors que l’origine de la chaleur initiale est la fermentation lactique. Chapitre 2 : Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l'énergie matière organique UNITE1 III. Structure et ultrastructure du muscle strié squelettique : Structure du muscle : Le muscle squelettique est formé de plusieurs faisceaux de fibres musculaires entourés chacun de membranes conjonctives qui s’unissent pour former les tendons qui attachent les muscles aux os. Ultrastructure du muscle : Chaque fibre musculaire striée est considérée comme étant une cellule musculaire, on y trouve : ➢ Le Sarcoplasme (équivalent du cytoplasme dans les cellules) avec à l’intérieur des mitochondries, le réticulum sarcoplasmique et une réserve importante de glycogène. La cellule est limité par une membrane appelée sarcolemme, ➢ Une multitude de noyaux tout au long de la cellule Des myofibrilles constituées par une série d’unité appelée Sarcomère, alterne des stries claires (bandes clairs) et de stries sombres (bandes sombres). Les bandes claires correspondent à des zones contenantes des filaments fins constitués par de l’actine, et les bandes sombres correspondent à des filaments épais de myosine. IV. Mécanisme de la contraction musculaire : La comparaison entre un sarcomère contracté et un sarcomère au repos, montre que la contraction se traduit par : ➢ Un raccourcissement des sarcomères (rapprochement des stries z) ➢ Une réduction de la longueur des bandes claires et de la bande H. ➢ une constance des bandes sombres. Ceci prouve qu’il y a, au cours de la contraction, un glissement des myofilaments d’actine par rapport aux myofilaments de myosine. Le sarcomère est donc l’unité fonctionnelle de la fibre musculaire Le mécanisme de contraction musculaire V. Renouvellement (régénération) de l’ATP musculaire Lors d’un effort, une cellule musculaire consomme de très nombreuses molécules d’ATP. Elle régénère ces molécules grâce à trois voies métaboliques : Voies rapides anaérobies (anaérobie alactique) : ➢ La voie de la phosphocréatine permet une production rapide, car cette molécule est stockée dans le cytoplasme et peut transférer un groupement phosphate à l’ADP selon la réaction suivante : PC + ADP uploads/Finance/ l-essentiel-a-retenir.pdf