Module 2 Chapitre 3, 1TS-BioAC K. Gabin-Gauthier, ETSL 1 nov.-12 Illustrations cours de Microbiologie : 1TS BioAC Doc 1 : Variations d’énergie libre, réactions exergoniques et endergoniques. Doc 2 : L’ATP comme agent de couplage. L’utilisation de l’ATP peut favoriser les réactions endergoniques. Il est formé lors de réactions exergoniques et utilisé pour effectuer des réactions endergoniques. Doc 3 : Le cycle de l’énergie cellulaire. L’ATP est formée grâce à l’énergie libérée par la respiration aérobie, la respiration anaérobie, la fermentation, la chimiolithotrophie et la photosynthèse. Sa décomposition en ADP et phosphate (Pi) permet le travail chimique, le travail de transport et le travail mécanique. Doc 4 : l’ATP.
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Module 2 Chapitre 3, 1TS-BioAC
K. Gabin-Gauthier, ETSL 1 nov.-12
Illustrations cours de Microbiologie : 1TS BioAC
Doc 1 : Variations d’énergie libre, réactions exergoniques et endergoniques.
Doc 2 : L’ATP comme agent de couplage. L’utilisation de l’ATP peut favoriser les réactions
endergoniques. Il est formé lors de réactions exergoniques et utilisé pour effectuer des réactions
endergoniques.
Doc 3 : Le cycle de l’énergie cellulaire. L’ATP est formée grâce à l’énergie libérée par la respiration
aérobie, la respiration anaérobie, la fermentation, la chimiolithotrophie et la photosynthèse. Sa
décomposition en ADP et phosphate (Pi) permet le travail chimique, le travail de transport et le
travail mécanique.
Doc 4 : l’ATP.
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Doc 5 : Sélection de couples rédox biologiquement importants.
Doc 6 : Mouvements des électrons et potentiels standards. On met au sommet les potentiels de
réduction les plus négatifs. Les électrons se déplaceront spontanément des donneurs (pouvoir
réducteur le plus fort) vers les accepteurs, de potentiel plus positif. Le donneur est toujours situé
plus haut dans la « tour des électrons » que l’accepteur. Par exemple, le NADH donnera ses
électrons à l’oxygène et formera ainsi de l’eau. Quelques donneurs et accepteurs importants en
biologie sont montrés à gauche ; leurs potentiels standards rédox sont indiqués entre crochets.
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Doc 7 : Les enzymes abaissent l’énergie d’activation. Cette figure décrit le déroulement d’une
réaction chimique où A et B sont convertis en C et D. Le complexe à l’état de transition est
représenté par AB++ et l’énergie d’activation requise pour l’atteindre par Ea. La courbe en pointillés
représente l’évolution de la réaction en présence d’une enzyme. L’énergie d’activation est beaucoup
plus faible dans la réaction catalysée par l’enzyme !!!!
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Doc 8 : Les principaux coenzymes
Nom Abréviation Vitamine d’origine Rôle de transfert de :
Nicotinamide Adénine
Dinucléotide
NAD+
Vitamine PP
(nicotinamide)
D’électrons
Nicotinamide Adénine
Dinucléotide Phosphate
NADP+
Vitamine PP
(nicotinamide)
D’électrons
Flavine
MonoNucléotide
FMN Vitamine B2
(riboflavine)
D’électrons
Flavine Adénine
Dinucléotide
FAD Vitamine B2
(riboflavine)
D’électrons
Adénosine TriPhosphate ATP - De groupement phosphate et
d’AMP
Uridine DiPhosphate UDP - De groupement phosphate et
d’AMP
Cytidine DiPhosphate CDP - De groupement phosphate et
d’AMP
Coenzyme A CoA Acide panthothénique De groupement acyl et d’acétate
Biotine - Vitamine H (biotine) De groupement carboxylique
Pyridoxal phosphate PAL ou
PALP
Vitamine B6
(pyridoxine)
De groupement aminé
Thiamine
PyroPhosphate
TPP Vitamine B1 (thiamine) De groupement en C2
Remarque : En chimie, un acyle ou un groupement acyle est un radical ou un groupe fonctionnel
obtenu en enlevant le groupement hydroxyle d'un acide carboxylique. Le groupement acyle
correspondant à un acide carboxylique de formule RCOOH aura pour formule -COR, où l'atome de
carbone et celui d'oxygène sont liés par une double liaison (groupement carbonyle).
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Doc 9 : Le cytochrome C et sont noyau porphyrine .
Doc 10 : L’ubiquinone ou coenzyme Q.
La longueur de la chaîne latérale varie de n=6 à n=10, selon les organismes.
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Doc 11 : Exemple de liaison Fer-souffre dans une ferrédoxine.
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Doc 12 : Les processus de fourniture d’énergie chez les chimio-organotrophes.
Des molécules organiques servent de source d’énergie et d’électrons pour les 3 processus de
fourniture d’énergie employés par les chimio-organotrophes. Dans la respiration aérobie et
anaérobie, les électrons traversent un système de transfert d’électrons (chaîne respiratoire). Cela
génère une force proton motrice (FPM) qui est utilisée pour synthétiser la plupart de l’ATP cellulaire,
par un mécanisme appelé phosphorylation oxydative (phos ox). Une petite quantité d’ATP est
formée par un processus appelé phosphorylation au niveau du substrat (PNS). Dans la respiration
aérobie, l’O2 est l’accepteur final d’électrons tandis que dans la respiration anaérobie, ce sont des
molécules exogènes autre que l’ O2 qui jouent ce rôle. Au cours de la fermentation, des molécules
organiques endogènes agissent comme accepteur d’électrons. Le flux d’électrons n’est pas couplé à
une synthèse d’ATP, et celle-ci n’est formée que par phosphorylation au niveau du substrat.
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Doc 13 : La phosphorylation pour la rénération de l’ATP.
Doc 14 : Deux exemples de phosphorylation au niveau du substrat.
Ces mécanismes ont lieu dans le cytoplasme, par exemple au cours de la dégradation du glucose
(glycolyse) par la voie dite d’Embden-Meyerhof.
Doc 15 : Un exemple de chaîne respiratoire et de formation de FPM .
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Doc 16 : L’ATP synthase .
Encore appelée ATPase F1F0 car elle est faite de 2 composants : F0 enfoui dans la membrane
mitochondriale et F1 de structure sphérique, du côté interne de la mitochondrie (matrice). F0
participe au transfert de protons, et F1 à la synthèse d’ATP. L’enzyme fonctionne comme un moteur
rotatif. Le flux de protons provoque la rotation de F0 et entraîne la rotation de la sous-unité . Cette
rotation entrâines des changements de conformation des sous-unités β ce qui permet la fixation de
l’ADP dans le site catalytique de l’enzyme puis la libération d’ATP.
Doc 17 : Les chaînes respiratoires des bactéries oxydase + et -.
FAD
FAD
D
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Doc 18 : Les 3 étapes de la respiration anaérobie.
Doc 19 : Quelques accepteurs d’électrons utilisés lors de la respiration.
Accepteur d’e- Produits réduits Exples de µcro-organismes