Origine de l’ATP nécessaire à la contraction de la cellule musculaire

« Tspé - Thème 3B 2020-21 Produire le mouvement Chapitre 2 Chapitre 2 : Origine de l’ATP nécessaire à la contraction de la cellule musculaire L’ATP (adénosine triphosphate) est la principale source d’énergie immédiatement disponible pour une cellule, et de grandes quantités sont consommées à chaque instant pour la contraction musculaire (mais aussi pour l’ensemble des activités cellulaires de l’organisme).

L'ATP est une molécule universelle qui comporte une chaîne de trois groupements phosphates.

Les liaisons entre ces groupements phosphates peuvent être facilement hydrolysées ce qui libère de l'ADP, un ion de phosphate inorganique (Pi) et surtout de l’énergie qui pourra être utilisée pour des réactions biochimiques. Hydrolyse de l’ATP ATP + H2O → ADP + Pi + énergie disponible A l’inverse la synthèse d’ATP nécessite un apport d’énergie . ADP + Pi + apport d’énergie → ATP + H2O Les besoins en ATP sont constants dans les cellules mais cette molécule n’est quasiment pas stockée, elle doit être régénérée en permanence, aussi vite qu’elle est utilisée. Comment l’ATP est-elle générée afin de pouvoir répondre aux besoins de la contraction musculaire ? I.

Deux voies métaboliques de régénération de l’ATP Bilan act 1 TP7 L’ATP nécessaire à la contraction ou aux activités cellulaires peut être régénérée par deux voies métaboliques : - La RESPIRATION CELLULAIRE qui correspond à une oxydation complète du glucose en CO2, en présence de dioxygène (milieu aérobie) - La FERMENTATION qui correspond à une oxydation incomplète du glucose et peut se faire en absence de dioxygène (milieu anaérobie) Les rendements de ces deux voies sont très différents : 36 ATP sont régénérées par la respiration cellulaire et seulement 2 ATP par la fermentation lactique pour une même quantité de glucose. II.

La respiration cellulaire, une voie métabolique aérobie TD exploitation docs 1) La glycolyse, une 1ère étape dans le hyaloplasme bilan act 2 TP7 Le glucose contenu dans le milieu extracellulaire pénètre dans le hyaloplasme de la cellule.

Il y subit une première étape d’oxydation partielle, la glycolyse, qui aboutit à la formation d’une molécule organique, le pyruvate.

Cette oxydation s’accompagne de la production de composés réduits NADH, H + (NAD+ est réduit en NADH, H+ par 2 protons H+ et 2 e- provenant du glucose). Glucose Composé oxydé Pyruvate C6H12O6 + 2 NAD+ Composé réduit 2 C3H4O3 + 2 NADH,H+ Couplage énergétique 2 ADP + 2 Pi 2 ATP La réaction d’oxydoréduction lors de la glycolyse libère de l’énergie qui est utilisée par couplage énergétique pour la synthèse de 2 molécules d’ATP par molécule de glucose oxydée. Tspé - Thème 3B Produire le mouvement 2020-21 2) Le cycle de Krebs, une 2ème étape dans la matrice des mitochondries Chapitre 2 Le pyruvate formé par la glycolyse entre dans la mitochondrie et subi une série de réactions qui constituent un cycle, le cycle de Krebs dans la matrice de la mitochondrie.

Ces réactions s’accompagnent de la production de composés réduits et de synthèse d’ATP.

Le pyruvate est intégralement dégradé : du CO2 est produit, c’est le "déchet" rejeté lors de la respiration cellulaire. Pyruvate Composé oxydé 2 C3H4O3 + 10 NAD+ Composé réduit + 6 H2O Couplage énergétique 2 ADP + 2 Pi 6 CO2 + 10 NADH,H+ 2 ATP 3) L’oxydation des composés réduits, une 3ème étape au niveau des crêtes de la membrane interne de la mitochondrie Lors de la dernière étape de la respiration, les composés réduits (NADH,H+) produits lors des étapes précédentes sont utilisés pour produire de l’ATP : ils cèdent leurs électrons (oxydation) au niveau de la chaîne respiratoire.

Cette chaîne localisée au niveau des crêtes formées par les replis de la membrane interne de la mitochondrie est constituée d’une série de molécules enchâssées dans la membrane et jouant le rôle de transporteurs d’électrons.

Les électrons sont ainsi transportés dans la membrane interne de la mitochondrie jusqu’à un accepteur final d’électrons : l’O2 qui est alors réduit et forme de l’eau, autre déchet de la respiration. Le transport des électrons le long de la chaine respiratoire s’accompagne d’une expulsion de protons H+ de la matrice vers l’espace intermembranaire formant un gradient de part et d’autre de la membrane interne.

Ce gradient fourni une énergie activant les ATP synthases de la membrane interne, permettant la formation d’ATP.

32 molécules d’ATP sont produites pour l’oxydation de 12 NADH,H+. 12 NADH,H+ + 6 O2 12 NAD+ + 12 H2O 32 ADP + 32 Pi 32 ATP Au final 36 molécules d’ATP sont.... »