Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Diversité et complémentarité des métabolismes

La respiration, à l'échelle cellulaire, aboutit à la régénération de l'ATP. Ce processus comporte plusieurs étapes présentées dans le document de référence (cas de la dégradation du glucose).


Votre réponse sera accompagnée d'un schéma de synthèse.

document de référence 

1e étape : oxydation du glucose en acide pyruvique

C6H12O6 + 2R' glucose		2CH3COCOOH + 2R'H2 acide pyruvique
2ADP + 2Pi		2ATP

2e étape : série de décarboxylations oxydatives à partir du pyruvate avec production de composés réduits et d'ATP

2CH3COCOOH + 10R' + 6H2O acide pyruvique		6CO2 + 10R'H2
2ADP + 2Pi		2ATP

3e étape : oxydation par le dioxygène des composés réduits couplée à une importante production d'ATP

12R'H2 + 6O2		12R' + 12H2O
32ADP + 32Pi		32ATP

Ces réactions chimiques sont catalysées par des enzymes.

document 1 :

Deux souches de levures cultivées sur un milieu gélosé contenant du glucose, donnent pour l'une, des grandes colonies (levures G), pour l'autre des petites colonies (levures mutantes P).

document 1a :

Les levures sont transférées dans un nouveau milieu de culture. On mesure alors l'évolution de la quantité de dioxygène avant et après injection de glucose dans le milieu.

Levures G

Levures P

document 1b : ultrastructure cellulaire (MET x40 000) et schéma d'interprétation

Levures G : mitochondries abondantes
Levures P : mitochondries rares

document 2

A partir d'un broyat de cellules, on a isolé un culot de mitochondries. Ces dernières sont placées dans un milieu bien oxygéné et contenant de l'ADP + Pi.

On suit au cours du temps la concentration en O2 du milieu dans différentes conditions expérimentales.

document 3 : expérience sur des fractions mitochondriales

Les mitochondries sont fragmentées par l'action d'ultrasons. On obtient différentes fractions.
a) Les fractions sont placées dans un milieu expérimental contenant du dioxygène, des composés réduits R'H2, de l'ADP et du Pi :

Fraction mitochondriale utilisée	Résultats
Fragments de membrane externe	Pas de production d'ATP Pas d'oxydation des composés R'H2 en R' (en présence d'oxygène)
Fragments de membrane interne	Production d'ATP Oxydation des composés R'H2 en R' (en présence d'oxygène)

b) L'analyse des fractions révèle que seule la matrice contient des décarboxylases.