Voie de la respiration cellulaire – glycolyse, décarboxylation oxydative, cycle de Krebs, chaîne respiratoire et fermentation

BiologieBiologie cellulaire15–16 ans

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Suivez pas à pas la glycolyse dans le cytoplasme, la décarboxylation oxydative du pyruvate et le cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale, puis la phosphorylation oxydative sur la membrane interne, avec un bilan des atomes de carbone, du CO₂, du NADH, du FADH₂, de l’ATP et de l’O₂ par glucose (environ 30 à 32 ATP). Dans le modèle en continu, supprimez l’O₂, ajoutez du cyanure ou le découplant DNP, activez ou désactivez des étapes, ou passez de la cellule musculaire à la levure, et observez le gradient de protons, le niveau d’ATP, le rendement en ATP par glucose, la consommation de glucose et d’O₂ et la formation de lactate ou d’éthanol ; notez chaque essai dans un tableau.

Leçon : Respiration cellulaire : glycolyse, décarboxylation oxydative du pyruvate, cycle de Krebs, chaîne respiratoire et chimiosmose (phosphorylation oxydative), fermentation

Ce qu’elle montre

La respiration cellulaire libère l’énergie du glucose pour produire de l’ATP. La glycolyse, dans le cytoplasme, coupe le glucose en deux pyruvates et fournit 2 ATP et 2 NADH. Dans la matrice mitochondriale, la décarboxylation oxydative et le cycle de Krebs libèrent les six carbones sous forme de CO₂ et chargent du NADH et du FADH₂. Sur la membrane interne, la chaîne respiratoire utilise leurs électrons pour pomper des H⁺ ; le dioxygène est l’accepteur final, et les H⁺ qui reviennent par l’ATP synthase produisent l’essentiel de l’ATP. Sans dioxygène, la fermentation régénère le NAD⁺.

Mode d’emploi

En Pas à pas, cliquez sur Étape suivante pour suivre un glucose étape par étape et lisez le tableau de bilan. En Modèle en continu, décochez O₂ présent, cochez Ajouter du cyanure, augmentez Découplant DNP ou décochez une étape, puis observez le graphique et le bilan par glucose. Cliquez sur Noter le résultat quand les courbes se stabilisent pour comparer les conditions. Choisissez levure dans Cellule pour voir la fermentation alcoolique.

Paramètres modifiables

  • Affichage Pas à pas avec un glucose, Modèle en continu
  • Dioxygène présent
  • Ajouter du cyanure (bloque le complexe IV)
  • Dose de découplant DNP 0–100 %
  • Type de cellule Cellule musculaire animale (fermentation lactique), Levure (fermentation alcoolique)
  • Glycolyse active
  • Décarboxylation oxydative active
  • Cycle de Krebs actif
  • Chaîne respiratoire active

Questions à explorer

  1. Pourquoi le cycle de Krebs s’arrête-t-il sans dioxygène, alors qu’il n’utilise pas directement le dioxygène ?
  2. Le cyanure et le DNP font baisser l’ATP ; pourquoi la consommation d’O₂ augmente-t-elle avec le DNP mais s’arrête avec le cyanure ?
  3. Pourquoi une cellule consomme-t-elle le glucose plus vite quand elle passe à la fermentation ?