1. Libération de l’énergie : respiration et fermentation

∞Résumé du cours

L’ATP, monnaie énergétique

L’ATP (adénosine triphosphate) libère de l’énergie en s’hydrolysant : ATP + H₂O → ADP + Pi + énergie. La cellule la régénère en permanence.

Glycolyse (hyaloplasme, sans O₂)

Glucose (C₆) → 2 acides pyruviques (C₃) + 2 ATP + 2 NADH,H⁺.

Respiration (en présence de O₂, mitochondrie)

• Dans la matrice : l’acide pyruvique est oxydé (décarboxylation, puis cycle de Krebs) : libération de CO₂, formation de NADH,H⁺ et FADH₂.
• Dans la membrane interne (crêtes) : la chaîne respiratoire réoxyde les transporteurs ; O₂ est l’accepteur final d’électrons (formation d’H₂O) ; le flux de protons fait fonctionner l’ATP synthase (phosphorylation oxydative).

Bilan : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36 à 38 ATP.

Fermentations (sans O₂, hyaloplasme)

• Alcoolique (levures) : glucose → 2 éthanol + 2 CO₂ + 2 ATP.
• Lactique (muscle, bactéries) : glucose → 2 acide lactique + 2 ATP.

Rendement : respiration ≈ 40 % ; fermentation ≈ 2 % (l’éthanol ou l’acide lactique contient encore beaucoup d’énergie).

✎Exemples corrigés

?Teste-toi

Clique sur la bonne réponse.

1. La glycolyse a lieu dans…

   a) la mitochondrieb) le hyaloplasmec) le noyau
   Réponse

   b) le hyaloplasme — Elle ne nécessite pas d’O₂.

2. L’accepteur final d’électrons de la chaîne respiratoire est…

   a) CO₂b) O₂c) le glucose
   Réponse

   b) O₂ — Il forme H₂O.

3. Une fermentation produit par glucose…

   a) 2 ATPb) 38 ATPc) 0 ATP
   Réponse

   a) 2 ATP — Glycolyse seule.

4. Le cycle de Krebs se déroule dans…

   a) la matrice mitochondrialeb) la membrane plasmiquec) le chloroplaste
   Réponse

   a) la matrice mitochondriale — Libération de CO₂.

∞ملخص الدرس

ATP، عملة الطاقة

يحرر ATP (ثلاثي فوسفات الأدينوزين) الطاقة عند حلمأته: ATP + H₂O → ADP + Pi + طاقة. وتجدده الخلية باستمرار.

انحلال الغلوكوز (الجبلة الشفافة، بدون O₂)

غلوكوز (C₆) → 2 حمض البيروفيك (C₃) + 2 ATP + 2 NADH,H⁺.

التنفس (بوجود O₂، الميتوكندري)

• في المادة الأساسية: يتأكسد حمض البيروفيك (نزع الكربون ثم دورة كريبس): تحرير CO₂ وتكوين NADH,H⁺ و FADH₂.
• في الغشاء الداخلي (الأعراف): تعيد السلسلة التنفسية أكسدة النواقل؛ O₂ هو المستقبل النهائي للإلكترونات (تكوين H₂O)؛ ويُشغّل تدفق البروتونات ATP سنتاز (الفسفرة التأكسدية).

الحصيلة: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 36 إلى 38 ATP.

التخمرات (بدون O₂، الجبلة الشفافة)

• الكحولي (الخمائر): غلوكوز → 2 إيثانول + 2 CO₂ + 2 ATP.
• اللبني (العضلة، البكتيريا): غلوكوز → 2 حمض اللبنيك + 2 ATP.

المردود: التنفس ≈ 40 % ؛ التخمر ≈ 2 % (يبقى الإيثانول أو حمض اللبنيك غنيًا بالطاقة).

✎أمثلة محلولة

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

1. يحدث انحلال الغلوكوز في…

   أ) الميتوكندريب) الجبلة الشفافةج) النواة
   الجواب

   ب) الجبلة الشفافة — لا يتطلب O₂.

2. المستقبل النهائي للإلكترونات في السلسلة التنفسية هو…

   أ) CO₂ب) O₂ج) الغلوكوز
   الجواب

   ب) O₂ — يكوّن H₂O.

3. ينتج التخمر لكل جزيئة غلوكوز…

   أ) 2 ATPب) 38 ATPج) 0 ATP
   الجواب

   أ) 2 ATP — انحلال الغلوكوز فقط.

4. تجري دورة كريبس في…

   أ) المادة الأساسية للميتوكندريب) الغشاء السيتوبلازميج) الصانعة الخضراء
   الجواب

   أ) المادة الأساسية للميتوكندري — تحرير CO₂.