Le métabolisme des cellules

Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent son métabolisme. Une voie métabolique est une succession de réactions biochimiques transformant une molécule en une autre. Le métabolisme dépend de l’équipement spécialisé de chaque cellule (organites, macromolécules dont les enzymes).

Chapitre - Le métabolisme des cellules

Séance 3 - Expérimenter le métabolisme autotrophe du géranium

3.1 – La photosynthèse : une voie métabolique autotrophe

Le géranium réalise des transformations biochimiques appelées métabolisme. Parmi elles, la photosynthèse est une voie métabolique autotrophe : elle permet à la plante de fabriquer sa propre matière organique à partir de matière minérale (eau et dioxyde de carbone), en utilisant l’énergie lumineuse.

3.2 – Le rôle des chloroplastes et des enzymes

Ce processus se déroule dans des organites spécialisés : les chloroplastes, présents dans les cellules des feuilles. Ces structures contiennent :

• de la chlorophylle, qui capte la lumière ;

• des enzymes, protéines facilitant les réactions chimiques nécessaires à la photosynthèse.

3.3 – Échanges de matière et d’énergie chez le géranium

Ainsi, le géranium échange de la matière et de l’énergie avec son environnement :

• il absorbe de l’eau et du dioxyde de carbone,

• il capte la lumière,

• il produit du glucose (stocké sous forme d’amidon),

• il rejette du dioxygène.

Séance 4 - Expérimenter le métabolisme hétérotrophe des levures

4.1 – La respiration et la fermentation : des voies hétérotrophes

La levure réalise elle aussi un métabolisme : transformations biochimiques permettant de produire de l’énergie. Chez elle, les voies hétérotrophes comme la respiration cellulaire et la fermentation transforment de la matière organique (ex : glucose) pour produire de l’énergie.

4.2 – Les structures et enzymes impliquées

Ces processus se déroulent dans des structures spécialisées : 

• la respiration a lieu dans les mitochondries,

• la fermentation se déroule dans le cytoplasme.

Ils font intervenir des enzymes, qui facilitent la dégradation du glucose.

4.3 – Échanges de matière et d’énergie chez la levure

La levure échange de la matière et de l’énergie avec son environnement :

• elle absorbe du glucose (et parfois du dioxygène),

• elle rejette du dioxyde de carbone,

• elle libère de l’énergie pour ses activités cellulaires.

Séance 5 - Comparer les voies métaboliques des cellules autotrophes et hétérotrophes

5.1 – Des métabolismes différents selon les cellules

Le métabolisme est l’ensemble des transformations biochimiques réalisées par une cellule. Il varie selon :

• le type cellulaire,

• la fonction de la cellule,

• son équipement spécialisé.

5.2 – Le rôle des organites dans les capacités métaboliques

Par exemple : 

• seules les cellules chlorophylliennes possédant des chloroplastes réalisent la photosynthèse ;

• les levures, sans chloroplastes, ne peuvent pas produire de matière organique à partir de CO₂ ; elles doivent absorber du glucose.

Ce sont donc les organites (chloroplastes, mitochondries) et les enzymes présents qui déterminent les voies métaboliques possibles.

5.3 – Une spécialisation fonctionnelle des cellules

Chaque cellule possède un métabolisme propre, adapté à ses besoins et à son rôle. Cette spécialisation permet une diversité des fonctions biologiques chez les êtres vivants.

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