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Energie et cellule vivante
Questionnaire sur les différents métabolismes d'une cellule vivante végétale ou animale et la production d'ATP - Utilisation et régénération de l'ATP par la cellule musculaire.
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Dans quel organite de la cellule végétale a lieu la photosynthèse ?
Le chloroplaste.
Quelles sont les molécules consommées et celles produites lors de la photosynthèse ?
- consommation de CO2 et d’ H2O
- production de O2 et de glucides (molécules organiques).
Quelles sont les structures de la feuille permettant les échanges gazeux entre son atmosphère interne au niveau du parenchyme lacuneux et l’air environnant ?
Les stomates.
Quelle est l’origine du O2 libéré ?
La molécule de H2O dont les atomes d’oxygène subissent une oxydation lors de la phase photochimique.
Quelle est l’origine du Carbone des molécules de glucides produites ?
La molécule de CO2 dont les atomes de carbone subissent une réduction lors de la phase chimique.
D’où vient l’énergie nécessaire à la réalisation des réactions photosynthétiques ?
L’énergie lumineuse (= la lumière).
Comment se nomment les 2 phases de la photosynthèse ?
La phase photochimique et la phase chimique.
Dans quel sous-compartiment des chloroplastes a lieu la phase photochimique de la photosynthèse ?
Les thylakoïdes.
Quel est le rôle de la phase photochimique de la photosynthèse ?
Conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique sous forme d’ATP et de composés réduits RH2.
Dans quel sous-compartiment des chloroplastes a lieu la phase chimique de la photosynthèse ?
Le stroma.
Quel est le rôle de la phase chimique de la photosynthèse ? Comment est-elle possible ?
Synthèse de molécules organiques à partir du CO2 grâce à la consommation de l’ATP et des composés réduits RH2 produits lors de la phase photochimique.
Quels sont les noms des différents pigments contenus dans la chlorophylle brute extraite de feuilles chlorophylliennes ? Où sont-ils localisés ?
Les chlorophylles a et b, les xanthophylles et les caroténoïdes. Ils sont localisés dans la membrane des thylakoïdes.
Quel lien existe-t-il entre le spectre d’absorption des pigments foliaires et le spectre d’action photosynthétique ?
Les 2 spectres coïncident (bonne correspondance), ce qui signifie que l’activité photosynthétique de la plante est liée à l’ensemble des pigments de la feuille.
Lors de quelle phase de la photosynthèse a lieu l’oxydation de l’eau (= photolyse de l’eau) ?
Lors de la phase photochimique.
Comment se nomme le cycle lors de la phase chimique de la photosynthèse ?
Le cycle de Calvin.
Quelles molécules consomment le cycle de Calvin pour fonctionner ?
Le CO2, l’enzyme RubisCo, l’ATP et les composés réduits RH2 lors de la phase photochimique.
Quelles molécules sont produites lors du cycle de Calvin ?
Des molécules organiques (principalement des glucides, des acides aminés, des acides organiques) + la régénération du ribulose 1,5-bis-phosphate (RuBP) + ADP + Pi + R
Quelles sont les 3 étapes du cycle de Calvin ?
Le cycle de Calvin se déroule en trois étapes :
- fixation du dioxyde de carbone ;
- réduction de l’acide 3-phosphoglycérique (APG) en trioses phosphate (sucre) ;
- régénération du ribulose-1,5-bisphosphate (accepteur de CO2)
Quelle est l'équation de la photosynthèse ?
Comment se nomme le métabolisme des cellules non chlorophylliennes en conditions aérobies ?
La respiration.
Comment se nomme le métabolisme des cellules non chlorophylliennes en conditions anaérobies ?
La fermentation.
Quelles sont les étapes de la respiration cellulaire ? Où se déroulent-elles ?
- la glycolyse dans le cytoplasme
- le cycle de Krebs dans la matrice de la mitochondrie
- la chaîne respiratoire dans la membrane interne de la mitochondrie.
Quel est cet organite d’une cellule non chlorophyllienne en conditions aérobies ?
Une mitochondrie.
Retrouver les légendes de cet organite d’une cellule non chlorophyllienne en conditions aérobies.
Les activités cellulaires nécessitent de l’ATP. Quels sont les métabolismes produisant de l’ATP ?
- La respiration en conditions aérobies
- Les fermentations en conditions anaérobies
Combien de molécules d’ATP sont produites lors de la dégradation (oxydation) complète d’une molécule de glucose en conditions aérobies ?
36 ATP
Quelle est l’équation de la respiration ?
Quelle est l’équation de la fermentation éthylique (alcoolique) ?
Quelle est l’équation de la fermentation lactique ?
Combien de molécules d’ATP sont produites lors de la dégradation (oxydation) incomplète d’une molécule de glucose en conditions anaérobies ?
2 ATP
Quelle protéine enzymatique localisée dans la membrane interne des mitochondries permet la synthèse de l'ATP ?
L' ATP synthase.
Quelle molécule est produite lors de la glycolyse ?
L'acide pyruvique.
Quelles sont les caractéristiques des cellules musculaires et de quoi sont-elles constituées ?
Ce sont des cellules géantes (plusieurs centimètres de long) et striées, constituées de nombreux noyaux et myofibrilles.
Quelles sont les 2 protéines contractiles constituant les myofibrilles ?
L’actine G (globulaire) et la myosine.
Comment se nomment les unités structurales répétitives dans les myofibrilles à l’origine de l’aspect strié des cellules musculaires ?
Les sarcomères.
Comment sont organisés les sarcomères d’une cellule musculaire à l’échelle moléculaire ?
Les sarcomères sont constitués de myofilaments fins d’actine et de myofilaments épais de myosine.
Comment se comportent les sarcomères lors de la contraction musculaire ?
Les sarcomères se raccourcissent sans changement de longueur des myofilaments d’actine et de myosine qui glissent les uns par rapport aux autres.
Quelle conversion énergétique se réalise lors de la contraction musculaire au niveau des sarcomères ?
L’énergie chimique sous forme d’ATP est convertie en énergie mécanique.
Quelle protéine des myofilaments fixe une molécule d’ATP et catalyse son hydrolyse ? Comment ?
La myosine : ses 2 têtes fixent chacune une molécule d’ATP et catalyse son hydrolyse, fournissant l’énergie nécessaire à l’activation (changement d’orientation) de chaque tête de myosine.
Quelles sont les 4 étapes du cycle de contraction au niveau moléculaire ?
Le cycle de contraction met en jeu successivement :
1. l’activation des têtes de myosine, provoquée par l’hydrolyse d’une molécule d’ATP entrainant leur changement d’orientation ;
2. la fixation des têtes de myosine sur les myofilaments d’actine (formation d’un complexe actine-myosine) ;
3. la désactivation des têtes de myosine qui reviennent à leur position de repos (coup de rame)
4. la séparation entre actine et myosine grâce à la fixation d’une nouvelle molécule d’ATP sur la myosine.
La concentration d’ATP étant très faible dans les cellules musculaires, l’ATP doit donc être sans cesse régénéré. Quelles sont les voies de régénération de l’ATP ?
- la voie de la phosphocréatine (voie anaérobie)
- la fermentation lactique (voie anaérobie)
- la respiration (voie aérobie)
Indiquer les différents types de cellules musculaires spécialisées dans des efforts différents et leurs caractéristiques.
- les cellules musculaires de type 1 se contractent lentement mais durablement. Elles sont riches en mitochondries et leur voie principale de régénération de l’ATP est la respiration mitochondriale : elles interviennent dans les efforts longs.
- les cellules musculaires de type 2 se contractent rapidement mais pas durablement. Elles sont pauvres en mitochondries et leur voie principale de régénération de l’ATP est la fermentation lactique, à partir de l’utilisation des stocks de glycogène : elles interviennent dans les efforts brefs et intenses.