Résumé SV-E-2 : Le devenir de la matière organique

1. Introduction

Dans les cellules, la matière organique peut suivre trois destins :

• Stockage ou exportation sous forme de réserves.
• Anabolisme : synthèse de nouvelles molécules.
• Catabolisme : dégradation pour produire de l’énergie.

2. Stockage et exportation

La matière organique peut être stockée sous forme de réserves énergétiques :

• Chez les Chlorophytes, les trioses-phosphates issus du cycle de Calvin sont stockés sous forme d’amidon dans les chloroplastes.
• Chez les animaux, le glucose est stocké sous forme de glycogène dans le cytosol.
• Le stockage/déstockage dépend de l’activité d’enzymes comme la glycogène synthase et la glycogène phosphorylase.

3. Anabolisme : synthèse de nouvelles molécules

La matière organique permet la synthèse de nouvelles molécules :

• Les carrefours métaboliques permettent les conversions entre familles moléculaires.
• Exemples :
  • Transformation de l’acétyl-CoA en acides gras et lipides.
  • Synthèse des polyosides à partir du glucose-1-phosphate.
  • Formation d’acides aminés comme l’alanine à partir du pyruvate.

4. Catabolisme : production d’énergie

La matière organique peut être dégradée pour fournir de l’énergie :

4.1 Glycolyse et fermentation

• La glycolyse transforme le glucose en pyruvate, produisant de l’ATP et des coenzymes réduits.
• En cas d’absence d’oxygène, le pyruvate est utilisé dans la fermentation :
  • Fermentation lactique : production de lactate.
  • Fermentation alcoolique : production d’éthanol et CO₂.

4.2 Respiration cellulaire

• En présence d’oxygène, le pyruvate est transformé en acétyl-CoA et entre dans le cycle de Krebs.
• Les acides gras peuvent aussi être convertis en acétyl-CoA par β-oxydation.
• Le cycle de Krebs libère du CO₂ et réduit des coenzymes pour la chaîne respiratoire.

4.3 Chaîne respiratoire et production d’ATP

• Les coenzymes réduits transmettent leurs électrons à la chaîne respiratoire, générant un gradient de protons.
• L’ATP synthase utilise ce gradient pour produire de l’ATP par couplage osmochimique.

5. Comparaisons métaboliques

• La respiration produit beaucoup plus d’ATP que la fermentation.
• Les voies métaboliques varient en fonction du substrat initial (glucose, acides gras, acides aminés).
• Les mécanismes de conversion d’énergie sont similaires entre chloroplastes et mitochondries.

6. Conclusion

Le devenir de la matière organique dépend des besoins de la cellule. Elle peut être stockée, convertie en nouvelles molécules ou dégradée pour produire de l’ATP. Les voies métaboliques permettent d’adapter ces processus aux conditions environnementales et aux besoins énergétiques.