Diversité des métabolismes à l'échelle de la cellule
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- Quiz et exercices
- Vidéos et podcasts
Comprendre les deux métabolismes cellulaires existants.
- Le métabolisme rend compte de l’ensemble des réactions biochimiques qui ont lieu dans la cellule pour assurer sa survie.
- Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants : l'hétérotrophie et l'autotrophie.
- Les organismes hétérotrophes utilisent de la matière organique pour former leur propre matière organique.
- Les organismes autotrophes fabriquent leur matière organique à partir de matière minérale que l’on retrouve uniquement chez les êtres photosynthétiques.
- La cellule et ses organites
- Molécules organiques / minérales
- Organisme unicellulaire / pluricellulaire
Les cellules sont le siège de nombreuses réactions chimiques. Des molécules sont fabriquées et d'autres sont dégradées. Ces réactions chimiques permettent la reproduction et la croissance des êtres vivants.
Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants :
- l’hétérotrophie ;
- l’autotrophie.
L’hétérotrophie est associée au phénomène de respiration cellulaire. La respiration cellulaire se déroule dans les mitochondries et permet aux cellules de produire l’énergie indispensable à la synthèse des molécules organiques par le biais d’une molécule appelée l’adénosine triphosphate (ATP). La respiration cellulaire correspond à la destruction de molécules de glucose par le dioxygène (O2). Outre la production d’énergie, elle aboutit aussi à la formation de molécules de dioxyde de carbone (CO2) et de molécules d’eau (H2O).
Hétérotrophie dans une cellule non chlorophyllienne
Équation de la réaction :
glucose (C6H12O6) +
dioxygène (O2) → dioxyde de
carbone (CO2) + eau (H2O)
Une étude de la croissance de levures est faite sur 4 milieux différents (voir tableau ci-dessous). L’observation d’une croissance cellulaire signifie que les cellules ont trouvé tous les éléments essentiels à leurs développement.
| Milieu A | Milieu B | Milieu C | Milieu D | |
| Eau distillée | 1 000 mL | 1 000 mL | 1 000 mL | 1 000 mL |
| Sels minéraux | - | 3,75 g | 3,75 g | - |
| MO | - | 30 g | - | 30 g |
Observations :
- Une croissance cellulaire est observée pour les milieux B et D.
- Les points communs à ces deux milieux sont l’eau distillée et l’ajout de matière organique.
Conclusion :
La croissance des levures est dépendante de la
présence de matière organique dans le
milieu de culture ce qui est caractéristique des
organismes possédant un métabolisme
hétérotrophe.
L’autotrophie est associée au phénomène de photosynthèse qui se déroule dans les chloroplastes. La photosynthèse permet aux cellules chlorophylliennes de fabriquer de l’amidon à partir de CO2 prélevé dans l’air par les feuilles et de molécules d'H2O prélevées dans le sol. Cette synthèse aboutit également à la production d’O2. Elle nécessite de l’énergie. Les cellules chlorophylliennes utilisent celle de la lumière (Soleil).
Équation de la réaction :
dioxyde de carbone (CO2) + eau
(H2O) → amidon + dioxygène
(O2)
L’amidon est ensuite dégradé dans les mitochondries afin de permettre aux cellules chlorophylliennes de produire l’énergie dont elles ont besoin pour fabriquer les autres substances organiques. Donc les cellules autotrophes « respirent » comme les cellules hétérotrophes.
Autotrophie dans une cellule chlorophyllienne
Une étude de la croissance des euglènes est faite sur 4 milieux différents (voir tableau ci-dessous). L’observation d’une croissance cellulaire signifie que les cellules ont trouvé tous les éléments essentiels à leur développement.
| Milieu A | Milieu B | Milieu C | Milieu D | |
| Eau distillée | 1 000 mL | 1 000 mL | 1 000 mL | 1 000 mL |
| Sels minéraux | - | 3,75 g | 3,75 g | - |
| MO | - | 30 g | - | 30 g |
Toutes les cultures ont été réalisées à la lumière.
Observations :
- Une croissance cellulaire est observée pour les milieux B et C.
- Les points communs à ces deux milieux sont l’eau distillée et les sels minéraux.
Conclusion :
La croissance des euglènes n’est pas
dépendante de la présence de
matière organique mais bien de celle de sels
minéraux dans le milieu de culture à la
lumière. Ce qui est caractéristique des
organismes possédant un métabolisme
autotrophe.
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