Le métabolisme des cellules

Réactions chimiques de la cellule

La cellule est une unité structurale commune à tous les êtres vivants.
Elle est une mini-usine qui fabrique et dégrade des molécules : on appelle ce phénomène le métabolisme cellulaire.
Celui-ci permet ainsi de produire de la matière organique et de l’énergie.
Le métabolisme dépend du type de cellule, de son ADN, mais aussi de l’environnement.
En milieu aérobie, et en présence de glucose, les cellules produisent du $\text{CO}_2$ et consomment l’$\text{O}_2$ : c’est la respiration =$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2\rightarrow6\text{CO}_2+6\text{H}_2\text{O}$.
En milieu anaérobie, et en présence de glucose, les cellules produisent du CO2 et de l’alcool : c’est la fermentation alcoolique = $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\rightarrow2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}+2\text{CO}_2$.
Une expérience réalisée sur des euglènes démontre que leur nombre n’augmente qu’en présence de $\text{CO}_2$ et de lumière.
Dans ces conditions les euglènes produisent du glucose et de l’oxygène : c’est ce que l’on appelle la photosynthèse = $6\text{CO}_2+6\text{H}_2\text{O}\rightarrow\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6+6\text{O}_2$.
Les champignons respirent ou fermentent et les plantes pratiquent la photosynthèse.
Ces réactions chimiques sont rendues possibles par les enzymes, capables de transformer une molécule en une autre en utilisant une source d’énergie.

Tous les êtres vivants appartiennent à un réseau trophique.
Les végétaux sont les seuls organismes capables de produire leurs propres molécules organiques.
Ils sont donc autotrophes, c’est-à-dire que leur production servira de nourriture pour les autres organismes.
On dit aussi qu’ils sont des producteurs primaires.
En conséquence, les animaux, incapables de pratiquer la photosynthèse, sont qualifiés d’hétérotrophes, car leur vie ne dépend que de la présence des autotrophes.
En ce sens, ils sont donc des producteurs secondaires ou tertiaires.
La biomasse est la quantité de matière organique présente dans les organismes d’un écosystème : elle est plus importante chez les végétaux car ils sont à l’origine du flux de matière entre tous les êtres vivants.
La vie des êtres vivants hétérotrophes dépend donc de la vie des êtres vivants autotrophes.
Dans les écosystèmes, la source d’énergie initiale est donc apportée par le Soleil.

L’évolution a mis en place des organites qui assurent des activités métaboliques spécifiques.
La respiration dans les cellules procaryotes se déroule dans le cytoplasme.
La respiration chez les animaux et les plantes se déroule dans un compartiment spécialisé : la mitochondrie.
La photosynthèse est cytoplasmique chez les procaryotes mais se déroule dans le chloroplaste chez les plantes.
Le métabolisme permet donc d’interconnecter les êtres vivants des écosystèmes.
Ces liens dépendent des conditions environnementales et des caractéristiques héréditaires.
Le métabolisme confirme aussi l’unité évolutive des êtres vivants : toutes les cellules ont une ou plusieurs activités métaboliques, qu’elles soient compartimentées ou non.