Respiration cellulaire, fermentations et production d'ATP

Définitions à retenir : fermentation, respiration cellulaire, glycolyse, chaîne respiratoire

Tous les organismes vivants nécessitent de l’énergie pour fonctionner. Cette énergie peut être obtenue par des voies bien distinctes : la respiration cellulaire et la fermentation.

La respiration cellulaire

Quelle que soit la voie empruntée, la respiration cellulaire se déroule dans le cytoplasme de la cellule, c’est la glycolyse. La glycolyse permet d’oxyder le glucose en pyruvate. Lors de cette réaction, deux molécules d’ATP sont produites.

• Le noyau et le réticulum ne sont pas impliqués dans le processus de respiration cellulaire contrairement au cytosol et aux mitochondries.
• Dans la fraction cytosol, le glucose est consommé pour dégager du dioxyde de carbone et produire de l’acide pyruvique. C’est le phénomène de glycolyse qui a lieu dans le cytosol, en présence de glucose.
• Enfin, les mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire. En effet, il y a dégagement de dioxyde de carbone et consommation de dioxygène. La respiration cellulaire nécessite non pas du glucose mais de l’acide pyruvique.

Les fermentations

La fermentation se déroule toujours dans le cytoplasme de la cellule et en anaérobie. Il existe deux types de fermentations :

• la fermentation alcoolique permet l’oxydation du pyruvate en éthanol ;
• et la fermentation lactique permet l’oxydation du pyruvate en acide lactique.

Lors de la fermentation, l’énergie est synthétisée uniquement à l’étape de glycolyse. Il y a donc deux molécules d’ATP formée pour l’oxydation d’une molécule de glucose.

• Contrairement à la fermentation, la respiration nécessite du dioxygène. Après l’étape cytoplasmique de la glycolyse, le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire se déroulent dans les mitochondries. Le bilan de la respiration cellulaire est de 36 molécules d’ATP produites pour l’oxydation d’une molécule de glucose.
• Le rendement énergétique de la respiration est de 40 % contre un rendement de seulement 2 % pour les fermentations. Dans les deux cas, une part importante de l’énergie est perdue sous forme de chaleur.