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La glycolyse est-elle la partie initiale de la fermentation, ou la fermentation suit-elle la glycolyse ?


La glycolyse est-elle la partie initiale de la fermentation, ou la fermentation suit-elle la glycolyse ?

Je vois des informations contradictoires provenant de différentes sources

https://honchemistry.wikispaces.com/Lactic+Acid+and+Alcohol+Fermentation+in+Humans

"… La fermentation alcoolique suit la glycolyse, tout comme la fermentation lactique… " <-- Donc la glycolyse précède la fermentation, ne fait pas partie de la fermentation

et

" La véritable partie de la fermentation

La glycolyse et la fermentation sont deux processus distincts. La glycolyse a été brièvement expliquée pour donner au lecteur une idée des événements menant à la fermentation et des conditions de départ en termes de molécules disponibles pour la réaction… En entrant dans la fermentation, les molécules NADH et acide pyruvique sont présentes. " <--- donc la glycolyse précède la fermentation, ne fait pas partie de la fermentation.

Alors que ces deux liens placent la glycolyse dans le cadre de la fermentation, et non comme une étape précédente avant la fermentation.

https://www.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/variations-on-cellular-respiration/a/fermentation-and-anaerobic-respiration

"La fermentation et la respiration cellulaire commencent de la même manière, avec la glycolyse" <-- la glycolyse fait partie de la fermentation, elle ne la précède pas.

et

http://study.com/academy/lesson/anaerobic-respiration-lactic-acid-alcoolique-fermentation.html

« la fermentation, qui est un processus qui génère de l'ATP de manière anaérobie en effectuant la glycolyse… » <-- la fermentation comprend la glycolyse, donc la glycolyse fait partie de la fermentation et ne la précède pas.

Alors, c'est quoi ?

Est-ce a) comme khanacademy et study.com, ou b) comme honchemistry.wikispaces.com

J'ai entendu l'idée que la glycolyse est indépendante, en ce sens qu'elle peut produire de l'énergie (pas beaucoup, mais un peu) par elle-même, et cela peut se produire sans fermentation ni respiration cellulaire. Mais quand la glycolyse se produirait-elle sans fermentation ou respiration? Et même si la glycolyse est si indépendante, elle peut encore être au début de la respiration et de la fermentation et ne pas la précéder.

Wikipédia parle d'une manière contraire…

https://en.wikipedia.org/wiki/Fermentation

"Avant que la fermentation n'ait lieu, une molécule de glucose est décomposée en deux molécules de pyruvate. C'est ce qu'on appelle la glycolyse." <-- donc la glycolyse précède la fermentation, elle n'en fait pas partie.

donc la citation ci-dessus de wikipedia suggère que la glycolyse n'est pas la partie initiale de la fermentation, mais une étape la précédant

alors que toujours sur la page wikipedia de fermentation, il est dit

"La fermentation est un processus métabolique qui convertit le sucre en acides, en gaz ou en alcool… La première étape, la glycolyse" <-- donc la glycolyse fait partie de la fermentation.

Les liens sur la respiration sont plus clairs que la glycolyse fait partie de la respiration… les liens sur la fermentation varient un peu selon que la glycolyse précède la fermentation ou en fait partie.


Comme @bpedit l'indique dans son commentaire, il s'agit d'une question sémantique - c'est-à-dire concernant le sens et l'utilisation des mots. Je vais expliquer comment moi et d'autres utilisons ces mots et pourquoi. Si vous êtes convaincu par ma logique vous souhaiterez les utiliser de la même manière, sinon vous êtes libre de les utiliser différemment. Cependant, il n'y a pas de "vérité universelle" ici, et si vous êtes étudiant, je n'ai aucune idée de ce que pense votre instructeur.

Le problème est que « fermentation » et « fermenter » (à la fois comme nom et comme verbe) sont des mots anciens, antérieurs à toute compréhension des processus impliqués. Ainsi, l'Oxford English Dictionary cite un premier exemple pertinent de l'utilisation de « ferment » comme verbe comme suit :

1663 Cowley Versets, à la Royal Society iv, Tout leur jus a fait… fermenter en un… vin rafraîchissant.

De là, il est clair que l'idée du processus de fermentation est la conversion d'un composé initial (le sucre dans le «jus») en un composé final (l'alcool dans le vin). Cet usage est toujours d'actualité en se référant au processus de fermentation, par exemple une recherche Google fait apparaître une page éducative BBC Science qui indique :

La bière et le vin sont des boissons alcoolisées fabriquées par des réactions de fermentation qui utilisent de la levure pour convertir les sucres en éthanol.

Vous savez peut-être ou non que le terme « ferment » était historiquement utilisé pour désigner ce que nous appelons maintenant la levure, et « Zwischenferment », le terme allemand obsolète pour certaines enzymes de la levure, en est dérivé. Ainsi, le concept original était simplement une conversion biologique effectuée par la levure, bien que cela ait ensuite été étendu aux bactéries et que l'idée ait changé pour indiquer des processus métaboliques capables de générer de l'ATP de manière anaérobie.

Une partie de l'écart dans la définition peut être l'accent mis sur le produit final de la fermentation - éthanol fermentation, acide lactique fermentation etc. Cependant, il me semble clair que la fermentation est toute la chaîne des événements métaboliques du sucre (ou autre) à l'alcool (ou autre); et si la glycolyse fait partie de ce processus (ce qui est le cas dans cet exemple) alors la glycolyse fait partie de la fermentation. (Bien sûr, la glycolyse peut se produire dans d'autres circonstances où le produit, le pyruvate, est oxydé dans le cycle de l'acide tricarboxylique, ce qui n'est pas un processus de fermentation.)

note de bas de page

La mesure dans laquelle on peut se nouer en essayant de définir la fermentation est illustrée dans le livre de texte le plus vendu et très respecté, écrit à l'origine par Lubert Streyer et maintenu par la suite par Berg et al. Je mentionne ce texte à la fois parce qu'une édition plus ancienne est disponible en ligne et parce qu'un livre d'une telle valeur pour les éditeurs est soigneusement contrôlé par des arbitres. Dans le chapitre sur la Glycolyse, il y a une tentative de définir la Fermentation :

Fermentation: Processus de génération d'ATP dans lequel les composés organiques agissent à la fois comme donneurs et accepteurs d'électrons. La fermentation peut avoir lieu en l'absence d'O2. Découvert par Louis Pasteur, qui décrivait la fermentation comme « la vie sans l'air ».

Ainsi, les juristes biochimistes ont produit une définition que très peu de lecteurs pourront saisir à première vue. Qu'est-ce que c'est que cette histoire de donneurs et d'accepteurs d'électrons ? Eh bien, ce que cela signifie en ce qui concerne le processus de fermentation dans lequel l'acide lactique est produit (notez mon choix légaliste de mots), c'est qu'un composé organique est réduit (glycéraldéhyde 3-phosphate) - par NAD+ - et un composé organique est oxydé (pyruvate) - par le NADH. Et comme la production d'ATP est incluse dans la définition, cela signifie que Berg et al. inclure la glycolyse dans cette définition de la fermentation.

… sauf que sur la même page il y a la déclaration suivante :

le pyruvate est converti, ou fermenté, en acide lactique lors de la fermentation lactique ou en éthanol lors de la fermentation alcoolique

Il semble donc ici que le mot soit utilisé pour la conversion du pyruvate en lactate ou en éthanol, c'est-à-dire qu'il exclut la glycolyse.

Pasteur a réussi à parler de fermentation sans être au courant de la glycolyse ou de l'ATP, et il est clair pour moi que vous pouvez écrire toutes les définitions soigneusement formulées que vous aimez, mais les gens vont continuer à utiliser des termes vénérables comme fermentation de quelque manière que ce soit qui leur semble naturel. .


La glycolyse est la partie initiale des DEUX types de respiration ; aérobie et anaérobie. Il fait un couple d'ATP. Si la respiration aérobie se produit, elle recharge plus d'ATP. Si la respiration anaérobie se produit, l'organisme peut fabriquer d'autres composés (comme l'acide lactique) mais ne génère plus d'ATP. En fait, j'ai fait un schéma qui pourrait vous être utile. C'est posté ici sur Twitter :

https://twitter.com/BOGObiology/status/829757759470067713

Et l'ont maintenant inclus dans ce post ci-dessous

J'ai également réalisé une série de vidéos pour mes élèves qui pourraient également être utiles. Ils sont sur Youtube : Ci-dessous, une vidéo sur la respiration cellulaire qui va plus en détail.

https://www.youtube.com/watch?v=Vh7vg7zG3cQ


Je publierai une réponse qui utilise un livre de microbiologie avancé, car ils veillent à ce que leurs termes soient très précis.

La glycolyse fait partie à la fois de la respiration et de la fermentation.

Microbiologie : une approche clinique, deuxième édition Par Anthony Strelkauskas, Angela Edwards, Beatrix Fahnert, Greg Pryor, Jennifer Strelkauskas

(Note latérale - Les livres de microbiologie non introductifs ne comptent pas la fermentation comme faisant partie de la respiration. Comme je l'ai découvert en cherchant si les humains faisaient de la respiration anaérobie, ici les humains sont-ils capables à la fois de la respiration anaérobie et de la fermentation lactique ? Et comme le montre le diagramme ci-dessus, à partir de ce texte de microbiologie avancée. Les textes de biologie 101 et les textes de biologie humaine sont plus détendus (sans doute faux), avec leur définition)


Qu'est-ce que la glycolyse ? (Avec des photos)

La glycolyse est un processus biologique complexe qui se produit pour convertir le glucose en pyruvate afin de fournir de l'énergie à chaque cellule vivante. Étant donné que le cycle de la glycolyse implique la conversion du sucre dans le sang en un anion d'acide pyruvique (pyruvate), la glycolyse est également appelée cycle de l'acide citrique.

Étant donné que cet événement implique également la libération d'énergie libre, il est considéré comme une réaction thermodynamique. Le résultat final est la synthèse d'adénosine-5'-triphosphate (ATP) et de nicotinamide adénine dinucléotide réduit (NADH), deux nucléotides qui sont des composants clés de l'ADN et importants pour le bon fonctionnement métabolique. Alors que la glycolyse est un exemple simple de respiration cellulaire anaérobie et de fermentation, il y a dix étapes réactives qui impliquent plusieurs enzymes catalytiques et composés intermédiaires.

Le premier événement à se produire dans la glycolyse utilise l'énergie fournie par les enzymes de glycolyse hexokinase pour convertir une molécule de sucre (glucose) avec six atomes de carbone en deux composés contenant trois atomes de carbone, ou glucose 6-phosphate. Cette substance subit ensuite un réarrangement moléculaire pour « lactate », ou produire un anion d'acide lactique. Le « remboursement » de la consommation d'énergie dans la phase précoce de la glycolyse est la production ultérieure de deux nicotinamides adénine dinucléotides (NAD), suivis d'un groupe phosphate se liant à chaque molécule à 3 carbones, ce qui génère du 1,3-bisphosphoglycérate. Pendant ce temps, l'hydrogène dans la réaction est utilisé pour réduire le NAD, ce qui donne du NADH. Enfin, l'enzyme de glycolyse pyruvate kinase est utilisée pour produire deux ATP pour chaque molécule de glucose impliquée dans la réaction glycolytique.

La glycolyse est une voie métabolique de base qui a probablement évolué il y a des milliards d'années. Cependant, alors qu'il se produit dans presque tous les organismes vivants, il le fait avec des variations. Par exemple, bien que le glucose soit le tremplin habituel pour lancer la glycolyse, d'autres monosaccharides peuvent entrer dans la réaction. De plus, le lactate n'est pas le seul sous-produit possible de la glycolyse, comme en témoigne la fabrication de dioxyde de carbone et d'éthanol lors de la fermentation de la levure de bière. Enfin, tout le carbone n'est pas nécessairement converti en pyruvate et peut être utilisé pour favoriser d'autres voies liées au carbone.

Une glycolyse dysfonctionnelle se produit également. Par exemple, les cellules cancéreuses présentent souvent un cycle glycolytique jusqu'à 200 fois supérieur à celui des cellules normales. Connue sous le nom d'effet Warburg, cette accélération peut se produire en raison d'une abondance d'enzymes hexokinases ou d'une carence en oxygène due à un manque de flux sanguin vers le site. Une perturbation similaire du métabolisme du glucose est observée dans la maladie d'Alzheimer. Cependant, cela est plus probablement causé par une accumulation de protéines spécifiques qui interfèrent avec la phosphorylation.

La contribution d'articles à InfoBloom n'est que l'un des nombreux efforts professionnels de Karyn. Elle est également rédactrice et chroniqueuse de magazines, principalement pour des publications liées à la santé, ainsi que l'auteur de quatre livres. Karyn vit dans la région de Catskill Mountain à New York et se spécialise dans les sujets sur la vie verte et la médecine botanique.

La contribution d'articles à InfoBloom n'est qu'une des nombreuses activités professionnelles de Karyn. Elle est également rédactrice et chroniqueuse de magazines, principalement pour des publications liées à la santé, ainsi que l'auteur de quatre livres. Karyn vit dans la région de Catskill Mountain à New York et se spécialise dans les sujets sur la vie verte et la médecine botanique.


Première moitié de la glycolyse (étapes nécessitant de l'énergie)

Étape 1. La première étape de la glycolyse (Figure (PageIndex<1>)) est catalysée par l'hexokinase, une enzyme à large spécificité qui catalyse la phosphorylation des sucres à six carbones. L'hexokinase phosphoryle le glucose en utilisant l'ATP comme source de phosphate, produisant du glucose-6-phosphate, une forme plus réactive du glucose. Cette réaction empêche la molécule de glucose phosphorylée de continuer à interagir avec les protéines GLUT, et elle ne peut plus quitter la cellule car le phosphate chargé négativement ne lui permettra pas de traverser l'intérieur hydrophobe de la membrane plasmique.

Étape 2. Dans la deuxième étape de la glycolyse, une isomérase convertit le glucose-6-phosphate en l'un de ses isomères, le fructose-6-phosphate. Une isomérase est une enzyme qui catalyse la conversion d'une molécule en l'un de ses isomères. (Ce passage du phosphoglucose au phosphofructose permet la scission éventuelle du sucre en deux molécules à trois carbones.).

Étape 3. La troisième étape est la phosphorylation du fructose-6-phosphate, catalysée par l'enzyme phosphofructokinase. Une deuxième molécule d'ATP donne un phosphate à haute énergie au fructose-6-phosphate, produisant du fructose-1,6-biphosphate. Dans cette voie, la phosphofructokinase est une enzyme limitante. Il est actif lorsque la concentration d'ADP est élevée, il est moins actif lorsque les niveaux d'ADP sont faibles et que la concentration d'ATP est élevée. Ainsi, s'il y a &ldquossuffisant&rdquo d'ATP dans le système, la voie ralentit. Il s'agit d'un type d'inhibition du produit final, puisque l'ATP est le produit final du catabolisme du glucose.

Étape 4. Les phosphates à haute énergie nouvellement ajoutés déstabilisent davantage le fructose-1,6-bisphosphate. La quatrième étape de la glycolyse utilise une enzyme, l'aldolase, pour cliver le 1,6-bisphosphate en deux isomères à trois carbones : le dihydroxyacétone-phosphate et le glycéraldéhyde-3-phosphate.

Étape 5. Dans la cinquième étape, une isomérase transforme le dihydroxyacétone-phosphate en son isomère, le glycéraldéhyde-3-phosphate. Ainsi, la voie se poursuivra avec deux molécules d'un seul isomère. À ce stade de la voie, il y a un investissement net d'énergie de deux molécules d'ATP dans la dégradation d'une molécule de glucose.

Figure (PageIndex<1>) : La première moitié de la glycolyse utilise deux molécules d'ATP dans la phosphorylation du glucose, qui est ensuite divisé en deux molécules à trois carbones.


Fermentation alcoolique

Un autre processus de fermentation familier est la fermentation alcoolique (figure 4.21), qui produit de l'éthanol, un alcool. La réaction de fermentation alcoolique est la suivante :

Figure 4.21 La réaction aboutissant à la fermentation alcoolique est montrée.

Dans la première réaction, un groupe carboxyle est retiré de l'acide pyruvique, libérant du dioxyde de carbone sous forme de gaz. La perte de dioxyde de carbone réduit la molécule d'un atome de carbone, produisant de l'acétaldéhyde. La deuxième réaction retire un électron du NADH, formant du NAD + et produisant de l'éthanol à partir de l'acétaldéhyde, qui accepte l'électron. La fermentation de l'acide pyruvique par la levure produit l'éthanol présent dans les boissons alcoolisées (figure 4.22). Si le dioxyde de carbone produit par la réaction n'est pas évacué de la chambre de fermentation, par exemple dans la bière et les vins mousseux, il reste dissous dans le milieu jusqu'à ce que la pression soit relâchée. L'éthanol au-dessus de 12 pour cent est toxique pour la levure, de sorte que les niveaux naturels d'alcool dans le vin atteignent un maximum de 12 pour cent.

Figure 4.22 La fermentation du jus de raisin pour faire du vin produit du CO2 comme sous-produit. Les cuves de fermentation ont des vannes pour que la pression à l'intérieur des cuves puisse être libérée.


Question: Laboratoire 6 : Glycolyse et respiration cellulaire aérobie OBJECTIFS À la fin de cet exercice, les étudiants devraient être capables de : Énumérer les produits et les réactifs de la photosynthèse par rapport à la respiration cellulaire Discuter de l'interdépendance entre la respiration et la photosynthèse Indiquer la source de carbone pour le produit de la photosynthèse Discuter de la Relation amoureuse .

À la fin de cet exercice, les étudiants devraient être capables de :

  • lister les produits et réactifs de la photosynthèse vs la respiration cellulaire
  • discuter de l'interdépendance de la respiration et de la photosynthèse
  • indiquer la source de carbone pour le produit de la photosynthèse
  • discuter de la relation entre la photosynthèse et le réchauffement climatique
  • différencier les trois voies de base de la respiration cellulaire : la glycolyse, le cycle de Krebs et le système de transport d'électrons
  • comprendre les différences entre la glycolyse/fermentation et la respiration cellulaire aérobie en ce qui concerne la quantité d'ATP produite et les produits finaux et
  • énumérer les produits du processus de fermentation dans les cellules de levure et les cellules animales.

Sans aucun doute, la réaction d'énergie biologique la plus importante dans la nature est photosynthèse, la conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique sous forme de glucose. Sans ce processus, toute vie telle que nous la connaissons cesserait. Ce processus se résume par la réaction suivante :

Graphique 6.1 : Photosynthèse

À son tour, l'énergie stockée dans le glucose est libérée via deux mécanismes majeurs dans la plupart des cellules : la respiration cellulaire anaérobie (glycolyse) et aérobie.

Dans le premier mécanisme, l'énergie est libérée lorsque le glucose est décomposé au cours du processus de glycolyse en deux molécules de pyruvate, et est capturé dans ATP pour une utilisation ultérieure par la cellule. L'ATP est la principale source d'énergie pour les réactions dans les cellules vivantes. La glycolyse est un processus anaérobie, elle ne nécessite pas d'oxygène pour se dérouler. Être un processus anaérobie peut être avantageux dans certaines circonstances. Cependant, la glycolyse est une dégradation incomplète du glucose et est inefficace car les cellules ont un gain net de seulement 2 molécules d'ATP par glucose consommé. Bien que la glycolyse elle-même ne nécessite pas d'oxygène, toute production supplémentaire d'ATP nécessite que le pyruvate alimente la respiration cellulaire aérobie (nécessite de l'oxygène). Si l'oxygène n'est pas présent, le pyruvate sera converti en acide lactique dans les cellules animales, ou par certains micro-organismes, en alcool par fermentation. L'alcool et l'acide lactique représentent tous deux la dégradation incomplète du glucose en l'absence d'O2 et n'entraîne aucun ATP supplémentaire.

Cependant, si de l'oxygène est présent après la glycolyse, beaucoup plus d'énergie est libérée par le deuxième mécanisme, respiration cellulaire aérobie, car le pyruvate est complètement décomposé via le cycle de Krebs. L'énergie libérée est ensuite transférée, principalement via NADH2 molécules, au système de transport d'électrons (ETS), qui est le principal producteur d'ATP. Le système de transport d'électrons utilise de l'oxygène comme accepteur d'électrons final, produisant H2O et 36 ATP par molécule de glucose. Une grande partie de la respiration cellulaire a lieu dans les mitochondries, c'est pourquoi elles sont souvent appelées les centrales électriques de la cellule. La formule globale pour la respiration (anaérobie et aérobie combinées) est :

Graphique 6.3 : Respiration

C'est cette relation réciproque entre la photosynthèse et la respiration qui constitue la base des écosystèmes. Les plantes convertissent l'énergie du soleil pour fournir toute la nourriture (énergie) sur la planète Terre et sont appelées producteurs, tandis que d'autres organismes, incapables de produire leur propre nourriture, sont appelés consommateurs. De plus, les plantes fournissent l'oxygène nécessaire aux autres organismes pour métaboliser leur nourriture en énergie utilisable, tandis que ces organismes fournissent le dioxyde de carbone nécessaire aux plantes pour fabriquer des glucides. Enfin, la plupart des mots biomasse, ou poids de matière vivante, est sous forme de matière végétale.

Graphique 6.4 : Respiration cellulaire.

Dans ce laboratoire, vous utiliserez de la levure. La levure est un champignon et a la capacité de survivre pendant de longues périodes en l'absence d'oxygène. La levure peut convertir les sucres en pyruvate produisant de petites quantités d'ATP. SI DE L'OXYGÈNE EST DISPONIBLE, le pyruvate alimente la respiration cellulaire aérobie. SI L'OXYGÈNE N'EST PAS DISPONIBLE, le pyruvate est fermenté en éthanol permettant à la glycolyse de se poursuivre. Les cultures de levure que vous utiliserez seront dans un tube à essai fermé. Tout oxygène dissous dans l'eau sera probablement consommé très rapidement et la levure sera obligée de s'appuyer sur la voie anaérobie glucolyse-fermentation-glycolyse. Vous pouvez mesurer le taux de respiration anaérobie parce que le CO2 est libéré lors de la fermentation. C'est pourquoi la pâte à pain lève.

Vous utiliserez des tubes à essai, des bouchons et des pipettes sérologiques comme dans les deux laboratoires précédents. Regardez la vidéo de démonstration dans le laboratoire d'enzymes, si nécessaire.

LIRE LA PROCÉDURE AVANT DE COMMENCER. VOUS DEVREZ TRAVAILLER RAPIDEMENT.

  • 3 éprouvettes
  • 2 bouchons à un trou avec pipettes sérologiques attachées
  • 1 paquet de levure sèche
  • Tasse à mesurer
  • cuillères à mesurer
  • marqueur
  • calculatrice
  • Règle de 15 centimètres
  • pipette de transfert en plastique
  • du sucre
  • eau chaude

REMARQUE DE SÉCURITÉ : Les tubes à essai et les tasses à mesurer en verre sont fragiles. Éloignez les petits enfants et les animaux domestiques de votre espace de travail.

1. Marquez deux tubes à essai, 1 et 2.

À l'aide d'une règle de 15 centimètres, faites une marque à 3 cm du fond des tubes. Ce sera la ligne de remplissage lorsque vous transférerez plus tard la culture de levure dans les tubes.

2. Mélanger ½ cuillère à café de sucre dans 1 tasse d'eau CHAUDE. Ceci est votre solution d'eau sucrée chaude.

3. Ajouter ¼ cuillère à café de levure sèche dans un tube à essai propre et non marqué, remplir le tube env. à moitié plein avec une solution d'eau sucrée tiède. Placez votre pouce sur le dessus du tube et agitez bien. C'est votre culture de levure. Laisser reposer 2 minutes, puis agiter à nouveau.

4. En travaillant rapidement avec une pipette de transfert, remplissez les deux tubes 1 et 2 jusqu'à la ligne de remplissage de 3 cm avec de la culture de levure.

5. Remplir complètement le tube 1 avec une solution d'eau sucrée tiède.

6. Remplissez complètement le tube 2 avec de l'eau tiède uniquement (PAS d'eau sucrée).

7. Placer un bouchon à un trou avec une pipette sérologique de 1 ml dans le haut des tubes à essai 1 et 2. NE PAS PIÉGER AUCUNE BULLE D'AIR DANS LE TUBE À ESSAI. Placer le tube à essai sur le côté. Enregistrer la position initiale de l'eau dans la pipette sérologique graduée.

8. Enregistrez le mouvement de l'eau dans la pipette à 4, 8, 12 et 16 minutes dans le tableau 6.2. Au fur et à mesure que la glycolyse/fermentation se produit, le CO2 est libérée. CO2 les bulles déplacent l'eau dans le tube à essai qui est mesurée comme un mouvement dans la pipette.

Retirez le bouchon du tube 2, ajoutez une petite pincée de sucre et remettez le bouchon en place. Observez le tube 2 pendant 5 minutes supplémentaires. Qu'avez-vous observé dans le tube 2 après avoir ajouté du sucre ? Cela confirme-t-il votre réponse à la question 6.1.

Vous avez mesuré la production de CO2 comme indicateur du taux de glycolyse. Si nous voulions mesurer plus précisément que le taux exact de consommation de sucre, de quelles variables aurions-nous besoin pour mesurer/contrôler plus précisément ? Voici un indice : nous devons peser la levure pour connaître EXACTEMENT la quantité de levure présente. Quoi d'autre?

Remplir complètement le tube 1 avec une solution d'eau sucrée tiède.

6. Remplissez complètement le tube 2 avec de l'eau tiède uniquement (PAS d'eau sucrée).

7. Placer un bouchon à un trou avec une pipette sérologique de 1 ml dans le haut des tubes à essai 1 et 2. NE PAS PIÉGER AUCUNE BULLE D'AIR DANS LE TUBE À ESSAI. Placer le tube à essai sur le côté. Enregistrer la position initiale de l'eau dans la pipette sérologique graduée.

8. Enregistrez le mouvement de l'eau dans la pipette à 4, 8, 12 et 16 minutes dans le tableau 6.2. Au fur et à mesure que la glycolyse/fermentation se produit, le CO2 est libérée. CO2 les bulles déplacent l'eau dans le tube à essai qui est mesurée comme un mouvement dans la pipette.

(Une version téléchargeable du tableau de données 6.2 se trouve ci-dessous. Téléchargez le PDF, remplissez le tableau et téléchargez votre tableau complété à l'endroit indiqué.


Résumé de la section

L'ATP fonctionne comme la monnaie énergétique des cellules. Il permet aux cellules de stocker brièvement de l'énergie et de la transporter en elle-même pour favoriser les réactions chimiques endergoniques. La structure de l'ATP est celle d'un nucléotide d'ARN avec trois groupes phosphate attachés. Comme l'ATP est utilisé pour l'énergie, un groupe phosphate est détaché et de l'ADP est produit. L'énergie dérivée du catabolisme du glucose est utilisée pour recharger l'ADP en ATP.

La glycolyse est la première voie utilisée dans la dégradation du glucose pour extraire de l'énergie. Parce qu'il est utilisé par presque tous les organismes sur terre, il doit avoir évolué tôt dans l'histoire de la vie. La glycolyse se compose de deux parties : La première partie prépare le cycle à six carbones du glucose pour la séparation en deux sucres à trois carbones. L'énergie de l'ATP est investie dans la molécule au cours de cette étape pour dynamiser la séparation. La seconde moitié de la glycolyse extrait l'ATP et les électrons de haute énergie des atomes d'hydrogène et les attache au NAD + . Deux molécules d'ATP sont investies dans la première moitié et quatre molécules d'ATP sont formées au cours de la seconde moitié. Cela produit un gain net de deux molécules d'ATP par molécule de glucose pour la cellule.

Question d'autocontrôle supplémentaire

1. Les organismes procaryotes et eucaryotes effectuent une certaine forme de glycolyse. Comment ce fait soutient-il ou non l'affirmation selon laquelle la glycolyse est l'une des voies métaboliques les plus anciennes ?

Réponse

1. Si la glycolyse évoluait relativement tard, elle ne serait probablement pas aussi universelle dans les organismes qu'elle l'est. Il a probablement évolué dans des organismes très primitifs et a persisté, avec l'ajout d'autres voies de métabolisme des glucides qui ont évolué plus tard.

Glossaire

ATP : (aussi, l'adénosine triphosphate) la monnaie énergétique de la cellule

glycolyse : le processus de rupture du glucose en deux molécules à trois carbones avec production d'ATP et de NADH


Glycolyse et Fermentation

La glycolyse est un anaérobie voie métabolique, trouvée dans le cytosol de toutes les cellules, qui forme l'adénosine triphosphate ( ATP ) en dégradant glucose . Il sert également de source de précurseurs pour d'autres voies et de récepteur de produits de diverses voies à utiliser comme carburants métaboliques. Son rôle universel et central dans métabolisme suggère que la glycolyse a évolué tôt dans l'histoire de la vie.

Dans la réaction globale de glycolyse, une molécule de glucose est convertie en deux molécules d'acide pyruvique. En chemin, deux molécules d'adénosine diphosphate ( ADP ) sommes phosphorylé à l'ATP, et deux molécules de NAD (le oxydé forme de NAD, ou nicotinamide adénine dinucléotide) sont réduits en NADH. L'ATP sert de vecteur d'énergie et peut être utilisé pour alimenter de nombreux processus cellulaires. Le NADH transporte des électrons de haute énergie, qui peuvent être utilisés pour produire plus d'ATP en chimiosmose . De même,

Les dix étapes de la glycolyse peuvent être divisées en deux étapes. Les cinq premières étapes, la phase préparatoire ou d'amorçage de la glycolyse, préparent le glucose en le phosphorylant deux fois, en utilisant deux molécules d'ATP comme sources de phosphate. Cela augmente la teneur en énergie du glucose, de sorte que la phase préparatoire est aussi parfois appelée étape d'investissement, reflétant la nécessité d'investir deux molécules d'ATP avant qu'un rendement énergétique net puisse être atteint. Au cours des cinq secondes réactions, la phase de paiement, le fructose-1,6-bisphosphate formé lors de la phase préparatoire est déphosphorylé et clivé, formant deux molécules de pyruvate et quatre d'ATP. Parce que deux ATP sont utilisés et quatre sont produits pendant la glycolyse, il y a une production nette de deux molécules d'ATP pour chaque glucose consommé.

La glycolyse jouant un rôle central dans le métabolisme cellulaire, elle possède plusieurs points de contrôle. Comme la plupart des voies, il est régulé au cours de ses premières étapes. l'hexokinase, le enzyme cette catalyse la première réaction, est inhibée par son produit, le glucose-6-phosphate (G-6-P). La troisième enzyme, la phosphofructokinase (PFK), est régulée de manière complexe par plusieurs métabolites , et est également sous contrôle hormonal indirect. La dernière enzyme glycolytique, le pyruvate kinase , est régulé par plusieurs métabolites, dont l'ATP, qui l'inhibe. Ces mécanismes de contrôle ont pour effet de maintenir un apport constant d'ATP à la cellule, car la production d'ATP inhibe le processus et la déplétion en ATP l'active.

Les cellules à respiration aérobie produiront encore plus d'ATP grâce à la phosphorylation oxydative . Cependant, les cellules qui ne peuvent respirer aérobie , soit parce qu'ils n'ont pas les voies métaboliques nécessaires, soit parce qu'ils vivent dans des environnements anaérobies, ne peuvent pas le faire. Cela pose un problème car toutes les cellules doivent continuellement régénérer le NAD nécessaire au cours de la


La glycolyse est-elle la partie initiale de la fermentation, ou la fermentation suit-elle la glycolyse ? - La biologie

Chapitre 7 Guide de lecture de la respiration cellulaire

  1. Définir la respiration cellulaire. Les plantes utilisent-elles la respiration cellulaire pour fabriquer de l'ATP ?
  2. La glycolyse produit une petite quantité d'ATP, puis suit l'une des deux voies pour produire plus d'ATP. Quelles sont les deux voies que la glycolyse peut suivre ?
  3. La respiration aérobie ou la respiration anaérobie produit-elle plus d'ATP ?
  4. Par quelle molécule commence la glycolyse ? Terminer par? Où se déroule la glycolyse ?
  5. Décrire les 4 étapes principales de la glycolyse.
  6. Quel est le produit final de la fermentation ? Comment cela aide-t-il à produire de l'ATP?
  7. Comparer et contraster la fermentation lactique et la fermentation alcoolique.
  8. Si les voies anaérobies ne sont pas efficaces pour produire de l'énergie, pourquoi les cellules les utilisent-elles encore ?
  9. Une grande quantité d'ATP dans une cellule inhibe les enzymes qui catalysent les premières étapes de la glycolyse. Comment cette inhibition affectera-t-elle finalement la quantité d'ATP dans la cellule ? Expliquez votre réponse.
  10. Quelles sont les deux grandes étapes de la respiration aérobie ?
  11. Dans quelle partie des mitochondries se déroule le cycle de Krebs ? Où se situe la chaîne de transport d'électrons ?


Avantages de la fermentation

Voici quelques-uns des principaux avantages de la fermentation pour l'homme.

  • Les aliments fermentés sont composés de micro-organismes bénéfiques et de probiotiques qui aident à maintenir un intestin sain en extrayant les nutriments des aliments.
  • La fermentation aide également à neutraliser les anti-nutriments comme l'acide phytique présents dans les noix, les graines, les légumineuses et les céréales. Il peut provoquer une carence en minéraux dans le corps si rien n'est fait.
  • La fermentation de l'acide lactique par les bactéries intestinales aide à convertir l'ammoniac en ions ammonium. Il sauve le corps des effets néfastes de l'ammoniac sur le cerveau. Ce processus de fermentation joue un rôle clé dans la prévention de l'encéphalopathie hépatique.

Breuvages alcoolisés

Les boissons alcoolisées suivantes sont préparées par le processus de fermentation alcoolique dans l'industrie.

  • Le vin est produit par la fermentation des sucres naturels présents dans les raisins.
  • Le poiré et le cidre sont produits à partir du sucre naturel de la poire et de la pomme par un processus de fermentation similaire.
  • Les eaux de vie et le brandy sont produits par distillation de boissons fermentées aux fruits.
  • L'hydromel est produit par fermentation naturelle du sucre présent dans le miel.
  • Le whisky, la vodka et la bière sont produits par la fermentation d'amidons de céréales qui ont été convertis en sucre par l'enzyme amylase.
  • Les rhums sont produits par distillation et fermentation de la mélasse de produits de la canne à sucre.

Dans tous ces processus, la fermentation doit avoir lieu dans un récipient qui permet au dioxyde de carbone de s'échapper mais empêche l'air d'entrer à l'intérieur. Cela aidera à réduire le risque de contamination par des bactéries ou des moisissures indésirables, car le dioxyde de carbone crée un risque de rupture du vaisseau.


4.2 Glycolyse

Même les réactions exergoniques libérant de l'énergie nécessitent une petite quantité d'énergie d'activation pour se dérouler. Cependant, considérons les réactions endergoniques, qui nécessitent un apport d'énergie beaucoup plus important car leurs produits ont plus d'énergie libre que leurs réactifs. Au sein de la cellule, d'où vient l'énergie pour alimenter de telles réactions ? La réponse réside dans une molécule fournissant de l'énergie appelée adénosine triphosphate, ou ATP . L'ATP est une petite molécule relativement simple, mais ses liaisons contiennent le potentiel d'une explosion rapide d'énergie qui peut être exploitée pour effectuer un travail cellulaire. Cette molécule peut être considérée comme la principale monnaie d'énergie des cellules de la même manière que l'argent est la monnaie que les gens échangent contre les choses dont ils ont besoin. L'ATP est utilisé pour alimenter la majorité des réactions cellulaires nécessitant de l'énergie.

ATP dans les systèmes vivants

Une cellule vivante ne peut pas stocker des quantités importantes d'énergie gratuite. Un excès d'énergie libre entraînerait une augmentation de la chaleur dans la cellule, ce qui dénaturerait les enzymes et autres protéines, et ainsi détruirait la cellule. Au contraire, une cellule doit être capable de stocker de l'énergie en toute sécurité et de la libérer pour une utilisation uniquement en cas de besoin. Les cellules vivantes y parviennent grâce à l'ATP, qui peut être utilisé pour combler tout besoin énergétique de la cellule. Comment? Il fonctionne comme une batterie rechargeable.

Lorsque l'ATP est décomposé, généralement par l'élimination de son groupe phosphate terminal, de l'énergie est libérée. Cette énergie est utilisée pour effectuer un travail par la cellule, généralement par la liaison du phosphate libéré à une autre molécule, l'activant ainsi. Par exemple, dans le travail mécanique de contraction musculaire, l'ATP fournit de l'énergie pour déplacer les protéines musculaires contractiles.

Structure et fonction de l'ATP

Au cœur de l'ATP se trouve une molécule d'adénosine monophosphate (AMP), qui est composée d'une molécule d'adénine liée à la fois à une molécule de ribose et à un seul groupe phosphate (figure 4.12). Le ribose est un sucre à cinq carbones présent dans l'ARN et l'AMP est l'un des nucléotides de l'ARN. L'ajout d'un deuxième groupe phosphate à cette molécule centrale donne de l'adénosine diphosphate (ADP) l'ajout d'un troisième groupe phosphate forme l'adénosine triphosphate (ATP).

L'ajout d'un groupe phosphate à une molécule nécessite une grande quantité d'énergie et entraîne une liaison à haute énergie. Les groupes phosphate sont chargés négativement et se repoussent donc lorsqu'ils sont disposés en série, comme ils le sont dans l'ADP et l'ATP. Cette répulsion rend les molécules d'ADP et d'ATP intrinsèquement instables. La libération d'un ou deux groupes phosphate de l'ATP, un processus appelé hydrolyse, libère de l'énergie.

Glycolyse

Vous avez lu que la quasi-totalité de l'énergie utilisée par les êtres vivants leur parvient sous forme de liaisons du sucre, le glucose. La glycolyse est la première étape de la dégradation du glucose pour extraire l'énergie nécessaire au métabolisme cellulaire. De nombreux organismes vivants effectuent la glycolyse dans le cadre de leur métabolisme. La glycolyse a lieu dans le cytoplasme de la plupart des cellules procaryotes et de toutes les cellules eucaryotes.

La glycolyse commence par la structure annulaire à six carbones d'une seule molécule de glucose et se termine par deux molécules d'un sucre à trois carbones appelé pyruvate. La glycolyse se compose de deux phases distinctes. Dans la première partie de la voie de la glycolyse, l'énergie est utilisée pour effectuer des ajustements afin que la molécule de sucre à six carbones puisse être divisée uniformément en deux molécules de pyruvate à trois carbones. Dans la deuxième partie de la glycolyse, de l'ATP et du nicotinamide-adénine dinucléotide (NADH) sont produits (figure 4.13).

Si la cellule ne peut pas cataboliser davantage les molécules de pyruvate, elle ne récoltera que deux molécules d'ATP à partir d'une molécule de glucose. Par exemple, les globules rouges de mammifères matures ne sont capables que de glycolyse, qui est leur seule source d'ATP. Si la glycolyse est interrompue, ces cellules finiront par mourir.