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6 : Métabolisme

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    Les processus cellulaires nécessitent un apport constant d'énergie. D'où et sous quelle forme cette énergie vient-elle ? Comment les cellules vivantes obtiennent-elles de l'énergie et comment l'utilisent-elles ? Ce chapitre traitera des différentes formes d'énergie et des lois physiques qui régissent le transfert d'énergie. Ce chapitre décrira également comment les cellules utilisent l'énergie et la reconstituent, et comment les réactions chimiques dans la cellule sont effectuées avec une grande efficacité.

    • 6.0 : Prélude au métabolisme
      Pratiquement toutes les tâches effectuées par les organismes vivants nécessitent de l'énergie. L'énergie est nécessaire pour effectuer des travaux pénibles et faire de l'exercice, mais les humains utilisent également beaucoup d'énergie pour réfléchir et même pendant le sommeil. En fait, les cellules vivantes de chaque organisme consomment constamment de l'énergie. Les nutriments et autres molécules sont importés, métabolisés (décomposés) et éventuellement synthétisés en nouvelles molécules, modifiés si nécessaire, transportés dans la cellule et peuvent être distribués à l'ensemble de l'organisme.
    • 6.1 : Énergie et métabolisme
      Les processus cellulaires tels que la construction et la dégradation de molécules complexes se produisent par des réactions chimiques par étapes. Certaines de ces réactions chimiques sont spontanées et libèrent de l'énergie, tandis que d'autres nécessitent de l'énergie pour se produire. Tout comme les êtres vivants doivent continuellement consommer de la nourriture pour reconstituer ce qui a été utilisé, les cellules doivent produire continuellement plus d'énergie pour reconstituer celle utilisée par les nombreuses réactions chimiques nécessitant de l'énergie qui se produisent constamment.
    • 6.2 : Énergie potentielle, cinétique, libre et d'activation
      L'énergie est définie comme la capacité de travailler et existe sous différentes formes. Par exemple, l'énergie électrique, l'énergie lumineuse et l'énergie thermique sont toutes des types d'énergie différents. Bien que ce soient tous des types d'énergie familiers que l'on peut voir ou ressentir, il existe un autre type d'énergie qui est beaucoup moins tangible. Pour apprécier la façon dont l'énergie entre et sort des systèmes biologiques, il est important de mieux comprendre les différents types d'énergie qui existent dans le monde physique.
    • 6.3 : Les lois de la thermodynamique
      Les organismes biologiques sont des systèmes ouverts. L'énergie est échangée entre eux et leur environnement, car ils consomment des molécules qui stockent de l'énergie et libèrent de l'énergie dans l'environnement en travaillant. Comme toutes les choses du monde physique, l'énergie est soumise aux lois de la physique. Les lois de la thermodynamique régissent le transfert d'énergie dans et entre tous les systèmes de l'univers.
    • 6.4 : ATP : adénosine triphosphate
      Même les réactions exergoniques libérant de l'énergie nécessitent une petite quantité d'énergie d'activation pour se poursuivre. Cependant, considérez les réactions endergoniques, qui nécessitent un apport énergétique beaucoup plus important, car leurs produits contiennent plus d'énergie libre que leurs réactifs. À l'intérieur de la cellule, d'où vient l'énergie nécessaire à de telles réactions ? La réponse se trouve dans une molécule fournissant de l'énergie appelée adénosine triphosphate, ou ATP.
    • 6.5 : Enzymes
      Une substance qui contribue à la survenue d'une réaction chimique est un catalyseur, et les molécules spéciales qui catalysent les réactions biochimiques sont appelées enzymes. Presque toutes les enzymes sont des protéines, constituées de chaînes d'acides aminés, et elles ont pour tâche essentielle de réduire les énergies d'activation des réactions chimiques à l'intérieur de la cellule. Les enzymes y parviennent en se liant aux molécules du réactif et en les maintenant de manière à faciliter les processus chimiques de rupture et de formation de liaisons.
    • 6.E : Métabolisme (exercices)

    Vignette : diagramme montrant le modèle d'ajustement induit dans les enzymes (domaine public ; LadyOfHats).