Bioénergétique

Thèmes abordés

Bioénergétique, thermodynamique, état stationnaire, enthalpie libre, énergie libre, oxydoréduction

Résumé du document

La bioénergétique est l'étude des formes et des transformations de l'énergie dans les organismes vivants
La cellule est un système physico-chimique actif et dynamique, elle est capable de s'adapter aux conditions variables (ajustement des flux de régulations), de se répliquer et est traversée par un flux de matière et d'énergie.
Ce système physico-chimique est organisé en une suite de réactions catalysées par des enzymes.

Extraits

[...] Le couplage est une situation où deux processus sont contraints à se réaliser conjointement (ils ne se réalisent pas l'un indépendamment de l'autre) : - Les réactions cataboliques et anaboliques sont souvent couplées et donc pas toujours dissociables - L'ensemble du métabolisme est entraîné par couplage avec des réactions spontanées sans apport d'énergie) II) Thermodynamique Concepts généraux, systèmes, grandeurs, variables Système (en général) : matière contenue dans une région délimitée de l'espace ou ensemble matériel considéré comme un tout : - Le milieu extérieur (ou environnement) est l'espace en dehors du système (le reste de l'univers) - L'univers est l'ensemble constitué du système et de son environnement - La frontière d'un système avec le milieu extérieur est une surface qui peut être réelle ou virtuelle On distingue 3 types de systèmes selon les échanges de matière et d'énergie avec l'environnement : Les propriétés des frontières sont aussi une façon de caractériser un système, il existe des systèmes : - Flexible/rigide ? Echange de volume possible/impossible - Adiabatique ? Imperméable à la chaleur - Diatherme ? Perméable à la chaleur - Imperméable ? [...]

[...] Pas d'échange de matière - Semi-perméable ? Perméable seulement à certaines espèces Un système thermodynamique est régi par des grandeurs (toute propriété quantitative propre à un objet ou à un phénomène), une grandeur peut être : - Conservative : grandeur qui ne peut que s'échanger entre régions distinctes de l'espace (ne peut être ni crée ni détruite) - Extensive : grandeur (quantité) qui s'ajoute/s'additionne entre différents systèmes (dépend de l'étendue de la région qui délimite le système) - Intensive : grandeur pouvant avoir des valeurs différentes en différents points d'un système (peut dépendre de propriétés locales dans un système) Remarque : - Si toutes les grandeurs intensives sont uniformes dans l'espace, le système est dit homogène - Pour un système homogène, les valeurs des grandeurs intensives sont indépendantes de l'étendue de la région qui délimite le système Une variable d'état est une grandeur qui caractérise l'état d'un système (en général). [...]

[...] Formes d'énergie et conversions : La molécule d'ATP est une molécule stockant de l'énergie, si on rompt la liaison liant le dernier phosphates aux autres on libère de l'énergie pouvant être utilisée pour un processus bioénergétique. Cela arrive notamment lors de la glycolyse où on observe un transfert de groupement phosphate entre l'ADP et le 1,3-biphosphoglycérate, donnant alors de l'ATP et du 3-phosphoglycérate. On observe au sein des cellules de nombreuses conversions d'énergies : - Energie lumineuse ? énergie biochimique (photosynthèse) : Photosynthèse : - Energie biochimique ? énergie biochimique : Respiration : Fermentation : - Energie biochimique ? [...]

[...] peut se produire sans recevoir de travail « autre » ? et peut même fournir du travail « utile » ? ? - > 0 : non-spontané ? ne peut pas se produire sans - = 0 : réversible ? possible dans les deux sens (si = Exergonique/endergonique : - [...]

[...] 0 : admissible ? peut se produire (favorable) - ? > 0 : non-admissible ? ne peut pas se produire (non-favorable ou défavorable) - ? = 0 : réversible ? possible dans les deux sens (avec - ? 0 : spontané ? [...]