Le cycle vital du carbone et de l'énergie - Respiration et fonctionnement mitochondrial
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Les 2 principaux "réservoirs" de carbone les plus directement engagés dans ce cycle sont le CO2 atmosphérique et le carbone constitutfs des êtres vivants. Au cours de la photosynthèse, le CO2 et l'eau se combinent (réaction de réduction) sous l'effet de l'énergie lumineuse (soleil) pour former des glucides.

Puis, chez tous les organismes, ces glucides sont oxydés pour reformer de l'eau et du CO2 au cours de la respiration. Une partie de l'énergie contenue dans les glucides est transformée en ATP. Jusqu'à 35% du CO2 fixé lors de la photosynthèse est relargué au cours de la respiration par les feuilles.

Tous les êtres de la biosphère dépendent de cette transformation de l'énergie solaire en énergie chimique via la photosynthèse.

Quelques exceptions (les organismes qui vivent dans les sources thermales sous-marines et qui oxydent l'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène).

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En conclusion, la photosynthèse des végétaux alimente continuellement la biosphère en carbone et la respiration restitue sous forme de CO2 le carbone provenant des glucides dégradés.

Photosynthèse et respiration s'équilibrent globalement. Les quantités de carbone qui passent annuellement de l'atmosphère à la biosphère sont de l'ordre de 500 milliards de tonnes.

Ces échanges sont d'autant plus importants qu'ils ont des retombées économiques : la houille et le pétrole sont des dérivés des végétaux chlorophylliens de l'ère primaire.

Généralités sur la respiration des cellules végétales

Le mécanisme de la respiration aérobie est commun à tous les eucaryotes. Il diffère peu entre les plantes et les animaux.

Au cours de la respiration, des composés organiques comme le glucose (C6H12O6) sont dégradés et l'énergie libre libérée est utilisée pour la synthèse d'ATP.

Equation générale de la respiration (phosphorylation oxydative) : C6H12O6 + 6 O2 ---> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

L'ATP est la forme d'énergie libre utilisable par la cellule pour effectuer différents travaux (chimiques, mécaniques, de transports).

Cependant, l'énergie libre contenue dans les sucres ne peut être convertie en ATP directement. Cette conversion nécessite un ensemble de réactions que constituent :

Finalement, cette ultime forme d'énergie libre est utilisée pour la synthèse d'ATP par l'ATP synthase.

 

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