en italique des remarques qui peuvent vous aider à la compréhension, ou en approfondissement pour ceux que ça intéresse, mais qui ne sont pas à apprendre.

Introduction

La cellule est commune à tous les organismes, unicellulaires ou pluricellulaires. Pour fonctionner, elle réalise des échanges (ex : nutriments, déchets) avec son environnement, pour produire l’énergie et les molécules nécessaires à son fonctionnement. On nomme métabolisme cellulaire l’ensemble des réactions biochimiques qui se déroule dans une cellule (ou un organisme). Comment les cellules produisent-elles l’énergie dont elles ont besoin pour fonctionner dans un organisme ? On étudiera les principales voies métaboliques, puis les 2 grands types de métabolisme cellulaire

voir TP4: le métabolisme des cellules

I.               Les voies métaboliques

Toutes les réactions biochimiques du métabolisme nécessitent des molécules particulières, présentes dans le cytoplasme ou dans les organites, appelées enzymes (= protéine qui accélère une réaction biochimique, la rendant ainsi possible). 

De nombreuses réactions métaboliques successives constituent une voie métabolique, comme :

• la photosynthèse : c’est la production de matière organique (ex : amidon) à partir de matière minérale (CO₂gazeux, minéraux du sol, eau…). Elle utilise l’énergie de la lumière, grâce à des pigments photosynthétiques comme la chlorophylle. Les enzymes dans les chloroplastes transforment le CO₂ en molécules organiques, comme le glucose stocké sous forme d’amidon :

6 CO₂ + 12 H₂O + énergie lumineuse -> Glucose (C₆H₁₂O₆) + 6 O₂ + 6H₂O

• la respiration : c’est la production d’énergie à partir de la dégradation de matière organique (ex : glucide) en matière minérale (ex : CO₂, eau). Elle consomme du dioxygène. La respiration cellulaire a lieu en partie dans le cytoplasme, et en partie dans les mitochondries nécessaires à la respiration, grâce à des enzymes.

Glucose (C₆H₁₂O₆) + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie

• la fermentation : c’est la production d’énergie à partir de la dégradation de matière organique (ex : glucide) qui est partiellement dégradée en matière minérale (ex : CO₂) et en molécules organiques plus petites (ex : éthanol,…). Elle ne consomme pas de dioxygène O₂. 

Glucose (C₆H₁₂O₆) -> molécule organique (alcool, acide lactique…) + CO₂ + H₂O + énergie

Remarque: Les différentes voies métaboliques sont complémentaires pour produire de nouvelles molécules en en dégradant d’autres :

• Le catabolisme produit de l’énergie en dégradant des molécules organiques par la respiration et la fermentation;
• L’anabolisme utilise l’énergie du catabolisme pour produire des molécules organiques par photosynthèse ou par synthèse de nouvelles molécules organiques à partir de nutriments.

II.              Le métabolisme hétérotrophe

Le métabolisme hétérotrophe (du grec hétéros– : autre ; –trophê : se nourrir) nécessite pour l’organisme de prélever de la matière organique (= nutriments) provenant d’autres êtres vivants et de la matière minérale (sels minéraux, O₂ s’il y a respiration) dans le milieu extérieur, et de rejeter des déchets dont le CO₂. Ces échanges sont réalisés par toutes les cellules. Remarque : Chez un organisme pluricellulaire de grande taille, ces échanges se font parfois avec le milieu extérieur par des organes spécialisés (ex : poumons, intestin grêle, reins…), mais toutes les cellules réalisent ces échanges dans l’organisme avec le milieu intérieur.

Il est caractéristique notamment des animaux et des champignons. Une cellule hétérotrophe libère de l’énergie par la respiration et/ou la fermentation (catabolisme) pour produire sa propre matière en synthétisant de nouvelles molécules organiques (anabolisme) à partir des nutriments issus de la digestion. 

III.              Le métabolisme autotrophe

Le métabolisme autotrophe (du grec autos– : soi-même; –trophê : se nourrir)  ne nécessite pour l’organisme que de prélever de la matière minérale dans le milieu. Il est caractéristique des végétaux, grâce à 2 voies métaboliques : 

• la photosynthèse produit la matière organique à partir de matière minérale et de l’énergie lumineuse(anabolisme). Elle a lieu uniquement à la lumière dans les cellules chlorophylliennes. 
• la respiration dégrade la matière organique issue de la photosynthèse pour libérer de l’énergie (catabolisme) utilisable par la cellule. Elle a lieu en permanence dans toutes les cellules. Ces échanges sont masqués par ceux de la photosynthèse à la lumière.

Conclusion

Une cellule est un espace limité par une membrane plasmique qui le sépare du milieu extérieur (environnement) avec lequel elle réalise des échanges d’énergie et de matière. Ces échanges cellulaires permettent des transformations chimiques qui constituent le métabolisme cellulaire*.

cours du livre scolaire sur ce chapitre: https://www.lelivrescolaire.fr/page/6348694