Idées clés
La respiration libère l’énergie des aliments sous forme d’ATP et la photosynthèse stocke l’énergie lumineuse dans le sucre. Les deux processus sont presque des images en miroir, et les questions demandent où se passe chaque étape et ce qui entre et sort.
- Respiration aérobie : glycolyse dans le cytoplasme, cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale et chaîne de transport d’électrons sur la membrane interne. L’oxygène est l’accepteur final d’électrons et le rendement est d’environ 30 ATP par glucose.
- Sans oxygène, les cellules fermentent : acide lactique chez les animaux et éthanol avec CO₂ chez la levure, avec seulement 2 ATP par glucose.
- Photosynthèse : les réactions lumineuses dans les thylakoïdes produisent ATP, NADPH et O₂, et le cycle de Calvin dans le stroma fixe le CO₂ en sucre.
- Le quotient respiratoire QR = CO₂ produit ÷ O₂ consommé vaut environ 1,0 pour les glucides, 0,7 pour les lipides et 0,9 pour les protéines.
Équations clés
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂RQ = CO₂ produced ÷ O₂ consumedefficiency = energy out ÷ energy in × 100
Exemple résolu
Des graines en germination libèrent 80 mL de CO₂ et consomment 100 mL de O₂ dans le même temps, donc QR = 80 ÷ 100 = 0,8, ce qui suggère un mélange de lipides et de glucides. Fabriquer 180 g (1 mol) de glucose demande 6 mol de CO₂, soit 6 × 44 = 264 g. Si une plante stocke 2 kJ sur 100 kJ d’énergie lumineuse, son rendement est de 2 %.
Erreurs fréquentes
- Dire que la photosynthèse n’a lieu qu’à la lumière et la respiration qu’à l’obscurité. Les plantes respirent tout le temps.
- Placer le cycle de Calvin dans la membrane du thylakoïde. Il est dans le stroma.
- Confondre les produits des deux processus : la photosynthèse libère O₂ et la respiration CO₂.
Pratique
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