Le métabolisme cellulaire : influence de l'environnement et du programme génétique
Comment est contrôlé ce métabolisme ?
L’étude du métabolisme des cellules met-il en évidence une unité du monde vivant ?
Ces réactions chimiques permettent la reproduction et la croissance des êtres vivants.
On appelle métabolisme l'ensemble de ces réactions chimiques.
Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants : l'hétérotrophie et l'autotrophie.
Elle consiste à fabriquer des molécules organiques à partir d’autres molécules organiques prélevées dans l’environnement (alimentation). Les molécules de départ peuvent aussi avoir été fabriquées par la cellule auparavant.
L’hétérotrophie est associée au phénomène de respiration cellulaire.
La respiration cellulaire se déroule dans les mitochondries et permet aux cellules de produire l’énergie indispensable à la synthèse des molécules organiques.
La respiration cellulaire correspond à la destruction de molécules de glucose par le dioxygène (O2).
Outre la production d’énergie, elle aboutit aussi à la formation de molécules de dioxyde de carbone et de molécules d’eau.

Équation de la réaction :
Glucose (C6H12O6) + dioxygène (O2) → dioxyde de carbone (CO2) + eau (H2O)
Elle consiste à fabriquer des molécules organiques à partir de substances minérales uniquement qui sont prélevées dans l’environnement (eau et sels minéraux dans la terre ; CO2 dans l’air).
L’autotrophie est associée au phénomène de photosynthèse qui se déroule dans les chloroplastes.
La photosynthèse permet aux cellules chlorophylliennes de fabriquer de l’amidon à partir de CO2 prélevé dans l’air par les feuilles et de molécules d'H2O prélevées dans le sol.
Cette synthèse aboutit également à la production d’O2.
Elle nécessite de l’énergie.
Les cellules chlorophylliennes utilisent celle de la lumière (soleil).
Équation de la réaction :
L’amidon est ensuite dégradé dans les mitochondries afin de permettre aux cellules chlorophylliennes de produire l’énergie dont elles ont besoin pour fabriquer les autres substances organiques.

Toutefois, certaines sont capables de dégrader du saccharose si elles ne trouvent pas de glucose dans leur milieu de vie.
Leur métabolisme est différent selon le sucre présent dans leur environnement.
Le métabolisme est donc contrôlé par l'environnement.
Ces levures présentent une anomalie métabolique. Elles ne sont plus capables de synthétiser une molécule organique appelée adénine.
Chez les levures qui ne présentent pas d'anomalie, la molécule rouge est tout de suite transformée et ne s’accumule pas dans le cytoplasme.
Les levures rouges présentent une mutation dans un gène qui permet la transformation de la molécule rouge en adénine.
Cette observation montre que le programme génétique contrôle le métabolisme.
Les cellules hétérotrophes sont capables d’utiliser directement une substance organique (le glucose) pour leur production d’énergie.
Par contre, les cellules autotrophes ne peuvent consommer que des substances minérales. Elles doivent donc d’abord fabriquer de l’amidon grâce à la photosynthèse pour pouvoir ensuite produire de l’énergie à partir de ce dernier.
Le métabolisme reste le même pour chaque type cellulaire. Toutefois, il peut être modifié par des facteurs environnementaux ou des mutations.
Il est donc contrôlé par l'environnement et le programme génétique des cellules.
Nous pouvons malgré tout constater des similitudes importantes dans les deux types de métabolisme qui permettent de conclure que les cellules représentent une unité fonctionnelle du monde vivant.

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