La plupart des cellules eucaryotes respirent. Les cellules végétales respirent aussi, mais lorsque ces dernières sont éclairées, elles procèdent à la photosynthèse qui masque la respiration cellulaire. L'élément indispensable à la respiration cellulaire est la mitochondrie.
Un organite est spécialisé dans la respiration cellulaire, c'est la mitochondrie. En plus de produire de l'énergie, la respiration permet à la cellule de se protéger de l'oxygène qui est un élément très toxique.
Il existe deux types de respiration cellulaire: la respiration aérobie, qui nécessite de l'oxygène et des mitochondries, et la respiration cellulaire anaérobie, qui n'a besoin ni d'oxygène, ni de mitochondrie. En temps normal, dans les cellules eucaryotes, c'est la respiration cellulaire aérobie qui a lieu.
La respiration cellulaire est une dégradation complète du glucose en présence d'oxygène, permettant une libération totale de son énergie. Au cours de la deuxième étape, le glucose, servant cette fois d'aliment, est "brûlé" en présence d'oxygène dans les cellules de animaux et des plantes.
La respiration cellulaire
La plante, brûle carrément de l'énergie. Cette étape se déroule dans des cellules qui ne font pas de photosynthèse. Comme dans toutes réactions de combustion ou de respiration, la plante produit elle aussi un peu d'eau et de gaz carbonique.
Chez les plantes terrestres (Embryophytes, anciennement appelées cormophytes), la photosynthèse se réalise dans les chloroplastes des parenchymes chlorophylliens des organes chlorophylliens. Ces organes sont les feuilles, plus rarement les tiges.
Cette série de réactions chimiques, qui conduit à la dégradation des molécules d'origine alimentaire en présence du dioxygène de l'air, est nommée « respiration cellulaire ». Elle se déroule au cœur même de nos cellules…
L'ATP entre dans la fabrication des acides nucléiques
Si la molécule d'ATP est trouvée à l'état libre dans les cellules, elle sert également de matériau de construction pour la synthèse des acides nucléiques, la classe de macromolécules essentiellement en charge de l'information génétique (voir fig. 2).
Grâce à la photosynthèse, les végétaux jouent un rôle irremplaçable à la surface de la Terre ; en effet, les plantes vertes sont, avec quelques groupes de bactéries, les seuls êtres vivants capables d'élaborer des substances organiques à partir d'éléments minéraux.
La photosynthèse consiste de synthétiser une molécule complexe (le glucose), d'où le fait qu'un de ses extrants est le glucose. La respiration cellulaire est la même réaction qui se produit dans notre corps lorsque nous respirons.
La photosynthèse a lieu à l'intérieur des choloplastes. Les chloroplastes sont particulièrement abondants dans les feuilles : environ 500.000 chloroplastes par millimètre carré de feuille. La couleur de la feuille vient de la chlorophylle, le pigment vert contenu dans le chloroplaste.
En l'absence d'oxygène (anaérobiose), certaines cellules pratiquent la fermentation ou oxydation incomplète du glucose. En présence d'oxygène (aérobiose) ,la plupart des cellules pratiquent la respiration cellulaire, c'est-à-dire qu'elles oxydent complètement le glucose en dioxyde de carbone.
Les mitochondries produisent et véhiculent de l'ATP aux endroits de la cellule où la demande en énergie est forte. Leur transport est donc crucial pour le bon fonctionnement des cellules, en particulier des cellules polarisées comme les neurones.
Fonction du chloroplaste
La chlorophylle qui donne une couleur verte aux végétaux fait partie des photosystèmes et a pour rôle de capter la lumière du soleil pour la convertir en énergie au cours de la photosynthèse.
Les mitochondries sont des organites intracellulaires dont la fonction principale est de fournir aux cellules l'énergie dont elles ont besoin pour assurer leur survie et les fonctions qu'elles sont censées accomplir.
Il se trouve que nous ne respirons pas par la peau : ce sont nos poumons qui collectent l'oxygène, qui est ensuite transporté par notre sang. La peau absorbe directement l'oxygène de l'air et rejette le dioxyde de carbone: c'est la respiration cutanée.
– Les champignons sont essentiellement aérobies ; ils respirent en absorbant de l'oxygène et en rejetant du gaz carbonique.
Le diazote n'est donc pas absorbé par l'organisme lors de la respiration. Le nom "azote" vient d'ailleurs de cette propriété. Antoine Lavoisier a choisi ce nom pour la raison suivante. Le préfixe "a " signifie "sans ", et "zoe " en grec signifie "vivant ".
La production d'ATP a lieu dans toutes les cellules de l'organisme. Le processus commence par la digestion du glucose dans l'intestin. Les cellules prennent ensuite le relais et le transforment en pyruvate qui se rend dans les mitochondries de la cellule, où l'ATP est finalement produite.
La mitochondrie est donc une petite usine qui produit l'énergie (l'ATP) via une chaîne de production qui s'appelle la chaîne respiratoire permettant la respiration cellulaire.
Toutes les cellules du corps humain sont capables d'utiliser le glucose pour produire un intermédiaire énergétique : la molécule d'ATP (adénosine triphosphate). Cette molécule est utilisée dans de nombreux processus cellulaires.
Le métabolisme basal est l'ensemble des réactions qui permettent de maintenir l'organisme en vie et sont donc incompressibles. Il permet d'assurer la respiration, les battements de cœur, l'alimentation du cerveau, la température corporelle, la digestion...
L'ATP peut être produite après l'oxydation du glucose au niveau de la chaîne respiratoire mitochondriale. Les composés réduits \ce{RH}, \ce{H+} formés lors de l'oxydation du glucose sont réoxydés en présence de dioxygène au niveau de la chaîne respiratoire mitochondriale.
Localisation de la chlorophylle, chloroplastes
La chlorophylle se trouve dans tous les organes verts (feuilles, tiges, fleurs...) des végétaux : Phanérogames, Ptéridophytes, Bryophytes, Algues et certaines Bactéries.