Chapitre 3: L'ATP et son utilisation cellulaire

Chapitre 3 :
La photosynthèse, la fermentation et la respiration sont des métabolismes énergétiques permettant la synthèse de molécules énergétiques l’ATP.

L’ATP, qui est une molécule chimique, est-il utilisé par toutes les cellules (animales, végétales…) pour réaliser leurs activités (synthèses, mouvement…) ?


I L’ATP forme d’énergie utilisée par toutes les cellules
TP 1 : ATP et mouvement des chloroplastes



Lorsqu’on expose une cellule chlorophyllienne à la lumière, elle présente un mouvement de cyclose. Mais lorsqu’on expose cette cellule à la lumière avec un inhibiteur de la synthèse d’ATP, on remarque l’arrêt de la cyclose.
On peut donc en déduire que la cyclose nécessite l’ATP : L’ATP est la source d’énergie nécessaire aux mouvements de cyclose.



TP 2 : ATP et synthèse d’amidon





Pour qu’il y ait production de glucose, il faut que le glucose soit au préalable phosphaté. D’après le doc 1, c’est l’hydrolyse de l’ATP qui permet de transférer un groupement phosphate sur le glucose.
L’ATP est source aussi d’énergie à certaines réactions métaboliques.

ATP->ADP + Pi
glucoses->amidon

II L’ATP et l’activité musculaire.
A]Mise en évidence du rôle de l’ATP dans la contraction musculaire
TP3 : ATP et contraction musculaire



La présence d’acide cyanhydrique inhibiteur de la production d’ATP empêche la contraction musculaire provoquée par le CaCl2. Donc l’ATP est nécessaire à la contraction musculaire.

B]Rôle de l’ATP dans la contraction musculaire
Étude de documents
Doc1 :



Le muscle est un organe, organisé en différents fuseaux eux-mêmes composés de fibres musculaires ou cellules musculaires. Les cellules musculaires ont une forme allongée et contiennent des myofibrilles correspondant à des organites jouant un rôle dans la contraction de la cellule. Chaque myofibrille contient deux types de grosses molécules : l’actine et la myosine.. L’actine et la myosine s’organisent en sarcomère, correspondant à des unités de contraction dans les myofibrilles. On constate que dans les sarcomères, la myosine et l’actine sont superposées.

Doc 2 :



Il permet de comprendre, que lors d’une contraction, les sarcomères voient leur taille diminuer. Les filaments d’actines «se croisent» alors qu’ils n’étaient pas croisés à l’état relâché. Les myofilaments d’actine semblent coulisser sur la myosine lors de la contraction.
Ainsi le raccourcissement des sarcomères contribue au raccourcissement des myofibrilles,  provoquant la diminution de la taille de la cellule musculaire : Il y alors contraction du muscle.

Doc 3 :



Mettre une petite phrase explicative à chaque schéma
1-       Fixation des têtes de myosines au filament d’actine
2-       Les têtes de myosines libèrent l’ADP et le phosphate fixés
3-       Basculement des têtes de myosines vers leur configuration de basse énergie. Le filament d’actine se déplace
4-       L’ATP vient se fixer sur les têtes de myosines suite au pivotement
5-       La liaison actine myosine est rompue
6-      L ’ATP est hydrolysé en ADP+Pi .Cela permet le retour des têtes de myosines en configuration de haute énergie.

Le doc montre que l’hydrolyse de l’ATP induit la tension de la tête myosine qui se fixe à l’actine. En libérant L’ADP+Pi, la tête myosine se replie entraînement le coulissement de l’actine et donc le raccourcissement du sarcomère.  La fixation d’un nouvel ATP induit le retour à l’état initial de la tête myosine. A la contraction suivante l’ATP sera hydrolysé.

La fibre musculaire utilise l'ATP fourni, selon les circonstances, par la fermentation lactique ou la respiration. L'hydrolyse de l'ATP fournit l'énergie nécessaire aux glissements de protéines les unes sur les autres qui constituent le mécanisme moléculaire à la base de la contraction musculaire.

Bilan : L'ATP joue un rôle majeur dans les couplages énergétiques nécessaires au fonctionnement des cellules.