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Lequel des énoncés suivants décrit le mieux la phosphorylation oxydative ? (A) Le processus par lequel les électrons se déplacent dans une chaîne de transport d'électrons, ce qui entraîne la formation d'ATP à partir d'ADP. (B) Le processus par lequel les électrons sont libérés par la réduction de coenzymes dans la matrice mitochondriale. (C) Le transport actif des ions hydrogène de l’espace intermembranaire vers la matrice mitochondriale. (D) La formation d’ATP via la phosphorylation des coenzymes NAD et FAD.
La respiration cellulaire est un processus important chez tous les organismes vivants. C’est le processus par lequel le glucose est décomposé pour libérer l’énergie stockée dans des molécules d’ATP. La respiration cellulaire comporte quatre étapes principales: la glycolyse; la réaction de transition ou décarboxylation du pyruvate; le cycle de Krebs, également connu sous le nom de cycle de l’acide citrique et la phosphorylation oxydative, également connue sous le nom de chaîne de transport d’électrons.
Tout au long de la glycolyse, de la réaction de transition et du cycle de Krebs, des molécules d’ATP se forment en plus des coenzymes NADH et FADH2. Pendant la phosphorylation oxydative, NADH et FADH2 sont utilisés pour produire encore plus d’ATP. En fait, la phosphorylation oxydative est l’étape où se produit la plus grande quantité d’ATP.
La phosphorylation oxydative a lieu dans les mitochondries. Voici un schéma de la mitochondrie avec sa membrane externe et sa membrane interne, qui contiennent l’espace intermembranaire, ainsi que la matrice, qui est contenue dans la membrane interne. Dans la membrane interne mitochondriale se trouvent un certain nombre de protéines spécialisées dans le recueil d’énergie des électrons de haute énergie stockés dans les coenzymes NADH et FADH2. Vous pouvez suivre le trajet d’un électron à partir de la gauche.
Il y a beaucoup d’énergie stockée dans ces électrons. Et tout au long de la chaîne de transport d’électrons, les électrons perdent progressivement une partie de cette énergie. Cette libération d’énergie peut être utilisée pour transporter activement des ions hydrogène contre leur gradient de concentration de la matrice mitochondriale vers l’espace intermembranaire. Ce gradient de concentration représente une forme d’énergie stockée et peut être utilisé pour fabriquer de l’ATP comme nous pouvons le voir à droite. Ce complexe protéique spécialisé, appelé ATP synthase, couple le mouvement des ions hydrogène le long de leur gradient de concentration à la synthèse de l’ATP.
Nous devrions maintenant avoir suffisamment d’informations pour répondre à notre question. Passons donc en revue les choix de réponse pour déterminer l’option qui décrit le mieux la phosphorylation oxydative.
Dans (A), «le processus par lequel les électrons se déplacent dans une chaîne de transport d’électrons, entraînant la formation d’ATP à partir d’ADP» semble être un bon choix, car il décrit le processus global de la phosphorylation oxydative. Mais analysons aussi les autres choix de réponse pour en être sûrs.
Dans (B), «le processus par lequel les électrons sont libérés par la réduction de coenzymes dans la matrice mitochondriale» n’est pas vrai, car ces électrons sont libérés vers différentes protéines intégrées dans la membrane interne des mitochondries, et non dans la matrice.
Dans (C), «le transport actif d’ions hydrogène de l’espace intermembranaire vers la matrice mitochondriale» n’est pas vrai, car le transport actif d’ions hydrogène se produit de la matrice à l’espace intermembranaire, et non l’inverse.
Dans (D), «la formation d’ATP via la phosphorylation des coenzymes NAD et FAD» n’est pas vraie, car l’ATP ne se forme pas de cette façon là. L’ATP est créée par l’ATP synthase en utilisant l’énergie stockée dans le gradient de concentration des ions hydrogène.
Par conséquent, la meilleure description de la phosphorylation oxydative est donnée par le choix de réponse (A), le processus par lequel les électrons se déplacent dans une chaîne de transport d'électrons, ce qui entraîne la formation d'ATP à partir d'ADP.
