Métabolisme cellulaire : photosynthèse et respiration
Le métabolisme cellulaire désigne l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent dans la cellule. Deux processus fondamentaux organisent les échanges de matière et d'énergie entre les êtres vivants et leur milieu.
La photosynthèse est réalisée par les organismes autotrophes (végétaux chlorophylliens, algues, cyanobactéries) : ils fabriquent leur propre matière organique (glucose) à partir de matière minérale ($\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{O}$) en utilisant l'énergie lumineuse. La respiration cellulaire est réalisée par tous les êtres vivants : elle dégrade la matière organique pour libérer de l'énergie sous forme d'ATP, directement utilisable par la cellule.
Photosynthèse : se déroule dans les chloroplastes, organites présents uniquement dans les cellules végétales et algales. Ils contiennent la chlorophylle, pigment vert qui capte l'énergie lumineuse. La photosynthèse nécessite la lumière.
Respiration cellulaire : se déroule principalement dans les mitochondries, présentes dans toutes les cellules eucaryotes. Elle fonctionne en permanence, de jour comme de nuit, indépendamment de la lumière.
- À la lumière : les végétaux réalisent les deux processus simultanément.
- À l'obscurité : seule la respiration cellulaire a lieu chez les végétaux.
- Identifier le type d'organisme : autotrophe (végétal, algue) ou hétérotrophe (animal, champignon, bactérie non photosynthétique).
- Identifier les conditions : présence ou absence de lumière.
- Hétérotrophe (ou obscurité) → seule la respiration → consomme $\text{O}_2$, libère $\text{CO}_2$.
- Autotrophe à la lumière → photosynthèse + respiration simultanées → calculer le bilan net des échanges gazeux.
- Justifier en citant l'équation bilan du (ou des) processus identifié(s).
- Les végétaux respirent aussi, même le jour : photosynthèse et respiration sont simultanées à la lumière.
- Respiration cellulaire ≠ respiration pulmonaire : l'une est une réaction chimique dans la cellule, l'autre est l'échange gazeux entre l'organisme et son milieu.
- À la lumière, les deux processus ne s'annulent pas forcément : le bilan net dépend de l'intensité lumineuse.
- L'ATP n'est pas du glucose : c'est la molécule monnaie énergétique produite lors de la respiration.