Exercices: Libération de l’énergie
– 2ème BAC Sciences Physiques SPC
Exercice 1: Bilan de la glycolyse
Une cellule dégrade 5 molécules de glucose par glycolyse.
Calculer le nombre total de pyruvate, ATP et NADH,H⁺ produits.
Correction
• Pyruvate : 5 × 2 = 10
• ATP net : 5 × 2 = 10
• NADH,H⁺ : 5 × 2 = 10
Exercice 2: Respiration complète
Un muscle utilise 3 molécules de glucose en respiration aérobie.
Quel est le bilan total en ATP, CO₂ et H₂O ?
Correction
• ATP : 3 × 38 = 114
• CO₂ : 3 × 6 = 18
• H₂O : 3 × 6 = 18
Exercice 3: Chaîne respiratoire
Une cellule produit 12 NADH,H⁺ et 6 FADH₂ lors du cycle de Krebs.
Calculer l’ATP produit par la phosphorylation oxydative.
Correction
• NADH,H⁺ : 12 × 3 = 36 ATP
• FADH₂ : 6 × 2 = 12 ATP
• Total = 48 ATP
Exercice 4: Fermentation lactique
Un sprinter produit 18 molécules de pyruvate pendant un effort intense.
Quelle quantité de lactate et d’ATP sera générée ?
Correction
• Lactate : 18 molécules (1:1 avec pyruvate)
• ATP : 18/2 = 9 (car 1 glucose → 2 pyruvate → 2 ATP)
Exercice 5: Comparaison énergétique
Une levure peut produire de l’ATP par respiration ou fermentation.
Calculer la différence d’ATP pour 10 glucose selon les deux voies.
Correction
• Respiration : 10 × 38 = 380 ATP
• Fermentation : 10 × 2 = 20 ATP
• Différence : 360 ATP
Exercice 6: Décarboxylation oxydative
Le pyruvate entre dans la mitochondrie pour former de l’acétyl-CoA.
Écrire l’équation bilan pour 3 pyruvates et préciser les coenzymes réduits.
Correction
3 Pyruvate + 3CoA + 3NAD⁺ → 3 Acétyl-CoA + 3CO₂ + 3NADH,H⁺
Exercice 7: Cycle de Krebs
Pour 2 molécules d’acétyl-CoA entrant dans le cycle :
Quel est le bilan en GTP, NADH,H⁺, FADH₂ et CO₂ ?
Correction
• GTP : 2 (1 par cycle)
• NADH,H⁺ : 6 (3 par cycle)
• FADH₂ : 2 (1 par cycle)
• CO₂ : 4 (2 par cycle)
Exercice 8: Inhibition enzymatique
Un poison bloque l’ATP synthase mitochondriale.
Quelles conséquences sur :
- La production d’ATP
- Le gradient protonique
- La consommation d’O₂
Correction
a) Chute de la production d’ATP
b) Accumulation des H⁺ dans l’espace intermembranaire
c) Arrêt de la consommation d’O₂ (blocage chaîne respiratoire)
Exercice 9: Rendement énergétique
1 glucose → 686 kcal lors de sa combustion complète.
1 ATP → 7,3 kcal utile.
Calculer le rendement énergétique de la respiration cellulaire.
Correction
• Énergie utile : 38 × 7,3 = 277,4 kcal
• Rendement : (277,4/686)×100 ≈ 40%
Exercice 10: Problème synthèse
Une cellule eucaryote contient :
- 6 mitochondries fonctionnelles
- Chacune traite 5 pyruvate/min
- Conditions aérobies
Calculer la production d’ATP après 10 minutes.
Correction
1. Pyruvate total : 6 × 5 × 10 = 300
2. Glucose équivalent : 300/2 = 150
3. ATP total : 150 × 38 = 5700
