2. La glycolyse

La glycolyse se déroule dans le cytoplasme (cytosol) de toutes les cellules vivantes. C'est la première étape de dégradation du glucose. En termes simples : une molécule de glucose (6 carbones) est découpée en 2 molécules de pyruvate (3 carbones chacune). Bilan de la glycolyse : • 1 glucose → 2 pyruvates • Production nette : 2 ATP • Production de 2 NADH (molécules porteuses d'électrons) La glycolyse ne nécessite pas d'oxygène : elle se produit aussi bien en conditions aérobies qu'anaérobies. C'est la seule source d'ATP dans les cellules sans mitochondries.

3. Le cycle de Krebs

Le cycle de Krebs (ou cycle de l'acide citrique) se déroule dans la matrice mitochondriale. Avant d'y entrer, le pyruvate est transformé en Acétyl-CoA (2 carbones) avec libération de CO₂ et production de NADH. Dans le cycle de Krebs, l'Acétyl-CoA (2C) fusionne avec l'oxaloacétate (4C) pour former le citrate (6C). Ce composé subit plusieurs transformations circulaires, libérant 2 CO₂ à chaque tour. Bilan par tour de cycle (pour 1 Acétyl-CoA) : • 2 CO₂ libérés • 3 NADH produits • 1 FADH₂ produit • 1 ATP produit Pour 1 molécule de glucose → 2 tours de cycle → 2×(ces valeurs). Point clé : le cycle de Krebs ne produit presque pas d'ATP directement, mais il produit beaucoup de molécules porteuses d'électrons (NADH, FADH₂) qui alimentent la chaîne respiratoire.

4. La chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative

La chaîne respiratoire est localisée sur la membrane interne de la mitochondrie (les crêtes mitochondriales). C'est là que la majorité de l'ATP est produite. Fonctionnement simplifié : 1. Les électrons portés par NADH et FADH₂ sont transférés à des protéines membranaires (complexes I, II, III, IV) 2. Ces électrons passent d'un complexe à l'autre comme dans une chaîne 3. À la fin, les électrons se combinent avec O₂ et H⁺ pour former H₂O → c'est pourquoi on a besoin d'oxygène 4. Le transfert d'électrons pompe des H⁺ de la matrice vers l'espace intermembranaire 5. Les H⁺ reviennent dans la matrice à travers l'ATP synthase → énergie utilisée pour synthétiser l'ATP Bilan de la chaîne respiratoire : ~32–34 ATP produits par molécule de glucose. L'oxygène est l'accepteur final des électrons. Sans oxygène, la chaîne s'arrête.

5. La fermentation

Quand il n'y a pas d'oxygène (conditions anaérobies), la cellule ne peut pas utiliser le cycle de Krebs ni la chaîne respiratoire. Elle utilise alors la fermentation pour régénérer le NAD⁺ (indispensable pour que la glycolyse continue). **Fermentation lactique** (dans les muscles en effort intense, et chez certaines bactéries) : Pyruvate + NADH → Lactate + NAD⁺ Bilan : 2 ATP (seulement depuis la glycolyse) Exemple concret : lors d'un sprint, tes muscles manquent d'oxygène. La fermentation lactique prend le relais. L'accumulation de lactate cause la sensation de brûlure musculaire. **Fermentation alcoolique** (chez les levures) : Pyruvate → Acétaldéhyde + CO₂, puis Acétaldéhyde + NADH → Éthanol + NAD⁺ Bilan : 2 ATP Application : fabrication du pain (le CO₂ fait lever la pâte) et de la bière/vin (production d'éthanol).