L’essentiel
L’ATP (adénosine triphosphate) est la molécule qui fournit directement l’énergie aux réactions de la cellule. Son hydrolyse en ADP et phosphate (Pi) libère de l’énergie utilisable. La cellule en stocke très peu : elle la régénère en permanence par la respiration ou la fermentation.
L’ATP en SVT : une monnaie d’énergie
Le glucose contient beaucoup d’énergie, mais la cellule ne peut pas l’utiliser telle quelle. Elle la convertit d’abord en ATP, une molécule présente dans toutes les cellules connues. L’ATP sert ensuite d’intermédiaire : il est produit par certaines réactions et consommé par d’autres.
On le compare souvent à une monnaie d’échange, car presque tous les travaux de la cellule se paient en ATP.
- Mouvement : contraction musculaire, déplacement de cils et de flagelles.
- Synthèses : fabrication de protéines et d’ADN.
- Transport : pompes de la membrane qui font passer des ions.
La structure de la molécule d’ATP
| Partie | Nature | Rôle |
|---|---|---|
| Adénine | Base azotée | Forme avec le ribose l’adénosine |
| Ribose | Sucre à 5 carbones | Relie l’adénine aux phosphates |
| Trois groupements phosphate | Chaîne de phosphates | La rupture de la dernière liaison libère l’énergie |
L’hydrolyse de l’ATP
Lors de l’hydrolyse, une molécule d’eau coupe la liaison du dernier phosphate. On obtient de l’ADP (adénosine diphosphate) et un phosphate inorganique, noté Pi. La réaction libère environ 30 kJ par mole dans les conditions standard, et davantage dans une cellule.
Cette réaction est couplée à une réaction qui demande de l’énergie, comme le redressement de la tête de myosine dans une fibre musculaire.
ATP + H₂O → ADP + Pi + énergie
Le cycle de l’ATP
L’ATP et l’ADP forment un cycle. La synthèse d’ATP à partir d’ADP et de Pi consomme de l’énergie, fournie par la dégradation des molécules organiques. Le stock présent dans la cellule ne couvre que peu de temps : dans un muscle en plein effort, il ne suffirait que pour quelques secondes.
Un adulte recycle ainsi chaque jour une masse d’ATP de plusieurs dizaines de kilogrammes, alors que son corps n’en contient à un instant donné qu’une très petite quantité.
La régénération de l’ATP dans le muscle
| Voie | Dioxygène | Rapidité | Rendement ou durée |
|---|---|---|---|
| Phosphocréatine | Non | Immédiate | Quelques secondes d’effort |
| Fermentation lactique | Non | Rapide | 2 ATP par glucose |
| Respiration | Oui | Plus lente | Environ 30 à 36 ATP par glucose, effort long |
Astuce : Dans la phosphocréatine, le phosphate passe directement sur l’ADP pour reformer de l’ATP, sans aucune oxydation.
Les erreurs à éviter
L’ATP est une réserve d’énergie à long terme. C’est une molécule de transfert, à renouvellement très rapide.
Les vraies réserves sont le glycogène et les graisses. L’ATP est utilisé presque aussitôt après sa production.
L’ATP se trouve seulement dans le muscle. L’ATP est présent dans toutes les cellules.
Toute cellule vivante en a besoin, y compris les cellules végétales et les bactéries.
Seule la mitochondrie produit de l’ATP. Le cytoplasme et le chloroplaste en produisent aussi.
La glycolyse en fournit dans le cytoplasme, et la phase photochimique dans le chloroplaste.
Exercices corrigés
1. Que signifie ATP ?
Voir la correction
Adénosine triphosphate. ATP est l’abréviation d’adénosine triphosphate : une adénosine liée à trois phosphates.
2. Quels sont les produits de l’hydrolyse de l’ATP ?
Voir la correction
ADP et Pi. L’eau coupe la liaison du dernier phosphate : on obtient de l’ADP et un phosphate inorganique.
3. Quel sucre entre dans la composition de l’ATP ?
Voir la correction
Le ribose. L’ATP contient du ribose, un sucre à 5 carbones. Le désoxyribose est celui de l’ADN.
4. Pourquoi un muscle doit-il régénérer son ATP en continu ?
Voir la correction
Parce que son stock d’ATP est très faible. La réserve d’ATP disponible ne couvre que quelques secondes d’effort intense.
5. Dans les premières secondes d’un sprint, quelle voie régénère l’ATP le plus vite ?
Voir la correction
La phosphocréatine. La phosphocréatine transfère directement un phosphate à l’ADP, sans étape d’oxydation.
6. Une cellule produit de l’ATP par fermentation plutôt que par respiration. Pour obtenir la même quantité d’ATP, elle doit consommer :
Voir la correction
beaucoup plus de glucose. La fermentation rapporte 2 ATP par glucose, contre environ 30 à 36 pour la respiration.
Questions fréquentes
Quelle est la fonction de l’ATP ?
L’ATP apporte directement l’énergie nécessaire aux réactions et aux travaux de la cellule, comme le mouvement, les synthèses et les transports.
Qu’est-ce que ADP + Pi ?
Ce sont les produits de l’hydrolyse de l’ATP. L’ADP possède deux phosphates, et Pi désigne le phosphate libéré.
Où l’ATP est-il produit ?
Surtout dans les mitochondries, et aussi dans le cytoplasme pendant la glycolyse. Dans les cellules chlorophylliennes, les chloroplastes en produisent pour leurs propres synthèses.