Comment une femme peut être infertile? | Causes de l’infertilité chez la femme

Quelles sont les principales causes d'infertilité chez la femme? quelles sont les causes qui pourraient empêcher une femme de tomber enceinte?

Infertilité féminine

La fertilité est l’aptitude à obtenir une grossesse. Un couple est dit infertile lorsqu’il ne parvient pas à obtenir une grossesse après 2 ans de rapports sexuels réguliers et non protégés et sans aucune contraception.

1- L’âge de la femme est un facteur qui influe la fertilité.

L'âge de la femme constitue un facteur essentiel à prendre en compte dans la fertilité. En effet, la possibilité de tomber enceinte diminue avec l'âge. La fertilité est maximale entre 20 et 27 ans. Entre 30 et 35 ans, la fertilité commence à diminuer. La fertilité est très faible après 35 ans jusqu’à la ménopause. 

2- Le mode de vie a une influence sur la fertilité:

Certains facteurs liés au mode de vie influent sur la fertilité. Le tabac, l'alcool, les substances polluantes des produits chimiques, mais aussi la fatigue et le stress influent sur la fertilité de la femme.
Le tabagisme à l’âge adulte durant la période de recherche de grossesse est également associé à une augmentation du délai pour obtenir une grossesse. 

3- La cause d’une infertilité peut-être des anomalies au niveau du col de l'utérus.

Certaines femmes peuvent rencontrer une anomalie appelée sténose, qui peut-être une cause d’infertilité. La sténose est un rétrécissement du passage du col de l'utérus. Elle est à l'origine d'une difficulté du passage des spermatozoïdes, ce qui réduit les chances de tomber enceinte. Le traitement de la sténose consiste en une simple dilatation du col de l’utérus. 

4- La cause d’une infertilité peut être des anomalies au niveau de la glaire cervicale:

La glaire cervicale est un mucus sécrété par les cellules du col de l’utérus. Elle protège l'utérus contre les agents infectieux du milieu vaginal et neutralise le milieu trop acide du vagin. La glaire cervicale constitue donc un élément essentiel dans la fécondité. En effet, elle facilite la mobilité des spermatozoïdes lors de la période ovulatoire, mais empêche le passage des spermatozoïdes en dehors de la période d'ovulation. Pour passer le col de l’utérus en particulier, les spermatozoïdes ont besoin d’être aidés par une glaire cervicale de bonne qualité. Or ce n’est pas toujours le cas. Chez certaines femmes la glaire cervicale peut représenter un obstacle pour les spermatozoïdes. Toute modification de la glaire cervicale peut entraîner une difficulté dans le passage des spermatozoïdes, empêchant ainsi le développement d'une grossesse.
La cause de l’infertilité varie d’une femme à une autre. L’infertilité peut être due à la prise de contraceptifs qui modifient la structure et la qualité de la glaire et rend difficile la mobilité des spermatozoïdes.
L'infertilité peut être due à une diminution de la défense immunitaire, ce qui entraîne une modification de la composition de la glaire cervicale et ne facilite pas le passage des spermatozoïdes.

5- L'infertilité peut-être immunologique: 

Elle se caractérise par la présence anormale d'anticorps anti-spermatozoïdes qui neutralisent les spermatozoïdes. Chez la femme, le diagnostic peut être suspecté sur l'examen du sperme après rapport sexuel. Les spermatozoïdes sont immobiles ou très peu mobiles et sans déplacement.

6- La cause d’une infertilité peut être des anomalies au niveau de l'utérus:

En cas de fécondation, l’ovule doit s’implanter dans la muqueuse utérine. Mais certaines anomalies observées au niveau de l’utérus peuvent contribuer à réduire les chances d’apparition d’une grossesse. Une muqueuse utérine trop fine empêche la nidation dans la cavité utérine. De même, les accolements des parois internes de la cavité utérine empêchent l'implantation de l'embryon au niveau de la cavité de l’utérus. Les accolements sont souvent des complications suite à une fausse couche, ou une interruption volontaire de la grossesse, ou suite à une infection de l'utérus. 

7- Certaines femmes désirant une grossesse rencontrent un obstacle appelé endométriose:

L’endomètre recouvre normalement la paroi interne de l’utérus. L'endométriose est une maladie de l’endomètre. Elle est caractérisée par la présence de tissu semblable à l'endomètre, en dehors de l’utérus. L’endométriose peut être localisée au niveau des ovaires, des trompes de Fallope, la vessie, le vagin, et le rectum. Ces fragments d’endomètre anormale sont composés de cellules, qui possèdent les mêmes caractéristiques que celles de la muqueuse utérine et se comportent comme elles, sous l’influence des hormones ovariennes, œstrogènes et progestérone.
Au moment des règles, les cellules vont se détacher et provoquer une réaction inflammatoire responsable de fortes douleurs. Les femmes peuvent souffrir de symptômes variables, selon la localisation des cellules d’endométriose.
L’endométriose se manifeste initialement par la fatigue, des crampes menstruelles excessives, des douleurs survenant lors des règles, et lors des rapports sexuels, infertilité, saignements vaginaux entre les règles, flux menstruel anormal ou abondant, diarrhée, constipation, nausées, douleurs dans le bas du dos, miction douloureuse ou selles douloureuses pendant les règles. 

8- La cause d’une infertilité peut être une anomalie au niveau des trompes:

Au niveau de la trompe de Fallope s’effectue l’union de l’ovule et du spermatozoïde. Si l’ovulation se produit régulièrement, mais que les ovules ne descendent pas des trompes de Fallope vers l’utérus, l’infertilité est due à une obstruction des trompes qui empêche la fécondation, c’est à dire la rencontre des gamètes. Une obstruction des trompes de Fallope empêchera donc le développement d'une grossesse. 

9- Les causes d’une infertilité peuvent être des anomalies au niveau des ovaires:

Au niveau de l’ovaire, la principale anomalie pouvant être à l’origine d’une infertilité est le trouble de l’ovulation. Certaines femmes rencontrent un obstacle appelé anovulation. L’anovulation désigne l’absence d’ovulation. Elle survient lorsque les ovaires d’une femme ne se développent pas, et ne libèrent pas d’ovules. Donc un cycle menstruel anovulatoire est caractérisé par l'absence d'ovulation, et par conséquent l'impossibilité de tomber enceinte pendant cette période. L’anovulation vous fait manquer votre période de fertilité, si vous essayez de tomber enceinte. Certaines femmes souffrent d'anovulation chronique, cela peut être l'indication du syndrome des ovaires polykystiques, qui peut rendre la possibilité de tomber enceinte plus difficile. Le syndrome des ovaires polykystiques est une maladie caractérisée par la présence d’un grand nombre de petits kystes au niveau des ovaires. La présence de ces kystes empêche l'apparition de l'ovulation. Les symptômes de l’anovulation sont l’irrégularité des règles, ou l’absence de règles, l'anorexie, le surpoids, mais également un stress extrême.
D’autres femmes rencontrent un obstacle appelé dysovulation, qui désigne une ovulation de mauvaise qualité ou très irrégulière.
Les autres causes des troubles de l'ovulation sont les suivantes: 

▶Une absence ou atrophie des ovaires. 

▶ Un choc psychologique peut entraîner une anovulation sur un ou plusieurs cycles. 

▶ Certaines maladies comme le diabète et l’hyperthyroïdie peuvent perturber le fonctionnement des ovaires et entraîner une anovulation. 

▶ Les tumeurs de l'hypophyse peuvent perturber les taux des hormone impliquées dans l'ovulation qui sont les œstrogènes, la progestérone, la FSH et la LH. 

▶Les activités sportives intensives. 

▶Les amaigrissements extrêmes, c’est-à-dire la perte de poids excessive, ou anorexie. 

▶Une alimentation restrictive aux lipides. 

Ces anomalies sont à l'origine d'un dérèglement hormonal pouvant avoir des conséquences directes sur l’ovulation. En effet, il n’y a pas d’ovulation puisque le corps de la femme est incapable de supporter une grossesse. 

10- La cause d’une infertilité peut être une phase lutéale courte:

La durée de la phase lutéale est toujours constante égale à 14 jours. Donc les règles surviennent toujours quatorze jours après l’ovulation.

Au cours de la phase lutéale, le follicule ovarien qui s’est rompu se transforme en corps jaune. Ce corps jaune sécrète des œstrogènes et de la progestérone. Il prépare la muqueuse de l'utérus, ou endomètre, à accueillir l'œuf en cas de fécondation. La concentration de progestérone est importante pour le bon développement de l’embryon. C'est pour cette raison que la muqueuse utérine s'épaissit de manière significative durant la phase lutéale.
Si la phase lutéale est trop courte, 11 jours, 10 jours ou moins, on parle alors d’insuffisance lutéale. C’est le signe que le taux de progestérone est trop faible. En conséquence, les chances de grossesse sont réduites voire nulles car l’implantation de l’embryon peut être impossible. Le faible taux de progestérone fait baisser la fertilité car l’utérus ne peut se préparer correctement à une grossesse. En effet, avec un taux de progestérone insuffisant, la muqueuse est évacuée avant l’implantation de l’embryon et le risque de fausse couche augmente.
Pour connaître la durée de votre phase lutéale, comptez le nombre de jours entre votre deuxième jour de fertilité maximale et la date de début de vos règles. Si vous pensez que votre phase lutéale est trop courte, consultez votre gynécologue.

11- Quels sont les moyens naturels pour réguler l'ovulation?

Pour stimuler votre organisme à ovuler, modifiez votre régime alimentaire. Essayez de consommer davantage d'aliments biologiques et évitez les plats frits ou sucrés.

Abandonnez vos mauvaises habitudes. Cesser de fumer et limiter votre consommation d'alcool. L'anovulation est fréquemment associée à un poids corporel inadéquat donc faites régulièrement de l’exercice physique pour maintenir un poids idéal et soulager le stress. Enfin, améliorez la durée et la qualité de votre sommeil et régularisez vos heures de coucher et de réveil.

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Niveaux de condensation de l'ADN en chromosome et types des chromosomes

Niveaux de condensation de l'ADN en chromosome et types des chromosomes

 I- C’est quoi la chromatine et quelle est sa composition?

Le matériel génétique des cellules est représenté sous forme d'ADN, ou acide désoxyribonucléique. Dans la cellule humaine, environ 2 mètres d'ADN sont emballés dans le noyau. L'ADN est rangé à l'intérieur du noyau sous forme d'un complexe appelé chromatine. La chromatine est constituée d'ADN associé et enroulé à des protéines appelées histones. Cette association permet la réalisation de différents niveaux de condensation de l'ADN. 

II- Quels sont les différents niveaux de condensation de l'ADN?

Le premier niveau de condensation de l'ADN est le nucléosome. C’est l'unité structurale de la chromatine. Les histones qui participent au premier niveau de condensation de l'ADN sont au nombre de 4: H2A, H2B, H3 et H4. Elles s'organisent en octamère avec 2 molécules de chacune des histones. Un octamère d'histones comprend alors 2 H2A, 2 H2B, 2 H3, et 2 H4. 

 La double hélice d'ADN s'enroule presque 2 fois autour de l'octamère, et se prolonge de part et d'autre par un segment libre ou lien nucléosomique. Un nucléosome est régulièrement formé de 8 molécules d'histones et de 140 paires de bases d'ADN. La double hélice d'ADN s'enroule presque 2 fois autour des histones. 

La structure ADN-Histones est de forme sphérique ce qui donne l'apparence d'un collier de perles appelé chromatine. Une perle est appelée nucléosome. La succession des nucléosomes forme le nucléofilament. 

Le deuxième niveau de condensation de la chromatine est assuré par l'empilement des nucléosomes pour former une fibre de chromatine appelé solénoïde que l'on rencontre dans la chromatine interphasique. Chaque tour d'enroulement de la fibre de chromatine comporte 6 nucléosomes. Le solénoïde forme des boucles et des tours de longueurs variables grâce à l'intervention de protéines non-histones pour atteindre un niveau de compaction maximale et aboutir à la forme du chromosome métaphasique. 

La métaphase de la mitose est la période du cycle cellulaire pendant laquelle la condensation de la chromatine est maximale. Un chromosome métaphasique est constitué de 2 chromatides associées au niveau du centromère. 

Le centromère sépare chaque chromatide en 2 bras. Les bras ont une taille variable en fonction des chromosomes, mais on reconnait toujours un bras court noté "p" et un bras long noté "q". La position du centromère définit les bras courts et les bras longs.

III- Quels sont les différents types de chromosomes?

Selon la position du centromère, on distingue les chromosomes métacentriques, les chromosomes acrocentriques et les chromosomes submétacentriques. 

 Un chromosome métacentrique est un chromosome avec le centromère situé en son centre. 

Un chromosome acrocentrique est un chromosome avec le centromère situé entre le centre et la fin d'un bras. 

Un chromosome submétacentrique est un chromosome avec le centromère situé vers la fin d'un bras. 

Chaque chromatide d'un chromosome contient une seule molécule d'ADN noté "1Q". 

Chaque extrémité des chromosomes prend le nom de télomère. Il ya donc 2 télomères par chromosome.

IV- Quel est l'intérêt de la condensation de la molécule d'ADN?

La compaction de la molécule d'ADN permet non seulement de réduire l'encombrement de l'ADN, mais il doit être compatible avec le fait que la molécule d'ADN doit être rapidement accessible, afin de permettre son interaction avec les enzymes qui régulent la réplication, la transcription et la réparation.

L'organisation de la molécule d'ADN en chromatine est donc une organisation dynamique. Chaque boucle de chromatine peut contenir un ou plusieurs gènes. La taille des boucles est liée à l'activité de transcription de l'ADN. 

Toutes les cellules de l'organisme n'ont pas la même combinaison de gènes actifs, ceci implique que l'organisation de la chromatine est en relation avec le cycle cellulaire et l'expression des gènes.

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Échanges d'eau cellulaires | Mécanisme de l'absorption de l'eau par une plante verte

Échanges d'eau cellulaires | Mécanisme de l'absorption de l'eau

Comment se fait le passage de l’eau de la solution du sol vers les cellules des poils absorbants?

Échanges d'eau cellulaires | Mécanisme de l'absorption de l'eau

 

I- Observations: 

Première observation: 

Des graines de pois chiche plongées dans l’eau de robinet deviennent gonflées. Le gonflement des graines de pois chiche s’explique par une entrée de l’eau dans les cellules. 

Deuxième observation: 

Des olives plongées dans l’eau salée deviennent ridées, donc il ya sortie de l’eau des cellules. 

Troisième observation: 

Une plante verte arrosée par l’eau de robinet est en bon état, donc il ya absorption de l’eau, c’est-à-dire entrée de l’eau dans les cellules des poils absorbants. 

Quatrième observation: 

Une plante verte arrosée par l’eau de mer se fane donc il n’ya pas absorption de l’eau mais une sortie de l’eau des cellules des poils absorbants.
L’eau de robinet, l’eau de la mer et la solution du sol diffèrent par leurs concentrations en substances dissoutes. Donc, les échanges d'eau entre les poils absorbants et la solution du sol dépendent de leurs concentrations en substances dissoutes.

II- Hypothèses:

Hypothèse 1 :
On suppose que la plante verte absorbe de l'eau si et seulement si Ci > Ce! 

Hypothèse 2:
On pense que la plante verte absorbe de l'eau si et seulement si Ci < Ce! 

III- Expérience: 
Pour déterminer laquelle des 2 hypothèses est confirmée, on réalise l’expérience suivante: On fait une observation microscopique des cellules de l'épiderme interne du bulbe d’oignon placées dans 3 solutions de concentrations différentes en sel (Chlorure de Sodium): 2g/l, 9g/l et 20g/l. 

IV- Résultats des observations microscopiques et interprétations:  

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Intérêt géologique des fossiles | Principe de la fossilisation | Fossiles chronostratigraphiques | Fossiles de faciès

Intérêt géologique des fossiles | Principe de la fossilisation | Fossiles chronostratigraphiques | Fossiles de faciès

 Fossiles chronostratigraphiques et fossiles de faciès

I- Présentation explicative:

II- Qu'est-ce qu'un fossile? 

Les fossiles sont des traces de végétaux et d'animaux qui vivaient il ya des millions d'années, mais ont été conservés dans des roches sédimentaires. En d’autres termes, un fossile est la partie conservée d’un animal ou d’un végétal disparu. 

III- Principe de la fossilisation ?

La fossilisation est un ensemble de transformation que subit un être vivant après sa mort et son enfouissement.

Les parties organiques, c’est-à-dire les tissus, sont décomposées par les décomposeurs en matière minérale. Les parties minérales, coquille et squelette, subissent des processus chimiques de dissolution. 

Pour être fossilisé, autrement dit conservé, un organisme doit donc être soustrait des phénomènes de la décomposition et de la dissolution. Pour cela, il doit être rapidement enfoui dans un milieu pauvre en eau et en O2, où les décomposeurs ne peuvent agir, et où les processus de dissolution ne peuvent s’effectuer. Ces conditions peuvent exister le plus souvent dans un bassin sédimentaire où il y a un apport rapide de sédiments fins.

IV- Fossiles chronostratigraphiques:

1- Intérêt géologique:

Les fossiles chronostratigraphiques, aussi appelés bons fossiles stratigraphiques, sont des marqueurs du temps. Ils caractérisent une époque géologique limitée dans le temps.

Un fossile chronostratigraphique indique l’âge de la couche de roches. L'ensemble des strates de même contenu paléontologique sont de même âge. En d'autres termes deux couches sédimentaires éloignées l'une de l'autre contenant les mêmes fossiles sont considérées comme ayant le même âge. C’est le principe d’identité paléontologique.

2- Caractéristiques des fossiles chronostratigraphiques:

Les fossiles chronostratigraphiques sont caractérisés par une grande répartition géographique de manière à servir de guide sur des grandes distances et la brièveté d’existence en tant qu’espèce. En d’autres termes, les bons fossiles stratigraphiques sont caractérisés par une courte durée de vie.

3- Exemples de fossiles chronostratigraphiques:

Basé sur des recherches sur les fossiles trouvés dans des couches de roches sédimentaires, les géologues ont identifié 4 époques de l'histoire de la terre.

• Les trilobites et les fusulines caractérisent l'ère primaire ou paléozoïque.
• Les ammonites et les bélemnites caractérisent l'ère secondaire ou mésozoïque.
• Les mollusques et les nummulites caractérisent l'ère tertiaire ou cénozoïque
• Les os de mammouth et les strombes caractérisent l'ère quaternaire.

V- Les fossiles de faciès:

1- Notion du faciès d'une roche:

Le faciès d'une roche est l'ensemble des caractères d'une roche, qui témoigne du milieu et des conditions dans lesquelles elle s'est formée. 

2- Intérêt géologique et caractéristiques d'un fossile de faciès:

Un fossile de faciès a vécu dans plusieurs séries ou époques de l'histoire de la terre.

Un fossile de faciès a une faible vitesse d'évolution. C'est un fossile caractéristique d'un milieu de sédimentation particulier (Milieu de vie caractéristique). Donc les fossiles de faciès sont des indicateurs du milieu de vie, qui est le milieu de sédimentation c’est-à-dire le lieu de la formation de la roche.

3- Exemples de fossiles de faciès:

Les empreintes de feuilles sont typiques du faciès terrestre. Elles caractérisent des sédiments déposés dans un milieu continental.

Les potamides caractérisent des sédiments déposés dans un milieu lagunaire. On retrouve ce faciès du trias à l'actuel.

Les pectens caractérisent des sédiments déposés dans un milieu marin Littoral. On retrouve ce faciès de l'éocène à l'actuel. 

Les oursins caractérisent des sédiments déposés dans un milieu marin moyen. On retrouve ce faciès du primaire à l'actuel. 

Les globigérines caractérisent des sédiments déposés dans un milieu marin profond. On retrouve ce faciès à l'ère tertiaire.

IV- L'essentiel de ce qu'il faut retenir:

 Fossiles chronostratigraphiques et fossiles de faciès

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Absorption de l'eau par la plante verte | Poils absorbants de la zone pilifère de la racine: cellules spécialisées

Absorption de l'eau par la plante verte | Poils absorbants de la zone pilifère de la racine: cellules spécialisées

Poils absorbants de la racine: cellules spécialisées

I- Vidéo explicative:

II- Mise en évidence de l’importance des poils absorbants des racines:

1- Expérience: 

Mise en évidence l'importance des poils absorbants

Pour mettre en évidence l'importance des poils absorbants de la zone pilifère de la racine d'une plante verte, on utilise deux cordes: Une corde avec l’extrémité effilochée, représente une racine avec des poils absorbants. L'autre corde avec l’extrémité rabotée, représente une racine sans poils absorbants. Chaque corde est placée dans un bécher (les deux béchers contiennent la même quantité d’eau).

Mise en évidence l'importance des poils absorbants

2- Résultat: 

Observez comment l'eau est absorbée par deux cordes.

Mise en évidence l'importance des poils absorbants

On peut voir que la corde au bout effiloché a absorbé plus d'eau que la corde au bout raboté. 

3- Déduction:

On peut déduire que les poils absorbants des racines des plantes augmentent la surface d'absorption de l'eau.

II- Qu’est-ce qu’un poil absorbant ?

Les poils absorbants se situent dans la zone pilifère. Ce sont des cellules de l’extrémité de la racine.

III- Quelle est l'organisation microscopique du poil absorbant? 

L’organisation microscopique du poil absorbant est celle d’une cellule. 

Organisation microscopique du poil absorbant

IV- Quelles sont les caractéristiques de la cellule du poil absorbant?

Les cellules des poils absorbants ont une forme allongée ce qui augmente leur capacité à prendre de l'eau dans le sol. 

L'eau peut passer rapidement dans la racine grâce à la grande surface et aux parois cellulaires minces de ces cellules.

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Comment lire la chronologie géologique? | Les principes de la stratigraphie

Notion de sédimentation | Notion de stratigraphie | 5 Principes stratigraphiques | Activités explicatives

5 Principes stratigraphiques

I - Activités explicatives:

I - C’est quoi la sédimentation?

Les différents éléments du sol se sont déposés selon leurs poids et leurs tailles. Les éléments les plus lourds se déposent les premiers et les éléments les plus légers se déposent les derniers. 

Le dépôt de matériaux transportés par les eaux ou le vent dans un bassin sédimentaire est nommé la sédimentation.

Tout le matériel transporté s'accumule dans un bassin de sédimentation pour former le dépôt.

Vous observez que les sédiments se déposent en couches, ou strates successives, dont la taille des particules et la couleur varient dans le temps selon la nature des sédiments apportés.

Il faut retenir que les couches sédimentaires sont déposées à l'origine horizontalement, donc une couche sédimentaire qui n'est pas horizontale a subie des déformations. 

II- C’est quoi la stratigraphie?

La stratigraphie est une description des couches des terrains de l'écorce terrestre, son objectif est de donner une explication de l'organisation et de l'agencement des différents éléments de l'écorce terrestre. Les éléments de l’écorce terrestre ont subi des transformations et ne sont pas dans leur contexte de formation initiale. 

La stratigraphie permet d'établir une chronologie relative, c'est à dire une fixation des dates des événements, permettant d'ordonner chronologiquement les événements géologiques les uns par rapport aux autres, par application de principes nommés principes stratigraphiques.

II- Quels sont les différents principes de la stratigraphie?

1- Principe de superposition: 

Quand plusieurs couches sont superposées, la couche inférieure est la plus ancienne, alors que la couche supérieure est la plus récente. Donc de la base au sommet, on passe d'un niveau plus ancien à un niveau plus récent.

Quelles sont les limites du principe du superposition?

Même sur des strates sédimentaires déformées, le principe de superposition peut s'appliquer à condition que la série sédimentaire n'a pas été inversée par les mouvements tectoniques.

2- Principe de continuité.

Durant une époque ou un âge, il ya formation de roches de même nature partout. Donc une même strate est de même âge en tout point, c'est à dire sur toute son étendue.
Par application du principe de continuité, 2 strates séparées dans l'espace mais limitées par les mêmes couches à la base et au sommet sont de même âge.

3- Principe de recoupement:

Lorsqu'une structure se met en place, ici une faille, elle peut recouper une structure préexistante. Elle est donc plus récente que la structure recoupée.

4- Principe d'inclusion:

Les morceaux de roches inclus dans une autre couche sont plus récents que leurs contenant. C'est l'énoncé du principe d'inclusion.

5- Principe d'identité paléontologique:

La paléontologie est la science des êtres vivants ayant existés sur la terre aux temps géologiques, fondée sur l’étude des fossiles.

L’ensemble des strates de même contenu paléontologique sont de même âge. En d’autres termes, 2 couches sédimentaires éloignées l’une de l’autre mais contiennent les mêmes fossiles sont de même âge. 

Il ne faut observer que des fossiles qui ont une grande répartition géographique, mais dont la durée de vie de l’espèce est brève. Ces fossiles sont appelés de bons fossiles stratigraphiques ou fossiles chronostratigraphiques qui caractérisent une époque et non un milieu de vie.

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Respiration cellulaire aérobie: Comment calculer le nombre d'ATP formé par une molécule de glucose oxydée?

Respiration cellulaire aérobie: Comment calculer le nombre d'ATP formé par une molécule de glucose oxydée?

                              

I- Explication détaillée:

I- Formule brute et la structure moléculaire de l’ATP?

L'adénosine triphosphate ou ATP est la molécule qui, dans tous les organismes vivants, fournit lors de son hydrolyse l'énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules. La formule brute de l'ATP est C10H16N5O13P3. L’adénosine triphosphate est une molécule constituée d'un sucre à 5 atomes de carbone appelé ribose, une base azotée appelé adénine, et d'un groupe phosphate. Ce groupe phosphate est une chaîne de trois groupements phosphate. L'adénine liée au ribose constitue l'adénosine. L'adénosine attachée aux trois groupements phosphate forme la molécule d'adénosine triphosphate ou ATP. 

II- Étapes de la respiration cellulaire aérobie:

En aérobie c'est à dire en présence de l'oxygène, l'oxydation d'une molécule de glucose en 6 molécules de dioxyde de carbone implique les 4 étapes suivantes: 

• La première étape est la glycolyse: Elle se déroule dans le cytoplasme. C'est la transformation d'une molécule de glucose en 2 molécules d'acides pyruviques ou 2 pyruvates.
• La deuxième étape est la transformation du pyruvate en acétyl-CoA. Cette étape se déroule au niveau de la mitochondrie.
• La troisième étape est le cycle de Krebs. Elle se déroule au niveau de la matrice mitochondriale.
• La quatrième étape est la chaîne de transport d'électrons. Elle se déroule au niveau de la membrane interne de la mitochondrie.

Ces étapes permettent de transfert de l'énergie chimique contenue dans le glucose en énergie chimique dans l'ATP.

III- Bilan de l'oxydation biologique d'une molécule de glucose | Nombre d'ATP formé au cours de l'oxydation d'une molécule de glucose

Pour calculer le nombre d'ATP formé au cours de l'oxydation d'une molécule de glucose, vous devez d'abord déterminer le bilan de chaque étape de la respiration cellulaire. Pour cela on détermine le nombre d'ATP et de coenzymes réduits (NADH et FADH2) formés au cours de chaque étape de la respiration cellulaire.

1- Bilan de la glycolyse: 

La transformation d'une molécule de glucose en 2 pyruvates s'accompagne d'un gain de 2 molécules d'ATP, et la production de 2 molécules de coenzymes réduits: 2 NADH. Donc le bilan de la glycolyse est: 2 ATP + 2 NADH

2- Quel est le bilan de la réaction de transition?

Bilan de la transformation de l'acide pyruvique en acétyl-CoA par décarboxylation oxydative.
On vous rappelle la réaction de transition:
2 molécules d'acides pyruviques + 2 NAD+ + 2 CoA fournit 2 acétyl-CoA + 2 NADH + 2 CO2, donc le bilan de la réaction de transition est 2 NADH.
La transformation de l'acide pyruvique en acétyl-CoA par décarboxylation oxydative produit 2 NADH.

3- Quel est le bilan du cycle de Krebs?

Le cycle de Krebs qui est le processus par lequel une molécule d'acétyl-CoA est oxydée en 2 molécules de dioxydes de carbone, produit par tour de cycle: 3 NADH, une molécule de FADH2 et une molécule d'ATP.
Le cycle de Krebs fait 2 tours parce que la dégradation de 2 pyruvates entraîne la formation de 2 acétyl-CoA.
Donc l'oxydation de molécules d'acétyl-CoA en 4 molécules de dioxyde de carbone produit: 6 NADH, 2 FADH2, et 2 molécules d'ATP.

Il faut retenir que les 2 molécules de NADH apparues durant la glycolyse n'entrent pas dans la mitochondrie pour transférer leurs électrons au niveau de la chaîne respiratoire.

La question qui se pose: quel est le devenir des 2 molécules de NADH formées au cours de la glycolyse?

La réponse est la suivante: 2 navettes sont nécessaires à l'oxydation du NADH produit dans le cytoplasme.

a- Premier cas: 

Les 2 molécules de NADH cytoplasmiques atteignent la matrice mitochondriale grâce à la navette du malate aspartate 

Les électrons riches en énergie sont transférés à l'oxaloacétate pour former le malate qui passera dans la matrice mitochondriale où il retransmettra ses électrons au NAD+ afin de reformer du NADH. Donc les 2 NADH du cytoplasme donnent 2 NADH intramitochondriales. Dans ce cas le nombre de coenzymes réduits NADH et FADH2 produits au cours de l'oxydation complète d'une molécule de glucose est 10 NADH et 2 FADH2.

La réoxydation d'une molécule de NADH fournit 3 ATP, et la réoxydation d'une molécule de FADH2 produit 2 ATP.
Donc le nombre total d'ATP formé au cours de l'oxydation d'une molécule de glucose est 38 ATP.

b- Deuxième cas: 

Les 2 molécules de NADH formées au cours de la glycolyse atteignent la matrice de la mitochondrie grâce à la navette glycérophosphate. 

Dans ce cas les électrons riches en énergie sont transférés au glycérol-3-phosphate qui retransmettera ses électrons au FAD pour former FADH2, donc 2 NADH cytoplasmiques donnent 2 FADH2 intramitochondriales. Dans ce cas l'oxydation complète d'une molécule de glucose produit 4 FADH2 et 8 NADH. Donc le nombre total d'ATP formé au cours de l'oxydation d'une molécule de glucose est 36 ATP.

IV- Conclusion:

L'oxydation biologique d'une molécule de glucose produit 36 ou 38 ATP. Cette différence est explicable par le type de navette utilisée. 38 ATP pour une cellule de type cœur ou foie car le NADH du cytoplasme donne du NADH intramitochondriale qui fournit 3ATP.

36 ATP pour les autres cellules car le NADH cytoplasmique donne du FADH2 intramitochondriale qui fournit 2 ATP.

La production d'ATP peut varier de 36 à 38 pour une molécule de glucose à cause des transporteurs (NADH et FADH2).

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