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Physiologie > Bioénergétique bases > Flashcards

Bioénergétique bases Flashcards

1
Q

L’énergie est la capacité…

A

… d’effectuer un travail (W) et/ou de fournir de la chaleur

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Q

La thermodynamique étudie l’évolution d’un système de son état initial vers son état final (équilibre) et permet de prévoir le caractère spontané (ou non) d’une réaction.
MAIS ne renseigne pas…

A

… sur la vitesse de transformation ni sur leurs mécanismes moléculaires.

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3
Q

La bioénergétique est…

A

… la thermodynamique appliquée à la biologie.

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4
Q

La bioénergétique étudie…

A

… les processus de transfert et de transduction énergétique et les mécanismes biochimiques qui les sous-tendent.

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5
Q

Une transformation physique modifie…

A

…l’état, la forme ou les dimensions d’une substance.

MAIS pas sa nature.

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6
Q

Une transformation chimique modifie…

A

…la nature de la substance par un réarrangement atomique (Lavoisier: conservation matière).

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7
Q

Un système ouvert…

A

… peut échanger de la matière et de l’énergie avec son environnement.
(ex: organisme vivant, cellule)

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8
Q

Un système fermé…

A

…peut échanger de l’énergie mais pas de la matière.

ex: thermomètre à mercure

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9
Q

Un système isolé…

A

… ne peut échanger ni matière, ni énergie.

ex: l’univers, un calorimètre

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10
Q

Une paroi déformable…

A

… permet d’échanger un travail

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11
Q

Une paroi diatherme…

A

… permet d’échanger de la chaleur

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12
Q

Une paroi adiabatique…

A

… (calorifugé) empêche l’échanger de chaleur

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13
Q

Une paroi perméable…

A

… permet l’échanger de matière.

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14
Q

Une transformation isochore se fait…

A

… à volume constant

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15
Q

Les variables extensives…

A

… dépendent de la quantité de matière et sont additives.
Elles mesurent la taille, le contenu du système.
(Masse, Volume, Charge électrique, Mole, Entropie, Enthalpie, Energie libre, Capacité calorifique…)

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16
Q

Les variables intensives…

A

… sont indépendantes de la quantité de matière et ne sont pas additives.
Elles caractérisent le système.

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17
Q

Le rapport de deux variables extensibles …

A 
... est une variable intensive.
ex:
masse volumique= m/V
concentration = n/V
capacité calorifique spécifique= Cc/m
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18
Q

Le produit d’une variable extensive par une variable intensive…

A

… est une variable extensive.
ex:
masse= masse volumique.V
n=C.V

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19
Q

Une joule est…

A

… l’énergie nécessaire pour déplacer
un objet en appliquant une force de 1 Newton sur une distance de 1 m.
1 J = 1 kg.m^2.s^-2

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20
Q

Un processus réversible peut être inversé…

A

…par une variation infinitésimale (changement infiniment petit) d’une variable.

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21
Q

Les processus biologiques sont irréversibles OU réversible?

A

Les processus biologiques sont irréversibles mais de nombreuses réactions biochimiques fonctionnent près de l’état d’équilibre.

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22
Q

La variation d’enthalpie du système correspond à…

A

… la chaleur échangée avec le milieu extérieur
à pression constante.
ΔH=Q
(c’est à dire la quantité d’énergie sous forme de chaleur)

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23
Q

Si la pression est constante, lorsque ΔH<0 , la réaction…

A

… est exothermique, elle libère de la chaleur.

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24
Q

Si la pression est constante, lorsque ΔH>0 , la réaction…

A

… est endothermique, elle absorbe de la chaleur

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25
Q

L’enthalpie représente le contenu d’énergie thermique du système et reflète…

A

…le type et le nombre de liaisons chimiques au sein des molécules du système (réactifs et produits)

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26
Q

L’état standard est ..

A

… un état de référence qui reflète la forme la plus stable d’un corps pur ou composé, à une pression de 1 atm. et généralement une température de 298°K.

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27
Q

V/F il peut y avoir un état standard à n’importe quelle température, mais la plupart des réactions thermochimiques sont établies à 25°C.

A

V

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28
Q

L’enthalpie standard de formation…

A

est la variation d’enthalpie qui accompagne la formation d’une mole de composé à partir des corps simples qui se trouvent dans leur état standard généralement à 298°K

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29
Q

L’enthalpie est une variable extensive ou intensive?

A

L’enthalpie est une variable extensive, càd additive et l’enthalpie standard d’une réaction (DH0) peut être calculée par la loi de de Hess (ou loi d’additivité des chaleurs de réactions)

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30
Q

Une transformation est spontanée…

A

… si l’énergie libre du système diminue au cours de cette transformation.

ΔGsyst<0

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31
Q

Un travail permet de réaliser un évenement qui….

A

… ne se produirait pas spontanément et permet de forcer un phénomène défendu par la thermodynamique.

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32
Q

Pour la réalisation d’un phénomène non spontané, il faut fournir une quantité d’énergie libre…

A

… au moins égale à l’énergie dépensée.

(si ΔG1 (processus endergonique à accomplir) et ΔG2 (processus exergonique qui alimente), alors la somme des 2 doit être ΔG1)

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33
Q

L’énergie libre standard de formation (ΔGf°) d’un composé est…

A

… la variation d’énergie libre qui accompagne la formation d’une mole de ce composé, à partir de ses éléments et se trouvant dans leur état standard.
(en kJ.mol-1)

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34
Q

L’énergie libre standard de réaction (ΔG°) est …

A

…la différence d’énergie libre de formation (ΔGf°) entre les produits purs et les réactifs purs dans leur état standard.

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35
Q

Un processus est spontané si le système évolue vers un état final énergétiquement plus…

A

…faible, et plus stable, càd vers son état d’équilibre.

Le processus est alors irréversible (niveau énergétique plus stable que le niveau initial).

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36
Q

Lors d’une réaction éxergonique, l’énergie potentielle des produits est “?????” à celle des réactifs, et la réaction se déroule de ???? à ????.

A

Lors d’une réaction éxergonique, l’énergie potentielle des produits est INFERIEURE à celle des réactifs, et la réaction se déroule de GAUCHE à DROITE.

SENS THERMODYNAMIQUEMENT FAVORABLE.

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37
Q

Lors d’une réaction endergonique, l’énergie libre des produits est “?????” à celle des réactifs.
Le sens de la réaction est thermodynamiquement ???????.

A

Lors d’une réaction endergonique, l’énergie libre des produits est SUPERIEURE à celle des réactifs.
Le sens de la réaction est thermodynamiquement DEFAVORABLE.
(une source d’énergie extérieure est nécessaire pour permettre à la réaction de s’accomplir dans le sens de formation des produits).

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38
Q

Une réaction exergonique favorise…

A

… la formation des produits.

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39
Q

Une réaction endergonique favorise…

A

… la formation des réactifs.

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40
Q

V/F? Une réaction thermodynamiquement favorable ne se produit pas nécessairement rapidement.

A

Vrai

ex: hydrolyse ATP, ΔG’°=-7,3 kcal/mol ou -30,5 kJ/mol, mais ATP dissout dans l’eau reste stable plusieurs jours

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41
Q

L’énergie d’activation, Ea qui est spécifique à chaque réaction est..

A

… le niveau minimal d’énergie que doivent atteindre les molécules de réactifs pour permettre le déroulement de la réaction.

42
Q

Afin d’atteindre un niveau minimal pour franchir la barrière d’activation, les molécules de réactifs doivent passer par…

A

… un état intermédiaire (ou de transition).

NB: à l’état de transition les réactifs ont un niveau énergétique plus élevé qu’à l’état initial.

43
Q

V/F Il n’est pas nécessaire d’atteindre la barrière d’énergie d’activation afin de permettre le bon déroulement d’une réaction.

A

FAUX
Les molécules de réactifs doivent passer par un état de transition qui correspond au niveau d’énergie minimal qui leur permet de franchir la Barrière d’énergie d’activation = étape INDISPENSABLE au déroulement de la réaction.

44
Q

La vitesse d’une réaction dépend…

A

… de la fraction de molécules de réactifs qui possèdent un niveau d’énergie au moins égal à Ea.

45
Q

L’énergie d’activation élevée des réactions chimiques permet…

A

… d’éviter que la plupart des réactions ne se déroulent spontanément. Ce qui permet de maintenir la cellule normale dans un état stationnaire compatible avec son fonctionnement normal.

46
Q

V/F Les enzymes modifient l’équilibre de la réaction, ainsi que le sens prévu par la thermodynamique. De manière à atteindre plus rapidement l’équilibre.

A

FAUX!!!
Les enzymes NE modifient PAS l’équilibre de la réaction NI le sens prévu par la thermodynamique. Mais permettent d’atteindre plus rapidement l’équilibre.

47
Q

Les enzymes permettent de catalyser les réactions en…

A

… diminuant l’énergie d’activation Ea des réactions.

48
Q

V/F Le travail que nous accomplissons est TOUJOURS inférieur à l’énergie que nous dépensons

A

VRAI.

Une taxe entropique est TOUJOURS prélevée sur toute transaction énergétique.

49
Q

V/F L’organisme humain produit en moyenne 55kg d’ATP/J

A

FAUX.
L’organisme humain consomme en moyenne 55kg d’ATP/J alors qu’il ne possède qu’une réserve limitée d’ATP de 80-100 g.
Le pool d’ATP est recyclé 500-1000 fois/jours

50
Q

V/F Les besoins quotidiens en ATP de l’organisme humain sont en moyenne 500 à 1000 fois supérieurs aux réserves en ATP de l’organisme.

A

VRAI

51
Q

V/F Le couplage énergétique associe un processus endergonique (ΔG > 0) à un processus exergonique (ΔG < 0) et la somme des ΔG des 2 réactions couplées doit être > 0.

A

FAUX.

Somme ΔG < 0

52
Q

L’oxydation est…

A

… une perte d’électron.
OU une perte d’atomes d’hydrogène.
OU un gain d’oxygène.

53
Q

La réduction est…

A

… un gain d’électron.
OU un gain d’atomes d’hydrogène.
OU une perte d’oxygène.

54
Q

Un oxydant est…

A

… un accepteur de protons

55
Q

Un réducteur est…

A

… un donneur de protons

56
Q

V/F Une réaction redox est une réaction couplée au cours de laquelle se produit un transfert spontané d’électron d’un oxydant vers un réducteur.

A

FAUX
Une réaction redox est une réaction couplée au cours de laquelle se produit un transfert spontané d’électron d’un REDUCTEUR vers un OXYDANT.

57
Q

Le potentiel redox traduit…

A

… l’affinité d’un couple pour les électrons. (en Volts)

58
Q

Plus un potentiel redox est faible…

A

… plus le couple redox a un pouvoir réducteur fort.

(E faible = faible affinité pour les électrons;
Pouvoir reducteur fort = cède facilement électrons).

59
Q

Plus un potentiel redox est élevé…

A

… plus le couple redox a un pouvoir réducteur faible.

(E fort = forte affinité pour les électrons;
Pouvoir réducteur faible = cède difficilement électrons).

60
Q

V/F un ∆E négatif prédit une réaction spontanée

A

FAUX
un ∆E négatif, prédit un ∆G positif donc une réaction NON spontanée.
∆G = -nF.∆E

61
Q

L’univers est considéré comme un système…

A

… ISOLÉ

62
Q

La biosphère peut être considérée comme un système…

A

… OUVERT

63
Q

Le catabolisme est …

A

…l’ensemble des réactions de dégradation (exergoniques).

64
Q

L’anabolisme est….

A

… l’ensemble des réactions de biosynthèse (endergoniques).

65
Q

V/F Le NADPH est le coenzyme majeur des réactions de catabolisme.

A

FAUX

Le NADPH est le cozneyme majeur des majeur des réactions de réduction (anabolisme).

66
Q

V/F le NAD+ est le coenzyme majeur des réactions de réduction.

A

FAUX

Le NAD+ est le coenzyme majeur des réactions d’oxydation (catabolisme).

67
Q

L’oxydation d’une mole de NADH par l’O2 libère…

A

… -52,5 kcal/mol

68
Q

L’oxydation d’une mole de FADH2 par l’O2 libère…

A

… -47,8 kcal/mol

69
Q

Au niveau de la chaine respiratoire, la synthèse d’ATP se produit lorsque les protons…

A

… retournent passivement selon leur gradient électrochimique vers la matrice mitochondriale, via l’ATP synthase.

70
Q

la chaine respiratoire mitochondriale est composée de…

A

… 4 complexes multienzymatiques membranaires (I à IV) reliés par 2 transporteurs mobiles (CoQ ou ubiquinone et cytochrome C)

71
Q

Les complexes I, III et IV de la chaine respiratoire mitochondriale transportent…

A

… des protons vers l’espace intermembranaires (pompes redox)

72
Q

L’ATP synthase est considérée comme étant un complexe…

A

… V

73
Q

Le NADH transfère ses électrons à l’O2 sans passer par..

A

… le complexe II

74
Q

Le FADH2 transfère ses électrons à l’O2 sans passer par…

A

… les complexe I et II

75
Q

Le complexe mitochondrial I transporte ??? H+ ?

A

4 H+

76
Q

Le complexe mitochondrial III transporte ??? H+ ?

A

4 H+

77
Q

Le complexe mitochondrial IV transporte ??? H+?

A

2 H+

78
Q

Dans les conditions standard, quelle est la ddp minimale nécessaire pour obtenir la synthèse d’ 1 mole d’ATP?

A

158 mV

79
Q

Lors du transfert de 2 électrons à partir du NADH sont transportés activement …

A

… 10 H+ vers l’espace intermembranaire

80
Q

Lors du transfert de 2 électrons à partir du succinate et via le FADH2, sont transportés activement…

A

… 6 H+ vers l’espace intermembranaire.

81
Q

La synthèse d’une mole d’ATP nécessite…

A

… la fourniture de 14 kcal et doit être couplée au transfert de 3 moles de protons, de l’espace intermembranaire vers la matrice ( qui libère 3*5,2 kcal/mole)

82
Q

L’oligomycine inhibe…

A

… le canal à proton formé par la sous unité F0 de l’ATP synthase. (bloque synthèse ATP et consommation O2)

83
Q

La sous unité F1 de l’ATP synthase est (origine + rôle)?

A

… la sous unité catalytique de l’ATP synthase, elle est dirigée vers la matrice mitochondriale.

84
Q

1 mole de NADH génère ??? moles d’ATP

A

… 3 moles d’ATP (10 moles de protons dans l’espace intermembranaire)

85
Q

le modèle chimio-osmotique de Motchel concerne le couplage entre…

A

le transport d’électrons par la chaine respiratoire
ET
la synthèse d’ATP par l’ATP synthase (via le gradient de H+)

86
Q

La synthèse d’ATP s’adapte en permanence aux besoins cellulaire, MAIS elle dépend…

A

… du niveau d’activité de la phosphorylation oxydative.

87
Q

Le DNP (dinitrophénol) est…

A

… un agent découplant de la chaine d’oxydation de la synthèse d’ATP.
Il perméabilise la membrane interne de la mitochondrie aux H+, mais ne touche pas la chaine respiratoire.

88
Q

La thermogénine (protéine UCP) se retrouve au niveau..

A

… de la membrane interne des mitochondries du tissu adipeux brun

89
Q

La thermogénine à comme rôle physiologique de…

A

… empêcher la récupération de l’énergie libre libérée par le transfert d’électrons de la chaine respiratoire.
L’énergie libre est ainsi dissipée sous forme de chaleur.

90
Q

La thermogénine crée…

A

… une voie de passage pour les H+ qui court-circuite l’ATP synthase et empêche ainsi la formation d’ATP.

91
Q

V/F la béta-oxydation des acides gras qui a majoritairement lieu dans le cytoplasme des cellules animales permet la formation d’acétyl coA

A

FAUX

elle a lieu dans la mitochondrie.

92
Q

V/F les rendements obtenus dans les conditions physiologiques sont supérieurs à ceux obtenus dans les conditions standards

A

VRAI

60% versus 40%

93
Q

V/F L’alimentation des pays occidentaux fournit un apport energétique moyen de 2500 kJ/jour pour un individu moyen de 70kg en bonne santé. Repartis en 3 catégories de macronutriments:

  • glucides (300-350 g/jour) soit 40-60%
  • lipides (100g/jour) soit 30-40%
  • protéines (55g/jour) soit 10-15%
A

FAUX

2500 kcal/jour

94
Q

V/F Une variation d’enthalpie de 1kcal réchauffe 1L d’eau de 0,24°C

A

FAUX
1kcal => 1°C
1kJ => 0,24°C

95
Q

Énergie Brute libérée par la combustion de:
1g de lipides
1g de glucides
1g de protéines

A

Énergie BRUTE libérée par la combustion de:
1g de lipides => 9,4 kcal
1g de glucides => 4,2 kcal
1g de protéines => 5,6 kcal

96
Q 
Énergie métabolisable de:
1g de protéines 
1g de lipides
1 g de glucides
1g de méthanol
A

Énergie métabolisable de:
1g de protéines => (5,60,920,84 = 4,2 kcal) ATWATER 4kcal
1g de lipides => (9,40,95 =8,93 kcal) ATWATER 9kcal
1g de glucides => (4,20,97= 4,074 kcal) ATWATER 4 kcal
1g d’éthanol => ATWATER 7kcal

(ATWATER est une valeur arrondie)

97
Q

La bombe calorimétrique permet de…

A

… déterminer la valeur énergétique totale ou brute d’un nutriment

98
Q

Comment est établie la relation QR-kcal?

A

Relation oxygène consommé et oxydation de mélange lipides-glucides (en absence de protéines)

99
Q

Taux métabolisme basal chez l’homme?

A

+/- 38kcal/h/m2

100
Q

Taux métabolisme basal chez la femme?

A

+/- 35 kcal/h/m2

101
Q

Les réserves énergétiques lipidiques permettent d’assurer la DEG pendant théoriquement…

A

… 40jours (avec DEG de 2500kcal/jour)

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