Bioènergétique et métabolisme (M1)

Question 1

Transformations de l’énergie pour accomplir un travail cellulaire

Answer 1

L’énergie chimique (ATP) est utilisée pour :
1. Travail mécanique (contraction musculaire).
2. Travail de transport (pompes ioniques).
3. Travail chimique (synthèse d’ADN, protéines).

L’ATP alimente la pompe Na+/K+ pour maintenir le potentiel membranaire.

Question 2

Énergie libre

Answer 2

Mesure de l’énergie disponible pour effectuer un travail (ΔG). Une réaction est spontanée si ΔG < 0 (libération d’énergie).

L’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi libère de l’énergie (ΔG < 0).

Question 3

Réactions spontanées vs non-spontanées, exergoniques vs endergoniques

Answer 3

Spontanée : ΔG < 0 (exergonique, libère de l’énergie). Non-spontanée : ΔG > 0 (endergonique, nécessite de l’énergie).

La respiration cellulaire est exergonique (dégrade le glucose). La photosynthèse est endergonique (nécessite de l’énergie lumineuse).

Question 4

Molécule d’ATP et son rôle

Answer 4

ATP = Adénosine + 3 phosphates. Libère de l’énergie en cassant une liaison phosphate (hydrolyse). Alimente les réactions endergoniques.

L’ATP est utilisé par la myosine pour la contraction musculaire.

Question 5

Étapes de la respiration cellulaire (eucaryotes)

Answer 5

1. Glycolyse (cytoplasme) → Produit 2 ATP et du pyruvate.
2. Oxydation du pyruvate (mitochondrie) → Produit acétyl-CoA.
3. Cycle de Krebs (mitochondrie) → Produit CO₂ et électrons.
4. Phosphorylation oxydative (membrane mitochondriale) → Produit ATP (≈34 ATP).
5. Fermentation (si pas d’O₂) → Produit lactate ou éthanol.

Les cellules musculaires font la fermentation lactique en manque d’O₂.

Question 6

Anabolisme vs catabolisme

Answer 6

Anabolisme : Synthèse de molécules (ex. photosynthèse). Catabolisme : Dégradation de molécules (ex. respiration cellulaire).

La synthèse des protéines est anabolique.

Question 7

Chimiosmose et force proton motrice

Answer 7

Chimiosmose : Production d’ATP grâce au flux de protons via l’ATP synthase. Force proton motrice : Gradient de H⁺ qui alimente l’ATP synthase.

Les mitochondries utilisent la chimiosmose pour générer de l’ATP.

Question 8

But ultime de la respiration cellulaire

Answer 8

Transformer le glucose en ATP pour fournir de l’énergie aux cellules.

Le cerveau utilise l’ATP pour les impulsions nerveuses.

Question 9

Comparer la respiration cellulaire et la fermentation

Answer 9

Respiration cellulaire : Nécessite O₂, produit ≈36 ATP. Fermentation : Se fait sans O₂, produit 2 ATP.

Les levures font la fermentation alcoolique (produisent de l’éthanol et CO₂).