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BCM 1531 exam 2 > Bioénergétique, respiration cellulaire et photosynthèse > Flashcards

Bioénergétique, respiration cellulaire et photosynthèse Flashcards

1
Q

C’est quoi l’énergie potentielle chimique? Que peut-on faire avec?

A

L’énergie stockée dans les liaisons qui forment une molécule. Si on brise les liens entre les atomes de cette molécule, on obtient de l’énergie libre qui peut être utilisée pour faire une autre réaction. C’est ΔG

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Q

Ca veut dire quoi quand une réaction possède une énergie libre positive? et négative?

A

Une énergie libre positive, c’est une réaction endergonique, on doit lui fournir de l’énergie pour qu’elle fonctionne
Une énergie libre négative, c’est une réaction exergonique qui va libérer de l’énergie (l’énergie potentielle chimique des produits est plus basse que celle des réactifs)

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3
Q

Comment est-il possible de faire fonctionner une réaction endergonique?

A

On la combine avec une réaction exergonique, donc l’énergie de la réaction exergonique fournira ce qui est nécessaire à la réaction endergonique. C’est le principe que les réaction favorables sont couplées aux réactions défavorables.

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4
Q

Pourquoi est-ce que l’ATP est une bonne “monnaie” d’énergie?

A

La molécule contient des liaisons phosphoanhydrides qui sont riche en énergie potentielle chimique, et dont la réaction est exergonique, donc dégage plus d’énergie qu’elle en consomme. Elle réagit aussi avec un substrat qui est très commun dans la cellule; l’eau, donc la réaction est très favorable

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5
Q

C’est quoi l’équation de Gibbs? Elle démontre quoi?

A

C’est l’équation à partir de laquelle on peut calculer les variations d’énergie libre d’une réaction. Elle démontre que la spontanéité d’une réaction dépend des concentrations des réactifs et produits
ΔG = ΔG° + RTln ([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)

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6
Q

Qu’est-ce que la charge énergétique?

A

C’est le rapport entre les concentrations d’ATP, ADP et AMP dans l’organisme. Il devrait équivaloir à plus de 0.8

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7
Q

À quoi peut-on comparer une molécule d’ATP?

A

À une batterie rechargeable

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8
Q

Comment les processus de formation et d’utilisation de l’ATP sont-ils inter-reliés?

A

Ils sont inversement proportionnels, quand un augmente, l’autre diminue et vice-versa

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9
Q

La véritable variation d’énergie libre d’une réaction:

a) dépend des concentrations initiales des réactifs et produits
b) est indépendante de la concentration des réactifs et produits

A

a) selon l’équation de Gibbs

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10
Q

L’énergie libre pour permettre une réaction avec ΔG positif provient:

a) d’une autre réaction avec variation ΔG négatif
b) d’une enzyme qui catalyse la réaction

A

a)

b n’est pas vrai car l’enzyme ne change pas l’énergie libre, seulement l’énergie d’activation

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11
Q

En général, les réactions anaboliques ont un ΔG :

a) +
b) -
c) =0

A

a)

anabolique= réaction de formation, besoin d’énergie pour former des liens

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12
Q

À quoi servent les cofacteurs réduits (NADH et FADH2) produits dans l’oxydation des combustibles métaboliques?

A

Ils permettent le transport d’ions qui ont une valeur énergétique qui peut être utilisée dans la chaine métabolique

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13
Q

Comment l’énergie des cofacteurs réduits NADH et FADH2 est-elle utilisée?

A

On transfère les électrons des cofacteurs vers l’O2, et on produit un gradient transmembranaire de protons, qui constitue une source d’énergie libre pouvant être utilisée par les protéines transmembranaires pour former de l’ATP.

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14
Q

C’est quoi une réaction de réduction?

A

Une réaction ou on gagne un électron, donc la charge de la molécule est réduite. La meilleure molécule pour être réduite est un oxydant.

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15
Q

C’est quoi une réaction d’oxydation?

A

Une réaction ou on perd un électron, donc la charge de la molécule est augmentée. La meilleure molécule pour être oxydée est un réducteur.

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16
Q

Comment les électrons sont-ils transférés aux cofacteurs NAD et FAD?

A

Les deux reçoivent 2 électrons.
Le FAD les reçoient dans 2 atomes H+ individuels pour former le FADH2
Le NAD ne peut accepter qu’un seul atome d’hydrogène, qui sera sous la forme d’une hydrure H- (2e- dans 1 H) pour former le NADH

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17
Q

Qu’est-ce que le potentiel redox?

A

La tendance d’une substance à être réduite (à accepter des électrons), représentée par E°’ (dans des conditions standard)

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18
Q

Que veut dire une valeur de E°’ élevée? Et basse?

A

Plus une valeur de E°’ est élevée, plus elle a tendance à être réduite. Plus elle est basse, moins elle y a tendance (elle aura plus tendance à être oxydée si elle est négative ou basse)

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19
Q

Quel est l’un des meilleurs oxydant? Et l’un des meilleurs réducteur?

A

L’O2 est un des oxydant

La ferrodoxine 2+ est un des meilleurs réducteurs

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20
Q

Quel est un exemple de type de réaction d’oxydation?

A

Une réaction de combustion est une oxydation de l’oxygène dans l’air

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21
Q

Que représente l’équation de Nernst?

A

Le calcul qui permet de mesurer la valeur du potentiel rédox réel, dans des conditions autres que standard.

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22
Q

Comment se déplacent les électrons dans une réaction redox? Qu’est-ce que cela change à l’électron?

A

Les électrons se déplacent du E° le plus faible vers le E° le plus fort. Cela fait en sorte que l’électron perd de l’énergie.

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23
Q

Comment est-il possible de calculer la variation de l’énergie libre à partir de la variation du potentiel rédox?

A

en faisant la différence entre le potentiel rédox de la substance oxydante et la substance réductrice (ox-red)

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24
Q

Comment est-il possible de savoir si une réaction est spontanée à partir des valeurs de potentiel redox?

A

Si la variation E’0 ox-E’0 red est +, c’est spontané (on a une sortie d’énergie)
Si cette variation est -, ce n’est pas spontané (la réaction inverse sera favorisée, l’équation doit être inversée)

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25
Q

Comment se fait l’oxydation du NADH?

A

La réaction de l’oxydation du NADH est combinée à la réduction de l’oxygène en H2O. Le réducteur est donc le NADH, l’oxydant l’O2.

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26
Q

Comment exprime-t-on une réaction de réduction?

A

oxydant —–vers—– réducteur

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27
Q

À quel endroit les électrons du NADH sont-ils transférés à l’O2?

A

Dans les mitochondries (eucaryotes) ou la membrane plasmique (procaryotes)

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28
Q

Pourquoi l’énergie du NADH n’est pas stockée directement dans l’ATP?

A

Parce que la réaction d’1 mol de NADH pour former 1 mol de H2O avec les électrons produit 220 kJ d’énergie, tandis que la réaction de formation de l’ATP n’en nécessite que 30 kJ. La chaine de transport d’électron permet de réduire les pertes énergétiques.

29
Q

Vrai ou faux: si une molécule ou un atome est oxydé, un autre doit être réduit.

A

Vrai

30
Q

D’après l’équation ΔG° = -nFΔE°

a) Une variation du potentiel redox négatif indique une réaction spontanée
b) Une variation du potentiel redox positif indique une réaction spontanée

A

b)

une réaction spontanée a un ΔG° -

31
Q

Quel énoncé est le plus approprié pour décrire la fonction du NAD+?

a) NAD+ est un agent oxydant qui accepte les électrons de molécules organiques pour être réduit en NADH
b) NAD+ est un agent réducteur qui donne des électrons et des protons aux molécules organiques
c) NAD+ est un agent oxydant qui accepte les électrons de molécules organiques pour être réduit en NADH2
d) NAD+ est un agent réducteur qui donne des électrons et des protons aux molécules inorganiques

A

a)

32
Q

Qu’est-ce qu’il y a de spécial à la membrane mitochondriale?

A

La mitochondrie possède deux couches à sa membrane. La membrane externe est perméable aux petites molécules et aux ions grâce à ses porines. Par contre, la membrane interne sur laquelle se produit la phosphorylation oxydative est imperméable aux ions et molécules non chargées.
À cause de la chaine de transport d’électrons sur la membrane interne, l’espace intermembranaire est acidifiée par l’accumulation d’ions H+.

33
Q

Comment les cofacteurs NADH et FADH2 synthétisés hors de la mitochondrie peuvent entrer si la membrane intermembranaire est imperméable?

A

Les électrons des cofacteurs passent par la membrane grâce à 2 types de navettes; la navette glycerol-phosphate et la navette malate/aspartate

34
Q

De quoi est composé le complexe I de la chaine respiratoire?

A

1- FMN (Flavine mononucléotide) qui peut accepter 2e- pour former la forme réduite FMNH
2- Fe-S (centre Fer-Soufre) qui peut accepter 1e-. 1 molécule de Fe est liée à 4 molécules de S. La protéine contient 4 cystéines.
3- Coenzyme Q (ubiquinone) peut accepter 2e- pour former la forme réduite, QH2 (ubiquinol)

35
Q

L’énergie de 1 molécule de NADH permet que le complexe I transporte

a) 2H+
b) 6H+
c) 4H+

A

c)

36
Q

V ou F? Les électrons du NADH vont toujours entrer dans l’espace intermembranaire par le complexe I de la chaine respiratoire.

A

Vrai

37
Q

V ou F? Les centres Fer-Soufre du complexe I transportent 2e-.

A

Faux, 1 seul

38
Q

V ou F? Le complexe I de la chaine respiratoire oxyde le NADH.

A

Vrai, et le complexe I est réduit.

39
Q

V ou F? Le potentiel redox pour le NADH est plus petit que pour le FMN.

A

Vrai, le NADH est une molécule oxydée donc son potentiel redox est faible

40
Q

D’ou proviennent les molécules d’ubiquinone dans la membrane interne?

A

Peuvent provenir de 4 sources:

  • Complexe I
  • Complexe II
  • Acyl-CoA déshydrogénase (réduit un acide gras)
  • Déshydrogénase mitochondriale (réduit le G3P)
41
Q

De quoi est composé le complexe III de la chaine respiratoire?

A

1- Cyt. b
2- Protéine Fer-Soufre (ISP)
3- Cyt. c1
dans l’espace intermembranaire, on retrouve aussi des molécules Cyt. c (Fe3+) qui sont réduites en Cyt. c (Fe2+) par les électrons qui passent dans ce complexe.

42
Q

De quoi sont composés les cytochromes? Quelle est la différence entre Cyt. a, Cyt. b et Cyt. c?

A

Les cytochromes sont une catégorie de groupement hèmes qui possèdent une variété de chaines latérales.
Le Cyt. a possède une longue chaine latérale carbonée
Le Cyt. b possède une chaine latérale courte avec une liaison double
Le Cyt. c possède un atome de soufre dans sa chaine latérale

43
Q

Comment les électrons sont-ils transportés entre les complexes III et IV de la chaîne respiratoire?

A

Le cytochrome C dans l’espace intermembranaire les transporte

44
Q

De quoi est composé le complexe IV de la chaine respiratoire?

A

1- Ions de cuivre

2- Groupements hème (cyt. a)

45
Q

Qu’est-ce qu’il y a de spécial avec le complexe IV?

A

Le complexe ne fonctionne qu’en présence de 4 électrons, parce qu’il réduit une molécule complète d’O2, donc il a techniquement besoin de 2 molécules de NADH.

46
Q

Comment l’énergie des électrons change-t-elle à travers la chaine respiratoire?

A

Plus l’électron avance dans la chaine, plus son énergie libre ΔG°’ diminue

47
Q

Comment le potentiel rédox des éléments contenant les électrons change-t-il?

A

Le potentiel redox augmente de plus en plus, jusqu’à la dernière étape qui est la réduction de l’O2, avec le meilleur potentiel redox.

48
Q

Comment s’appelle la théorie de la chaine respiratoire?

A

La théorie chimiosmotique, elle a été découverte par Peter Mitchell

49
Q

Quelle est la relation entre l’oxydation et la phosphorylation dans la chaine respiratoire?

A

Sans l’oxydation du NADH et du succinate, on ne pompe pas assez de protons dans l’espace intermembranaire, donc la chaine s’arrête. Sans la phosphorylation de l’ADP en ATP, on n’a pas la synthèse de l’énergie qu’on désire, mais aussi le gradient ne pourra pas continuer de se faire à l’infini. Les deux permettent la balance de la chaine.

50
Q

Pendant le transport des électrons, il y a un transfert de protons à partir de complexes respiratoires, à l’exception duquel?

A

Sauf par le complexe II

51
Q 
Quel énoncé est faux?
Le coenzyme Q transfère ses électrons...
a) entre le complexe I et III
b) entre le complexe II et III
c)  entre le complexe III et IV
A

c)

52
Q

Comment fonctionne le complexe V de la chaine respiratoire?

A

La rotation de la sous-unité F0 produit une rotation de la sous unité gamma de la partie F1, ce qui fait un changement conformationnel des sites catalytiques, et permet le le transfert de l’énergie potentielle en énergie mécanique, puis en énergie chimique sous la forme d’ATP

53
Q

C’est quoi le principe du couplage énergétique?

A

Ca représente les équivalences d’énergie de base qui sont produits par les réactions, versus l’énergie qui peut être récoltée

54
Q

Quel est le rendement de couplage de la chaine énergétique?

A

90% de l’énergie est couplée et utilisée, le 10% restant est perdu sous la forme de chaleur

55
Q

Comment peut-on mesurer le rendement de couplage de la chaine énergétique?

A

on mesure l’énergie d’1 mole de NADH, et l’énergie qui est stockée et utilisable sous forme potentielle dans les protons de l’espace intermembranaire
ΔG NADH = 220kJ/mol
ΔG 1 proton = 20,4kJ/mol
1 NADH stocke 10 protons, donc on stocke :
204kJ/220kJ utilisés
Rendement de 90%

56
Q

C’est quoi le rapport P/O?

A

c’est la relation entre la respiration et la synthèse d’ATP, plus précisément le rapport du nombre de phosphorylations d’ADP/atomes d’oxygène réduits
P/O=2.5 pour le NADH (10H+)
P/O=1.5 pour le FADH2 (6H+)
car ATPase a besoin de 4H+ pour synthétiser 1ATP

57
Q

Combien d’ATP chaque NADH et FADH2 peut-il produire?

A

NADH=2.5 ATP

FADH2 = 1.5 ATP

58
Q

Décrivez le potentiel de la membrane ΔY

a) négatif à l’intérieur et positif à l’extérieur
b) positif à l’intérieur et négatif à l’extérieur

A

a)

59
Q

V ou F? Toute l’énergie potentielle du glucose est transformée en ATP.

A

Faux, 10% est perdu sous forme de chaleur

60
Q

Les électrons du FADH2 produisent:

a) 4ATP
b) 3ATP
c) 1.5ATP
d) 23ATP

A

c)

61
Q

Quels sont les 2 mécanismes qui permettent de produire l’ATP?

A

La chimiosmose et la phosphorylation au niveau du substrat durant la glycolyse

62
Q

Comment fonctionne la phosphorylation au niveau du substrat?

A

Elle utilise l’énergie d’une réaction couplée pour faire un transfert de groupement phosphate directement sur la molécule d’ADP ou de GDP. Elle utilise 10% de l’énergie du glucose

63
Q

Comment est-ce que l’ADP peut contrôler la chaine respiratoire?

A

Comme par un feedback loop, la présence de l’ADP augmente la productivité de la chaine respiratoire et la production de l’ATP. L’ADP augmente aussi la formation du NADH et du FADH2 pour aider à la formation du gradient de protons.

64
Q

Comment est-ce que l’ATP peut contrôler la disponibilité du NADH et Q2?

A

L’ATP est un régulateur allostérique de plusieurs étapes de la glycolyse, donc peut inhiber la synthèse de NADH durant la glycolyse, puis de QH2. Il inhibe aussi l’oxydation du pyruvate et le cycle de krebs, ce qui a le même effet.

65
Q

Comment est-ce que l’hypoxie affecte la chaine respiratoire?

A

La présence plus faible d’oxygène diminue l’activité du complexe IV, et on voit alors une accumulation d’électrons dans les complexes I et III qui peut engendrer la formation d’espèces ROS avec le peu d’oxygène présent dans les mitochondries.

66
Q

Quels sont les inhibiteurs de la respiration?

A 
Roténone
Malonate
Antimycine A
Cyanure
Oligomycine
(Regarde mon ami c'est ordinaire- dans l'ordre des complexes)
67
Q

À quoi sert un agent découplant?

A

C’est une molécule qui découple les protons d’une protéine de la chaine, afin de créer le retour des protons dans la matrice mitochondriale. Il utilise l’énergie d’une autre facon, souvent pour produire de la chaleur, comme dans la thermogénèse par exemple.

68
Q

C’est quoi la respiration basale?

A

C’est le taux normal de consommation d,oxygène dans la cellule

69
Q

C’est quoi la capacité réserve et la capacité maximale respiratoire?

A

La capacité maximale respiratoire représente le taux maximal de consommation d’oxygène, donc le maximum que les protéines peuvent faire leur travail et faire passer des protons dans l’espace intermembranaire. Ce taux est présent seulement quans la concentration d’ions H+ intermembranaire est très faible (en présence d’un agent découplant par exemple). La capacité réserve, c’est la différence entre la respiration basale et maximale.

BCM 1531 exam 2 (3 decks)

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