Cours 8 Flashcards
qu’est ce que l’énergie potentielle?
l’énergie stocké dans les liaisons assemblant les atomes en molécules
Toutes les réactions in vivo s’effectuent avec une augmentation ou une diminution nette d’énergie libre
dimunition
l’hydrolyse du phosphate gamma dans une molécule d’ATP libère combien d’énergie?
-30 Kj/mol
Classe l’énergie libéré dans l’hydrolyse des différents ( ALPHA, BETA, GAMMA) groupements phosphate. PLUS D’ÉNERGIE LIBÉRÉ AU MOINS LIBÉRÉ
ALPHA - BETA - GAMMA
Écrit l’équation de Gibbs
∆G = ∆G° + RT ln ( [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b )
Définie chacun des termes de l’équation de Gibbs
∆G: variation d’énergie libre
∆Go: variation d’énergie libre standard (25oC, 1 atm, 1M chaque réactif et produit, pH 7)
R= 8,3145 J K-1mol-1
T= température en degrés Kelvin (298 K)
a, b, c, d: coefficient stœchiométriques
La spontanéité d’une réaction dépend de quoi?
dépend des concentrations réelles des réactifs
Que signifie le terme spontané?
Que la réaction se produit sans l’ajout de quelque chose. En d’autre mot, elle se produit tout seul
Que signifie le terme spontané?
Que la réaction se produit sans l’ajout de quelque chose. En d’autre mot, elle se produit tout seul
Dessine et explique le graphique du relative rate en fonction du relative charge
Quand la change énergétique est faible, les réaction qui utilise l’ATP sont faible. Par contre, les réactions qui génèrent l’ATP sont très actif.
Quand on a une grande change énergétique (beaucoup d’ATP), les réactions qui utilise l’ATP vont augmenter et les réactions qui génèrent l’ATP vost diminuer.
- La véritable variation d’énergie libre d’une réaction :
A) dépend des concentrations initiales des réactants et produits.
B) est indépendante de la concentration des réactants et produits.
A)
- L’énergie libre pour qu’une réaction avec ∆G positif arrive provient:
A) d’une autre réaction avec variation ∆G négatif.
B) de l’enzyme qui catalyse la réaction.
A)
- En général, les réactions anaboliques ont un ∆G:
a) +
b) -
c) = 0
A)
Explique la synthétisation de l’ATP de façon générale
1) L’oxydation de combustibles métaboliques (glucose, acides gras, aa) produit des cofacteurs réduits: NADH, FADH2
2) Le transfert d’e- du NADH/FADH2 sur l’O2 est une réaction exergonique et l’énergie libre libérée est récoltée pour synthétiser de l’ATP
3) L’énergie libre est convertie sous la forme d’un gradient transmembranaire de protons qui est ensuite utilisé pour promouvoir la synthèse d’ATP
Que veut dire une oxydation?
Perte d’un électron
Que veut dire une réduction?
gagner un électron
l’oxydant accepte our donne des électron?
accepte
Le réducteur accepte ou donne des électrons?
donne
Écrit une réaction de réduction et d’oxidation
Réduction (gain d’électrons):
Oxydant + n(e-) –> Réducteur
Oxydation (perte d’électrons):
Réducteur–> oxydant + n(e-)
Donne un exemple ou les électrons ne sont pas transférés par paire
NAD un atome d’hydrogène avec un électron extra, l’ion hydrure.
hydrure, un proton avec 2 e-
Donne un exemple ou les électrons sont transférés par paire
FAD: accepte 2H (2 protons et 2 électrons)
Qu’est ce que le potentiel redox indique?
indique la tendance qu’a une substance à être réduite (donc à accepter des électrons)
Eo’: plus la valeur d’ Eo’ est grande et plus …
il y a de chances pour que la forme oxydée du substrat accepte des e- pour être réduite
Quel est le meilleur oxidant?
le O2
Quel est le meilleur reducteur?
le ferrodoxin (Fe2+)
V ou F
Plus petite est l’Eo, plus le réducteur est capable de donner des électrons.
V
Est ce le NAD est un oxydant ou un réducteur? Donne son potentiel redox pour te référer
le NAD avec une valeur de -0.32, ce qui en fait un réducteur fort.
On calcule le potentiel redox réelle avec quoi?
Potentiel rédox standard
V ou F
Quand le potentiel REDOX est fort, les électrons ont plus d’énergie
F
Quand le potentiel REDOX est faible, les électrons ont plus d’énergie
V ou F
les électrons vont spontanément de la substance au potentiel REDOX le plus faible vers la substance au potentiel redox le plus fort.
V
Tu dois savoir expliquer
Explique la slide 19
Donc tu as a), b) et c).
Puisque les électrons vont spontanément de la substance au Eo plus faible vers la substance au Eo le plus fort,
le NADH va donner un électron au pyruvate pour former du lactate et du NAD
Comment on calcule la variation du potentiel redox^
∆G˚= - n F ∆E˚
Un ∆E˚positif correspond à quel type de réaction?
A une réaction exergonique donc un ∆G négatif puisque c’est inversement proportionnel
Explique l’oxydation du NADH
a). 1/2 O2 + 2H+ +2e- = H2O. E˚ = +0.82V
b). NAD+ + H+ + 2e- = NADH. E˚ = -0.32V
Donc, la réaction B) a un potentiel plus petit que la réaction A). Donc, NADH va être le réducteur et le O2 va être l’oxydant. En d’autre mots, c’est le NADH qui va donner les électrons puisque son potentiel est le plus petit. Donc, la réaction B) se fait à l’envers donc - B).
Alors quand on calcule la différence de potentiel ∆E˚, c’est A) - - B) qui donne 1.14V.
Si on calcule la variation du potentiel rédox, on obtient -220 kJ/mol. Donc, on libère cette énergie.
pour faire de l’ATP, on a besoin de 30 kJ/mol. Si on utilise l’oxydation du NADH, on fait du gaspillage d’énergie.
L’évolution a trouvé une solution pour éviter le gaspillage et la génération d’un excès dangereux d’énergie. C’est quoi? Explique
IMPORTANT
C’est que le transfert d’électron ne se fait pas spontan.ment de la substance a potentiel redox faible à élevé. Le transfert se fait en étape en passant dans des complexes respiratoires qui se trouvent dans les mitochondries (eukaryotes) dans lequel l’énergie libre est mis en réserve (gradient de proton).
Quel est le but du transfert en étapes des électrons?
permet de réduire le gaspillage et l’accumulation d’énergie libre
Dans une réaction chimique, si une molécule ou un atome est oxydé, un autre doit être réduit.
vrai
- D’après l’équation ∆G0=-nF ∆E0
a) Une variation du potentiel redox négatif indique une réaction spontanée
b) Une variation du potentiel redox positif indique une réaction spontanée
b)
- Quel énoncé est le plus approprié pour décrire la fonction du NAD +?
a) NAD + est un agent oxydant qui accepte des 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 des 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)
Décrit la structure de la mitochondrie
la membrane externe est perméable aux petites molécules ainsi qu’aux ion. (10 kDa) La membrane interne est imperméable aux ions et elle permet la phosphorylation oxidative. Elle permet aussi le passage de molécules non chargé. Dans la matrice, il y a le cycle de Krebs et l’oxydation des acides gras.
La majorité du NADH et du FADH2 dans la mitochondrie est généré comment?
le cycle de Krebs et la Beta Ox
Comment est ce que le NADH cytosolique se transporte aux mitochondries?
Par la navette glycerol phosphate et la navette malate/aspartate
Explique la navette glycérol phosphate
Dans le cytosol, la dihydroxyacetone phosphate (DHAP) va être transformé en glycérol phosphate (GP) par l’enzyme glycérol phosphate déshydrogénase cytosolique(GPDc) qui transforme aussi le NADH en NAD+.
Le glycérol phosphate porte les électrons du NADH et peut traverser la membrane externe perméable de la mitochondrie.
Dans l’espace intermembranaire, le glycérol phosphate est retransformé en dihydroxyacetone phosphate (DHAP) par l’enzyme glycérol phosphate déshydrogénase mitochondrial (GPDm). Aussi, les 2 électrons sont transférés à la coenzyme FAD de la GPDm pour former le FADH2.
les deux e- seront donnés au CoQ. Le DHAP sort de l’espace inter membranaire pour recommencer le cycle.
Explique la navette malate/aspartate
Dans le cytosol l’enzyme MDH1c oxyde le NADH en même temps qu’elle va convertir l’OAA en malate. Le malate rentre dans la mitochondrie (celui qui porte les e-). Et la MDH2m va catalyser la réaction inverse et reconvertir le malate en OAA comme vous avez déjà vu dans le cycle de Krebs. Dans cette réaction les électrons passent au NAD pour former le NADH.
Les restes de réactions nous permettent de comprendre comment on régénère l’OAA dans le cytosol. OAA ne peut pas sortir de la mitochondrie alors qu’il est d’abord converti en aspartate et celui qui sort de la mitochondrie. Cette réaction de transamination, nous allons l’étudier la semaine prochaine. Au cytosol l’aspartate est reconverti en OAA par la même réaction.
Quel est la vue général de la chaine de transport des électrons
Les e- de haute énergie arrivent en forme de NADH and FADH2. Le NADH est oxydé au complexe I. Le transport de 2e- à travers ce complexe génère l’énergie nécessaire pour pomper 4 protons. Les e- vont finalement être transférés au CoQ.
Le complexe 2 (mauvais nom) fait partie des enzymes qui acceptent des électrons via leur coenzyme FAD. Donc le CoQ est réduit par des électrons du complexe I ou Le FADH2 des multiples enzymes comme le complexe II. Le CoQ, soluble et libre dans la membrane interne transport les e- vers le complexe III. L’énergie de ses électrons est utilisée dans ce complexe pour pomper 4 protons.
Les électrons du complexe III sont transférés à un autre transporteur soluble, le cytochrome c, qui les amène au complexe IV. Au complexe 4, l’énergie de 2e permettre le pompage de 2 protons. L’accepteur final des électrons est l’oxygène. Finalement, le gradient des protons crée par le transport des électrons et la source d’énergie pour faire de l’ATP au complexe V
Dans le complexe 1, combien d’électron rentre et combien en sort?
2 et 2
Dans le complexe 1, l’énergie dans les électrons du NADH sont convertis en quoi?
en énergie mécanique qui ouvre des portes pour faire passer des protons de l’espace intermembranaire à l’espace extramembranaire
Quel est la particularité du FMN et de l’ubiquinol?
ils peuvent accepter 1 électrons à la fois grâce à leur structure qui le permet
qu’est ce que l’ubiquinone?
représenté par la lettre Q et c’est le dernier transporteur d’électrons dans le premier complexe
Quel est la distance requise pour transmettre des e-?
14A°
Donne le nom complet du FMN
Flavine mononucléotide
Donne le nom du FMN après avoir reçu un electron
Semiquinone intermédiaire
Pourquoi il est important au FMN de pouvoir accepter 1 électron à la fois?
Puisque le groupe Fer-Soufre ne peut qu’accepter un électron à la fois
Nomme les trois types d’ubiquinone (oxydé, inter, réduite)
Ubiquinone (Q) = forme oxydée
Intermédiaire semiquinone (·QH)
Ubiquinol (QH2) = forme réduite
Quel est la différence entre les FMS / F-S et la coenzyme Q (ubiquinone)? Sois spécifique
FMN et centre F-S fixés aux protéines du complexe I, l’ubiquinone est un transporteur soluble qui se promène librement dans la membrane interne grâce à sa queue hydrophobe.
l’ubiquinone est fixe ou mobile? pourquoi?
Elle est mobile grâce à sa queue hydrophobe
1) L’énergie de 1 molécule du NADH permet que le complexe I transporte
a)2 H+
b)3 H+
c)4 H+
2) Vrai ou faux?
Les électrons du NADH vont toujours rentrer par le complexe I.
Les centres Fer-Soufre transportent 2 e-.
Le complexe I oxyde le NADH.
Le potentiel redox pour le NADH est plus petit que pour le FMN.
c)
V
F
V
V plus petit vers le plus grand
Quels sont 4 sources importantes d’électron pour la coenzyme Q?
IMPORTANT
complexe 1
Complexe II qui inclus la SDH du cycle de Krebs
Acyl CoA déshydrogénase de la bêta oxydation
GGPD de la navette glycérol phosphate
Le transfer des électrons du complexe III est séparé en combien d’étape?
2
Explique en détail la première partie du complexe III
l’ubiquinol (transporte 2 e-) donne un e- à l’ISP et un autre au cytochrome b. Deux protons sont déplacé dans l’espace intermembranaire. L’ubiquinone (sans e-) reçoit un e- du cyt b et devient une semiquinone. L’e- donné à l’ISP est transféré au cyt C1 qui le donne ensuite au cytochrome c, une petite protéine soluble à l’espace IM..
Explique en détail la deuxième partie du complexe III
A la 2e étape une 2e molécule d’ubiquinol fait la même chose que la première molécule, donne un e- a l’ISP et un autre au cyt b. 2 autres protons sont déplacés a l’espace IM. Par contre, l’e- du cyt b est maintenant transféré à la semiquinone pour régénérer l’ubiquinol.
La balance c’est l’oxydation d’une molécule de ubiquinol, la réduction de 2 molécules de cytochrome c et le transport de 4 protons.
Dessine une ubiquinone
sos
Quel est la particularité du complexe 4?
IMPORTANT
il a besoin de 4 électron pour réduire le O2
Le groupements redox du complexe 4 comporte deux éléments important. Lequels?
Le centre rédox du complexe IV comporte des groupements hème et des ions de cuivre
Comment les électrons passent du complexe 3 au 4?
Cytochrome c
Nomme le scientifique qui a trouvé comment l’ATP est produit?
Peter Mitchell
Qu’est ce que la phosphorylation oxidative?
La formation de l’ATP par l’ATP synthase
- Pendant le transport des électrons, il y a un transfert de protons à partir de complexes respiratoires à l’exception de quel complexe?
a)Complexe I,
b)Complexe II,
c)Complexe III,
d)Complexe IV - Trouver l’énoncé qui est faux. Le coenzyme Q transfère ses e-…
a)Entre le complexe I et III
b)Entre le complexe II et III
c)Entre le complexe III et IV
b)
c)
Explique l’ATP synthase
l’énergie chimique de réaction redox est d’abord transformée en gradients de protons, ensuite l’énergie du gradient est transformée en énergie mécanique de F0 qui l’utilise pour faire un complexe riche en énergie chimique l’ATP.
Quel est le calcule simple pour déterminer le rendement énergétique brut? Donne le chiffre exacte
L’énergie de l’oxydation du NADH on l’avait calculer avant, 220 kj/mol. Une molécule de NADH, permet de transporter 10 protons. L’énergie associée à chaque proton est de 20 kj/mol, ce qui donne 200 kj/mol. Le rendement c’est impressionnant 90%. Les meilleurs moteurs ont un rendement de 35%.
quel est le rendement de l’énergie qui provient du ETC
90%
Décrivez le potentiel de membrane mitochondriale Dy
Négatif à l’intérieur et positif à l’extérieur
Positif à l’intérieur et négatif à l’extérieur
Vrai ou Faux?
Toute l’énergie potentielle du glucose est transformée en ATP
- Les électrons du FADH2 produisent:
4 ATP b) 3 ATP c) 1.5 ATP d) 32 ATP
4- Vous avez fait la diète et perdu 20 kg, où sont ces 20 kg?
Quels sont les différences entre la phosphorylation au niveau du substrat et la chimiosmose
- = Niveau du substrat
- = Chimiosmose
- Utilise l’énergie chimique dans une réaction couplée
- Utilise l’énergie d’un gradient ionique qui est converti en énergie mécanique (rotation de F0ATPase) pour catalyser une réaction chimique
- Un groupe phosphate présent dans un métabolite riche en énergie est transféré directement a l’ADP ou GDP
- L’énergie d’un gradient ionique permet de coupler le phosphate inorganique à l’ADP
- Pas besoin d’oxygène
- Besoin d’oxygène
- Pas besoin du NADH ou FADH2
- Besoin de NADH et FADH2
- 10% de l’énergie du glucose pendant le métabolisme aérobie
- 90% de l’énergie du glucose pendant le métabolisme aérobie
Un grand gradient d’ATP stimule quoi?
une inhibition du transport des électrons
La synthèse d’ATP est quoi?
une retro activation
l’ATP est un régulateur allostérique négatif de quoi? (4)
phosphofructokinase (PFK)
pyruvate déshydrogénase (PDH)
Isocitrate déshydrogénase (IDH)
a-cétoglutarate déshydrogénase
Un excès d’ATP inhibe … (4)
la glycolyse, l’oxydation du pyruvate, le cycle de Krebs et la production de NADH et QH2.
Nomme la conséquence de l’oxyde nitrique (NO)
L’oxyde nitrique (NO) inhibe le complexe IV
Explique brièvement l’hypoxie de la chaîne respiratoir
les complexes respiratoires I et III accumulent des électrons qui peuvent être transférés àl’oxygène et produire des espèces réactives de l’oxygène (O2∙, H2O2)
Nomme les inhibiteur de la respiration
Le complexe I est inhibé par la roténone, un composé naturel présent dans les grains et racines de plusieurs plantes.
Le complexe II est inhibé par le malonate, qui peut se former à partir de l’oxaloacétate (OAA) de façon non enzymatique.
Le complexe III est inhibé par l’antimycine A
Le complexe IV, par lecyanure.
La Fo ATPase est inhibé par l’oligomycine.
Qu’est ce que le découplage?
quand les H+ reviennent dans la matrice sans passer par l’ATP synthase
Nomme une conséquence du découplage. Donne des exemples de cette conséquence
forte production de chaleur
Les nouveaux nés
Mammifères adaptés au froid
Tissu adipeux brun (thermogenèse)
Explique le OCR et time graphique
La respiration est de 100. Quand on ajoute un inhibiteur d’ATP synthase, ca chute à 50. Cela est expliqué par le fait qu’il va y avoir un grand gradient de proton H+ dans la membrane extérieure et ils ne vont pas pouvoir descendre. Donc, les complexes 1, 3 et 4 ne vont pas pouvoir performer comme il faut. Il y va quand même avoir une consommation d’oxygène car il y a toujours une fuite de protons.
Si on utilise du FCCP, une substance qui favorise le découplage, l’usage d’oxygène augmente considérablement. Cela est expliqué par le fait que l’oxygène externe va pouvoir passer et cela va permettre aux complexes de fonctionner au top. S’agit de la capacité maximum respiratoire
Si on ajoute de l’anrimycinA/Rotenone, on va inhiber complètement la chaîne de transport des électrons ce qui fait que le complexe IV ne va plus fonctionner donc ne va plus consommer de l’oxygène car il n’y a plus d’oxygène à lui transféré.
Qu’est ce que la capacité de réserve
La différence entre la capacité respiratoire maximale et la respiration basale
Quels sont les deux parties de la photosynthèse
- Réaction claire - phase photo
- réaction sombre - phase synthèse
Explique brièvement la phase photo
Nécessite quoi? Se déroule où? Pourquoi photo?
c’est une suite de réactions complexes nécessitant de la lumière et se déroulant dans la membrane des thylakoïdes dans les chloroplastes. L’absorption de photons par les pigments localisés dans la membrane des thylakoïdes constitue un apport d’énergie qui permet un ensemble de réactions d’oxydoréduction successives
Explique brièvement la phase synthèse
Nécessite quoi? Se déroule où? Pourquoi photo?
C’est la synthèse de molécules organiques à partir du CO2, de protons et d’électrons fournis par les transporteurs au cours d’un cycle de réactions couplées aux réactions de la phase “claire”; elle a lieu dans la matrice (stroma) du chloroplaste et ne nécessite pas la présence de lumière : le cycle de Calvin
l’énergie de la photosynthèse est utilisé pour diviser quoi pour donner quoi?
L’énergie captée par les photons vont séparer l’H2O en proton, électron et O2.
Quel est la relation entre deux orbitales pour qu’un photon passe de un à l’autre?
Un électron saute à une orbitale d’énergie supérieure.
