midterm Flashcards
1
Q
A quel pourcentage des depenses energetiques quotidiennes correspond le metabolisme de base?
A
environ 70% dependamment de la taille corporelle, de la composition du corps (gras vs muscle), de l’age et du genre.
2
Q
Dans quels activites est dissipée l’énergie non utilisée par le métabolisme de base?
A
Dans la digestion et et l’activité physique.
3
Q
Dans quelles proportions retrouve-t-on les nutriments dans le corps et quels sont leurs roles ?
A
glucides (50%): rôle énergétique (métabolisme)
lipides (30%): rôles fonctionnels
protéines (15%): Interaction gène-nutriment
4
Q
Qu’est ce que le métabolisme ?
A
c’est le processus global qui assure aux organismes vivants l’apport et l’utilisation de l’énergie dont il a besoin pour assurer ses différentes fonctions. Les voies métaboliques sont organisées en succession d’étapes catalysées par des enzymes qui génèrent des produits.
5
Q
Quels sont les rôles du métabolisme ?
A
- La synthèse des structures cellulaires
- Extraction de l’énergie chimique des molécules
- Dégradation et élimination des molécules
6
Q
Qu’est ce que le catabolisme ?
A
Ce sont des réactions de dégradation
le catabolisme produit de l’énergie (ATP) en brisant des liens,
toujours couplé à l’anabolisme ( exergonique ou exothermique- dégagement d’énergie)
7
Q
Qu’est ce que l’anabolisme?
A
Ce sont des réactions de synthèse (mise en réserve; rôle fonctionnel: transport…)
l’anabolisme nécessite de l’énergie
toujours couplé au catabolisme
8
Q
Qu’est ce que l’énergie chimique ?
A
C’est la quantité d’énergie qui peut etre libérée d’un système suite a une réaction chimique.
cette énergie est pertinente dans le contexte de la cellule ou de l’organisme qui est un genre de réacteur chimique
9
Q
Qu’est ce qu’un organisme phototrophe ou autotrophe ?
A
Ils tirent leur énergie de la lumière du soleil grâce à la photosynthèse. (ex: plantes, certaines bactéries)
10
Q
Quel est le rôle de la lumière solaire?
A
C’est la source d’énergie primaire. Elle joue un rôle primordial pour le monde vivant. sert a la photosynthese synthese de glucose = synthese datp = primordiale a la vie des chimiotrophes.
11
Q
Que sont des chimiotrophes ?
A
Ce sont des organismes qui obtiennent leur énergie en oxydant les nutriments organiques (glucides, lipides, protéines) provenant de d’autres organismes.
12
Q
Qu’est ce que le cycle du carbone? Décrit le
A
C’est un cycle qui montre la symbiose entre le monde végétal et animal, leur collaboration.
Les autotrophes produisent du glucose et du dioxygene a partir de la lumiere, de l’eau et du co2, les heterotrophes consomment les autotrophes et liberent de l’eau et du dioxyde de carbone qui seront utilisées par les autotrophes.
13
Q
Décrire la respiration cellulaire.
A
- L’énergie chimique du glucose est convertie en ATP (et en chaleur)
- L’ATP est utilisé pour toutes les formes de travail biologique.
14
Q
Qu’est ce que la thermodynamique ?
A
C’est la science des transformations énergétiques. Selon cette science, l’univers est divisé en systèmes et environnement.
Le système est l’objet d’étude (ici la cellule).
L’environnement ou se trouve ce systeme
15
Q
Qu’est ce qu’un systeme isolé?
A
Il n’y a aucun échange d’ÉNERGIE ou de MATIÈRE
ex: thermos (parfait et idéal)
16
Q
Qu’est ce qu’un systeme fermé?
A
Il y a échange d’énergie, mais pas de matière.
17
Q
Qu’est ce qu’un système ouvert ?
A
Échange d’énergie et de matière avec l’environnement .(ex les cellules du corps dissipent de la matière et libère des déchets)
18
Q
Quel genre de système constituent les cellules et les organismes ?
A
Elles constituent un système ouvert qui dissipent directement de l’énergie (chaleur) et de la matière (déchets) dans l’environnement.
19
Q
Quelles sont les subdivisions du métabolisme ?
A
catabolisme et anabolisme
20
Q
Définir Symbiose.
A
Une symbiose est une association biologique, durable, réciproque entre deux organismes vivants. Interraction entre chimiotrophe et autotrophes.
21
Q
Nommer trois formes de travail biologique qui nécessitent de l’énergie
A
- Le travail mécanique (contraction musculaire).
- le travail chimique (synthèse des macromolécules).
- Le travail de transport.
22
Q
Quelle est la première loi de la thermodynamique ?
A
’’ Dans un système isolé, l’énergie interne est constante” “Rien ne se perd, rien ne se crée” loi de la conservation de l’énergie
23
Q
Quelle est la 2e loi de la thermodynamique ?
A
L’univers tend vers un désordre maximal qu’on appelle entropie
“Dans un système isolé, les processus spontanés s’accompagnent d’une augmentation du désordre.”
L’augmentation du désordre est un moteur important des réactions chimiques.
Un système isolé atteint l’équilibre quand son entropie est maximale.”
24
Q
Qu’est-ce que l’énergie libre de Gibbs (G)?
A
l’énergie de Gibbs est celle entreposée dans une molécule et qui peut servir à faire un travail.
25
Définir une réaction exergonique ou exothermique.
produit de l'énergie , delta G négatif, chaleur dégagée, énergie des réactifs plus élevé que celle des produits, peut se faire spontanément.
26
Définir une réaction endergonique ou endothermique
nécessite de l'énergie pour se produire , delta G positif,. (réaction spontanée très rare, condition particulière)
27
Définir le ∆G d’une réaction chimique
C'est l'énergie dégagée ou absorbée sous forme de chaleur au cours d'une réaction chimique. (disponible ??)
Ca permet de prédire si la réaction va spontanément se produire et jusqu'ou elle ira, mais ne dit rien sur la vitesse.
28
Caractériser le ∆G d’une réaction exergonique, d’une réaction à l’équilibre et d’une réaction
endergonique
1. delta G: Plus petit que 0 pour les réactions exothermiques (sont faciles et spontanés)
2. delta G: plus grand que 0 pour les réactions endothermiques (sont difficiles, non spontanées)
3. =0 , lorsque les réactions sont à l'équilibre.
29
Que représente l’énergie d’activation d’une réaction chimique ?
L'énergie d'activation est la quantité d'énergie minimale requise pour amorcer une réaction chimique, qu'elle soit endothermique ou exothermique.
30
Pour la série de réactions chimiques A→B→C→D, comment pouvons-nous obtenir le ∆G de
la réaction globale A→D ?
Additionner tous les delta G des sous réactions
31
De quelle façon pouvons-nous évaluer la quantité d’énergie qui est emmagasinée dans un
produit chimique ?
analyser la nature des liens des composés, car c'est cette énergie qui sera libérée.
Avec une bombe calorimétrique
32
Donner la définition de la calorie.
La calorie est une unité de chaleur et elle représente la quantité de chaleur pour élever de 1 degre celsius la température de 1 gramme d'eau dans des conditions standards. ( 1 ATM , 15 a 16 degres celsius)/ 4, 2 kilojoules pour 1000 calories.
33
Définir composé riche en énergie.
C'est une molécule qui contient au moins 1 lien covalent avec un surplus de 8 kcal et libère cette plus grande quantité d'énergie lors de son hydrolyse dans les conditions de la cellule.
34
Quelle est la quantité d’énergie totale emmagasinée dans un lien riche en énergie ?
58 kcal
35
Nommer cinq produits riches en énergie qui peuvent être utilisés par la cellule.
```
-ATP
autres dérivés phosphates:
-créatine phosphate
-phosphoénolpyruvate
-carbamyl-phosphate
-les dérivés du coenzyme A (CoA) dont l'acétyl-CoA
```
36
Combien de lien(s) riches(s) en énergie retrouvons-nous dans l'ATP, L'ADP et l'AMP?
ATP: 2 liaisons riches
ADP: 1 liaison riche
AMP: 0 liaison riche
(c'est vrm les liens entre deux phosphates)
37
A quoi sert l'ATP?
c'est le transporteur universel de l'énergie dans l'organisme,
c'est l'intermédiaire au couplage catabolisme-anabolisme
38
Quel est le rôle du Mg avec l'ATP?
Il est complexé à l'ATP, et cette association est nécessaire à son hydrolyse.
Ça souligne l'importance des micronutriments tels le Mg.
39
L'hydrolyse de l'ATP est-elle une Rx endergonique ou exergonique ?
exergonique: delta G prime = -30 Kj/mole
40
Quels facteurs affectent l'énergie libérée de l'hydrolyse de l'ATP?
le pH
la concentration du Mg
la température
41
Nommer deux produits dont la concentration intracellulaire influence la quantité d'énergie qui peut être libérée de l'ATP ?
la concentration du Mg et de l'eau
42
Quel est l'ordre de grandeur de la somme des concentrations intracellulaires en ATP ?
La quantité totale d'ATP mobilisée par un homme au repos par jour est environ égale a son poids corporel, donc environ égale a 70 kg , l'ordre de grandeur son les kilos.
dans une cellule c 'est de l'ordre du milimolaire (2^-10 mM)
43
Que représente la créatine phosphate pour la cellule ?
son rôle énergétique est complémentaire à celui de l'ATP, la créatine phosphate est une réserve d'énergie (dans les muscles), mais l'utilisation de cette réserve d'énergie passe par l'ATP.
Les stocks de créatine ne soutiennent pas des heures d'exercice, mais c'est beaucoup plus avantageux que ce que peut générer l'ATP qui est rapidement utilisé.
L'hydrolyse de la créatine phosphate en créatine transforme un ADP en un ATP.
initialement pour emmagasiner l'énergie on prend un phosphate de latp pour le mettre sous forme dans lacp et le mettre en reserve puis quand on la besoin on prend le phosphate pour faire de latp (psk trop instable pour lemmagasiner sous sa forme initiale) a partir de ladp.
44
Comparer le rôle de la créatine phosphate à celui de l'ATP dans la cellule.
L'ATP c'est le transporteur de l'énergie et la créatine phosphate (CP) c'est la réserve d'énergie.
45
Décrivez le cycle ATP-ADP en spécifiant les 2 types de réactions qui sont impliquées et s'il s'agit de réactions endergonique ou exergonique.
L'ATP est hydrolysé en ADP (brise un groupement phosphate) (il s'agit d'une réaction exergonique donc libère de l'énergie: biosynthèse des macromolécules (ex.protéines), contraction musculaire, transport actif, influx nerveux, transduction du signal hormonal, etc.)
L'ADP est phosphorylée en ATP (on colle un phosphate) (c'est une réaction endergonique donc absorption d'énergie: oxydation de nutriments)
*mode fondamentale d'echange d'energie dans le systeme biologique. *
phosphate est inorganique !!
46
Quel est le rôle du cycle ATP-ADP dans l'organisme ?
C'est le mode fondamental d'échange d'énergie dans les systèmes biologiques.
47
Qu'est-ce que la phosphorylation et
| quels sont les 2 processus métaboliques qui permettent de la phosphorylation l'ADP en ATP ?
C'est l'introduction d'un groupement phosphate dans une molécule par la formation d'un lien covalent.
Il y a 2 types de processus de phosphorylation de l'ADP en ATP:
1. phosphorylation au niveau des substrats: transfert d'un groupement phosphate d'un composé plus riche en énergie que l'ATP comme le phosphoénulpyruvate ou la créatine phosphate ver l'ADP pour former l'ATP.
2. Phosphorylation oxydative et photophosphorylation : mécanisme le plus important: la respiration cellulaire (liée à l'oxydation des nutriments par les chimiotrophes) et la photosynthàse (phothotrophes). pas un subrtrat qui donne un autre, cest avec un gradient qui est forme par le passage des protons a travers la (pompe) fournit lenergie.
48
Quels sont les organes qui peuvent synthétiser la créatine ?
Le foie
Le pancreas
Le rein
49
Quel est le rôle de l'apport alimentaire en créatine sur les réserves musculaires de cet acide aminé?
La synthèse augmente chez les végétariens, parcecqu'il n'y a pas de source qui vient des aliments. La synthèse endogène de la créatine s'ajuste à l'apport alimentaire lequel provient uniquement des viandes.
(Les végétariens- synthèse endogène uniquement)
50
Comment est synthétisé la créatine phosphate par la cellule ?
La créatine devient de la créatine phosphate via l'ATP. L'ATP devient de l'ADP en donnant son phosphate à la créatine phosphate. Cette réaction est catalysée par la créatinekinase
51
Quels sont les effets d'un supplément alimentaire en créatine sur les performances physiques des individus ?
Un supplément alimentaire en créatine augmenterait la force mais pas l'endurance musculaire.
52
Quel est le produit qui représente la forme d'énergie la plus utilisée par la cellule?
l'ATP
53
De quelle façon une réaction fortement endergonique ou endothermique peut-elle se produire spontanément dans la cellule ?
peuvent prendre l'énergie de d'autres source que l'ATP, mais pas possible sans couplage avec une réaction exergonique
en général pas vraiment possible , bon ya toujours des exceptions (genre ya une super grande quantité de produit pour faire la réaction inverse).
54
Décrire le métabolisme des nutriments en vue de la production d'énergie
1. L'hydrolyse des substances nutritives (macromolécules) en unités de base (monomères):
* les lipides sont hydrolysées en acides gras et glycérol
* les glucides en glucose
* les protéines en acides aminés
2. Les unités de base sont oxydées en acétyl-CoA par des processus différents selon les nutriments. (le glucose par le biais de la glycolyse devient du pyruvate avant d'etre oxydé en acetyl CoA, le glycérol devient du pyruvate avant d'être oxydé en acétyl CoA)
3. L'acétyl-CoA est oxydé dans le cycle de krebs en CO2 avec la formation simultanée de transporteurs d'électrons sous forme d'équivalents réduits: NADH et FADH2.
4. Finalement il y a la génération de l'ATP par la phosphorylation oxydative. (tranformation O2 en H2O)
55
ou se déroulent le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative ?
dans la mitochondrie
(le cycle de krebs dans la matrice de la mitochondrie)
(la phosphorylation oxydative ou la respiration cellulaire dans la membrane interne de la mitochondrie)
56
Donner la définition (i) la vitesse métabolique, (ii) métabolisme basal
(i) la vitesse métabolique est la vitesse des dépenses énergétiques d'un organisme
(ii) le métabolisme basal c'est les dépenses énergétiques au repos, le minimum pour le maintien de la température corporelle, fonctions physiologiques indispensables (respiration, circulation sanguine, activité nerveuse, etc.)
57
Nommer les facteurs qui influencent la vitesse métabolique et le métabolisme basal . Identifier ceux qui peuvent augmenter versus diminuer la vitesse métabolique.
vitesse métabolique:
- Qte de substrat disponible ( plus il y a de substrat pour un nd denzyme donnee plus la vitesse metabolique sera grande).
- Qte d’enzyme ( s’il n’y a pas bcp d’enzyme et bcp de subs , il n’y aura pas autan de pdt , prc ont est limite ds la qte d’enzyme , donc on ralenti la vitesse )
- Qte de cofacteur ( on a besion generalemtn des cofacteur pour permettre les rx enzymatique , donc si pas cofacteur , enzyme ne sont pas vrm active , sonc ralentissemnt de la vitesse métabolique )
- Oxygène ( la vitesse va dependre de la qte d’oxygène disponible , si pa bcp O , prc dernier accepteur d’électron , si pa O , pas production atp apr phosphorylation oxydative ) --- en effet si baisse O , donc ralentissemnt de la chaine d’électron
Pour le métabolisme de base :
Augmenter: exercice; croissance; homme (vs. femme); jeunesse; augmentation des hormones thyroidiennes; adrénaline (stress); fièvre; froid.
Diminuer: vieillissement-prise de poids, malnutrition (frein à l'amaigrissement par la diète).
58
Quels sont les 3 grands classes de nutriments que l'organisme peut utiliser comme source d'énergie et quelles sont les proportions approximatives de ces nutriments utilisés pour la production d'énergie par un individu sain en condition normales.
-Consommation d'O2 au repos: 0,31 L/min
| Source: Oxydation des glucides (50%), lipides (30%) et protéines (trace-15%).
59
Définir le quotient respiratoire
le quotient respiratoire liée à l'oxydation d'un nutriment: Mole de CO2 produit/ mole de O2 consommé.
En mesurant la quantité d'oxygène consommée par un individu dans une condition donnée, il est possible d'estimer la quantité d'énergie dépensée.
Consommation d'oxygène=utilisation de l'ATP=travail ou dépense énergétique
60
Quelle différence observons-nous dans le quotient respiratoire de l'oxydation des glucides par la glycolyse aérobie et de l'oxydation des acides gras?
*Dans la glycolyse aérobie (glycolyse + cycle de krebs):
-Glucose + 6O2 --> 6CO2+6H2O+38 ATP
-Quotient respiratoire: 6CO2/6O2=1
-Consommation en oxygène: 6/38=0,16 mole de O2/ mole d'ATP
*Glycolyse anaérobie (glycolyse uniquement):
-produit final=le lactate
-2 ATP/Glucose, aucun O2 de consommer= phosphorylation au niveau des substrats.
*Réaction globale d'oxydation des nutriments: les lipides
-l'acide palmitique (16 carbones): acide palmitique +23 O2 --> 16 CO2 + 16H2O + 130 ATP
-Quotient respiratoire: 16CO2/23O2 =0,7
-Consommation d'oxygéne par mole d'ATP: 23/130 = 0,18 mole d'O2/ mole d'ATP
(l'utilisation des lipides pour la production d'ATP nécessite une plus grande consommation d'O2 environ 11% de plus))
61
Que représente le VO2 d'un individu?
c'est la puissance aérobie maximale = volume maximum d'O2 qui peut etre consommé par minute par un individu. Au-dela du VO2 max, nous sommes dans des conditions d'anaérobie ou la production d'ATP est beaucoup moins grande par molécule de glucose (2 ATP vs 38ATP)
62
48.Quelles sont les 4 caractéristiques principales des voies métaboliques ?
1) les voies métaboliques sont irréversibles: une réaction très exergonique est irréversible (elle se fait complètement) et impose le sens de déroulement d'une voie.
2) Chaque voie métabolique a une "réaction d'engagement": bien que les voies métaboliques soient irréversibles, la plupart des réactions sont proches de l'équilibre. Au début d'une voie, il y a généralement une réaction exergonique qui engage le substrat à poursuivre la voie.
3) Toutes les voies métaboliques sont régulées: la première réaction de la voie est souvent celle qui est déterminante pour l'activité de la voie et contrôlée par la régulation de l'enzyme qui la catalyse. Ceci évite une synthèse inutile de métabolites.
4) chez les eucaryotes, les voies métaboliques se déroulent dans des sites intracellulaires spécifiques
63
49. Identifier les 3 mécanismes généraux qui contrôlent l'activité des enzymes.
* 2 sont réversibles et à court terme (seconde, minute):
1. La régulation allostérique: régulation de l'activité des enzymes par des effecteurs (des petites molécules qui sont des substrats, des produits ou cofacteurs)
2. La modification covalente : les enzymes sont modifiées par des réactions de phosphorylation-déphosphorylation ou autres modifications (clarifier...)
* 1 est à long terme (heure, jour)
3. le contrôle transcriptionnel: l'induction ou la répression de l'expression des gènes
64
50.Identifier les 4 étapes principales qui décrivent le métabolisme des nutriments en vue de la production d'énergie.
1. Hydrolyse des substances nutritives (macromolécules) en unités de base (monomères)
2. Transformation en acétyl-CoA: l'oxydation des unités de base des nutriments en acétyl-CoA par des processus différents selon les nutriments.
3. Oxydation de l'acétyl-CoA (cycle de Krebs) en CO2 avec formation simultanée de transporteurs d'électrons sous forme d'équivalents réduits = NADH et FADH2
4. Génération de l'ATP par la phosphorylation oxydative
65
51.Quels sont les principaux processus métaboliques et métabolites qui sont communs à l'oxydation des tous les nutriments.
- métabolites: Acétyl-CoA et les transporteurs d'électrons les cofacteurs (NAD et FAD)
- processus: Cycle de Krebs et phosphorylation oxydative
66
Illustrez à l'aide d'un exemple le role crucial des vitamines dans le métabolisme des nutriments en vue de la production d'énergie, spécifiquement pour la synthèse de la créatine, du coenzyme A et du NAD.
Pour la synthèse du CoA il faut :
-vitamine B5, ou acide pantothénique (3+4)
-Un acide aminé, la cystéine (5)
-de l'ATP, légèrement modifiés et liés entre eux.
NAD
-vitamine b3
Créatine
- ...
**Ceci illustre le role important des vitamines dans le métabolisme des nutriments comme précurseur pour la synthèse de molécules impliquées dans ce métabolisme
67
53. Donner la définition de la chaine respiratoire:
c'est le processus qui produit la majorité de l'ATP dans la cellule (condition normale).
Ca prend place dans la membrane interne de la mitochondrie.
68
Donner deux autres noms pour la chaine respiratoire:
1. La chaine de transfert ou de transport d'électrons
| 2. Système OXPHOS (phosphorylation oxydative)
69
Qu'est-ce qu'une mitochondrie et quelles en sont les caractéristiques structurales ?
Milieu ou se deroulement le cyle de krebs et la phosphorylation oxydation , lieu de la production majoritaire de l’ATP de la cellule.
La mitochondrie est l’organelle cellulaire qui est le site de la respiration cellulaire. Lieu de production de la majorité de l’ATP
- Microvillosités pour augmenter le ratio surface/volume permettant plus d’espace pour les réactions métaboliques
- Double membrane
- A son propre ADN et sa propre machinerie de production de protéines
*Cycle de Krebs= matrice
Phosphorylation oxydative=membrane mitochondriale interne
*La membrane externe:
-laisse diffuser librement les composés jusqu'a 10 kDA
-La plupart des métabolites, mais pas les protéines
*La membrane interne:
-perméable à : l'O2, le CO2 et H2O
-permet que des transferts sélectifs des substrats hydrophiles et des ions grave à des systèmes de transport et de navettes.
*La matrice mitochondriale contient :
-les enzymes du cycle de krebs
-des nucléotides
-des substrats, des ions
-Son propre ADN circulaire, ARN messagers et ribosomaux
70
Ou se retrouvent les enzymes de la chaine respiratoire à l'intérieur de la cellule ?
dans la matrice dans la membrane interne
71
57. Donner la définition d'une oxydation
c'est une perte ou libération d'électrons
72
58. Donner la définition d'une réduction
c'est un gain d'électrons
73
59.Donner la définition d'une réaction d'oxydoréduction
c'est la combinaison des demi-réactions:
A + (B+) --> (A+) + B
* ou A est l'agent réducteur ou donneur d'électrons; il sera oxydé lors de la réaction
*B+ est l'agent oxydant ou accepteur d'électrons; il sera réduit lors de la réaction
74
60. Définir un réducteur :
donneur d'électrons; il sera oxydé lors de la réaction
75
61. Définir un oxydant
accepteur d'électrons; il sera réduit lors de la réaction
76
62. Que représente le Eo pour un couple d'oxydoréduction ? (revoir)
C'est le potentiel de la réaction dans des conditions standards: concentration 1M,
le delta Eo est la somme des Eo des accepteurs - la somme Eo des donneurs ,
si delta E est positif, le delta G est négatif = réaction spontanée
*O2 est l'agent le plus oxydant
*H2O est l'agent réducteur le plus faible
77
63. Donnez les 4 catégories d'enzymes qui catalysent des réactions d'oxydoréduction
1. Oxydases: enzyme qui réduit l'O2 en H2O
2. Déshydrogénase (aérobie et anaérobie)
3. Hydroperoxydase: enzyme qui catalyse la destruction du H2O2
4. Oxygénase: enzyme qui catalyse la fixation de l'O2 sur un substrat
78
64. Expliquez la différence entre un déshydrogénase aérobie et une oxydase
* aérobie: enzyme qui catalyse la réduction de l'O2 en H2O2 en enlevant des hydrogènes à un substrat ( AH2 + O2 --> A + H2O2 )
* anaérobie: enzyme qui catalyse des réactions redox en absence d'O2 . (AH2 + B --> BH2 +A : ces réactions sont très courantes dans le métabolisme des nutriments. Ex. Lactate déshydrogénase )
79
65. De quelle facon sont agencées les réactions d'oxydoréduction dans la chaine respiratoire si l'on considère la valeur du potentiel d'oxydoréduction ?
Plus le potentiel rédox est positif , plus l’oxydant a tendance a accepter les électron et à passer sous forme réduite
80
Quels sont les transporteurs d'électrons les plus importants pour les réactions d'oxydoréduction de la cellule. Expliquez brièvement leur role général.
Les transporteurs d'électrons les plus importants sont les nucléotides à:
1. Nicotinamide: synthétisé de a vitamine B3, forme oxydée: NAD(P)+, forme réduite: NAD(P)H
2. Flavine
3. NAD et FAD: les transporteurs d'électrons les plus importants pour les réactions d'oxydoréduction; co-substrats des déshydrogénases
4. NADP: agit comme co-substrat lors de réactions anaboliques. Ces transporteurs permettent le couplage des réactions .
81
Quel role joue la chaine respiratoire dans la cellule ?
production de la majorité de l'ATP dans la cellule,D’acheminer les électrons des transporteurs d’électrons et de les acheminer jusqu’à l’accepteur final, O2. De plus, alors que les électrons sont passés d’un complexe à l’autre puis vers l’oxygène, les protons sont pompés dans l’espace intermembranaire, ce qui crée un gradient électrochimique qui servira à la synthèse de l’ATP par l’ATP synthase
82
Quels sont les composantes principales de la chaine respiratoire?
Les 4 complexes:
1. Les cytochromes
2. L'ubiquinone (coenzyme Q10)
3. Le cytochrome C (Cytc)
4. L'ATP synthase : complexe multi protéique qui catalyse la phosphorylation de l'ADP en ATP
83
69. Quel type de groupes prosthétiques des enzymes de la chaine respiratoire qui est le plus abondant ?
FAD ??
84
70. Que représente le coenzyme Q? Quel est son role dans la chaine respiratoire?
Coenzyme Q10: constituant des lipides mitochondriaux et un intermediaire de la chaine resp. entre C1 ou C2 et C3c'est l'ubiquinone, cest un constituant des lipides mitochondriaux et un intermdiaire de la chaine respiratoire, entre CI, C11et CIII.
85
71.Quel est le role du cytochrome c dans la chaine respiratoire?
il est lié faiblement à la face externe de la membrane interne et participe au transfert des électrons entre CIII et CIV
86
72. Outre les 4 complexes, trois composantes de la chaine respiratoire joue un role important dans la chaine respiratoire, Quels sont ces trois composantes ?
1. ATP syntase : complexe multiproteique qui catalyse la phosphorylation de l’adp en atp
2. Coenzyme Q
3. Cytochrome C
87
73. Sous quelle forme se présente le fer dans le cytochrome ?
Le cofacteur fer est contenu dans les déshydrogènase anaerobie
88
74. Quel est le role spécifique de la cytochrome C oxydase dans la chaine respiratoire?
au complexe 4: il catalyse la réduction de l'oxygène (dernière réaction redox) transforme O2 en H2O.
89
75. Dans certaines conditions, la réduction de l'O2 est incomplète et produit une molécule qui est très réactive. De quelle molécule s'agit-il ?
l'anion superoxyde (O2-) appelé aussi <> peut avoir des effets toxiques sur la cellule.
90
76. Donner les 2 étapes principales quant à la séquence des réactions de la chaine respiratoire.
Étape 1. Transfert des électrons du NADH et FADH2 aux mlc de O2
Étape 2. Phosphorylation de l'ATP
91
77. Quels sont les voies d'entrée des électrons dans la chaine respiratoire ?
1. Complexe enzymatique I: transfère les électrons du NADH à l'ubiquinone
2. Complexe II (succinate déshydrogénase): transfère les électrons du FADH2 à l'ubiquinone
92
78. Quel est le mécanisme proposé pour le couplage de la respirations (consommation d'oxygéne) et phosphorylation de l'ATP ? En d'autres mots, expliquer la théorie de Mitchell.
La transduction d'énergie implique le transport de protons (H+) et la génération d'un gradient électrochimique
1. L'énergie libre générée par le trasnport d'électrons permet aux complexe I, II ET IV d'exporter des protons au travers de la membrane de la mitochondrie (processus endergonique)
2. Le trasnfert d'ions H+ de la matrice (faible en ions H+ et potentiel électrique négatif) vers l'espace intermembranaire (riche en ions H+ et potentiel électrique positif) génère un ''gradient électrochimique". La différence de potentiel électrique trasnmembranaire de la membrane intern est positive.
3. La dissipation (exergonique) du gradient électrochimique de protons génère l'énergie libre qui est utilisée par l'ATP synthase pour la rephosphorylation de 1 ADP en 1ATP : ceci nécessite le transfert d'au moins 2 protons. Ce couplage dépend de la perméabilité sélective de la membrane interne de la mitochondrie.
En résumé:
**le mécanisme de couplage de l'énergie dépend de la perméabilité sélective de la membrane interne de la mitochondrie
**La membrane interne est imperméable aux métabolites dont les molécules de NADH et d'ADP produits dans le cytosol.
**Le transfert de ces métabolites du cytosol à la mitochondrie nécessite des systèmes de trasnport.
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79. Quels complexes exportent des protons au travers de la membrane mitochondriale ? Ce processus est-ilendergonqiue ou exergonique ?
Complexe 1, 3 et 4
| endergonique : l'énergie vient des réactions d'oxydoréduction
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80. Quelle est la propriété de la membrane mitochondriale interne qui permet qu'un gradient de protons (électrochimique) puisse etre créé de part et d'autre de cette membrane?
perméabilité sélective de la membrane interne mitochondriale
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81. Selon la théorie de Mitchell, d'ou provient l'énergie qui est utilisée pour la rephosphorylation de l'ADP en ATP ?
Energie libre de la dissipation (exergonique) du gradient électrochimique de protons
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82. Combien de molécules d'ATP sont formées dans la chaine respiratoire à partir d'une molécule de NADH ?
2,5 ATP/NADH
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83. Combien de molécules d'ATP sont formées dans la chaine respiratoire à partir d'une molécule de FADH2 ?
1,5 ATP/FADH2
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84. La membrane interne mitochondriale étant imperméable aux métabolites dont le NADH et l'ATP ou l'ADP, par quel processus ces métabolites sont-ils transférés entre le cytosol et la mitochondrie ?
le transfert de ces métabolites du cytosol à la mitochondrie nécessite des systèmes de transnport --> les TRANSPORTEURS MITOCHONDRIAUX sont souvent constitués de protéines transmembranaires. À l’aide de transporteur mitochondriaux
1. Transport ADP- ATP grace a la translocase ADP-ATP : échange de 1 atp exporter de la mito contre 1 adp du cytosol
2. NADH : transport par des navette
Navette du glycérol 3-phosphate
Navette malate
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85. Quel est le mécanisme de l'action biologique des cyanures et du monoxyde de carbone ?
Le cyanure ou le monoxyde de carbone bloque la respiration cellulaire en inhibant le complece IV ou cytochrome c oxydase.
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86. Quel est l'effet du dinitrophénol sur la chaine respiratoire ?
Cet agent découplant capte les protons et diffuse la membrane interne de la mitochondrie réduisant ainsi le gradient de H+. Il permet la respiration, mais empeche la formation de l'ATP. L'énergie inutilisée est libérée en chaleur. (accélère le métabolisme oxydatif, a été testé comme pillules amaigrissantes)
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87. Donner cinq facteurs qui controlent la vitesse de la respiration cellulaire.
1. Disponibilité de l'oxygène
2. Disponibilité de l'ADP: dépend de l'utilisation de l'ATP par les réactions cellulaires (demande énergétiques)
3. Disponibilité des substrats et production NADH/FADH2
4. La réaction catalysée par la cytochrome c oxydase (CIV) est irréversible et un candidat de premier choix pour la régulation: son activité est controlee par la concentration de NADH et d'ADP.
5. La capacité des enzymes de la chaine respiratoire ( concentration des enzymes = controle transcriptionnel)
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88. Définir la thermogenèse et dans quelles conditions physiologiques est-elle particulièrement active ?
Production de chaleur pour maintenir la température corporelle par la graisse brune qui contient de grandes quantités de mitochondries et qui produisent la chaleur grace a une protéine découplante : la thermogénine (PDC1 ou en anglais UCP1).
**particulierement abondante chez les animaux qui hibernent et les enfants.
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89. Quel tissu est surtout responsable de la thermognèse ?
La graisse brune
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90. Quel est le site cellulaire de la thermogenèse ?
mitochondrie site cellulaire (organelle)
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91. Par quel mécanisme biochimique s'effectue la thermogenèse?
Le découplage de la chaine respiratoire (trasnport des électrons)
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92. Expliquer le mécanisme d'activation des protéines découplantes.
Qd ces pro (UCP 1) sont activé par une stimulation du syst nerveau sympa qui envoi de la naradrélanine , ces pro vont permettre le passage des ion H de lesp intermem vers la matrice sans passer par latp syntase. Ainsi ils dissipent le gradient electrochimique et par le fait mm le potentile mem necc . dc lenergie liberee est simplement perdu en chaleur
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93. Donner des synonymes du cycle de Krebs.
- Cycle de l'acide citrique
| - Cycle des acides tricarboxyliques (TCA)
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94. Définir le cycle de Krebs.
- C'est un cycle fonctionnel en condition aérobie seulement
- 8 réactions catalysées par 8 enzymes
- Le point de déaprt est l'acétyl-CoA
- Génère des équivalents réduits (NADH, FADH2) et du CO2.
- Il y aura transfert des équivalents réduits a la chaine respiratoire
- Il y a génération d'ATP
- L'acétyl-CoA est le carrefour métabolique ( produit commun du catabolisme des nutriments)
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95. Quelle est l'importance métabolique de l'acétyl-CoA?
C'est un composé à haute énergie impliqué dans le cycle de krebs, c est le carrefour metabolique
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96. De quelle facon pouvons-nous dire que l'oxaloacétate joue un role de catalyseur dans le cycle de Krebs ?
Oxalocétate est le pdt de la principale rx anaplérotique permettant d’accroitre le flux et donc le debit du cycle de krebs lorsque la cell est confonte a un besoin E accru.
Pyruvate + co2+atp +h2o = oxaloacétate + adp+p
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97. A quel endroit de la cellule s'effectue le cycle de Krebs ?
matrice mitochondrial
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98. Qu'entendons-nous par nature amphibologique du cycle de Krebs ?
à 2 sens, le cycle de Krebs participe au catabolisme et à l'anabolisme
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99. Combien de molécules de CO2 sont générées suite à un tour complet du cycle de Krebs ?
2
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100. Combien de liens riches en énergie sont formées lors d'un tour complet du cycle de krebs ?
1 (GTP)
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101. Nommer les deux éléments réducteurs qui sont générés au cours du cycle de Krebs et qui éventuellement pourront etre utilisés dans la chaine respiratoire ?
NAHD et FADH2
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102. Nommer les 2 molécules qui servent d'accepteurs d'électrons du cycle de Krebs ?
NAD+ et FAD
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103. La régulation allostérique du cycle de Krebs
Elle est importante pour réduire le gaspillage énergétique.
Inhibiteur : ATP et le NADH
activateur: ADP et les ions Ca2+
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104. Quelle enzyme du cycle de krebs fait partie de la membrane mitochondriale ?
succinate déshydrogénase, toutes les autres sont dans la matrice mitochondriale
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105. Une réaction du cycle de Krebs soit la malate déshydrogénase qui convertit le malate en oxaloacétate possède un delta G prime positif( ). De quelle facon cette réaction endergonique peut-elle fonctionner spontanément dans la cellule dans le sens de la formation de l'oxaloacétate ?
rx anaplérotique , catalysée par pyruvate
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106. Est-ce que le GTP peut etre converti en ATP , si oui de quelle facon &
oui.
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107. Quel est l'ordre de grandeur de la concentration intracellulaire et de la demi-vie des intermédiaires du cycle de krebs dans le foie ?
10 a la -4 dans le foie demi vie de quelques secondes
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108. Comment expliquer que le cycle de Krebs fonctionne qu'en condition aérobie bien que les réactions d'oxydoréduction de ce cycle n'utilisent pas l'oxygène comme substrat ou accepteur d'électrons.
parceque l'oxygene le débarasse des electrons du FADH et NAD oxydés (c laccepteur final). San oxygène, il n'y a pas de cycle de krebs, c'est pour ca qu'il est anaérobique meme s'il NE CONSOMME PAS D'OXYGÈNE.
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109. Qu'entendons-nous par un controle respiratoire mitochondrial de l'activité du cycle de Krebs ?
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110. Donner des exemples de l'inhibition et de la stimulation du cycle de krebs par des intermédiaires de celui-ci.
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111. Quel est l'impact d'une condition anaérobie sur la production d'énergie de la cellule.
formation de 2 atp par phosphorylation au niveau du substrat/ Utilisation principale de glucides pour faire d ela glycolyse/ formation de lactate.
