Module 2 Flashcards
Définissez la thermodynamique classique.
La description quantitative des échanges de chaleur et d’énergie des équilibres chimiques.
Qu’est-ce qu’un système en thermodynamique?
La partie de l’univers étudié.
Qu’est-ce que l’environnement en thermodynamique?
Tout ce qui entoure le système étudié.
Qu’est-ce qu’un système ouvert?
Un système qui peut échanger de l’énergie et de la matière avec l’environnement.
Qu’est-ce qu’un système fermé?
Un système qui peut échanger seulement de l’énergie avec son environnement.
Qu’est-ce qu’un système isolé?
Un système qui n’échange ni matière ni énergie avec l’environnement.
Quels sont les 2 principes de base de la thermodynamique?
1) L’énergie totale de l’univers demeure constante.
2) L’entropie de l’univers ne fait qu’augmenter.
Qu’est-ce que l’énergie?
Toute forme de travail et de chaleur.
Qu’est-ce que l’entropie?
Le degré de désordre ou de hasard (une mesure de la distribution d’énergie).
Quel types de réactions ont lieu dans les cellules?
Transformation ou utilisation d’énergie
Synthèse de biomolécules (anabolisme)
Dégradation de biomolécules (catabolisme)
Les organismes vivants sont-ils des systèmes ouverts, fermés ou isolés?
Ouverts
La bioénergétique joue un rôle dans quels processus?
La production d’énergie à l’intérieur de la cellule
Les échanges énergétiques avec l’environnement
Les réactions chimiques qui sont impliqués avec les échanges énergétiques avec l’environnement
La cellule peut-elle créer de l’énergie?
Non, elle peut seulement l’extraire, la transformer, l’utiliser et l’échanger.
Comment la cellule crée-t-elle de l’ordre, tout en créant du désordre?
Elle crée de l’ordre au sein de son propre système en fabriquant des biomolécules. Elle crée du désordre en augmentant naturellement l’entropie de l’univers.
Quel est le sujet d’étude de la bioénergétique?
L’évolution de la cellule vivante qui fonctionne comme système ouvert irréversible dont il faut prendre compte du temps, du chemin et de la vitesse.
Le système ouvert de la cellule peut-il atteindre l’équilibre avec son environnement?
Non, il se trouve plutôt en état stationnaire dynamique car la vitesse d’apparition des composés cellulaires est compensé par la vitesse de dégradation de ce dernier.
Quelle est l’utilité de la thermodynamique classique?
Elle permet de connaître les variations de l’énergie totale du système réactionnel et prévoir les positions d’équilibre dans les réactions et le sens de l’évolution d’un système dans une condition donnée.
Comment appelle-t-on l’énergie interne d’un système réactionnel?
L’enthalpie totale (H)
Quelle partie de l’enthalpie totale peut être utilisée pour effectuer un travail utile?
L’énergie libre (G)
Que représente la différence entre l’enthalpie totale et l’énergie libre?
L’énergie entropique (TS) ou l’énergie du désordre du système.
Quelle formule représente la relation entre H, G et TS?
G = H - TS
Pourquoi est-ce qu’on s’intéresse plutôt à ∆G que G?
∆G nous permet de connaître le sens d’évolution d’un système réactionnel.
Quelle formule représente la relation entre ∆H, ∆G et T∆S?
∆G = ∆H - T∆S
Qu’indique un ∆G = 0?
Le processus réactionnel est à l’équilibre et il n’y a pas de flux dans aucune des 2 directions.
Qu’indique un ∆G < 0?
Le processus réactionnel est spontané dans le sens écrit et la réaction est exergonique et de la chaleur est dégagée.
Qu’indique un ∆G > 0?
Le processus réactionnel est spontané dans le sens inverse de ce qui est écrit et la réaction est endergonique et de la chaleur est requise.
La valeur de ∆G permet-elle de déterminer la vitesse de la réaction?
Non
Qu’est-ce que ∆H?
La chaleur dissipée ou absorbée dans une réaction qui représente le # et le type de liaisons chimiques covalentes ou non qui sont brisées et formées au cours de la réaction.
Qu’arrive-t-il à l’entropie du système lorsque les produits de la réaction sont plus nombreux et moins complexes que les réactifs et vice versa?
L’entropie augmente et ∆S est positif et vice versa.
Comment définit-on l’efficacité d’un processus biochimique?
Le ratio du travail réellement accompli sur le travail maximal potentiel prédit par ∆G, le changement en énergie libre.
Qu’est-ce que la variation de l’énergie libre standard ( ∆G˚)?
Une constante qui est spécifique pour chaque réaction.
Qu’est-ce que le quotient de réaction (Q)?
Le terme qui exprime les concentrations actuelles des réactifs et des produits, soit quand la réaction n’est pas à l’équilibre.
Définissez les conditions standards.
La concentration de chaque réactif est de 1,0 M
La réaction se produit à 298K (25˚C)
La concentration des ions hydrogène (protons) est de 1,0 M, soit à pH = 0
En biochimie les réactions se produisent-elles à pH = 0, comme dans les conditions standards?
Non, à pH = 7
Définissez les conditions standards biochimiques.
La concentration de chaque réactif est de 1,0 M
La concentration de l’eau est de 55 M
La réaction se produit à 298K (25˚C)
La concentration des ions hydrogène (protons) est de 10^-7 M, soit à pH = 7
Qu’est-ce que ∆G˚’?
La variation de l’énergie libre standard en conditions biochimiques.
Quelles conditions peuvent limiter la vie sur terre?
La température
Le pH
La concentration des ions et des métabolites
Qu’est-ce que l’homéostasie/steady-state/état stationnaire?
L’ensemble des conditions (température, pH, concentration d’ions) permettant la survie d’un organisme.
Quelle est la différence entre l’homéostasie et l’état d’équilibre?
Dans l’homéostasie, le ∆G de plusieurs réactions est < 0 alors qu’à l’état d’équilibre, ∆G = 0 pour toutes les réactions donc elles ne sont pas spontanées.
Une réaction thermodynamiquement défavorable peut-elle tout de même se produire?
Oui, si elle est couplée à une réaction favorable ou si elle est dans des conditions biologiques standards tout en maintenant Q eq.
Quels sont les critères de la construction d’une voie métabolique à partir de réactions isolées?
1) Chaque réaction doit être spécifique.
2) La somme des ∆G des réactions constituant la voie doit être thermodynamiquement favorable (∆G < 0).
Le ∆G total d’une série de réactions couplées chimiquement est-elle égale à la somme des variations d’énergie libre considérées individuellement?
Oui
Sous quelle forme l’énergie est-elle principalement transportée dans la cellule?
ATP
Quel composé lie les processus anaboliques et cataboliques?
ATP
Quelles sont les formes d’énergie, autres que l’ATP, présentes dans la cellule?
Composés phosphorylés
Composés à liens thioester
Cofacteurs réduits (réactions d’oxydoréduction)
Quels cofacteurs participent aux réactions d’oxydoréduction?
NAD+ (NADH) NADP+ (NADPH) FMN (FMNH2) FAD (FADH2) Ubiquinone (QH2)
Quels cofacteurs sont hydrosolubles?
NAD+
NADP+
Quels cofacteurs ont des groupement prosthétiques?
FMN
FAD
Quels cofacteurs sont liposoluble?
Ubiquinone
Qu’est-ce que l’adénosine triphosphate?
L’ATP, un produit riche en énergie qui est la monnaie énergétique la plus courante.
Comment les réactions endergoniques des sentiers anaboliques sont-elles habituellement rendues favorables?
La cellule couple ces réactions à l’hydrolyse (dissociation) de l’ATP par l’intermédiaire d’enzymes.
Quelle est l’utilité de l’hydrolyse de l’ATP, autre que rendre certaines réactions favorables?
L’hydrolyse de l’ATP fournit l’énergie nécessaires à divers processus physiologiques tels que la contraction musculaire.
Quelles sont les composantes de l’ATP?
Une adénosine (adénine et sucre)
3 groupements phosphoryles
Quelle liaison lie l’adénosine au premier groupement phosphoryle?
Lien phosphoester
Quelle liaison lie les groupements phosphoryles entre eux?
Liens phosphoanhydrides
L’ATP est-elle thermodynamiquement stable ou instable?
Instable
Lors de l’hydrolyse de l’ATP, quels produits peuvent être formés?
ADP
AMP
Quelle est la réaction suivante?
ATP + H2O -> ADP + Pi + H+
La réaction d’hydrolyse de l’ATP en ADP.
La quantité d’énergie standard (∆G˚) libérée lors de l’hydrolyse de l’ATP est pareille si c’est un lien phosphoester ou phosphoanhydride qui est hydrolysé?
Non
1er lien phosphoanhydride: 30,5 KJ/mole
Lien phosphoester: 14,2 KJ/mole
Le ∆G de l’hydrolyse de l’ATP dépend de quelles conditions?
La concentration des réactifs
Le pH
La concentration d’ions métalliques (surtout Mg)
Quels facteurs sont responsables du caractère «riche en énergie» des liaisons phosphoanhydrides?
L’effet déstabilisateur des forces de répulsion électrostatique
La stabilisation par résonance
Les produits de cette hydrolyse sont plus stables car ils sont plus hydratés que l’ATP
Expliquez l’effet déstabilisateur des forces de répulsion électrostatique de l’ATP.
La présence de 3 ou 4 charges négatives sur les groupements phosphoryles de l’ATP augmente les forces de répulsion de cette molécule par rapport à ses produits plus hydratés.
Expliquez la raison de la stabilisation par résonance accrue chez les produits de l’ATP.
Dans le lien phosphoanhydride de l’ATP, les 2 groupements phosphoryles électronégatifs se battent pour les électrons alors que dans les produits, cela n’a pas lieu et ces groupements phosphoryles sont stabilisés par la résonance.
Quel facteur serait supposément le plus contributif à l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP?
L’hydratation (la recherche de l’hydratation)
