Module 6: le métabolisme et la bioénergétique

Question 1

Définir le métabolisme

Answer 1

Le métabolisme est constitué de cellules qui sont considérées comme des micro-usines sophistiquées où se déroulent simultanément et de façon contrôlée, toutes les réactions chimiques requises pour synthétiser et transformer cette myriade de molécules. Cet ensemble de réactions chimiques qui ont lieu dans les êtres vivants constitue le métabolisme

Question 2

Définir le catabolisme

Answer 2

il libère de l’énergie, les nutriments sont convertis en produits plus simples tels que l’eau le CO2 et l’ammoniaque. Une partie de l’énergie est conservée pour produire de l’ATP et des transporteurs d’électrons réduits. Le reste de l’énergie est dissipé sous forme de chaleur
Il est convergent car il transforme un grand nombre de substrats en une variété limitée de produits finis qui sont facilement excrétés comme l’eau l’ammoniaque et le CO2

Question 3

Définir l’anabolisme

Answer 3

Il utilise les petites molécules comme précurseurs pour construire des molécules plus grosses et plus complexes. Cela requiert de l’énergie qui est obtenu par l’ATP par tranfert de groupement phosphoryle et ou du pouvoir réducteur du NADPH( donneur d’électron)
Il est divergent car il synthétise une grande variété de produits à partir d’une variété limitée de substrats précurseurs

Question 4

La différence entre l’ATP, NADP et NADPH

Answer 4

L’ATP est la principale connection entre le catabolisme et l’anabolisme tandis que le NADP ainsi que le NADPH sont des agents oxydants et réducteurs du métabolisme

Question 5

Faire la distinction entre le changement d’énergie libre standard (ΔG°’) et le changement d’énergie libre actuel (ΔG) et utiliser ces paramètres pour déterminer la spontanéité d’une réaction.

Answer 5

Énergie libre standard= c’est une constante qui dépend des propriétés intrésèques des molécules qui réagissent, elle est donc spécifique pour chaque réaction
L’énergie libre actuel mesure la quantitié maximum de travail utile.
C’est la delta G qui détermine si une réaction est favorabl ou non in vivo

Question 6

Qu’est ce qu’un sentier métabolique?

Answer 6

C’est constitué d’une séquence de réactions biochimiques où le produit d’une réaction devient le substrat( ce qui sert ou a servi de support) de la réaction suivante et ce jusqu’à la formation d’un produit final

Question 7

Distinction entre un sentier linéaire, circulaire ou spiralé

Answer 7

Linéaire=  constitué d'une série de réactions enzymatiques indépendantes où le produit de l'une est le substrat dde l'autre
Circulaire= le produit initial est regénéré via une série de réactions où le produit d'une réaction est le substrat de l'autre
Spiralé= la même suite de réactions enzymatiques est répétée pour allonger ou raccoourcir une molécule donnée

Question 8

La définition d’un précurseur

Answer 8

Composé participant à une réaction qui produit 1 ou plusieurs autres composés

Question 9

Vrai ou faux, tous les sentiers métaboliques sont irréversibles et régulés?

Answer 9

Vrai

Question 10

Comment se nomme un sentier pour la synthèse d’une molécule et un sentier pour sa dégradation

Answer 10

Sentier antagoniste

Question 11

Quels sont les sentiers pouvant se partager plusieurs enzymes?

Answer 11

Les sentiers cataboliques et anaboliques

Question 12

La définition d’une compartimentation cellulaire

Answer 12

Elle permet de maintenir les concentrations des intermédiaires, des enzymes et des régulateurs à des niveaux différents à l’intérieur des différents compartiments. Cela permet un niveau additionnel de contrôle des sentiers métaboliques antagonistes.

Question 13

Défintion de la thermodynamique

Answer 13

C’est la description quantitative des échanges de chaleur et d’énergie des équilibres chimiques.
Elle permet de connaitre les variations de l’énergie totale du système réactionnel et ainsi prévoir les positions d’équilibre dans les réactions et le sens de l’évolution d’un système dans une condition donnée

Question 14

Différence entre un système ouvert/fermé/isolé

Answer 14

Un système est la partie de l’univers étudiée. Un système ouvert peut échanger de l’énergie et de la matière avec l’environnement. Un système fermé peut échanger seulement de l’énergie avec son environnement tandis qu’un système isolé n’échange ni matière ni énergie avec l’environnement

Question 15

Les deux principes importants de la thermodynamique

Answer 15

1- l’énergie totale de l’univers demeure constante

2- l’entropie( le degré de dispersion de l’énergie ou une mesure de la distribution d’énergie) de l’univers augmente

Question 16

Définir l’état stationnaire et l’homéostasie.

Answer 16

L’état stationnaire est définie comme étant que la vie n’est possible que dans un intervalle relativement étroit de température, de pH et de concentrationd en ions et métabolites. Puisques les conditions doivent être maintenue dans un intervalle précis, les cellules sont dans un état stationnaire ou aussi appelé homeostasie

** Un tel état est obtenu lorsque la vitesse d’apparition d’un composé cellulaire est compensé exactement par sa vitesse de dégradation ou d’utilisation.

Question 17

Expliquer le rôle de l’ATP et des différents composés riches en énergie dans le métabolisme.

Answer 17

Rôle important dans le couplage des processus endergonisque et exogonisques. Il est utile pour la contraction des muscles ou même dans le transport actif primaire

L’hydrolyse de plusieurs autres
composés, non seulement des composés phosphorylés, mais également des composés
contenant des liens thioester

Question 18

Nommer les processus permettant de renouveler l’ATP.

Answer 18

Phosphorylation oxydative
photosynthèse
phosphorylation au niveau du substrat
transphosphorylation entre nucléotides

Question 19

Les rôles des enzymes dans le métabolisme

Answer 19

• Elles accélèrent les réactions pour qu’elles puissent fonctionner.
• Elles permettre d’empêcher de produire des produits inutiles et toxics
• Elles permettent de contrôler la vitesse des différents sentiers métaboliques.
• Elles couplent des réactions qui requiert de l’énergie à une réaction qui en libère

Question 20

Quel sentier est endergonique et exergonique

Answer 20

Anabolique et catabolique

Question 21

Quelle est la définition de la photosynthèse

Answer 21

Elle permet l’utilisation de la lumière comme source d’énergie et la production de sucres qui serviront de sources d’énergie aux organismes non photosynthétiques

Question 22

Pourquoi les voies métaboliques sont interdépendantes?

Answer 22

Les voies anaboliques sont couplées aux voies cataboliques. Les premières ont besoin d’énergie qui leur est donné sour forme d’ATP et de NADPH. L’énergie provient des voies cataboliques

Question 23

Vrai ou Faux, les sentiers sont branchés et interconnectés?

Answer 23

Vrai, ils peuvent partager certains métabolites et utiliser les mêmes précurseurs

Question 24

La définition de la variation totale de l’énergie libre

Answer 24

Elle détermine si la séquence complète de ces réactions peut se produire ou non.

Question 25

Le degré de désordes ou de hasad, se décrit comme étant le degré de dispersion de l’énergie ou une mesure de la distribution d’énergie
Qui suis-je?

Answer 25

L’entropie

Question 26

Est ce vrai de dire que le métabolisme conduit les cellules à échanger en permanence de l’énergie et de la matière avec leur environnement?

Answer 26

Vrai

Question 27

La cellule ne peut produire de l’énergie, mais quels autres rôles peut telle faire?

Answer 27

l’extraire, la transformer, l’utiliser et de l’échanger

Question 28

La bioénergétique étudie quoi?

Answer 28

L’évolution de la cellule vivante, laquelle qui est un système ouvert. Elle n’est jamais en équilibre avec son environnement, mais elle se trouve dans un état stationnaire dynamique.

Question 29

Qu’est ce que l’enthalpie totale(H)

Answer 29

L’énergie interne d’un système réactionnel

Question 30

Comment se nomme la partie de cette énergie susceptible d’être utilisée pour effectuer un travail utile. ( ex. le travail impliqué lors de la contraction musculaire ou même la mobilité cellulaire)

Answer 30

l’énergie libre (G)

Question 31

La différence entre H et G

Answer 31

H est l’enthalpie totale donc l’énergie interne d’un système réactionnel tandis que le G est l’énergie libre. Une partie de l’énergie H est utilisé à des fins pour faire des mouvements comme contractions musculaire, mobilité cellulaire)

La différence entre H et G représente l’énergie entropique(TS)

Question 32

Vrai ou Faux toute réaction dans laquelle delta G n’ets pas égale à 0 se déroulera spontanément vers un état final de plus faible énergie libre

Answer 32

Vrai

Question 33

Que se passe t’il si la réaction est négative?

Si elle est positive?

Answer 33

Elle se déroulera dans le sens indiqué, donc exergonique

Elle se déroulera dans la direction inverse, endergonique

Question 34

Les réactions irréversibles servent de point de contrôle dans les sentiers. Quels sont leurs intervalles

Answer 34

plus petit que -10 ou plus grand que +10 se sera un delta G très élev dont irréversible.
Entre -10 et 10 KJ/ mole la réaction est généralement réversible

Question 35

Une enzyme peut accélérer une réaction, mais ne rend pas possible une réaction dont le delta G est positif, pourquoi?

Answer 35

car les réactions vers la droite et la gauche sont accélérées par l’enzyme, mais le point d’équilibre de la réaction reste le même.

Question 36

Le terme T delta S indique quoi?

Answer 36

Cela signifie la portion de delta H qui est dissipée sous forme de chaleur

Question 37

Le Detlta H ne permet pas de prédire quoi? (3)

Answer 37

• prédire le sens de l’évolution de la réaction

- si elle nécessite de la chaleur ( delta H sera positif) ou si la chaleur est dégagée ( delta H sera négatif)

Question 38

Dans une réaction chimique, le delta G ne dépend pas que de l’énergie stokées, quelle est l’autre propriété?

Answer 38

Elle dépend de la concentration de chaque molécule dans le mélange réactionnel

Question 39

Les fonctions du métabolisme

Answer 39

Assurer les besoins énergétiques de la cellule

- Fournir à la cellule, la quantité exacte des nombreuses substances dont elle a besoin.

Question 40

Quel est le seul moment où la cellule est à l’équilibre avec son environnement?

Answer 40

lorsqu’elle est morte, il n’y a plus de compartiment donc elle devient l’environnement.

Question 41

Le delta G prime diffère du delta G, quelles sont les données pour dire que le delta G prime est une réaction réversible?

Answer 41

entre -10kj/mole et 10 kj/mole. Dans les conditions standards, la réaction serait défavorable vers la droite et se déroulerait vers la gauche.

Question 42

Quand est ce que le Q n’est pas nécessairement égale au Keq.?

Answer 42

Lorsque la réaction thermodynamiquement défavorable dans les conditions biochimiques standard peut avoir lieu. Donc delta g prime est positif. Lorsque la concentration cellulaire de DHAP et GAP varie dans la cellule, le sens de la réaction change aussi

Question 43

Est ce vrai, la variation d’énergie libre totale d’une série de réactions couplées chimiquement est égale à la somme des variations d’énergie libre considérées individuellemement?

Answer 43

Vrai

Question 44

Le rôle de l’ATP et des différents composés riches en énergie dans le métabolisme

Answer 44

Le rôle de l’ATP consiste à la synthèse de diverses biomolécules et à la contraction des muscles ou même au transport actif primaire. L’ATP est la connection entre les voies cataboliques et anaboliques

Question 45

Le rôle de l’ATP et des différents composés riches en énergie dans le métabolisme

Answer 45

Le rôle de l’ATP consiste à la synthèse de diverses biomolécules et à la contraction des muscles ou même au transport actif primaire par la fonction de l’hydrolyse de l’ATP . L’ATP est la connection entre les voies cataboliques et anaboliques

Question 46

Que veux dire qu’une voie anabolique soit endergonique?

Answer 46

Elle ne peut pas avoir lieu spontanément. Pour qu’elle existe elle doit être couplée à une réaction exergonique

Question 47

Le rôle de l’ATP et des différents composés riches en énergie dans le métabolisme

Answer 47

Le rôle de l’ATP consiste à la synthèse de diverses biomolécules et à la contraction des muscles ou même au transport actif primaire par la fonction de l’hydrolyse de l’ATP . L’ATP est la connection entre les voies cataboliques et anaboliques

• phosphoénolpyruvate
• 1.3 -biphosphoglycérate
• phosphocréatine
• acétyl-CoA
• ATP+H2O= ADP+P+H+

Question 48

La delta G de l’hydrolyse de l’ATP se rapproche de quelle valeur?

Answer 48

• 50kJ/ mole

Question 49

Vrai ou Faux, l’ATP ne contient pas de réservoir d’énergie et expliquer pourquoi?

Answer 49

Vrai car il est sans cesse hydrolysé et régénéré

Question 50

La réversibilité de la réaction catalysée par la créatine kinase sert à quoi?

Answer 50

Elle permet à la phosphocréatine d’emmagasiner l’énergie sous une forme rapidement utilisable lorsque les besoins cellulaires changent.

Question 51

Dans la phosphorylation au niveau du substrat, les liens thioester sont très importants, ils servent à quoi?
** LA coenzyme A est associé à la molécule de panthoténate et une molécule de 2-mercaptoéthylamine. Le groupement thiol est à l’extrémité

Answer 51

L’énergie contenue dans les liens thioester sont utilisé pour produire de l’ATP. Elle sert aussi au transfert des groupements acyle à des molécules réceptrices.