Module 6 : Les 12 précurseurs et leurs sentiers centraux

Question 1

Compléter les phrases suivantes sur les caractéristiques principales de la glycolyse :

La glycolyse est formée de __ réactions catalysée par des enzymes localisées dans le _______. Ce sentier est divisible en 2 phases de 5 réactions. La première phase transforme le _______, un hexose, en 2 molecules de 3 carbones : ______________ (___). Cette phase _________ 2 ATP. La deuxième phase convertit les 2 molecules à 3 carbones en _________. Cette phase produit 4 ___ et 2 ______. La glycolyse est un processus ________, c’est-à-dire que la présence d___________ n’est pas nécessaire à son fonctionnement.

Answer 1

10, Cytosol, glucose, glycéraldehyde-3-phosphate (GAP), consomme, ATP, NADH, anaérobie et oxygène.

Question 2

Par quel mécanisme la glycolyse génère-t-elle directement de l’ATP?

Answer 2

La formation d’ATP aux étapes 7 et 10 se fait par la phosphorylation au niveau du substrat.

Question 3

Comment la cellule regénère-t-elle le NAD+?

Answer 3

Chez les organismes aérobies : le NAD+ est régénéré par phosphorylation oxydative à l’aide de la chaine de transport des électrons

Chez les anaérobies : la respiration anaérobie et la fermentation (plusieurs types) régénèrent le NAD+

Question 4

Quels sont les 2 principaux produits de la voie des pentoses phosphate et comment la cellules les utilise-t-elle?

Answer 4

NADPH et ribose-5-phosphate (R5P)

NADPH : fournit le potentiel réducteur nécessaire aux sentiers réductifs de biosynthèse en plus de jouer un rôle clé dans la protection contre les dérivés réactifs d’oxygène.

R5P : précurseur de la synthèse des nucléotides et donc de l’ADN, de l’ARN ainsi que de différents cofacteurs.

Question 5

Comment la cellule catabolise-t-elle les molécules de ribose en excès?

Answer 5

Dans la phase non-oxydative, 3 molécules de R5P sont converties en 2 molécules de fructose-6-phosphate (F6P) et une molécule de GAP via des réactions réversibles.

Question 6

Vrai ou faux? « la synthèse de l’ADN et de l’ARN dépend directement de la voie des pentoses phosphate »

Answer 6

vrai

Question 7

Vrai ou faux? « La phase oxydative de la voie des pentoses phosphate est irréversible »

Answer 7

vrai

Question 8

Vrai ou faux? « 2 molécules de NADPH sont produites par molécule de G6P entrant dans la voie des pentoses phosphate »

Answer 8

vrai

Question 9

Vrai ou faux? « La phase non oxydative de la voie des pentose phosphate est entièrement réversible »

Answer 9

vrai

Question 10

Quelle est l’étape du cycle de Krebs est une phosphorylation au niveau du substrat?

Answer 10

L’étape 5 catalysée par le succinyl-CoA synthétase permet la formation d’une molécule de GTP (chez les mammifères) ou d’ATP (chez les plantes et les bactéries) via la phosphorylation au niveau du substrat.

Question 11

Combien y a-t-il de réactions d’oxydoréduction dans le cycle de Krebs?

Answer 11

4

Question 12

Quelles sont les étapes d’oxydoréduction dans le cycle de Krebs et quel type d’équivalent réducteur produisent-elles?

Answer 12

• Étape 3, catalysée par l’isocitrate déshydrogénase produit un NADH
• Étape 4, catalysée par l’alpha-cétoglutarate déshydrogénase produit un NADH
• Étape 6, catalysée par la succinate déshydrogénase produit un FADH2
• Étape 8, catalysée par la malate déshydrogénase produit un NADH

Question 13

A) En quoi la succinate déshydrogénase est-elle différente des autres enzymes du cycle de Krebs? B) De quel autre sentier cette enzyme fait-elle partie?

Answer 13

A) C’est la seule enzyme du cycle de Krebs qui est associée à la membrane

B) elle fait partie de la chaine de transport d’électron (complexe II)

Question 14

Complétez la phrase :
Le cycle de Krebs convertit ______ un groupement à 2 atomes de carbone, en _____ par ______. Dans le processus, il y a _____ de coenzymes. La coenzyme qui sert de transporteur d’électron mobile et soluble dans l’eau se nomme ____. L’autre coenzyme réduite lors du cycle de Krebs et le _____. Ces coenzymes permettent de faire le lien entre le cycle de Krebs et ______.

Answer 14

Acétyle, CO2, oxydation, réduction, NAD+, FADH2, la chaine de transport d’électrons

Question 15

Pourquoi certains organismes anaérobies contiennent-ils des enzymes du cycle de Krebs alors que, comme nous l’avons vu plus tôt, ce cycle ne fonctionne pas en absence d’O2.

Answer 15

Les organismes anaérobies possèdent quelques enzymes du cycle de Krebs parce que les intermédiaires du cycle de Krebs sont les précurseurs de la synthèse d’autres biomolécules.

Question 16

Pourquoi ces mêmes organismes anaérobie ne possèdent-ils pas un cycle de Krebs complet?

Answer 16

Ça leur permet de limiter la production de coenzymes réduites qui devraient être réoxydées par la suite

Question 17

Quelle est l’utilité pour un microorganisme de posséder un cycle de Krebs partiel et inversé?

Answer 17

Cela lui permet de produire les intermédiaires nécessaires pour les réactions anaboliques

Question 18

Qu’est-ce qu’une réaction anaplérotique?

Answer 18

Une réaction qui regarnit les sentiers centraux intermédiaires.

Question 19

Quelles-sont les différences et les similitudes entre le sentier Entner-Doudoroff (ED) et le sentier Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)?

Answer 19

Les 2 sentiers commencent (ou presque) par la phosphorylation du substrat = coute 1 ATP

Leur phase des hexoses est différente :
a) Pour ED, les réactions 2 et 3 sont les 2 premières réactions de la voie des pentoses phosphate. = production de NADPH
b) ensuite, le 6P-gluconate est déshydraté par la 6-phosphogluconate pour couper par la KDPG aldolase = production de 1 GAP et 1 pyruvate

La phase des trioses est identique pour les 2 sentiers SAUF qu’un seul GAP entre dans cette phase avec la glycolyse ED, tandis que pour la glycolyse classique, 2 molécules de GAP entrent dans la phase des triodes par molécule de glucose de départ.

Question 20

Lequel de ces énoncés décrit le mieux la relation entre le delta G et la vitesse d’une réaction?
a) Le delta G est directement proportionnel à la vitesse de la réaction
b) le delta G est inversement proportionnel à la vitesse de la réaction
c) si le delta G est positif, la réaction est favorable vers la droite
d) si le delta G est négatif, la réaction est à l’équilibre
e) le delta G ne donne aucune information sur la vitesse de la réaction

Answer 20

e) le delta G ne donne aucune information sur la vitesse de la réaction

Question 21

Nommez les principales autres formes d’énergie (autre que ATP) utilisées par la cellule?

Answer 21

• Les cofacteurs transportant un « pouvoir réducteur »
• le potentiel membranaire (force protonmotrice)

Question 22

Définir le potentiel de d’oxydoréduction (E)

Answer 22

Le potentiel de réduction, E, est la mesure de l’affinité pour les électrons. L’unité de mesure est le volt.

Question 23

Quelle est la différence entre le E et le E°’?

Answer 23

E°’ est le potentiel de réduction d’une substance chimique dans les conditions biochimiques standards, soit à 25°C, pH 7 , pression de 1 atm et que les concentrations des formes oxydées et réduites de la substance chimique sont de 1 molaire.

Question 24

Vrai ou faux? « Lorsqu’une réaction chimique est à l’équilibre, la vitesse de transformation des réactifs en produits est égale à la vitesse de transformation des produits en réactifs »

Answer 24

Vrai

Question 25

Vrai ou faux? « Le delta G total d’une réaction couplée est la somme des delta G des réactions considérées individuellement »

Answer 25

Vrai

Question 26

Vrai ou faux? « Une réaction d’oxydation est toujours accompagnée d’une réaction de réduction »

Answer 26

Vrai

Question 27

Vrai ou faux? « Le NAD+ est utilisé principalement dans les voies cataboliques où il agit comme un agent oxydant alors que le NADPH est utilisé comme agent réducteur dans les voies de biosynthèse »

Answer 27

Vrai

Question 28

Vrai ou faux? « Une valeur négative de E indique une faible affinité pour les électrons »

Answer 28

Vrai

Question 29

Vrai ou faux? « Un agent oxydant a une faible affinité pour les électrons »

Answer 29

Faux, un agent oxydant est un accepteur d’électrons. Par conséquent, il a une forte affinité pour les électrons

Question 30

En théorie, en analysant les sources de carbones, d’énergie et d’électrons, on obtient 8 groupes trophiques possibles. En pratique, on en retrouve fréquemment 4 groupes (les autres sont bcp plus rares), pourquoi?

Answer 30

Les lithotrophes sont généralement autotrophes (lorsqu’il n’y a pas de molécules organiques disponible comme source d’électron, il n’y en pas non plus comme source de carbone)

Lorsque des composés organiques sont disponibles, les organismes capables de les utiliser vont préférer ces sources puisque le rendement est meilleur. Donc, si une source organique d’électron est disponible (organotrophe), cette même source sera préférentiellement utilisée comme source de carbone (hétérotrophe)

Question 31

Je suis une plante qui utilise la photosynthèse pour produire mon énergie, le CO2 de l’air comme source de carbone et l’eau comme source d’électrons. À quel type trophique est-ce que j’appartient?

Answer 31

Photo-litho-autotrophe

Question 32

Je suis une archée qui utilise le CO2 pour produire mon énergie, le CO2 comme source de carbone et le CO2 comme source d’électrons. À quel type trophique est-ce que j’appartient?

Answer 32

Chimio-litho-autotrophe

Question 33

Parmi les enzymes suivantes, cochez celles qui sont actives lorsque Escherichia coli se trouve en aérobie, en présence de glucose.

A. pyruvate formate lyase
B. pyruvate déshydrogénase
C. alpha-cétoglutarate déshydrogénase
D. PEP carboxylase
E. fumarate reductase

Answer 33

B, C et D

Question 34

Parmi les enzymes suivantes, cochez celles qui sont actives lorsque Escherichia coli se trouve en anaérobie, en présence de glucose.

A. pyruvate formate lyase
B. pyruvate déshydrogénase
C. alpha-cétoglutarate déshydrogénase
D. PEP carboxylase
E. fumarate reductase

Answer 34

A, D et E

Question 35

Vrai ou faux ? les substances perdent toujours des électrons lorsqu’elles sont réduites.

Answer 35

Faux, elles en gagnent. Une réduction est un gain de d’électrons (et de protons)

Question 36

Vrai ou faux ? Une substance qui possède un potentiel redox élevé est un bon oxydant.

Answer 36

Faux. Plus le potentiel est élevé, plus la tendance à accepter des électrons est forte.

Question 37

Dans une réaction redox, le potentiel de la demi-réaction qui donne les électrons doit-il toujours être plus petit, ou plus grand, que celui de la demi-réaction qui accepte les électrons ?

A. Le plus petit
B. Le plus grand

Answer 37

A. Le plus petit potentiel

Question 38

Lorsque deux demi-réactions participent à une réaction redox, c’est la demi-réation avec le potentiel redox le plus faible ou le plus élevé, qui fournit les électrons à la réaction redox ?

A. le plus faible
B. le plus élevé

Answer 38

A. le plus faible

Question 39

Une réaction spontanée s’accompagne toujours d’une diminution ou d’une augmentation de l’énergie libre ?

A. une diminution
B. une augmentation

Answer 39

A. une diminution

Question 40

Pour la paire redox 2H+/H2 et NO3-/NO2-, écrivez la réaction spontanée qui a lieu en conditions standard, et calculez la force électromotrice de la réaction. Pour cela utilisez le tableau donné dans la présentation du cours.

Answer 40

A. H2 + NO3 - ➙ NO2- + H2O

B. 0,84 V

*feuille de note

Question 41

Pour les couples NAD+ / NADH et 1/2O2 / H2O, écrivez l’équation de la réaction spontanée en conditions standard et et calculez la force électromotrice de la réaction. Pour cela utilisez le tableau donné dans la présentation du cours.

Answer 41

A. NADH+ H+ + 1/2 O2 ➙ NAD+ +H2O

B. 1,14 V

Question 42

Quel(s) est (sont) le(s) métabolite(s) précurseur(s) utilisé(s) pour la biosynthèse de la plupart des sucres?

A. glucose-6-P
B. fructose-6-P
C. glycéraldéhyde-P
D. 3-P-glycérate
E. PEP
F. pyruvate
G. alpha ceto-glutarate
H. succinyl-CoA
I. oxaloacétate
J. ribose-5-P
K. érythrose-5-P
L. Acétyl-CoA

Answer 42

A. glucose-6-P
B. fructose-6-P

Question 43

Quel(s) est (sont) le(s) métabolite(s) précurseur(s) utilisé(s) pour la biosynthèse des acides gras ?

A. glucose-6-P
B. fructose-6-P
C. glycéraldéhyde-P
D. 3-P-glycérate
E. PEP
F. pyruvate
G. alpha ceto-glutarate
H. succinyl-CoA
I. oxaloacétate
J. ribose-5-P
K. érythrose-5-P
L. Acétyl-CoA

Answer 43

L. Acétyl-CoA

Question 44

Une bactérie qui utilise un composé inorganique comme source d’électrons est dite :

Answer 44

lithotrophe