Module 6 - Métabolisme et bioénergétique

Question 1

Vrai ou Faux: La majorité des réactions métaboliques n’ont pas besoin d’enzymes pour supporter la vie - les enzymes vont simplement accélérer la réaction.

Answer 1

Faux: Sans enzymes, les réactions métaboliques seraient trop lentes pour supporter la vie.

Question 2

Qu’est-ce qu’un sentier catabolique? Qu’est-ce qui le caractérise?

Answer 2

Des sentiers qui libèrent l’énergie (ils sont exergoniques). Dans un sentier catabolique, des nutriments (glucides, lipides et protéines) sont convertis en produits plus simples, tel que l’eau, le CO2 et l’ammoniaque (NH3). Une partie de l’énergie est conservée pour créer de l’ATP, de l’NADH et de l’NADPH - le reste est dissipé sous forme de chaleur.

Question 3

Qu’est-ce qu’un sentier anabolique (voie de biosynthèse)? Qu’est-ce qui le caractérise?

Answer 3

Des sentiers qui requièrent de l’énergie sous forme d’ATP et/ou l’NADH (ils sont endogoniques). Ils utilisent des petites molécules pour construire des molécules plus grosses et plus complexes, tel que les lipides, les glucides et les protéines.

Question 4

En terme de sentiers anaboliques/cataboliques, qu’est-ce que l’ATP? Le NAD(P)+? Le NAD(P)H?

Answer 4

ATP: La connexion énergétique entre les sentiers cataboliques et anaboliques.
NAD(P)+: Le principal agent oxydant (accepteur d’électrons).
NAD(P)H: Le principal agent réducteur (donneur d’électrons).

Question 5

Qu’est-ce qu’un sentier métabolique linéaire?

Answer 5

Un sentier constitué de réactions enzymatiques indépendantes où le produit de l’une est le substrat de l’autre.

Question 6

Qu’est-ce qu’un sentier métabolique circulaire?

Answer 6

Un sentier où le produit initiale est régénéré via une série de réaction où le produit d’une réaction est le substrat d’une autre.

Question 7

Qu’est-ce qu’un sentier métabolique spiralé?

Answer 7

Un sentier où la même suite de réaction est répétée pour allonger ou racourcir une molécule.

Question 8

Pourquoi dit-on que les sentiers cataboliques sont convergents?

Answer 8

Parce qu’ils transforment un grand nombre de substrats en une variété limité de produits.

Question 9

Pourquoi dit-on que les sentiers anaboliques sont divergents?

Answer 9

Parce qu’ils synthétisent une grande variété de produits à partir d’une variété limitée de susbtrats précuseurs.

Question 10

Que sont les caratéristiques des sentiers métaboliques?

Answer 10

• Interdépendants (les voies anaboliques sont couplées aux voies cataboliques)
• Branchés et interconnectés (Peuvent partager certains métabolites et précurseurs). Par conséquent, le début et la fin d’un sentier métabolique est arbitraire.
• Irréversibles et régulés.

Question 11

Qu’est-ce que des sentiers antagonistes?

Answer 11

Deux sentiers métaboliques. Un des sentiers synthétise une molécule donnée et l’autre dégrade cette même molécule. Ils ne peuvent pas avoir lieu en même temps.

Question 12

À quoi sert la 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.

Question 13

Qu’est-ce que la spécialization cellulaire?

Answer 13

Le fait que différentes cellules dans un organisme multicellulaire se sont spécialisées pour former des tissus d’un organ.

Question 14

Vrai ou Faux: Les sentiers métaboliques évoluent.

Answer 14

Vrai.

Question 15

Qu’est-ce qu’un système ouvert?

Answer 15

Un système qui peut échanger de l’énergie et la matière avec l’environnement.

Question 16

Qu’est-ce qu’un système fermé?

Answer 16

Un système qui peut seulement échangent de l’énergie avec l’environnement.

Question 17

Qu’est-ce qu’un système isolé?

Answer 17

Un système qui ne peut échanger ni énergie ni matière avec l’environnement.

Question 18

Quel est le premier principe de la thermodynamie?

Answer 18

L’énergie totale de l’environnement reste constante.

Question 19

Quel est le second principe de la thermodynamie?

Answer 19

L’entropie de l’univers augmente.

Question 20

Quel système (ouvert, isolé, fermé) est utilisé dans les cellules?

Answer 20

Un système ouvert.

Question 21

Qu’est-ce que la bioénergétique?

Answer 21

L’étude des variations énergétiques associée au réactions biochimiques.

Question 22

Vrai ou Faux: La cellule vivante n’est jamais en équilibre avec son environnement. Elle est plutôt dans un état stationnaire dynamique.

Answer 22

Vrai.

Question 23

À quoi sert la valeur ΔG (variation d’énergie libre)?

Answer 23

Elle nous renseigne sur le sens de l’évolution d’un système réactionel.

Question 24

Qu’est-ce qu’une valeur de ΔG=0 nous indique sur un système?

Answer 24

Que le système est à l’équilibre (A + B C + D). Il n’y a aucun flux net dans une direction.

Question 25

Qu’est-ce qu’une valeur négative de ΔG nous indique sur un système?

Answer 25

La réaction se produira dans le sens indiqué (A + B –> C + D) - elle est exergonique.

Question 26

Qu’est-ce qu’une valuer positive de ΔG nous indique sur un système?

Answer 26

La réaction se produira dans la direction inverse du sens indiqué (A + B

Question 27

Vrai ou Faux: Une valeur de ΔG entre -10kJ et +10kJ indique une réaction irreversible.

Answer 27

Faux: Une valeur de ΔG enter -10kJ et +10kJ indique une réaction réversible: Au dessus ou en dessous de ces valeurs, la réaction est irréversible.

Question 28

Quelle est la formule pour calculer ΔG?

Answer 28

ΔG = ∆G° + RT ln[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b (R = La constante des gaz parfaits (8,315^10-3kJ/mol K) et T = la température en degrées Kelvin).

Question 29

Qu’est-ce que la valeur ∆G°?

Answer 29

Une constante qui est spécifique pour chaque réaction. Elle dépends des propriétés intrisiques des molécules qui réagissent.

Question 30

Quelle est la différence entre ∆G et ∆G°?

Answer 30

∆G° est la variation de l’énergie libre standard tandit que ∆G est la variation actuelle d’énergie libre.

Question 31

Que sont les conditions de réactions standards biochimiques?

Answer 31

• [A], [B], [C], [D] = 1,0M
• Température = 298K (25°C)
• La concentration de tout les protons = 10^-7M, ou pH = 7.
• Concentration de l’eau = 55M.

Question 32

Vrai ou Faux: La variation d’énergie libre totale d’une série de réactions couplées chimiquement est égale à la somme des variations d’énergie libre considérées individuellement.

Answer 32

Vrai.

Question 33

Quelle est la différence entre l’état stationnaire (homéostasie) et l’état à l’équilibre?

Answer 33

Dans l’état stationnaire, ∆G < 0 tandit que dans l’état à l’équilibre, ∆G = 0.

Question 34

Que sont les 4 façons de synthétiser de l’ATP? Où est-ce que chaque méthode est-elle trouvée?

Answer 34

• Phosphorylation oxydative (chez les organismes qui respirent)
• Photophosphorylation/photosynthèse (chez les organismes qui effectuent la photosynthèse).
• Phosphorylation des substrats
• Transphosphorylation entre nucléotides

Question 35

Est-ce que l’hydrolyse de l’ATP est exergonique ou endogonique?

Answer 35

Exergonique.

Question 36

Quel est le rôle des composés riche en énergie dans le métabolisme?

Answer 36

• La synthèse de l’ATP
• Le stockage de l’énergie
• Le transport de l’énergie dans la cellule.

Question 37

Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydation?

Answer 37

Une réaction provoquant la perte d’un électron.

Question 38

Qu’est-ce qu’une réaction de réduction?

Answer 38

Une réaction provoquant le gain d’un électron.

Question 39

Qu’est-ce qu’un agent de réduction?

Answer 39

Un donneur d’électron. Il est oxydé après la réaction.

Question 40

Qu’est-ce qu’un agent d’oxydation?

Answer 40

Un accepteur d’électron. Il est réduit après la réaction.

Question 41

Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydoréduction?

Answer 41

2 demi-réactions couplés ensemble (une réaction d’oxydation et une réaction de réduction).

Question 42

Qu’est-ce que le potentiel de réduction (E)?

Answer 42

La mesure de la tendance des espèces chimiques à être réduites ou oxydées. Plus E est petit, plus l’espèce est un meilleure agent réducteur. Inversement, plus E est grand, plus l’espèce est un meilleure agent oxydant.

Question 43

À quoi sert le potentiel standard de réduction (E°’)?

Answer 43

Il permet de comparer le potentiel de réduction dans des conditions biochimiques standard.

Question 44

Quand E°’ est négatif, est-ce que la molécule est un agent réducteur ou un agent oxydant? Quand E°’ est positif?

Answer 44

• Quand E°’ est négatif, la molécule est un agent réducteur.

- Quand E°’ est positif, la molécule est un agent oxydant.

Question 45

Que sont les trois agents oxydants à retenir pour le cours? Quelle est leur forme réduite? Quelle est leur caractéristique?

Answer 45

• NAD(P)+: Forme réduite = NAD(P)H. La caractéristique est qu’il est hydrosoluble.
• FMN ou FAD: Forme réduite = FMNH2 ou FADH2. La caractéristique est qu’il est un groupement prosthétique.
• Ubiquinone (coenzyme Q ou CoQ ou Q): Forme réduite = QH2. La caractéristique est qu’il est liposoluble.

Question 46

Quelle est la structure du NAD(P)+?

Answer 46

Ce sont des dinucléotides cycliques. Ils sont formés par une liaison d’un AMP à un nucléotide contenant le groupement nicotinamide.

Question 47

Quelle est la structure du FMN/FAD?

Answer 47

FMN: un mononucléotide lié à un alditol (dérivé d’ose).
FAD: un dinucléotide formé d’une liaison d’un AMP à la portion glucidique du FMN.

Question 48

Quelle est la structure de l’ubiquinone (Q)?

Answer 48

Une molécule cyclique de 6 carbones, dont 4 sont liés à un oxygène, un à un CH3 et un à une chaîne de lipide.