Module 7 : Respiration aérobie, les chimilitotrophe et respiration anaérobie

Question 1

Comment les centres redox sont-ils organisés (distribués)?

Answer 1

Les centres redox sont distribués de telle façon dans les complexes que leur potentiel rédox est croissant et que la distance entre les centres permet un transfert.

Question 2

Complétez la phrase suivante :
La chaîne respiratoire des mitochondries contient __________________ complexes. Ces complexes contiennent de multiples sous-unités protéiques ainsi que d’autres
__________________ qui sont directement impliqués dans le transport des __________________. Les deux transporteurs mobiles sont __________________ et __________________. La chaîne respiratoire est connectée au cycle de Krebs via le __________________ . L’hypothèse __________________ suggère que la formation d’ATP est possible grâce à l’énergie potentielle fournie par le __________________ de la membrane mitochondriale interne.

Answer 2

quatre, cofacteurs/coenzymes, électrons, CoQ et cyt c, complexe II, chimiosmotique, gradient de protons

Question 3

L’ATP synthase contient deux domaines. Quel est le rôle de chacun de ces domaines?

Answer 3

Le domaine F0 est un canal à proton.
Le domaine F1 permet la synthèse de l’ATP.

Question 4

Vrai ou faux? La respiration anaérobie est une série de réactions d’oxydoréductions successives en cascade

Answer 4

vrai

Question 5

Vrai ou faux? La respiration anaérobie régénère (oxydation) le NAD+ et le FAD

Answer 5

vrai

Question 6

Vrai ou faux? La respiration aérobie transporte les électrons jusqu’à l’accepteur final (O2 externe)

Answer 6

vrai

Question 7

Vrai ou faux? La respiration anaérobie transporte les électrons dans le sens des potentiels rédox croissants

Answer 7

vrai

Question 8

Vrai ou faux? La respiration anaérobie permet d’emmagasiner de l’énergie (force proton motrice) pour synthétiser de l’ATP

Answer 8

vrai

Question 9

Vrai ou faux?
Les cytochromes sont des protéines contenant un atome de fer coordonné à un hème qui transfère des électrons dans la chaîne respiratoire.

Answer 9

vrai

Question 10

Vrai ou faux? Dans une chaîne respiratoire fonctionnant normalement, le transport des électrons ne
s’effectue pas sans la formation d’ATP.

Answer 10

Vrai

Question 11

Vrai ou faux? Le complexe IV est le complexe qui transfère les électrons directement à l’O2.

Answer 11

vrai

Question 12

Vrai ou faux? Toutes les composantes de la chaîne respiratoire sont des protéines

Answer 12

faux, l’ubiquinone (CoQ) est un lipide.

Question 13

Vrai ou faux? Le transport d’électrons entraîne une augmentation de la concentration de protons dans la
matrice mitochondriale.

Answer 13

FAUX. La concentration de protons augmente dans l’espace intermembranaire et diminue dans la matrice mitochondriale.

Question 14

Vrai ou faux? L’oxydation d’une mole de succinate via la chaîne de transport des électrons produit 2,5
moles d’ATP.

Answer 14

FAUX. L’oxydation d’une mole de NADP produit 2,5 moles d’ATP, tandis que l’oxydation d’une mole de succinate ne produit que 1,5 mole d’ATP.

Question 15

Vrai ou faux? La production d’ATP requiert de l’énergie qui est fournie par un gradient de concentration de
protons.

Answer 15

vrai

Question 16

Vrai ou faux? Chacun des complexes de la chaîne respiratoire permet le transfert des protons au travers
de la membrane interne.

Answer 16

FAUX. Le complexe II ne permet pas la translocation de proton.

Question 17

Vrai ou faux? Quatre protons doivent passer dans le canal du complexe V vers la matrice mitochondriale
pour qu’une molécule d’ATP soit synthétisée.

Answer 17

FAUX. En théorie, quatre protons sont requis pour la synthèse d’un ATP. Cependant, uniquement trois des quatre protons passent par le canal du complexe V. Le quatrième proton est requis pour le transport du Pi (symport Pi/H+), substrat essentiel à la synthèse d’ATP.

Question 18

Compléter le texte suivant concernant les chimiolithotrophes :
Les chimiolithotrophes consomment des __________________ pour obtenir leur énergie, tandis que les phototrophes utilisent __________________. Les chimiolithotrophes utilisent les composés __________________comme source d’électrons et leur source de carbone est le plus souvent __________________. La plupart des bactéries chimiolithotrophes sont Gram _________________. Elles produisent de l’ATP via __________________.

Answer 18

molécules chimiques, la lumière, inorganiques, dioxyde de carbone (CO2), négatif, la respiration aérobie/phosphorylation oxydative.

Question 19

Pourquoi la respiration anaérobie produit-elle moins d’ATP que la respiration aérobie?

Answer 19

Les accepteurs d’électrons finaux utilisés en anaérobie ont généralement un potentiel réducteur plus faible que l’oxygène. Par conséquent, la chaîne de transport des électrons est plus courte : il y donc moins de protons de pomper par électrons, donc moins de force protomotrice de créer et au final moins d’ATP par électron traversant la chaîne.

Question 20

La dénitrification est un processus aérobie ou anaérobie? Pourquoi les fermiers n’aiment-ils pas ce phénomène?

Answer 20

La dénitrification est un processus anaérobie où le nitrate et le nitrite sont utilisés comme accepteur final d’électron (en absence d’O2).

La dénitrification transforme l’azote fixé présent dans les sols en azote gazeux (N2). Il y a donc un appauvrissement du sol, c’est pourquoi les fermiers n’apprécient pas la dénitrification.

Question 21

Lequel de ces processus n’est pas effectué par les chimiolothotrophes?
a) Réduction de l’ammoniac
b) Oxydation de l’hydrogène
c) Fixation du CO2
d) Nitrification
e) Respiration aérobie
f) Phosphorylation oxydative

Answer 21

a) Réduction de l’ammoniac
* Les chimiolithotrophes oxydent l’ammoniac, ils ne le réduisent pas.

Question 22

Dites si les énoncés ci-dessous font référence à la nitrification ou à la dénitrification.

A. La bactérie Nitrobacter fait de la…
B. Processus qui se produit en conditions anaérobies
C. Transformation du NO3- en N2 atmosphérique
D. La bactérie Nitrosomonas fait de la….
E. Transformation de l’ammoniac en nitrite

Answer 22

A. Nitrification
B. Dénitrification
C. Dénitrification
D. Nitrification
E. Nitrification

Question 23

Parmi les molécules suivantes, lesquelles peuvent être utilisées comme accepteur d’électrons lors de la respiration
a) NO2-
b) Soufre élémentaire (S0)
c) CO2
d) O2
e) DMSO
f) SO4 -2

Answer 23

a,b,c,d,e,f

Ce sont tous des accepteurs possibles d’électrons!

Question 24

Lequel ou lesquels de ces énoncés sont vrais :
a) La respiration aérobie est moins rentable que la respiration anaérobie.
b) Le NO3-, le NO2-, le SO42- et le So sont des accepteurs terminaux d’électrons pour la
respiration anaérobie.
c) Chez E. coli, les respirations anaérobie et aérobie peuvent être observées au même
moment.
d) Le couple NO2-/NH4 sont de meilleurs donneurs d’électrons que le couple NO3-/NO2-.

Answer 24

a) La respiration aérobie est moins rentable que la respiration anaérobie.
FAUX, la respiration aérobie est plus rentable
b) Le NO3-, le NO2- le SO42- et le So sont des accepteurs terminaux d’électrons pour la respiration anaérobie.
VRAI
c) Chez E. coli, les respirations anaérobie et aérobie peuvent être observées au même moment.
FAUX, respiration anaérobie et fermentation
d) Le couple NO2-/NH4+ sont de meilleurs donneurs d’électrons que le couple NO3-/NO2-.
FAUX, le couple NO3-/NO2- sont des meilleurs donneurs d’électrons
NOTE : SI ce type de question est posé à l’examen, vous aurez accès à la « tour des électrons ».

Question 25

Compléter les énoncés suivants :

La réduction assimilatrice entraine la production de composés _______. Il s’agit donc d’une réaction _______.

La réduction dissimilatrice est utilisée lors de la respiration _______ et produit des composés _____ qui sont _______ par l’organisme

Answer 25

Organiques, anaboliques.

Anaérobie, inorganiques, sécrétés.

Question 26

Parmi les composantes de la chaine respiratoire de Paracoccus denitrificans énumées ci-dessous, cochez celles qui ne sont PAS présentes dans la chaine respiratoire de E Coli .

A. Complexe I
B. Complexe II
C. Complexe III (cyt réductase)
D. Complexe IV (cyt oxydase)
E. quinones
F. cytochrome C

Answer 26

C. Complexe III (cyt réductase)
D. Complexe IV (cyt oxydase)
F. cytochrome C

Question 27

Puisque la synthèse d’ATP par phosphorylation oxydative nécessite l’entrée de 3 à 4 protons par l’ATPase, quel est le système de transport qui nécessite le moins d’énergie ?

A. le transport ABC
B. le transport secondaire

Answer 27

B. le transport secondaire

Le transport secondaire ne demande qu’un seul proton par molécule transportée (donc équivalent à 1/3 ou 1/4 d’ATP), alors que le transport ABC nécessite 1 ATP par molécule transportée.

Question 28

Lequel des éléments suivants est non indispensable pour le couplage de la force proton motrice à la synthèse d’ATP ?

A. une membrane imperméable aux protons
B. un accepteur d’électrons
C. une réaction cytoplasmique de phosphorylation au niveau du substrat
D. une chaine respiratoire
E. une ATP synthase

Answer 28

C. une réaction cytoplasmique de phosphorylation au niveau du substrat

Question 29

Dans la respiration, le potentiel redox de l’accepteur terminal d’électrons doit-il être plus positif, plus négatif, ou le même que le potentiel redox de la source d’énergie ?

A. plus négatif
B. plus positif
C. le même

Answer 29

B. plus positif

Question 30

Lesquels de ces énoncés sont faux?

a. le cytochrome c est périplasmique
b. le complexe IV est un site de couplage
c. le complexe I oxyde les quinones
d. le complexe II réduit les quinones
e. les centre Fe-S sont des transporteurs d’électrons et de protons
f. les flavoprotéines (FAD, FMN) sont des transporteurs de protons et d’électrons
g. les quinones sont des transporteurs hydrosolubles d’électrons et de protons

Answer 30

c. le complexe I oxyde les quinones
e. les centre Fe-S sont des transporteurs d’électrons et de protons
g. les quinones sont des transporteurs hydrosolubles d’électrons et de protons

sont faux

Question 31

Mettez dans l’ordre les différentes composantes de la chaine respiratoire, du potentiel le plus faible au potentiel le plus élevé.

1. Quinones
2. cytochrome aa3
3. cytochrome c1 (complexe III)
4. cytochrome b (complexe III)
5. cytochrome c
6. NADH déshydrogénase
7. Oxygène

Answer 31

1. NADH déshydrogénase
2. Quinones
3. Cytochrome b
4. Cytochrome C1
5. Cytochrome C
6. Cytochrome aa3
7. oxygène

Question 31

Mettez dans l’ordre les différentes composantes de la chaine respiratoire, du potentiel le plus faible au potentiel le plus élevé.

1. Quinones
2. cytochrome aa3
3. cytochrome c1 (complexe III)
4. cytochrome b (complexe III)
5. cytochrome c
6. NADH déshydrogénase
7. Oxygène

Answer 31

1. NADH déshydrogénase
2. Quinones
3. Cytochrome b
4. Cytochrome C1
5. Cytochrome C
6. Cytochrome aa3
7. oxygène

Question 32

Parmi les complexes de la chaine de transport d’électrons ci-dessous, lesquels transportent à la fois des électrons et des protons ?

A. Complexe I
B. Complexe II
C. Complexe III
D. Complexe IV

Answer 32

A, C et D

Question 33

Vrai ou faux ? Les chimiolithotrophes ont une capacité de croissance rapide, mais poussent néanmoins lentement à cause de la concurrence entre différents genres de bactéries pour un même substrat

Answer 33

faux

Question 34

Vrai ou faux? Les chimiolithotrophes doivent toutes, sans exception, utiliser la chaine de transport d’électrons inversée pour produire du NADH + H+

Answer 34

faux

Question 35

vrai ou faux? Dans un biotope donné, les chimiolithotrophes métabolisent beaucoup de substrat, sans pour autant se multiplier de manière efficace

Answer 35

vrai

Question 36

vrai ou faux?
Pour pouvoir bénéficier d’une source abondante de Fe2+, les bactéries du genre thiobacillus doivent obligatoirement être acidophiles.

Answer 36

vrai

Question 37

vrai ou faux? Plus la différence de potentiel entre le donneur d’électrons et l’accepteur est petite, plus la chaine de transport des électrons est courte.

Answer 37

vrai

Question 38

La ou les réactions suivantes sont catalysées par quels types de chimiolithotrophes ;

H2 + 1/2 O2 ➔ H2O

Answer 38

Bactéries oxydant l’hydrogène

Question 39

La ou les réactions suivantes sont catalysées par quels types de chimiolithotrophes ;

H2S + 1/2 O2 ➔ S + H2O

2Fe2+ + 2H+ + 1/2 O2 ➔ 2Fe3+ + H2O

S + 3/2 O2 + H2O ➔ SO42- + 2H+

H2S + 2 O2 ➔ SO42- + 2H+

Answer 39

Bactéries du genre Thiobacillus

Question 40

La ou les réactions suivantes sont catalysées par quels types de chimiolithotrophes ;

NH3 + 3/2 O2 ➔ HNO2 + H2O

Answer 40

Bactéries du genre Nitrosomonas

Question 41

La ou les réactions suivantes sont catalysées par quels types de chimiolithotrophes ;

NO2- + 1/2 O2 ➔ NO3- + H2O

Answer 41

Bactéries du genre Nitrobacter

Question 42

En examinant la “tour des électrons”, classez les molécules réduites ci-dessous en allant de celle qui libère le moins d’énergie à celle qui libère le plus d’énergie, lorsque l’accepteur d’électrons est l’oxygène.

A. Hydrogène
B. Fe2+
C. nitrite
D. hydrogène sulfuré

Answer 42

1. Fe2+
2. Nitrite
3. hydrogène sulfulré
4. hydrogène

Question 43

Parmi les composés ci-dessous, quels sont ceux qui peuvent servir de donneur d’électrons pour des bactéries chimiolithotrophes ?

A. NH3
B. hydrogène H2
C. nitrate
D. H2S
E. nitrite
F. Fe2+
G. N2
H. Fe3+
I. sulfate
J. soufre

Answer 43

A. NH3
B. hydrogène H2
D. H2S
E. nitrite
F. Fe2+
J. soufre