Bioénergétique bases Flashcards
(101 cards)
1
Q
L’énergie est la capacité…
A
… d’effectuer un travail (W) et/ou de fournir de la chaleur
2
Q
La thermodynamique étudie l’évolution d’un système de son état initial vers son état final (équilibre) et permet de prévoir le caractère spontané (ou non) d’une réaction.
MAIS ne renseigne pas…
A
… sur la vitesse de transformation ni sur leurs mécanismes moléculaires.
3
Q
La bioénergétique est…
A
… la thermodynamique appliquée à la biologie.
4
Q
La bioénergétique étudie…
A
… les processus de transfert et de transduction énergétique et les mécanismes biochimiques qui les sous-tendent.
5
Q
Une transformation physique modifie…
A
…l’état, la forme ou les dimensions d’une substance.
MAIS pas sa nature.
6
Q
Une transformation chimique modifie…
A
…la nature de la substance par un réarrangement atomique (Lavoisier: conservation matière).
7
Q
Un système ouvert…
A
… peut échanger de la matière et de l’énergie avec son environnement.
(ex: organisme vivant, cellule)
8
Q
Un système fermé…
A
…peut échanger de l’énergie mais pas de la matière.
ex: thermomètre à mercure
9
Q
Un système isolé…
A
… ne peut échanger ni matière, ni énergie.
ex: l’univers, un calorimètre
10
Q
Une paroi déformable…
A
… permet d’échanger un travail
11
Q
Une paroi diatherme…
A
… permet d’échanger de la chaleur
12
Q
Une paroi adiabatique…
A
… (calorifugé) empêche l’échanger de chaleur
13
Q
Une paroi perméable…
A
… permet l’échanger de matière.
14
Q
Une transformation isochore se fait…
A
… à volume constant
15
Q
Les variables extensives…
A
… dépendent de la quantité de matière et sont additives.
Elles mesurent la taille, le contenu du système.
(Masse, Volume, Charge électrique, Mole, Entropie, Enthalpie, Energie libre, Capacité calorifique…)
16
Q
Les variables intensives…
A
… sont indépendantes de la quantité de matière et ne sont pas additives.
Elles caractérisent le système.
17
Q
Le rapport de deux variables extensibles …
A
... est une variable intensive. ex: masse volumique= m/V concentration = n/V capacité calorifique spécifique= Cc/m
18
Q
Le produit d’une variable extensive par une variable intensive…
A
… est une variable extensive.
ex:
masse= masse volumique.V
n=C.V
19
Q
Une joule est…
A
… l’énergie nécessaire pour déplacer
un objet en appliquant une force de 1 Newton sur une distance de 1 m.
1 J = 1 kg.m^2.s^-2
20
Q
Un processus réversible peut être inversé…
A
…par une variation infinitésimale (changement infiniment petit) d’une variable.
21
Q
Les processus biologiques sont irréversibles OU réversible?
A
Les processus biologiques sont irréversibles mais de nombreuses réactions biochimiques fonctionnent près de l’état d’équilibre.
22
Q
La variation d’enthalpie du système correspond à…
A
… la chaleur échangée avec le milieu extérieur
à pression constante.
ΔH=Q
(c’est à dire la quantité d’énergie sous forme de chaleur)
23
Q
Si la pression est constante, lorsque ΔH<0 , la réaction…
A
… est exothermique, elle libère de la chaleur.
24
Q
Si la pression est constante, lorsque ΔH>0 , la réaction…
A
… est endothermique, elle absorbe de la chaleur
25
L’enthalpie représente le contenu d’énergie thermique du système et reflète...
...le type et le nombre de liaisons chimiques au sein des molécules du système (réactifs et produits)
26
L'état standard est ..
... un état de référence qui reflète la forme la plus stable d'un corps pur ou composé, à une pression de 1 atm. et généralement une température de 298°K.
27
V/F il peut y avoir un état standard à n'importe quelle température, mais la plupart des réactions thermochimiques sont établies à 25°C.
V
28
L'enthalpie standard de formation...
est la variation d'enthalpie qui accompagne la formation d'une mole de composé à partir des corps simples qui se trouvent dans leur état standard généralement à 298°K
29
L’enthalpie est une variable extensive ou intensive?
L’enthalpie est une variable extensive, càd additive et l’enthalpie standard d’une réaction (DH0) peut être calculée par la loi de de Hess (ou loi d’additivité des chaleurs de réactions)
30
Une transformation est spontanée...
... si l'énergie libre du système diminue au cours de cette transformation.
ΔGsyst<0
31
Un travail permet de réaliser un évenement qui....
... ne se produirait pas spontanément et permet de forcer un phénomène défendu par la thermodynamique.
32
Pour la réalisation d'un phénomène non spontané, il faut fournir une quantité d'énergie libre...
... au moins égale à l'énergie dépensée.
(si ΔG1 (processus endergonique à accomplir) et ΔG2 (processus exergonique qui alimente), alors la somme des 2 doit être ΔG1)
33
L'énergie libre standard de formation (ΔGf°) d'un composé est...
... la variation d'énergie libre qui accompagne la formation d'une mole de ce composé, à partir de ses éléments et se trouvant dans leur état standard.
(en kJ.mol-1)
34
L'énergie libre standard de réaction (ΔG°) est ...
...la différence d'énergie libre de formation (ΔGf°) entre les produits purs et les réactifs purs dans leur état standard.
35
Un processus est spontané si le système évolue vers un état final énergétiquement plus...
...faible, et plus stable, càd vers son état d'équilibre.
| Le processus est alors irréversible (niveau énergétique plus stable que le niveau initial).
36
Lors d'une réaction éxergonique, l'énergie potentielle des produits est "?????" à celle des réactifs, et la réaction se déroule de ???? à ????.
Lors d'une réaction éxergonique, l'énergie potentielle des produits est INFERIEURE à celle des réactifs, et la réaction se déroule de GAUCHE à DROITE.
SENS THERMODYNAMIQUEMENT FAVORABLE.
37
Lors d'une réaction endergonique, l'énergie libre des produits est "?????" à celle des réactifs.
Le sens de la réaction est thermodynamiquement ???????.
Lors d'une réaction endergonique, l'énergie libre des produits est SUPERIEURE à celle des réactifs.
Le sens de la réaction est thermodynamiquement DEFAVORABLE.
(une source d'énergie extérieure est nécessaire pour permettre à la réaction de s'accomplir dans le sens de formation des produits).
38
Une réaction exergonique favorise...
... la formation des produits.
39
Une réaction endergonique favorise...
... la formation des réactifs.
40
V/F? Une réaction thermodynamiquement favorable ne se produit pas nécessairement rapidement.
Vrai
| ex: hydrolyse ATP, ΔG'°=-7,3 kcal/mol ou -30,5 kJ/mol, mais ATP dissout dans l'eau reste stable plusieurs jours
41
L'énergie d'activation, Ea qui est spécifique à chaque réaction est..
... le niveau minimal d'énergie que doivent atteindre les molécules de réactifs pour permettre le déroulement de la réaction.
42
Afin d'atteindre un niveau minimal pour franchir la barrière d'activation, les molécules de réactifs doivent passer par...
... un état intermédiaire (ou de transition).
NB: à l'état de transition les réactifs ont un niveau énergétique plus élevé qu'à l'état initial.
43
V/F Il n'est pas nécessaire d'atteindre la barrière d'énergie d'activation afin de permettre le bon déroulement d'une réaction.
FAUX
Les molécules de réactifs doivent passer par un état de transition qui correspond au niveau d'énergie minimal qui leur permet de franchir la Barrière d'énergie d'activation = étape INDISPENSABLE au déroulement de la réaction.
44
La vitesse d'une réaction dépend...
... de la fraction de molécules de réactifs qui possèdent un niveau d'énergie au moins égal à Ea.
45
L'énergie d'activation élevée des réactions chimiques permet...
... d'éviter que la plupart des réactions ne se déroulent spontanément. Ce qui permet de maintenir la cellule normale dans un état stationnaire compatible avec son fonctionnement normal.
46
V/F Les enzymes modifient l'équilibre de la réaction, ainsi que le sens prévu par la thermodynamique. De manière à atteindre plus rapidement l'équilibre.
FAUX!!!
Les enzymes NE modifient PAS l'équilibre de la réaction NI le sens prévu par la thermodynamique. Mais permettent d'atteindre plus rapidement l'équilibre.
47
Les enzymes permettent de catalyser les réactions en...
... diminuant l'énergie d'activation Ea des réactions.
48
V/F Le travail que nous accomplissons est TOUJOURS inférieur à l'énergie que nous dépensons
VRAI.
| Une taxe entropique est TOUJOURS prélevée sur toute transaction énergétique.
49
V/F L'organisme humain produit en moyenne 55kg d'ATP/J
FAUX.
L'organisme humain consomme en moyenne 55kg d'ATP/J alors qu'il ne possède qu'une réserve limitée d'ATP de 80-100 g.
Le pool d'ATP est recyclé 500-1000 fois/jours
50
V/F Les besoins quotidiens en ATP de l’organisme humain sont en moyenne 500 à 1000 fois supérieurs aux réserves en ATP de l’organisme.
VRAI
51
V/F Le couplage énergétique associe un processus endergonique (ΔG > 0) à un processus exergonique (ΔG < 0) et la somme des ΔG des 2 réactions couplées doit être > 0.
FAUX.
| Somme ΔG < 0
52
L'oxydation est...
... une perte d'électron.
OU une perte d'atomes d'hydrogène.
OU un gain d'oxygène.
53
La réduction est...
... un gain d'électron.
OU un gain d'atomes d'hydrogène.
OU une perte d'oxygène.
54
Un oxydant est...
... un accepteur de protons
55
Un réducteur est...
... un donneur de protons
56
V/F Une réaction redox est une réaction couplée au cours de laquelle se produit un transfert spontané d'électron d'un oxydant vers un réducteur.
FAUX
Une réaction redox est une réaction couplée au cours de laquelle se produit un transfert spontané d'électron d'un REDUCTEUR vers un OXYDANT.
57
Le potentiel redox traduit...
... l'affinité d'un couple pour les électrons. (en Volts)
58
Plus un potentiel redox est faible...
... plus le couple redox a un pouvoir réducteur fort.
(E faible = faible affinité pour les électrons;
Pouvoir reducteur fort = cède facilement électrons).
59
Plus un potentiel redox est élevé...
... plus le couple redox a un pouvoir réducteur faible.
(E fort = forte affinité pour les électrons;
Pouvoir réducteur faible = cède difficilement électrons).
60
V/F un ∆E négatif prédit une réaction spontanée
FAUX
un ∆E négatif, prédit un ∆G positif donc une réaction NON spontanée.
∆G = -nF.∆E
61
L'univers est considéré comme un système...
... ISOLÉ
62
La biosphère peut être considérée comme un système...
... OUVERT
63
Le catabolisme est ...
...l'ensemble des réactions de dégradation (exergoniques).
64
L'anabolisme est....
... l'ensemble des réactions de biosynthèse (endergoniques).
65
V/F Le NADPH est le coenzyme majeur des réactions de catabolisme.
FAUX
| Le NADPH est le cozneyme majeur des majeur des réactions de réduction (anabolisme).
66
V/F le NAD+ est le coenzyme majeur des réactions de réduction.
FAUX
| Le NAD+ est le coenzyme majeur des réactions d'oxydation (catabolisme).
67
L'oxydation d'une mole de NADH par l'O2 libère...
... -52,5 kcal/mol
68
L'oxydation d'une mole de FADH2 par l'O2 libère...
... -47,8 kcal/mol
69
Au niveau de la chaine respiratoire, la synthèse d'ATP se produit lorsque les protons...
... retournent passivement selon leur gradient électrochimique vers la matrice mitochondriale, via l'ATP synthase.
70
la chaine respiratoire mitochondriale est composée de...
... 4 complexes multienzymatiques membranaires (I à IV) reliés par 2 transporteurs mobiles (CoQ ou ubiquinone et cytochrome C)
71
Les complexes I, III et IV de la chaine respiratoire mitochondriale transportent...
... des protons vers l'espace intermembranaires (pompes redox)
72
L'ATP synthase est considérée comme étant un complexe...
... V
73
Le NADH transfère ses électrons à l'O2 sans passer par..
... le complexe II
74
Le FADH2 transfère ses électrons à l'O2 sans passer par...
... les complexe I et II
75
Le complexe mitochondrial I transporte ??? H+ ?
4 H+
76
Le complexe mitochondrial III transporte ??? H+ ?
4 H+
77
Le complexe mitochondrial IV transporte ??? H+?
2 H+
78
Dans les conditions standard, quelle est la ddp minimale nécessaire pour obtenir la synthèse d' 1 mole d'ATP?
158 mV
79
Lors du transfert de 2 électrons à partir du NADH sont transportés activement ...
... 10 H+ vers l'espace intermembranaire
80
Lors du transfert de 2 électrons à partir du succinate et via le FADH2, sont transportés activement...
... 6 H+ vers l'espace intermembranaire.
81
La synthèse d'une mole d'ATP nécessite...
... la fourniture de 14 kcal et doit être couplée au transfert de 3 moles de protons, de l'espace intermembranaire vers la matrice ( qui libère 3*5,2 kcal/mole)
82
L'oligomycine inhibe...
... le canal à proton formé par la sous unité F0 de l'ATP synthase. (bloque synthèse ATP et consommation O2)
83
La sous unité F1 de l'ATP synthase est (origine + rôle)?
... la sous unité catalytique de l'ATP synthase, elle est dirigée vers la matrice mitochondriale.
84
1 mole de NADH génère ??? moles d'ATP
... 3 moles d'ATP (10 moles de protons dans l'espace intermembranaire)
85
le modèle chimio-osmotique de Motchel concerne le couplage entre...
le transport d'électrons par la chaine respiratoire
ET
la synthèse d'ATP par l'ATP synthase (via le gradient de H+)
86
La synthèse d'ATP s'adapte en permanence aux besoins cellulaire, MAIS elle dépend...
... du niveau d'activité de la phosphorylation oxydative.
87
Le DNP (dinitrophénol) est...
... un agent découplant de la chaine d'oxydation de la synthèse d'ATP.
Il perméabilise la membrane interne de la mitochondrie aux H+, mais ne touche pas la chaine respiratoire.
88
La thermogénine (protéine UCP) se retrouve au niveau..
... de la membrane interne des mitochondries du tissu adipeux brun
89
La thermogénine à comme rôle physiologique de...
... empêcher la récupération de l'énergie libre libérée par le transfert d'électrons de la chaine respiratoire.
L'énergie libre est ainsi dissipée sous forme de chaleur.
90
La thermogénine crée...
... une voie de passage pour les H+ qui court-circuite l'ATP synthase et empêche ainsi la formation d'ATP.
91
V/F la béta-oxydation des acides gras qui a majoritairement lieu dans le cytoplasme des cellules animales permet la formation d'acétyl coA
FAUX
| elle a lieu dans la mitochondrie.
92
V/F les rendements obtenus dans les conditions physiologiques sont supérieurs à ceux obtenus dans les conditions standards
VRAI
| 60% versus 40%
93
V/F L'alimentation des pays occidentaux fournit un apport energétique moyen de 2500 kJ/jour pour un individu moyen de 70kg en bonne santé. Repartis en 3 catégories de macronutriments:
- glucides (300-350 g/jour) soit 40-60%
- lipides (100g/jour) soit 30-40%
- protéines (55g/jour) soit 10-15%
FAUX
| 2500 kcal/jour
94
V/F Une variation d'enthalpie de 1kcal réchauffe 1L d'eau de 0,24°C
FAUX
1kcal => 1°C
1kJ => 0,24°C
95
Énergie Brute libérée par la combustion de:
1g de lipides
1g de glucides
1g de protéines
Énergie BRUTE libérée par la combustion de:
1g de lipides => 9,4 kcal
1g de glucides => 4,2 kcal
1g de protéines => 5,6 kcal
96
```
Énergie métabolisable de:
1g de protéines
1g de lipides
1 g de glucides
1g de méthanol
```
Énergie métabolisable de:
1g de protéines => (5,6*0,92*0,84 = 4,2 kcal) ATWATER 4kcal
1g de lipides => (9,4*0,95 =8,93 kcal) ATWATER 9kcal
1g de glucides => (4,2*0,97= 4,074 kcal) ATWATER 4 kcal
1g d'éthanol => ATWATER 7kcal
(ATWATER est une valeur arrondie)
97
La bombe calorimétrique permet de...
... déterminer la valeur énergétique totale ou brute d'un nutriment
98
Comment est établie la relation QR-kcal?
Relation oxygène consommé et oxydation de mélange lipides-glucides (en absence de protéines)
99
Taux métabolisme basal chez l'homme?
+/- 38kcal/h/m2
100
Taux métabolisme basal chez la femme?
+/- 35 kcal/h/m2
101
Les réserves énergétiques lipidiques permettent d'assurer la DEG pendant théoriquement...
... 40jours (avec DEG de 2500kcal/jour)
