QCM : Chaîne respiratoire et ATP (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant l’oxydation et la réduction lors d’un échange d’électrons :

Une oxydation correspond au gain d’un électron par l’espèce concernée.
Une espèce qui perd un électron manifeste un pouvoir oxydant au cours de l’échange.
Une espèce qui gagne un électron manifeste un pouvoir réducteur au cours de l’échange.
Une espèce qui perd un électron subit une oxydation au cours de l’échange.
Une espèce qui gagne un électron subit une réduction au cours de l’échange.

Une espèce qui perd un électron subit une oxydation au cours de l’échange. · Une espèce qui gagne un électron subit une réduction au cours de l’échange.

Explication

La perte d’un électron caractérise une oxydation, tandis que le gain caractérise une réduction. Une espèce qui capte des électrons manifeste un pouvoir oxydant, et une espèce qui en cède manifeste un pouvoir réducteur.

2. Dans une réaction biologique couplée, l’espèce A cède des électrons à l’espèce B. Quelles propositions décrivent cet échange ?

L’espèce B est réduite après avoir reçu les électrons de A.
L’espèce A manifeste un pouvoir oxydant parce qu’elle cède des électrons à B.
L’oxydation de A est couplée à la réduction de B.
L’espèce A est oxydée parce qu’elle cède des électrons à B.
L’espèce B manifeste un pouvoir réducteur après avoir reçu les électrons de A.

L’espèce B est réduite après avoir reçu les électrons de A. · L’oxydation de A est couplée à la réduction de B. · L’espèce A est oxydée parce qu’elle cède des électrons à B.

Explication

A perd des électrons et est donc oxydée; en les cédant, elle manifeste un pouvoir réducteur. B reçoit ces électrons et est réduite; en les captant, elle manifeste un pouvoir oxydant. Dans une réaction biologique couplée, l’oxydation du donneur accompagne la réduction de l’accepteur.

3. À propos du pouvoir oxydant, du pouvoir réducteur et des potentiels standards :

Le potentiel standard E° est référencé au couple H⁺/H₂, auquel est attribué zéro.
Une molécule qui capte des électrons manifeste un pouvoir réducteur et peut être oxydée.
Une molécule qui capte des électrons manifeste un pouvoir oxydant et peut être réduite.
En conditions biologiques standards à pH 7,0, le potentiel standard s’écrit E°.
Une molécule qui cède des électrons manifeste un pouvoir réducteur et peut être oxydée.

Le potentiel standard E° est référencé au couple H⁺/H₂, auquel est attribué zéro. · Une molécule qui capte des électrons manifeste un pouvoir oxydant et peut être réduite. · Une molécule qui cède des électrons manifeste un pouvoir réducteur et peut être oxydée.

Explication

Le pouvoir oxydant correspond à la capture d’électrons, alors que le pouvoir réducteur correspond à leur cession. E° est référencé au couple H⁺/H₂ de potentiel nul, et à pH 7,0 en conditions biologiques standards, la notation est E°’.

4. Deux couples redox réagissent : le couple X a le potentiel le plus élevé et le couple Y le plus faible. Cochez les propositions exactes :

Un ΔE°’ positif indique une réaction non spontanée dans ces conditions.
La forme oxydée de X réagit avec la forme réduite de Y.
Le couple Y possède le pouvoir oxydant le plus fort des deux couples.
Un ΔE°’ positif indique une réaction endergonique qui consomme de l’énergie.
Le couple X possède le pouvoir oxydant le plus fort des deux couples.

La forme oxydée de X réagit avec la forme réduite de Y. · Le couple X possède le pouvoir oxydant le plus fort des deux couples.

Explication

La réaction met en jeu la forme oxydée du couple au potentiel le plus élevé et la forme réduite du couple au potentiel le plus faible; le potentiel élevé indique aussi un pouvoir oxydant plus fort. Un ΔE°’ positif correspond à une réaction spontanée et exergonique, qui libère de l’énergie.

5. Qu’est-ce que la chaîne respiratoire mitochondriale ?

Un mécanisme qui produit des équivalents réducteurs en oxydant l’oxygène dans l’espace intermembranaire
Une voie de synthèse d’ATP alimentée par la dégradation des acides aminés dans le cytosol
Un ensemble de réactions qui transforme directement le glucose en acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale
Un système de réactions d’oxydoréduction qui récupère l’énergie des équivalents réducteurs issus de plusieurs voies métaboliques

Un système de réactions d’oxydoréduction qui récupère l’énergie des équivalents réducteurs issus de plusieurs voies métaboliques

Explication

La chaîne respiratoire récupère l’énergie des équivalents réducteurs provenant notamment de la glycolyse, de l’oxydation des acides gras et du cycle de Krebs grâce à des réactions d’oxydoréduction. La transformation du glucose en acétyl-CoA relève d’autres étapes du métabolisme, et non de la définition de la chaîne.

6. Combien de protons le complexe III expulse-t-il lors du transfert des électrons de l’ubiquinol au cytochrome c ?

Un proton
Deux protons
Quatre protons
Aucun proton

Quatre protons

Explication

Le complexe III transfère les électrons de l’ubiquinol au cytochrome c et expulse quatre protons à travers la membrane interne. Le chiffre de deux protons correspond au complexe IV, qui transfère les électrons du cytochrome c à l’oxygène.

7. Quel est le rôle du flux de protons à travers le domaine Fo de l’ATP synthase ?

Rendre la membrane interne perméable aux protons afin de dissiper le gradient en chaleur
Faire tourner une tige dans F1 afin de fournir l’énergie nécessaire à la synthèse d’ATP
Transférer les électrons de l’ubiquinol au cytochrome c pour alimenter la chaîne respiratoire
Déplacer l’ADP et le phosphate de la matrice vers l’espace intermembranaire

Faire tourner une tige dans F1 afin de fournir l’énergie nécessaire à la synthèse d’ATP

Explication

Le passage des protons dans Fo entraîne la rotation d’une tige dans F1, ce qui fournit l’énergie nécessaire à la formation d’ATP à partir d’ADP et de phosphate. La dissipation du gradient en chaleur correspond plutôt à l’action d’un agent découplant, et non à la fonction de Fo.

8. Une molécule inhibe l’ATP synthase après le passage des protons dans l’espace intermembranaire. Quel effet correspond plutôt à l’action d’un agent découplant comme le dinitrophénol ?

Les protons traversent la membrane interne sans couplage à la synthèse d’ATP, et leur énergie se dissipe en chaleur.
Le transfert des électrons au complexe IV est bloqué, ce qui empêche la réduction de l’oxygène.
Les électrons sont bloqués au complexe I, ce qui empêche leur transfert à l’ubiquinone.
La fixation de l’ADP et du phosphate sur l’ATP synthase est inhibée, sans fuite de protons.

Les protons traversent la membrane interne sans couplage à la synthèse d’ATP, et leur énergie se dissipe en chaleur.

Explication

Le dinitrophénol rend la membrane mitochondriale interne perméable aux protons : leur flux se dissocie ainsi de la production d’ATP et dissipe son énergie sous forme de chaleur. L’inhibition de l’ATP synthase correspond plutôt à l’oligomycine, tandis que les autres effets décrits relèvent d’inhibitions de complexes respiratoires.

9. En quoi l’ATP diffère-t-il d’une réserve énergétique telle que le glycogène ?

Il permet le travail mécanique, tandis que le glycogène intervient dans le maintien de l’homéostasie.
Il sert de monnaie d’échange énergétique, tandis que le glycogène constitue une forme de réserve.
Il provient de l’oxydation des acides gras, tandis que le glycogène est produit par le cerveau.
Il stocke durablement l’énergie, tandis que le glycogène fournit l’énergie immédiatement utilisable.

Il sert de monnaie d’échange énergétique, tandis que le glycogène constitue une forme de réserve.

Explication

L’ATP transfère l’énergie entre les réactions cellulaires et constitue une monnaie d’échange plutôt qu’une réserve de stockage. Le glycogène est, au contraire, une forme de stockage des glucides mobilisable par l’organisme.

10. Pourquoi l’ATP libère-t-il de l’énergie lors de son hydrolyse, mais ne se décompose-t-il pas spontanément dans la cellule ?

Parce que les produits ont une énergie potentielle plus élevée, mais que les ATPases accélèrent leur formation.
Parce que les produits sont plus stables et moins énergétiques, mais qu’une énergie d’activation est nécessaire.
Parce que les produits sont plus stables, mais que l’hydrolyse exige un apport net d’énergie.
Parce que les produits sont moins stables et plus énergétiques, malgré une énergie d’activation élevée.

Parce que les produits sont plus stables et moins énergétiques, mais qu’une énergie d’activation est nécessaire.

Explication

L’hydrolyse conduit à des produits thermodynamiquement plus stables et de plus faible énergie potentielle, mais une barrière d’activation empêche la réaction de se produire spontanément. L’idée que l’hydrolyse exige un apport net d’énergie confond cette barrière cinétique avec le bilan énergétique favorable de la réaction.

11. Pour analyser une réaction biologique où une molécule cède des électrons à une autre, comment identifier les deux transformations qui se produisent ?

Les deux molécules sont réduites parce que des électrons sont acceptés.
La molécule donneuse est oxydée et la molécule receveuse est réduite.
Les deux molécules sont oxydées parce que des électrons sont transférés.
La molécule donneuse est réduite et la molécule receveuse est oxydée.

La molécule donneuse est oxydée et la molécule receveuse est réduite.

Explication

La perte d’électrons correspond à une oxydation, tandis que leur gain correspond à une réduction ; les deux transformations sont donc couplées dans cet échange. L’option où la donneuse est réduite inverse le sens de la transformation associée à la perte d’électrons.

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Que correspond à une oxydation ?

À une perte d’électron.

Que correspond à une réduction ?

À un gain d’électron.

Qu’est-ce que le pouvoir oxydant d’une molécule ?

Sa tendance à capter des électrons et à être réduite.

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