QCM : chaine respiratoire et cycle de Krebs (21 questions)

Explication

Le cycle compte 8 étapes, est initié par l’acétyl-CoA et se déroule dans les mitochondries. L’oxaloacétate est le partenaire de condensation, 3 correspond au nombre de NADH,H⁺ libérés par tour, et le cytosol n’est pas le lieu du cycle.

Explication

Le rendement est le rapport entre les 6 H⁺ déplacés et les 4 H⁺ requis pour un ATP : $\frac{6}{4}=1{,}5$ ATP. Le rendement de 2,5 appartient au NADH,H⁺; 1 correspond à un arrondi et 0,67 à l’inversion du rapport.

Explication

L’isocitrate est d’abord oxydé en oxalosuccinate, ce qui réduit le NAD⁺ en NADH,H⁺, puis l’oxalosuccinate est décarboxylé pour donner l’α-cétoglutarate et du CO₂. La décarboxylation ne précède pas l’oxydation, le succinyl-CoA est formé à l’étape 4, et NADH,H⁺ n’est pas la forme réduite produite à partir du NAD⁺.

Explication

Les étapes dont le ΔG⁰’ est proche de zéro sont réversibles, tandis que celles dont le ΔG⁰’ est très négatif sont irréversibles. Inverser ces associations confond les deux catégories; attribuer un statut identique aux deux étapes néglige leur différence de ΔG⁰’.

Explication

La condensation est très favorisée, pratiquement irréversible et limitante; son rythme dépend de la disponibilité en acétyl-CoA. La décrire comme réversible nie cette caractéristique, prédire une accélération inverse l’effet du faible substrat, et une forte disponibilité soutiendrait plutôt le rythme.

Explication

Un tour libère 3 NADH,H⁺, 1 FADH₂ et 1 GTP, convertible en ATP sans perte d’énergie. La permutation des coenzymes échange leurs nombres, l’absence de GTP l’oublie, et deux GTP surestime sa production.

Explication

Les électrons du FADH₂ entrent par le complexe II, passent par le coenzyme Q et le complexe III, puis par le cytochrome C et le complexe IV avant d’atteindre O₂. Le complexe I est le point d’entrée du NADH,H⁺; les autres erreurs déplacent des transporteurs dans la séquence.

Explication

Dans le sens du cycle, la succinyl-CoA synthétase transforme le succinyl-CoA en succinate en formant du GTP. La succinate déshydrogénase intervient à l’étape suivante, le FADH₂ est produit lors de l’oxydation du succinate et le GTP est formé, non consommé, dans le sens considéré.

Explication

Les réactions anaplérotiques reconstituent les intermédiaires du cycle qui ont été consommés par d’autres voies métaboliques. Leur rôle n’est pas de retirer ces intermédiaires, de produire directement de l’ATP ou de régénérer les coenzymes oxydés.

Explication

La citrate synthase condense l’acétyl-CoA et l’oxaloacétate en citrate sans nécessiter d’ATP. L’exigence d’ATP provient d’une confusion sur le suffixe « synthase », l’isocitrate appartient à l’étape 2 et l’oxalosuccinate à l’étape 3.

Explication

Le cycle dépend de la régénération simultanée du NAD⁺ et du FAD par la phosphorylation oxydative; sans ces formes oxydées, il ne peut fonctionner. Le NADH,H⁺ et le FADH₂ sont les formes réduites, et le GTP ne remplace pas ces coenzymes.

Explication

Les électrons issus du NADH,H⁺ passent du complexe I au coenzyme Q, puis aux complexes III et IV, avec le cytochrome C entre les deux. Le complexe II correspond à l’entrée des électrons du FADH₂; l’ordre du coenzyme Q et du complexe III est inversé dans la réponse qui les permute, et le cytochrome C intervient avant le complexe IV.

Explication

Le complexe α-cétoglutarate déshydrogénase transforme l’α-cétoglutarate en succinyl-CoA, produit du NADH,H⁺ et libère du CO₂. L’oxalosuccinate est l’intermédiaire de l’étape précédente, l’omission du CO₂ ignore la décarboxylation, et le succinate avec FADH₂ correspond à une autre étape.

Explication

La malate déshydrogénase oxyde le malate en oxaloacétate en réduisant le NAD⁺ en NADH,H⁺. La fumarase hydrate le fumarate, le FADH₂ est associé à l’oxydation du succinate et la conversion indiquée se fait dans le sens opposé.

Explication

Le cycle de Krebs constitue une source majeure de coenzymes réduits sans en être la seule. L’idée de « source unique » confond importance et exclusivité, la « source mineure » inverse son importance, et les coenzymes oxydés sont ceux que la chaîne respiratoire régénère.

Explication

Les trois NADH,H⁺ donnent $3\times2{,}5=7{,}5$ ATP; en ajoutant 1,5 ATP pour le FADH₂ et 1 ATP pour le GTP, on obtient $7{,}5+1{,}5+1=10$ ATP. Omettre le GTP donne 9 ATP, tandis que les autres valeurs résultent d’équivalences incorrectes.

Explication

Le rendement se calcule en divisant les 10 H⁺ déplacés par les 4 H⁺ requis par ATP : $\frac{10}{4}=2{,}5$ ATP. Le rendement de 1,5 est celui du FADH₂; 2 résulte d’un arrondi et 0,4 de l’inversion du quotient.

Explication

Au complexe II, la succinate déshydrogénase oxyde le succinate en fumarate et réduit le FAD en FADH₂. La malate déshydrogénase agit sur le malate, le NADH,H⁺ résulte d’une autre étape et le L-malate est formé à partir du fumarate.

Explication

La chaîne respiratoire, en présence d’O₂, régénère le NAD⁺ et le FAD nécessaires au cycle; sans cette régénération, le cycle est freiné. L’accumulation de formes réduites ne l’accélère pas, le GTP ne remplace pas ces coenzymes, et les formes réduites ne se substituent pas aux formes oxydées requises.

Explication

Le FADH₂ ne provoque pas de transfert au complexe II, puis entraîne le déplacement de 4 protons au complexe III et de 2 au complexe IV. La répartition 4, 4 et 2 reprend le transfert du NADH,H⁺ au complexe I, tandis que 0, 2 et 4 inverse les contributions des complexes III et IV.

Explication

Dans l’estimation retenue, la synthèse d’un ATP à partir d’ADP et de Pi nécessite le passage de 4 H⁺. Les valeurs 6 et 10 correspondent aux protons déplacés lors de l’oxydation du FADH₂ et du NADH,H⁺, et non au coût d’un ATP.