QCM : Filière aérobie et substrats (28 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Après un effort très violent, l’accumulation d’ions H⁺ dans les cellules musculaires entraîne quelle conséquence ?

Le pH intracellulaire baisse, l’acidité augmente et la contraction devient plus facile.
Le pH intracellulaire augmente, l’acidité diminue et la contraction devient plus difficile.
Le pH intracellulaire baisse, l’acidité augmente et la contraction devient plus difficile.
Le pH intracellulaire reste stable, tandis que l’acidité augmente et la contraction devient plus difficile.

Le pH intracellulaire baisse, l’acidité augmente et la contraction devient plus difficile.

Explication

Les ions H⁺ abaissent le pH intracellulaire, augmentent l’acidité et rendent la contraction musculaire plus difficile. « Hausse du pH » inverse l’effet, « contraction plus facile » inverse sa conséquence, et « pH stable » nie le mécanisme décrit.

2. Une athlète réalise un effort à sa PMA. Quelle durée et quelle distance caractérisent approximativement le maintien de cette puissance maximale aérobie ?

Environ 1 à 2 minutes, soit 1 000 à 2 000 mètres
Environ 30 à 90 secondes, soit 1 000 à 2 000 mètres
Environ 4 à 8 minutes, soit 1 000 à 2 000 mètres
Environ 4 à 8 minutes, soit 200 à 500 mètres

Environ 4 à 8 minutes, soit 1 000 à 2 000 mètres

Explication

À PMA, la puissance maximale aérobie peut être maintenue environ 4 à 8 minutes, ce qui correspond approximativement à 1 000 à 2 000 mètres. Les durées plus courtes renvoient à l’adaptation ou à la montée de la consommation d’oxygène, et non au maintien de la PMA.

3. Dans une réaction de la filière des phosphagènes, quelle transformation la créatine-phosphate kinase catalyse-t-elle ?

Le phosphate de l’ATP est transféré à la créatine, formant ADP
Le phosphate de la phosphocréatine est transféré à l’ADP, formant ATP
Le phosphate de l’ADP est transféré à la créatine, formant phosphocréatine
Le phosphate inorganique est transféré à l’ADP, formant ATP

Le phosphate de la phosphocréatine est transféré à l’ADP, formant ATP

Explication

La créatine-phosphate kinase transfère rapidement le phosphate de la phosphocréatine à l’ADP, ce qui forme de l’ATP ; la phosphocréatine devient créatine et phosphate inorganique. Le transfert du phosphate inorganique à l’ADP relève de l’adénylate kinase, et les autres formulations inversent le transfert ou les produits.

4. Après un effort intense, un athlète effectue un footing de récupération : quel en est l’effet attendu sur le lactate et le pH ?

La filière aérobie prend en charge le lactate, la lactatémie diminue et le pH revient vers la neutralité.
La filière anaérobie lactique prend en charge le lactate, la lactatémie diminue et le pH revient vers la neutralité.
La filière aérobie prend en charge le lactate, la lactatémie augmente et le pH revient vers la neutralité.
La filière aérobie prend en charge le lactate, la lactatémie diminue et le pH s’éloigne de la neutralité.

La filière aérobie prend en charge le lactate, la lactatémie diminue et le pH revient vers la neutralité.

Explication

Le footing permet à la filière aérobie de métaboliser le lactate ; la lactatémie baisse et les conditions de pH se rapprochent de la neutralité. « Filière anaérobie lactique » attribue cette prise en charge à la mauvaise filière, « lactatémie augmente » inverse son évolution, et « pH s’éloigne » inverse le retour à l’équilibre.

5. Dans une situation où l’acide pyruvique est traité en absence d’oxygène, quelle action attribue-t-on à la lactate déshydrogénase ?

Transformer l’acide pyruvique en acétyl-CoA dans le cycle de Krebs
Transformer l’acide pyruvique en acide lactique
Transformer l’acide lactique en acide pyruvique
Transformer l’acide pyruvique en glucose

Transformer l’acide pyruvique en acide lactique

Explication

En absence d’oxygène, la lactate déshydrogénase transforme l’acide pyruvique en acide lactique. L’inversion du sens, la formation de glucose et l’attribution à une étape aérobie ne décrivent pas cette réaction.

6. Quel ensemble décrit la filière des phosphagènes ?

Voie anaérobie lactique utilisant ATP, ADP et glucose
Voie anaérobie alactique utilisant ATP, ADP et phosphocréatine
Voie anaérobie alactique utilisant glucose et acides gras
Voie aérobie alactique utilisant ATP, ADP et phosphocréatine

Voie anaérobie alactique utilisant ATP, ADP et phosphocréatine

Explication

La filière des phosphagènes est anaérobie alactique et repose sur l’ATP, l’ADP et la phosphocréatine, sans oxygène ni production d’acide lactique. « Aérobie » ajoute l’oxygène, « lactique » ajoute la production d’acide lactique, et « glucose et acides gras » substitue d’autres substrats.

7. Quel indicateur définit la puissance maximale aérobie (PMA) ?

La quantité totale d’oxygène consommée pendant l’effort, exprimée en litres
Le débit maximal de consommation d’oxygène, exprimé en L d’O₂ par minute
Le débit cardiaque maximal, exprimé en litres de sang par minute
La puissance maintenable pendant 4 à 8 minutes, exprimée en watts

Le débit maximal de consommation d’oxygène, exprimé en L d’O₂ par minute

Explication

La PMA désigne le débit maximal de consommation d’oxygène, exprimé en litres d’O₂ par minute. Le débit cardiaque est un facteur dont elle dépend, et la durée de maintien ou la quantité totale d’oxygène ne sont pas sa définition.

8. Quand la production d’acide lactique accompagne la glycolyse, quel effet métabolique permet à celle-ci de se poursuivre ?

La production directe d’oxygène à partir du NADH
La formation directe d’ATP à partir de l’acide lactique
La régénération de composés oxydés, notamment du NAD⁺
La consommation de composés oxydés, notamment du NAD⁺

La régénération de composés oxydés, notamment du NAD⁺

Explication

La production d’acide lactique régénère des composés oxydés, notamment le NAD⁺, nécessaire à la poursuite de la glycolyse. La consommation du NAD⁺ inverse le mécanisme, tandis que la production directe d’oxygène ou d’ATP n’en constitue pas le rôle décrit.

9. Un sportif sollicite sa filière anaérobie lactique à puissance maximale : quelle estimation décrit sa capacité par rapport aux phosphagènes et la durée correspondante ?

Une capacité environ deux fois inférieure, permettant près de 30 secondes à puissance maximale.
Une capacité environ quatre à cinq fois supérieure, permettant près de 30 secondes à puissance maximale.
Une capacité environ quatre à cinq fois inférieure, permettant près de 30 secondes à puissance maximale.
Une capacité environ quatre à cinq fois supérieure, permettant quelques secondes à puissance maximale.

Une capacité environ quatre à cinq fois supérieure, permettant près de 30 secondes à puissance maximale.

Explication

La capacité lactique est environ quatre à cinq fois celle des phosphagènes et permet près de 30 secondes à puissance maximale. « Inférieure » inverse le rapport, « quelques secondes » confond capacité et durée des phosphagènes, et « deux fois inférieure » reprend la comparaison de puissance.

10. Lors d’un tour de bêta-oxydation, quels réactifs sont utilisés et quels produits énergétiques sont formés ?

NAD, FAD et ADP sont utilisés; NADH + H⁺, FADH₂ et ATP sont produits
FAD, H₂O, NAD et CoA-SH sont utilisés; CO₂, ATP et glucose sont produits
FADH₂, NADH + H⁺ et acétyl-CoA sont utilisés; FAD, H₂O, NAD et CoA-SH sont produits
FAD, H₂O, NAD et CoA-SH sont utilisés; FADH₂, NADH + H⁺ et acétyl-CoA sont produits

FAD, H₂O, NAD et CoA-SH sont utilisés; FADH₂, NADH + H⁺ et acétyl-CoA sont produits

Explication

Chaque tour utilise FAD, H₂O, NAD et CoA-SH et fournit FADH₂, NADH + H⁺ et acétyl-CoA. Inverser les réactifs et les produits méconnaît le sens du processus; l’ATP n’est pas produit directement à chaque tour.

11. Un athlète sollicite la filière des phosphagènes pendant un effort maximal ; ses substrats s’épuisent rapidement. Quelle conséquence cela a-t-il sur la capacité de cette filière ?

Sa capacité est très élevée
Sa capacité est très faible
Sa puissance est très faible
Son inertie est très élevée

Sa capacité est très faible

Explication

La capacité des phosphagènes est très faible, car leurs substrats sont rapidement épuisés. La puissance élevée de cette filière ne signifie pas une grande capacité, et ni une faible puissance ni une inertie élevée ne décrivent la conséquence indiquée.

12. Lors d’un effort maximal, quelle puissance relative et quel délai de puissance maximale caractérisent la filière anaérobie lactique ?

Elle atteint son maximum en 10 à 20 secondes, à une puissance environ deux fois inférieure à celle des phosphagènes.
Elle atteint son maximum en quelques secondes, à une puissance environ deux fois supérieure à celle des phosphagènes.
Elle atteint son maximum après plusieurs minutes, à une puissance environ deux fois inférieure à celle des phosphagènes.
Elle atteint son maximum en 10 à 20 secondes, à une puissance environ deux fois supérieure à celle des phosphagènes.

Elle atteint son maximum en 10 à 20 secondes, à une puissance environ deux fois inférieure à celle des phosphagènes.

Explication

La filière lactique atteint rapidement sa puissance maximale, en 10 à 20 secondes, mais celle-ci est environ deux fois moindre que celle des phosphagènes. « Quelques secondes » confond les filières, « plusieurs minutes » retarde à tort le maximum, et « deux fois supérieure » inverse la comparaison.

13. Un effort explosif débute sans délai notable et atteint presque immédiatement une puissance très élevée. Quel profil de la filière des phosphagènes ces observations illustrent-elles ?

Une inertie très faible et une puissance maximale très élevée
Une capacité totale élevée et une puissance maximale très élevée
Une inertie très faible et une puissance maximale faible
Une inertie élevée et une puissance maximale très élevée

Une inertie très faible et une puissance maximale très élevée

Explication

La filière des phosphagènes entre en activité avec une inertie très faible et atteint presque instantanément une puissance maximale très élevée. Une puissance faible contredit son profil, une inertie élevée décrit une mise en activité lente, et une grande capacité ne correspond pas à la caractéristique demandée.

14. Deux métabolismes sont comparés : le premier peut resynthétiser une plus grande quantité totale d’ATP, tandis que le second en synthétise davantage par seconde. Quelle caractéristique décrit le premier et laquelle décrit le second ?

Puissance pour le premier, capacité pour le second
Puissance pour les deux métabolismes
Capacité pour le premier, puissance pour le second
Capacité pour les deux métabolismes

Capacité pour le premier, puissance pour le second

Explication

La capacité désigne la quantité totale d’ATP resynthétisable, tandis que la puissance correspond à la quantité synthétisée par seconde. « Puissance pour le premier » inverse ces critères ; attribuer un seul critère aux deux métabolismes confond quantité totale et débit.

15. Après un effort modéré, la voie aérobie peut prendre en charge l’acide lactique : quel rôle celui-ci peut-il alors jouer ?

Une source d’énergie oxydée par la voie aérobie
Une réserve glucidique stockée sous forme de glycogène
Un substrat fermenté sans oxygène pour régénérer le NAD⁺
Un déchet métabolique éliminé sans oxydation

Une source d’énergie oxydée par la voie aérobie

Explication

Lors d’un effort modéré, l’acide lactique peut être oxydé par la voie aérobie et servir de source d’énergie plutôt que de déchet métabolique. Le considérer comme un déchet inutilisable, comme un produit de fermentation anaérobie dans ce contexte ou comme une réserve de glycogène confond des rôles distincts.

16. Un coureur augmente progressivement l’intensité de son effort jusqu’à se rapprocher de la PMA. Comment évolue la contribution des substrats énergétiques ?

La contribution des glucides augmente et celle des lipides diminue
Les contributions des glucides et des lipides restent équivalentes
La contribution des lipides augmente et celle des glucides reste stable
La contribution des lipides augmente et celle des glucides diminue

La contribution des glucides augmente et celle des lipides diminue

Explication

Quand l’intensité augmente et se rapproche de la PMA, la part des glucides augmente tandis que celle des lipides diminue; à VO₂ max, l’énergie provient presque uniquement des glucides. Une hausse des lipides correspond plutôt à l’effet de prolonger l’exercice à intensité constante.

17. Une cycliste maintient la même intensité, mais prolonge son effort. Quelle évolution de l’utilisation des substrats est attendue ?

La sollicitation des lipides et du glucose sanguin augmente
La sollicitation des lipides diminue et celle des glucides reste stable
La sollicitation des glucides musculaires augmente tandis que celle des lipides diminue
La sollicitation des lipides et des sources externes de glucides diminue

La sollicitation des lipides et du glucose sanguin augmente

Explication

À intensité constante, prolonger l’exercice augmente la sollicitation des lipides ainsi que celle des sources externes de glucides, notamment le glucose sanguin. La baisse des lipides est associée à une hausse de l’intensité, et non à la seule durée.

18. Dans une mitochondrie, quel processus couple les combustions lentes à la phosphorylation de l’ADP en ATP ?

Le cycle de Krebs
La phosphorylation oxydative
La glycolyse anaérobie
La bêta-oxydation

La phosphorylation oxydative

Explication

La phosphorylation oxydative est le processus mitochondrial qui couple les combustions lentes à la formation d’ATP à partir d’ADP. La glycolyse anaérobie dégrade le glucose, le cycle de Krebs produit notamment des transporteurs réduits et la bêta-oxydation dégrade les acides gras.

19. Une cellule utilise une molécule de glucose dans la glycolyse : quel bilan net d’ATP doit-on attendre ?

Trois ATP nets
Deux ATP nets
Zéro ATP net
Quatre ATP nets

Deux ATP nets

Explication

La glycolyse fournit un bilan net de deux ATP par molécule de glucose, après déduction des ATP consommés. Quatre correspond à la production brute, tandis que trois est le bilan associé au glycogène intramusculaire.

20. Dans une mitochondrie active, des protons ont été transférés de la matrice vers l’espace intermembranaire. Quel événement permet alors à l’ATP synthase de produire de l’ATP ?

Le transfert des protons de la matrice vers l’espace intermembranaire
La sortie des protons de la mitochondrie vers le cytosol
Le retour des protons vers la matrice selon leur gradient
Le passage des électrons directement à travers l’ATP synthase

Le retour des protons vers la matrice selon leur gradient

Explication

Les pompes accumulent les protons dans l’espace intermembranaire, et leur retour vers la matrice selon le gradient fournit à l’ATP synthase l’énergie nécessaire à la production d’ATP. Le transfert vers l’espace intermembranaire établit le gradient, mais ne constitue pas le retour qui entraîne la synthèse.

21. Un acétyl-CoA effectue un tour du cycle de Krebs. Quel bilan brut de produits obtient-on ?

2 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 2 CO₂ et 2 ATP
3 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 2 CO₂ et 1 ATP
3 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 1 CO₂ et 1 ATP
6 NADH + H⁺, 2 FADH₂, 4 CO₂ et 2 ATP

3 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 2 CO₂ et 1 ATP

Explication

Un tour par acétyl-CoA produit 3 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 2 CO₂ et 1 ATP. Le bilan doublé correspond à deux tours, tandis qu’omettre un CO₂ ou modifier les quantités de transporteurs altère le bilan indiqué.

22. Au début d’un effort intense qui se prolonge, plusieurs filières contribuent à la fourniture d’énergie, mais l’une prend progressivement le dessus selon la durée et l’intensité. Quelle interprétation convient ?

Les filières contribuent à parts égales pendant tout l’effort
Les filières se chevauchent, et la prépondérante dépend de l’effort
La filière prépondérante reste la même pour chaque effort
Les filières se succèdent sans se chevaucher, selon l’effort

Les filières se chevauchent, et la prépondérante dépend de l’effort

Explication

Les filières apportent simultanément de l’énergie, mais leur contribution relative varie : l’une devient prépondérante en fonction de la durée et de l’intensité. Une succession sans chevauchement confond contribution simultanée et relais, tandis qu’une dominance fixe ou des parts égales ignorent cette variation.

23. Un acide gras à 18 carbones est dégradé selon le bilan énergétique indiqué. Quel rendement en ATP cette dégradation fournit-elle ?

18 ATP
146 ATP
38 ATP
144 ATP

146 ATP

Explication

Le bilan présenté attribue 146 ATP nets à la dégradation d’un acide gras à 18 carbones. Le chiffre 38 correspond au bilan du glucose, 144 retranche à tort le coût d’activation du rendement net indiqué, et 18 reprend le nombre de carbones plutôt que le rendement énergétique.

24. Lors d’une analyse métabolique, quelle transformation décrit le mieux le passage du glucose à travers la glycolyse ?

Une molécule d’acide pyruvique donne deux molécules de glucose en dix transformations enzymatiques
Une molécule de glucose donne une molécule d’acide pyruvique en dix transformations enzymatiques
Une molécule de glucose donne deux molécules d’acide pyruvique en dix transformations enzymatiques
Deux molécules de glucose donnent une molécule d’acide pyruvique en dix transformations enzymatiques

Une molécule de glucose donne deux molécules d’acide pyruvique en dix transformations enzymatiques

Explication

La glycolyse comprend dix transformations enzymatiques et convertit une molécule de glucose en deux molécules d’acide pyruvique. Confondre le nombre de produits, le sens de la transformation ou le nombre de substrats conduit aux autres réponses.

25. Lors d’un processus de resynthèse de l’ATP, une cellule dispose d’oxygène. Quelle voie correspond à cette situation ?

La voie anaérobie lactique
La voie anaérobie alactique
La voie aérobie
La voie anaérobie

La voie aérobie

Explication

La resynthèse de l’ATP relève de la voie aérobie en présence d’oxygène et de la voie anaérobie en son absence. « Voie anaérobie » inverse le critère, tandis que les deux autres réponses nomment des filières anaérobies plutôt que la voie correspondant à la présence d’oxygène.

26. Quelles sont les trois filières énergétiques distinguées en bioénergétique ?

Phosphagène, glycolytique et acides gras
Anaérobie alactique, anaérobie lactique et aérobie
Anaérobie alactique, aérobie et oxydative lactique
Anaérobie lactique, aérobie et phosphagène

Anaérobie alactique, anaérobie lactique et aérobie

Explication

Les trois filières sont l’anaérobie alactique, l’anaérobie lactique et l’aérobie. « Oxydative lactique » confond deux classifications, « phosphagène » remplace une filière par une autre appellation de l’alactique, et « acides gras » désigne un substrat.

27. À la fin de la chaîne respiratoire, quel rôle l’oxygène joue-t-il et quel produit se forme lorsqu’il se combine aux H⁺ ?

Accepteur final des électrons, il contribue à former de l’ATP
Accepteur final des électrons et des hydrogènes, il contribue à former de l’eau
Donneur d’hydrogènes, il contribue à former de l’acétyl-CoA
Donneur initial des électrons, il contribue à former du dioxyde de carbone

Accepteur final des électrons et des hydrogènes, il contribue à former de l’eau

Explication

L’oxygène accepte les électrons et les hydrogènes à la fin de la chaîne respiratoire; sa combinaison avec H⁺ permet la formation d’eau. Le dioxyde de carbone est produit lors d’autres étapes métaboliques, et l’oxygène n’est pas un donneur initial d’électrons.

28. Quel rôle général la glycolyse joue-t-elle dans le métabolisme du glucose cellulaire ?

Une étape finale qui convertit les molécules énergétiques en glucose
Une succession enzymatique initiale qui convertit le glucose en molécules énergétiques
Une réaction isolée qui consomme de l’ATP sans transformer le glucose
Une voie de stockage qui transforme les molécules énergétiques en glycogène

Une succession enzymatique initiale qui convertit le glucose en molécules énergétiques

Explication

La glycolyse est une succession de transformations enzymatiques qui constitue la première étape avant la respiration cellulaire et convertit le glucose en molécules énergétiques. La présenter comme une étape finale, une réaction isolée ou une voie de stockage en déforme le rôle.

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Quelles sont les trois filières énergétiques ?

La filière anaérobie alactique, la filière anaérobie lactique et la filière aérobie.

En présence d’oxygène, quelle voie resynthétise l’ATP ?

La voie aérobie.

En absence d’oxygène, quelle voie resynthétise l’ATP ?

La voie anaérobie.

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