QCM : Introduction au métabolisme cellulaire (15 questions)

Explication

La dégradation d’une grande molécule en petites molécules avec libération d’énergie caractérise le catabolisme, dont l’énergie peut être utilisée ou stockée. La variation de Gibbs correspond à l’énergie libérée ou consommée et aide à déterminer le sens de la réaction ; l’anabolisme, lui, synthétise des molécules et consomme de l’énergie.

Explication

Une réaction endergonique consomme de l’énergie libre et présente une variation positive ; une réaction exergonique en libère et présente une variation négative, et non nulle. L’énergie libérée n’est pas détruite : selon la première loi, l’énergie totale de l’univers reste constante et peut être réutilisée, stockée ou dissipée sous forme de chaleur. La première réaction consomme de l’énergie libre, ce qui la caractérise comme endergonique et correspond à une variation positive.

Explication

La seconde loi indique que l’entropie de l’univers augmente. La cellule est un système ouvert qui échange matière et chaleur avec son environnement ; l’entropie ne diminue pas selon cette loi, et la cellule n’est pas un système fermé.

Explication

Une enzyme est une protéine présentant une double spécificité, pour la réaction catalysée et le substrat transformé ; elle accélère la transformation sans être elle-même modifiée. Le substrat est la molécule transformée, tandis que le produit est le résultat de cette transformation.

Explication

Un cofacteur ou une coenzyme est une molécule non protéique nécessaire à certaines enzymes, et une enzyme peut former un complexe multimérique. La régulation peut dépendre du produit de la réaction ou d’un régulateur extérieur. Les conditions de fonctionnement enzymatique dépendent notamment du pH et de la température; un cofacteur est non protéique.

Explication

La bioénergétique porte sur les transformations énergétiques des organismes vivants, et les aliments apportent notamment les trois types de macromolécules cités. La digestion dégrade ces macromolécules en molécules simples utilisées pour produire de l’énergie libre. La valeur moyenne indiquée est de 2 000 kCal, et les vitamines ne remplacent pas les acides nucléiques dans la liste des quatre types.

Explication

Le glucose est prioritaire pour la plupart des cellules, tandis que certaines cellules nerveuses en dépendent comme source unique. Quand le glucose disponible baisse, les lipases libèrent des acides gras des triacylglycérols, que les cellules cardiaques peuvent utiliser. Les acides aminés sont mobilisés au cours du jeûne lorsque les réserves de glycogène sont épuisées.

Explication

Les chimioautotrophes tirent pratiquement tous leurs matériaux et leur énergie libre de composés inorganiques simples, et les bactéries en sont un exemple. Les photoautotrophes utilisent notamment le CO₂, l’eau, le N₂ et la lumière solaire. Les ressources organiques produites par d’autres organismes caractérisent les hétérotrophes, tandis que la lumière solaire fait partie des ressources des photoautotrophes.

Explication

Les organismes photosynthétiques et hétérotrophes, comme l’être humain et son microbiote, peuvent avoir des métabolismes interdépendants. Le métabolome rassemble les métabolites d’une cellule, et son répertoire varie selon ses fonctions et ses capacités ; les bactéries productrices, et non méthanotrophes, produisent le méthane.

Explication

L’hydrolyse de l’ATP permet le déroulement de la plupart des processus endergoniques, et sa variation d’énergie libre suffisamment grande explique son implication fréquente dans les couplages. Elle les favorise plutôt qu’elle ne les freine ; une faible variation d’énergie libre ne correspond pas au mécanisme décrit.

Explication

La néoglucogenèse forme du glucose à partir d’acides aminés glucogéniques, de lactate et de glycérol ; elle inverse la glycolyse en partageant certaines enzymes, tandis que ses enzymes spécifiques catalysent les étapes irréversibles. La dégradation finale des acides aminés produit de l’urée, éliminée dans l’urine et non dans les selles.

Explication

La synthèse du palmitate mobilise l’acétyl-CoA carboxylase et la synthase des acides gras. Les élongases allongent les acides gras au-delà de seize carbones, tandis que les désaturases introduisent des liaisons insaturées. Les triglycérides sont produits dans le foie et le tissu adipeux, et non dans le tissu musculaire ; la β-oxydation ne remplace pas la synthase des acides gras.

Explication

La phosphorylation oxydative est une suite de réactions d’oxydoréduction dont l’énergie libre permet de synthétiser l’ATP à partir d’ADP et de Pi. Elle implique des complexes protéiques associés à des transporteurs d’électrons et se déroule dans la membrane mitochondriale interne et l’espace intermembranaire. Le substrat décrit est l’ADP avec Pi, et non l’AMP avec du pyrophosphate.

Explication

L’ATP synthétase, également appelée F₁F₀-ATP synthétase ou complexe V, utilise le gradient électrochimique pour phosphoryler l’ADP. Elle ne déphosphoryle pas l’ATP et son substrat indiqué est l’ADP, non l’AMP ; le pyruvate n’est pas le produit de cette réaction.

Explication

L’humain doit recevoir neuf acides aminés essentiels par l’alimentation : huit apports laissent donc un acide aminé essentiel à fournir, et le nombre total requis est bien neuf. L’humain synthétise onze acides aminés ; il n’en synthétise pas neuf et n’a pas besoin d’en recevoir onze par l’alimentation.