QCM : Métabolisme et exercice musculaire (29 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel rôle général l’ATP joue-t-il dans les cellules vivantes ?

Il participe à la plupart des échanges d’énergie entre les processus cellulaires.
Il transporte l’oxygène depuis les mitochondries vers les réactions du cytosol.
Il constitue le principal matériau utilisé pour construire les membranes cellulaires.
Il stocke la majorité de l’énergie sous forme de chaleur après chaque réaction.

Il participe à la plupart des échanges d’énergie entre les processus cellulaires.

Explication

L’ATP intervient dans la plupart des échanges d’énergie qui se déroulent dans les cellules vivantes. La chaleur peut être dissipée lors du métabolisme, mais elle ne constitue pas la fonction de transfert attribuée à l’ATP.

2. Lorsqu’une cellule réduit le pyruvate en lactate dans le cytosol, quelle conséquence métabolique se produit ?

Le FADH₂ est régénéré dans la mitochondrie, tandis que le lactate est converti en acétyl-CoA.
Le NAD⁺ est consommé dans le cytosol, tandis que l’acétyl-CoA est formé dans la mitochondrie.
Le NAD⁺ est régénéré dans le cytosol, contrairement à la conversion du pyruvate en acétyl-CoA dans la mitochondrie.
L’oxygène est régénéré dans le cytosol, tandis que le pyruvate est dégradé dans la mitochondrie.

Le NAD⁺ est régénéré dans le cytosol, contrairement à la conversion du pyruvate en acétyl-CoA dans la mitochondrie.

Explication

La réduction du pyruvate en lactate régénère le NAD⁺ dans le cytosol, alors que sa conversion en acétyl-CoA conduit à une voie mitochondriale. La formation de lactate ne consomme donc pas le NAD⁺ comme l’affirme une proposition distractrice.

3. Deux cellules disposent d’oxygène, mais l’une a une glycolyse très intense par rapport à son activité mitochondriale : de quoi dépend la destinée du pyruvate ?

De la quantité de glucose disponible prise isolément, qui impose la formation de lactate.
De la concentration d’ATP prise isolément, qui fixe le devenir du pyruvate indépendamment des voies actives.
De l’équilibre entre l’intensité de la glycolyse et l’activité mitochondriale, plutôt que de la seule présence d’oxygène.
De la présence d’oxygène prise isolément, qui détermine à elle seule la transformation du pyruvate.

De l’équilibre entre l’intensité de la glycolyse et l’activité mitochondriale, plutôt que de la seule présence d’oxygène.

Explication

Le devenir du pyruvate dépend de l’équilibre entre la glycolyse et l’activité mitochondriale. La présence d’oxygène à elle seule ne suffit donc pas à déterminer sa destinée.

4. Quelle distinction décrit correctement le devenir du glucose-6-phosphate selon le tissu ?

Il peut être converti en glucose dans tous les tissus, mais la glycolyse est réservée au foie et aux reins.
Il peut alimenter la glycolyse dans tous les tissus, mais le foie et les reins peuvent aussi le convertir en glucose libéré dans le sang.
Il est libéré dans le sang par les muscles, tandis que le foie et les reins le dirigent vers la glycolyse.
Il alimente la glycolyse dans le foie et les reins, tandis que les muscles le libèrent sous forme de glucose dans le sang.

Il peut alimenter la glycolyse dans tous les tissus, mais le foie et les reins peuvent aussi le convertir en glucose libéré dans le sang.

Explication

Le glucose-6-phosphate peut entrer dans la glycolyse dans tous les tissus, alors que sa conversion en glucose destiné au sang est attribuée aux cellules hépatiques et rénales. La confusion fréquente consiste à étendre cette libération de glucose à tous les tissus.

5. Quelle affirmation décrit le mieux les triglycérides dans l’organisme ?

Ils constituent la famille de lipides la plus abondante et sont principalement stockés dans les neurones du cerveau.
Ils constituent une famille minoritaire de lipides et sont principalement stockés dans les cellules musculaires.
Ils constituent une famille minoritaire de lipides et sont principalement stockés dans les cellules hépatiques.
Ils constituent la famille de lipides la plus abondante et sont principalement stockés dans les adipocytes du tissu adipeux.

Ils constituent la famille de lipides la plus abondante et sont principalement stockés dans les adipocytes du tissu adipeux.

Explication

Les triglycérides sont les lipides les plus abondants et leur stockage se fait essentiellement dans les adipocytes du tissu adipeux. Le foie peut participer au métabolisme lipidique, mais il ne constitue pas le principal lieu de stockage indiqué ici.

6. Quel bilan les oxydations du cycle de Krebs produisent-elles par molécule de glucose ?

Deux NADH + H⁺, six FADH₂ et deux ATP, car deux tours du cycle oxydent les deux pyruvates issus du glucose.
Six NADH + H⁺, deux FADH₂ et deux ATP, car un seul tour du cycle oxyde les deux pyruvates issus du glucose.
Six NADH + H⁺, deux FADH₂ et deux ATP, car deux tours du cycle oxydent les deux pyruvates issus du glucose.
Six NADH + H⁺, deux FADH₂ et quatre ATP, car quatre tours du cycle oxydent les deux pyruvates issus du glucose.

Six NADH + H⁺, deux FADH₂ et deux ATP, car deux tours du cycle oxydent les deux pyruvates issus du glucose.

Explication

Par glucose, deux tours du cycle de Krebs produisent six NADH + H⁺, deux FADH₂ et deux ATP. Un seul tour ne suffit pas, car les deux pyruvates issus du glucose doivent être oxydés.

7. Une cellule transforme du glucose en lipides, mais ne peut pas produire du glucose à partir des acides gras : quelle explication rend compte de cette asymétrie ?

Le glucose peut servir à former des lipides, tandis que l’acétyl-CoA issu des acides gras ne permet pas la synthèse de glucose.
Le glucose peut servir à former des lipides, tandis que les acides gras ne sont pas dégradés en acétyl-CoA.
Les acides gras peuvent former du glucose, tandis que le glucose ne peut pas servir à produire des lipides.
Le glucose et les acides gras peuvent tous deux former du glucose, mais seul le glucose peut former des lipides.

Le glucose peut servir à former des lipides, tandis que l’acétyl-CoA issu des acides gras ne permet pas la synthèse de glucose.

Explication

Le glucose peut être converti en lipides, mais les acides gras ne peuvent pas être convertis en glucose parce que leur acétyl-CoA ne permet pas cette synthèse. L’idée que les acides gras puissent fournir du glucose inverse donc la distinction métabolique.

8. Dans une cellule eucaryote, où se déroulent respectivement la transcription de l’ADN en ARNm et la traduction de l’ARNm en protéines ?

Les deux étapes ont lieu dans le noyau, mais sur des structures différentes.
La transcription a lieu dans le noyau et la traduction sur les ribosomes du cytoplasme.
La transcription a lieu sur les ribosomes du cytoplasme et la traduction dans le noyau.
Les deux étapes ont lieu dans le cytoplasme, mais à des moments différents.

La transcription a lieu dans le noyau et la traduction sur les ribosomes du cytoplasme.

Explication

La synthèse des protéines commence par la transcription de l’ADN en ARNm dans le noyau, puis les ribosomes du cytoplasme traduisent l’information de cet ARNm en protéines. Inverser les lieux de ces étapes confond la transcription avec la traduction.

9. Quel profil caractérise le métabolisme aérobie lors d’un effort prolongé ?

Une faible capacité, une puissance faible et une production importante d’acide lactique
Une capacité considérable, une puissance faible et une dépendance à l’apport d’oxygène et à la VO₂max
Une capacité considérable, une puissance élevée et une absence de limite liée à la VO₂max
Une faible capacité, une puissance élevée et une indépendance vis-à-vis de l’apport d’oxygène

Une capacité considérable, une puissance faible et une dépendance à l’apport d’oxygène et à la VO₂max

Explication

Le métabolisme aérobie peut fournir de l’énergie sur une capacité considérable, mais sa puissance est faible et son fonctionnement dépend de l’apport en oxygène et de la VO₂max. Le profil de forte puissance et de faible capacité correspond davantage au système ATP-PCr.

10. Dans la chaîne respiratoire, quel est le rôle de l’oxygène ?

Il accepte les électrons en dernier et, en se combinant aux protons, contribue à former de l’eau.
Il transporte les protons vers l’espace intermembranaire et, en se combinant aux électrons, forme du NADH.
Il fournit les électrons aux transporteurs et, en se combinant au phosphate, contribue à former de l’ATP.
Il accepte les protons en dernier et, en se combinant à l’ADP, contribue à former de l’eau.

Il accepte les électrons en dernier et, en se combinant aux protons, contribue à former de l’eau.

Explication

L’oxygène est l’accepteur final des électrons et forme de l’eau en se combinant aux protons. L’énergie de synthèse de l’ATP provient du retour des protons par l’ATP synthétase, et non de l’oxygène jouant ce rôle.

11. Lors d’un effort bref, quelle réaction permet à la phosphocréatine de contribuer à la resynthèse de l’ATP ?

La phosphocréatine dégrade l’ATP en ADP et en créatine sous l’action de la créatine kinase
La créatine transfère un phosphate à l’ATP pour former de l’ADP et de la phosphocréatine
La phosphocréatine transfère un phosphate à l’ADP pour former de l’ATP et de la créatine
L’ADP transfère un phosphate à la phosphocréatine pour former de l’ATP et de la créatine

La phosphocréatine transfère un phosphate à l’ADP pour former de l’ATP et de la créatine

Explication

La créatine kinase catalyse le transfert du phosphate de la phosphocréatine à l’ADP, ce qui régénère l’ATP et produit de la créatine. L’option qui décrit la dégradation de l’ATP inverse le sens de cette réaction de resynthèse.

12. Quels sont les trois systèmes énergétiques intervenant dans la contraction musculaire ?

ATP-PCr aérobie lactique, glycolytique anaérobie alactique et oxydatif anaérobie
ATP-PCr oxydatif aérobie, glycolytique alactique et lactique anaérobie
ATP-PCr anaérobie lactique, glycolytique aérobie alactique et oxydatif anaérobie
ATP-PCr anaérobie alactique, glycolytique anaérobie lactique et oxydatif aérobie

ATP-PCr anaérobie alactique, glycolytique anaérobie lactique et oxydatif aérobie

Explication

Les trois systèmes se distinguent par leurs voies énergétiques et leur rapport à l’oxygène : ATP-PCr anaérobie alactique, glycolytique anaérobie lactique et oxydatif aérobie. Les autres combinaisons attribuent incorrectement ces caractéristiques aux systèmes.

13. Une personne jeûne et doit maintenir sa glycémie : quel processus peut produire du glucose à partir de substrats non glucidiques ?

La glycolyse, réalisée dans le foie et les reins en transformant des acides aminés en glycogène
La lipogenèse, réalisée dans le foie et les reins en transformant le glucose en acides gras
La néoglucogenèse, réalisée dans le foie et les reins à partir de substrats comme les protéines et les triglycérides
La glycogénolyse, réalisée dans le foie et les reins à partir de substrats comme les protéines et les triglycérides

La néoglucogenèse, réalisée dans le foie et les reins à partir de substrats comme les protéines et les triglycérides

Explication

La néoglucogenèse synthétise du glucose à partir de substrats non glucidiques, notamment des protéines et des triglycérides, dans le foie et les reins. La glycogénolyse mobilise du glycogène déjà stocké au lieu de fabriquer du glucose à partir de ces substrats.

14. Où se déroule la glycolyse et quel produit principal forme-t-elle à partir du glucose ?

Sur les crêtes mitochondriales, où dix réactions enzymatiques convertissent le glucose en deux molécules d’acide pyruvique.
Dans le cytosol, où huit réactions enzymatiques convertissent le glucose en deux molécules de lactate.
Dans le cytosol, où dix réactions enzymatiques convertissent le glucose en deux molécules d’acide pyruvique.
Dans la matrice mitochondriale, où dix réactions enzymatiques convertissent le glucose en deux molécules d’acétyl-CoA.

Dans le cytosol, où dix réactions enzymatiques convertissent le glucose en deux molécules d’acide pyruvique.

Explication

La glycolyse se déroule dans le cytosol et comprend dix réactions catalysées par dix enzymes, qui produisent deux molécules d’acide pyruvique. La matrice mitochondriale est notamment le lieu du cycle de Krebs, pas de la glycolyse.

15. Quelle est la principale forme de stockage du glucose dans l’organisme et où se trouve-t-elle essentiellement ?

Le lactate, surtout dans les reins et les muscles lisses
Le glycogène, surtout dans le foie et les muscles striés squelettiques
Le glucose libre, surtout dans le tissu adipeux et le pancréas
Le pyruvate, surtout dans le foie et les globules rouges

Le glycogène, surtout dans le foie et les muscles striés squelettiques

Explication

Le glycogène constitue la forme de stockage du glucose et se trouve principalement dans le foie et les muscles striés squelettiques. Le tissu adipeux stocke surtout des triglycérides, et non du glucose libre comme réserve principale.

16. Quelle distinction décrit correctement l’anabolisme et le catabolisme ?

L’anabolisme dégrade des molécules complexes en substances simples, tandis que le catabolisme assemble des substances simples en molécules complexes.
L’anabolisme et le catabolisme dégradent des molécules complexes, mais seul l’anabolisme libère de l’énergie.
L’anabolisme synthétise des molécules complexes à partir de substances simples, tandis que le catabolisme dégrade des composés complexes en substances plus simples.
L’anabolisme et le catabolisme synthétisent des molécules complexes, mais seul le catabolisme consomme de l’énergie.

L’anabolisme synthétise des molécules complexes à partir de substances simples, tandis que le catabolisme dégrade des composés complexes en substances plus simples.

Explication

L’anabolisme correspond à des réactions de synthèse, alors que le catabolisme décompose des composés organiques complexes. La proposition qui inverse ces deux rôles confond les fonctions des voies métaboliques.

17. Où se déroule le cycle de Krebs et combien d’étapes successives comprend-il ?

Sur les crêtes mitochondriales, où le glucose est oxydé au cours de huit étapes.
Dans la matrice mitochondriale, où l’acétyl-CoA est oxydé au cours de huit étapes.
Dans le cytosol, où l’acétyl-CoA est oxydé au cours de dix étapes.
Dans l’espace intermembranaire, où le pyruvate est oxydé au cours de six étapes.

Dans la matrice mitochondriale, où l’acétyl-CoA est oxydé au cours de huit étapes.

Explication

Le cycle de Krebs oxyde l’acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale en huit étapes successives. Les crêtes mitochondriales sont associées à la chaîne respiratoire et aux phosphorylations oxydatives.

18. Après un repas riche en glucides, quelle réponse métabolique favorise le stockage du glucose dans les cellules hépatiques ou musculaires ?

Activer la synthèse du glycogène et freiner sa dégradation
Activer la dégradation du glycogène et freiner sa synthèse
Bloquer la synthèse du glycogène et stimuler sa libération
Convertir tout le glucose en lactate puis l’éliminer

Activer la synthèse du glycogène et freiner sa dégradation

Explication

Quand le glucose est abondant, les cellules hépatiques ou musculaires augmentent la synthèse du glycogène et inhibent sa dégradation, ce qui produit un stockage net. Stimuler simultanément la dégradation du glycogène irait à l’encontre de cette mise en réserve.

19. Deux personnes réalisent le même exercice, mais leur contribution relative des systèmes énergétiques diffère : quelle explication est cohérente ?

Elle dépend de l’âge des sujets, tandis que l’entraînement et les paramètres de l’exercice n’ont pas d’effet
Elle est déterminée par le nombre de répétitions, indépendamment de l’intensité et de la durée de l’exercice
Elle varie avec l’intensité et la durée, mais pas avec le nombre de répétitions ni les caractéristiques des sujets
Elle peut varier avec l’âge et l’entraînement des sujets, ainsi qu’avec l’intensité, la durée et les répétitions de l’exercice

Elle peut varier avec l’âge et l’entraînement des sujets, ainsi qu’avec l’intensité, la durée et les répétitions de l’exercice

Explication

La contribution des systèmes énergétiques varie selon des caractéristiques individuelles comme l’âge et l’entraînement, ainsi que selon les paramètres de l’exercice. L’explication qui exclut les répétitions et les caractéristiques des sujets ne tient compte que d’une partie des facteurs pertinents.

20. Lorsque la glycolyse conduit au lactate, combien d’ATP produit-elle par unité de glucose provenant du glycogène ?

3 ATP
2 ATP
38 ATP
39 ATP

3 ATP

Explication

La glycolyse conduisant au lactate fournit 3 ATP par unité de glucose issue du glycogène. Le rendement de 2 ATP correspond à un glucose libre, tandis que les rendements de 38 et 39 ATP sont associés au métabolisme aérobie des glucides.

21. Quel est le bilan net de la glycolyse pour une molécule de glucose ?

Deux ATP, deux NADH + H⁺ et deux molécules d’acide pyruvique.
Quatre ATP, deux NADH + H⁺ et une molécule d’acide pyruvique.
Deux ATP, quatre NADH + H⁺ et deux molécules d’acétyl-CoA.
Deux ATP, deux FADH₂ et deux molécules d’acide pyruvique.

Deux ATP, deux NADH + H⁺ et deux molécules d’acide pyruvique.

Explication

La glycolyse produit net deux ATP, deux NADH + H⁺ et deux molécules d’acide pyruvique par glucose. Le FADH₂ est associé à d’autres étapes du métabolisme, et non au bilan net de la glycolyse.

22. Lors de la bêta-oxydation mitochondriale, que se passe-t-il après l’activation initiale de l’acide gras ?

La chaîne de l’acide gras est raccourcie par retraits successifs de trois carbones sous forme de pyruvate.
La chaîne de l’acide gras est convertie directement en glucose après consommation de deux ATP.
La chaîne de l’acyl-CoA est allongée par ajouts successifs de deux carbones sous forme d’acétyl-CoA.
La chaîne de l’acyl-CoA est raccourcie par retraits successifs de deux carbones sous forme d’acétyl-CoA.

La chaîne de l’acyl-CoA est raccourcie par retraits successifs de deux carbones sous forme d’acétyl-CoA.

Explication

Après son activation en acyl-CoA, qui consomme deux ATP, l’acide gras est raccourci par retraits successifs de deux atomes de carbone libérés sous forme d’acétyl-CoA. La bêta-oxydation raccourcit donc la chaîne au lieu de l’allonger.

23. Comment le transfert des électrons dans la chaîne respiratoire permet-il la synthèse d’ATP ?

Il forme directement de l’ATP en transférant les électrons à l’ADP, sans déplacement de protons à travers la membrane.
Il fournit l’énergie qui déplace les protons vers la matrice, puis leur sortie par l’ATP synthétase permet de former de l’ATP à partir d’ADP et de Pi.
Il déplace l’oxygène vers l’espace intermembranaire, puis son retour par l’ATP synthétase permet de former de l’ATP à partir de Pi.
Il fournit l’énergie qui déplace les protons vers l’espace intermembranaire, puis leur retour par l’ATP synthétase permet de former de l’ATP à partir d’ADP et de Pi.

Il fournit l’énergie qui déplace les protons vers l’espace intermembranaire, puis leur retour par l’ATP synthétase permet de former de l’ATP à partir d’ADP et de Pi.

Explication

Le transfert des électrons fournit l’énergie nécessaire au déplacement des protons vers l’espace intermembranaire, et leur retour vers la matrice par l’ATP synthétase permet la synthèse d’ATP. Un déplacement des protons vers la matrice lors de leur accumulation inverse le sens du mécanisme décrit.

24. Que produit l’hydrolyse de l’ATP dans le muscle ?

De la phosphocréatine et de l’ADP sans libérer d’énergie
De l’ADP et du phosphate en consommant de l’énergie
De l’ADP, du phosphate inorganique et de l’énergie
De l’ATP, de la créatine et de l’énergie

De l’ADP, du phosphate inorganique et de l’énergie

Explication

La rupture de l’ATP par l’eau forme de l’ADP et du phosphate inorganique tout en libérant de l’énergie. La formation d’ATP à partir d’ADP et de phosphate correspond à la resynthèse et nécessite de l’énergie.

25. Dans le bilan énergétique considéré, quelle part de l’énergie libérée par le catabolisme est dissipée sous forme de chaleur ?

Environ 60 %, tandis qu’environ 40 % devient de l’énergie chimique destinée aux fonctions cellulaires.
Environ 70 %, tandis qu’environ 30 % devient de l’énergie chimique destinée aux fonctions cellulaires.
Environ 50 %, tandis que l’autre moitié devient de l’énergie chimique destinée aux fonctions cellulaires.
Environ 40 %, tandis qu’environ 60 % devient de l’énergie chimique destinée aux fonctions cellulaires.

Environ 60 %, tandis qu’environ 40 % devient de l’énergie chimique destinée aux fonctions cellulaires.

Explication

Le bilan attribue 60 % de l’énergie libérée à la chaleur et 40 % à l’énergie chimique utilisée par les fonctions cellulaires. L’inversion des deux proportions est une confusion fréquente, mais ne correspond pas au bilan présenté.

26. Quelle différence distingue les protéases qui agissent aux extrémités des chaînes de celles qui coupent au sein des chaînes ?

Les protéases terminales libèrent des peptides, tandis que celles qui coupent au sein des chaînes libèrent des acides aminés.
Les protéases terminales libèrent des acides aminés, tandis que celles qui coupent au sein des chaînes libèrent des peptides.
Les protéases terminales assemblent des acides aminés, tandis que celles qui coupent au sein des chaînes assemblent des peptides.
Les protéases terminales libèrent du glucose, tandis que celles qui coupent au sein des chaînes libèrent des acides gras.

Les protéases terminales libèrent des acides aminés, tandis que celles qui coupent au sein des chaînes libèrent des peptides.

Explication

Les protéases qui agissent aux extrémités libèrent des acides aminés, alors que celles qui coupent au sein des chaînes produisent des peptides. La confusion porte souvent sur l’inversion de ces produits selon le site de coupure.

27. Pendant un effort glycolytique intense, quel phénomène est associé à l’acidose musculaire et à l’altération de la contraction ?

L’utilisation du lactate comme substrat énergétique par le muscle
L’absence d’oxygène, qui entraîne directement une baisse du lactate
L’augmentation des ions H⁺ produits au cours du fonctionnement du système
La production d’ATP, qui empêche la formation d’ions H⁺

L’augmentation des ions H⁺ produits au cours du fonctionnement du système

Explication

Le fonctionnement glycolytique peut entraîner une production d’ions H⁺ associée à l’acidose musculaire et à l’altération de la contraction. Le lactate peut servir de substrat énergétique : sa présence ne doit pas être confondue avec le rôle des H⁺ dans l’acidose.

28. En période de jeûne, quel processus mobilise les triglycérides stockés et quels produits libère-t-il dans le sang ?

La lipogenèse les hydrolyse et libère des acides gras ainsi que du glycérol.
La lipolyse les synthétise et libère des triglycérides ainsi que du glucose.
La lipogenèse les synthétise et libère des acides gras ainsi que du glycérol.
La lipolyse les hydrolyse et libère des acides gras ainsi que du glycérol.

La lipolyse les hydrolyse et libère des acides gras ainsi que du glycérol.

Explication

Pendant le jeûne, la lipolyse hydrolyse les triglycérides et libère des acides gras et du glycérol dans le sang. La lipogenèse correspond au stockage des triglycérides associé aux apports alimentaires, et non à leur mobilisation.

29. Pourquoi le système ATP-PCr, malgré sa puissance immédiate élevée, ne peut-il soutenir un effort intense pendant longtemps ?

Sa capacité est faible parce que les réserves disponibles sont limitées
Son activation est lente parce qu’elle dépend de la dégradation du glucose
Sa puissance diminue parce qu’il dépend d’un apport continu d’oxygène
Sa capacité est réduite par une forte production d’acide lactique

Sa capacité est faible parce que les réserves disponibles sont limitées

Explication

Le système ATP-PCr fournit rapidement une puissance considérable, mais ses réserves limitées réduisent sa capacité à soutenir l’effort. La dépendance à l’oxygène décrit plutôt une contrainte du métabolisme aérobie.

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Que transforme l’anabolisme en molécules plus complexes ?

Des substances simples, par des réactions de synthèse.

Que produit le catabolisme en dégradant les composés organiques complexes ?

Des substances plus simples.

À quoi participe l’ATP dans les cellules vivantes ?

À la plupart des échanges d’énergie.

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