QCM : Voies énergétiques et consommation d’oxygène (56 questions)

Explication

La nutrition comprend les processus biologiques d’assimilation et de désassimilation qui contribuent notamment au fonctionnement des organes et à la couverture des besoins énergétiques. La digestion seule est trop restreinte, tandis que les échanges énergétiques relèvent de la bioénergétique et le stockage n’en est qu’un aspect.

Explication

La bioénergétique étudie les transformations d’énergie et les échanges de matière nécessaires aux processus vitaux. L’étude générale des phénomènes vivants relève de la physiologie, la régulation interne de l’homéostasie, et la classification des aliments n’est pas sa définition.

Explication

Un organisme vivant est un système ouvert : il prélève notamment des nutriments, de l’eau et de l’oxygène, transforme l’énergie des nutriments et rejette du CO₂, des déchets et de la chaleur. Un système isolé ne rendrait pas compte de ces échanges, et les autres propositions négligent soit les transformations, soit les apports.

Explication

La contraction musculaire convertit l’énergie chimique issue de l’ATP en énergie mécanique, qui rend le travail possible. L’énergie mécanique n’est pas la source chimique du mouvement, et la chaleur ou la création de molécules ne décrit pas cette conversion vers le travail musculaire.

Explication

Ces grandes fonctions assurent les échanges d’énergie et de matière qui contribuent au maintien de l’homéostasie. Elles ne produisent pas elles-mêmes tous les nutriments, et leur rôle ne se réduit ni à une régulation directe sans échanges ni à l’élimination de toute matière.

Explication

L’homéostasie correspond au maintien de grandeurs physico-chimiques régulées malgré des perturbations internes ou externes. Elle ne signifie ni que les perturbations sont absentes, ni que le métabolisme s’arrête, ni que l’environnement demeure constant.

Explication

Le métabolisme regroupe les transformations moléculaires et les transferts d’énergie qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l’organisme. La dégradation correspond au catabolisme, la synthèse à l’anabolisme, et les échanges entre organes ne constituent pas à eux seuls cette définition.

Explication

Le catabolisme dégrade les molécules, tandis que l’anabolisme réalise leur synthèse. Inverser les catégories confond dégradation et construction; attribuer les deux réactions au catabolisme ou à l’anabolisme méconnaît la distinction entre ces deux processus.

Explication

Le premier principe affirme que l’énergie d’un système isolé se conserve : elle se transforme ou se transmet sans être créée ni détruite. La dégradation concerne le deuxième principe, l’apport de chaleur implique un échange avec l’environnement et la création d’énergie contredit la conservation.

Explication

Le deuxième principe décrit la dégradation de l’énergie au cours de ses transformations, et l’entropie mesure le désordre du système. La conservation relève du premier principe, tandis que l’entropie n’est ni la quantité d’énergie ni l’efficacité du travail.

Explication

L’oxydation d’une mole de glucose libère 685 kcal par mole et produit aussi de la chaleur. Le résultat de 4 110 kcal multiplie à tort par six la quantité associée à une mole, tandis que 114 kcal divise cette quantité par six.

Explication

Une réaction endergonique nécessite un apport supplémentaire d’énergie, et les réactions de l’anabolisme sont endergoniques. Une réaction exergonique libère de l’énergie, tandis que l’apport énergétique ne signifie pas que la réaction libère spontanément de la chaleur.

Explication

Le travail mécanique est le produit de la force par le déplacement : $W = 12\times 3 = 36\,\mathrm{J}$. La somme donne 15 J, le rapport donne 4 J et le double produit ne correspond pas à la formule.

Explication

Le rendement mécanique est le rapport entre l’énergie mécanique produite, exprimée en watts, et l’énergie dépensée. Le rendement net retranche la dépense de repos, le travail mécanique correspond à force fois déplacement, et la dépense totale n’est pas un rapport.

Explication

Le rendement net rapporte le travail réalisé en watts à la dépense énergétique totale diminuée de la dépense de repos. Le rendement mécanique compare l’énergie mécanique produite à l’énergie dépensée, et les autres propositions omettent ou remplacent incorrectement la correction de repos.

Explication

Pour un exercice réalisé à une puissance inférieure à 50 % de la puissance maximale, le rendement net est de l’ordre de 20 à 25 %. Les valeurs de 40 à 50 % confondent rendement et puissance relative, et les autres plages ne correspondent pas à cette condition.

Explication

La diététique applique les connaissances sur les aliments afin de promouvoir la santé et d’adapter l’alimentation à la gestion des maladies, tout en intégrant une dimension culturelle. La nutrition désigne ici l’étude scientifique, l’alimentation la manière de s’alimenter, et la bioénergétique l’étude des transformations d’énergie.

Explication

Les nutriments sont les composés organiques et minéraux nécessaires à l’organisme pour assurer et entretenir la vie. Les aliments sont les denrées consommées, les processus biologiques désignent des fonctions, et les micronutriments ne constituent qu’une famille de nutriments.

Explication

Les glucides, les lipides et les protides sont des nutriments énergétiques, aussi appelés macronutriments, tandis que les vitamines et les minéraux sont des micronutriments. Inverser les familles ou déplacer les vitamines et les protides entre ces groupes confond ces classifications.

Explication

Les glucides peuvent fournir une énergie à court terme, être stockés sous forme d’amidon ou de glycogène, et former des structures comme la cellulose. Le glycogène est associé à la réserve animale, tandis que la cellulose est structurale et l’amidon une réserve végétale.

Explication

Un acide gras polyinsaturé possède plusieurs doubles liaisons; les oméga-3 et les oméga-6 en sont des exemples. Un monoinsaturé en possède une, tandis qu’un saturé n’en possède pas; la longueur de chaîne ne définit pas ces catégories.

Explication

Les protides comprennent les peptides jusqu’à 100 acides aminés et les protéines au-delà de 100; une chaîne de 120 acides aminés est donc une protéine. Le seuil des peptides ne s’applique pas ici, et un acide aminé isolé n’est pas une chaîne de cette longueur.

Explication

L’énergie brute est la chaleur produite par la combustion d’un gramme d’aliment dans un calorimètre en présence d’oxygène. L’énergie métabolisable tient compte des pertes, l’énergie nette retranche la chaleur métabolique et le volume d’oxygène est une mesure distincte.

Explication

L’énergie métabolisable s’obtient en retranchant les pertes fécales et urinaires de l’énergie brute : 500 − 70 − 30 = 400 kcal. 430 kcal oublie les pertes urinaires, 500 kcal ignore les deux pertes et 370 kcal retranche une chaleur métabolique supplémentaire.

Explication

L’énergie nette correspond à l’énergie métabolisable diminuée de la chaleur produite par le métabolisme : 600 − 80 = 520 kcal. 600 kcal ne retranche pas la chaleur, tandis que 680 kcal l’ajoute.

Explication

Les coefficients donnent 10 × 4 + 5 × 4 + 4 × 9 + 2 × 7 = 111 kcal. Le résultat de 96 kcal omet l’énergie de l’alcool, 105 kcal lui attribue 4 kcal/g et 131 kcal traite les protéines comme des lipides.

Explication

Le métabolisme de base est mesuré au repos, après au moins 12 heures de jeûne et en neutralité thermique, ici à 22 °C. Le métabolisme de repos après un repas inclut l’effet thermique des aliments, tandis que l’activité physique et la dépense totale désignent d’autres composantes.

Explication

L’estimation simplifiée du métabolisme de base est d’environ 1 600 kcal par jour chez l’homme, contre environ 1 300 chez la femme. Les valeurs de 1 et 0,95 correspondent à des taux horaires par kilogramme, et non à une dépense journalière totale.

Explication

Le métabolisme de base diminue au fil des ans. La puberté, la grossesse et l’allaitement sont des états physiologiques associés à une augmentation, et non à l’effet du vieillissement.

Explication

Les parts indiquées totalisent 100 % : 100 − 70 − 10 = 20 % pour l’activité physique. 70 % correspond au métabolisme de base, 10 % à la thermogenèse postprandiale et 80 % est la somme des deux composantes autres que l’activité physique.

Explication

Les réserves musculaires d’ATP sont d’environ 5 mmol, soit 3 g par kilogramme de muscle. La valeur de 50 mmol multiplie la quantité par dix, 30 g surestime la masse et 5 mmol par seconde confond réserve et renouvellement.

Explication

À mesure que l’effort se prolonge, la contribution aérobie augmente au détriment des mécanismes anaérobies. L’inversion des deux parts, leur stabilité ou la baisse de la part aérobie ne correspondent pas à cette évolution.

Explication

Le marathon tire environ 100 % de son énergie des mécanismes aérobies, tandis que le 100 m en tire 97 à 98 % des voies anaérobies. Les autres associations inversent les profils ou remplacent les proportions données par des contributions intermédiaires.

Explication

La phosphocréatine cède son phosphate à l’ADP, ce qui produit de la créatine et de l’ATP. La réaction ne produit pas de l’ADP à la place de l’ATP, ne régénère pas la phosphocréatine et ne correspond pas à l’hydrolyse de l’ATP.

Explication

La glycogénolyse utilise le glycogène, tandis que la glycolyse utilise le glucose. La glycogenèse stocke le glucose sous forme de glycogène et la néoglucogenèse synthétise du glucose à partir d’autres nutriments.

Explication

Pour une mole de substrat, la glycolyse à partir du glucose fournit 2 ATP, contre 3 ATP à partir du glycogène. L’inversion des rendements, leur égalisation ou l’ajout erroné d’un ATP au rendement du glucose donnent les autres valeurs.

Explication

La réaction pyruvate + NADH + H⁺ → lactate + NAD⁺ consomme un proton. Dire que le H⁺ est produit confond cette transformation avec l’hydrolyse de l’ATP, et le NAD⁺ est un produit de la réaction, non le réactif associé au proton.

Explication

L’hydrolyse de l’ATP pendant la glycolyse génère la majorité des ions H⁺, ce qui favorise la baisse du pH et peut contribuer à l’arrêt de l’exercice. La formation de lactate par la LDH consomme au contraire un proton; l’effet ne s’explique pas par la seule présence de phosphate inorganique.

Explication

Pour les glucides, la glycolyse se déroule dans le cytoplasme, tandis que le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire ont lieu dans les mitochondries. Les autres réponses déplacent l’une de ces étapes dans le mauvais compartiment.

Explication

Le rendement indiqué est de 39 ATP par mole à partir du glycogène, contre 38 à partir du glucose. La valeur 38 correspond donc au glucose, et les deux autres valeurs ne sont pas les rendements donnés.

Explication

La voie aérobie libère l’énergie relativement lentement mais régulièrement et ne provoque pas d’accumulation de H⁺ modifiant le pH. Une libération rapide ou une acidification par accumulation de H⁺ correspond à d’autres caractéristiques; l’apport supplémentaire en O₂ reste nécessaire.

Explication

L’oxygène passe de l’air ambiant aux poumons, puis au sang et au milieu interstitiel avant de rejoindre les cellules, où il est consommé tandis que du CO₂ est produit. L’ordre sang-milieu interstitiel ne s’inverse pas, et la respiration cellulaire consomme l’O₂, non le CO₂.

Explication

La ventilation minute est le produit du volume courant par la fréquence respiratoire : $0{,}6\times15=9\ \text{L/min}$. L’addition et la division appliquent une opération incorrecte, tandis que la dernière valeur traduit une mauvaise conversion de la fréquence.

Explication

L’hémoglobine est principalement chargée du transport de l’O₂ et se trouve essentiellement à l’intérieur des globules rouges. La situer dans le plasma, les globules blancs ou le milieu interstitiel confond son emplacement avec d’autres composants ou compartiments.

Explication

Dans le sang, une faible part de l’O₂ est dissoute, tandis que la majeure partie se lie à l’hémoglobine pour former l’oxyhémoglobine. La répartition 98/2 inverse les proportions, 6 % dissous reprend une valeur liée au CO₂ et le bicarbonate n’est pas la forme de transport de l’O₂ liée à l’hémoglobine.

Explication

La capacité de fixation correspond à la quantité maximale d’oxygène transportable par l’hémoglobine dans le sang. La quantité dissoute est une autre forme de transport, l’affinité décrit la tendance à se lier, et la concentration sanguine mesure l’hémoglobine elle-même.

Explication

La fixation de l’oxygène par l’hémoglobine suit une courbe en S, ce qui permet de conserver un transport important malgré une baisse de la fraction d’O₂. Une relation linéaire, en cloche ou inverse ne décrit pas cette propriété.

Explication

Le CO₂ est transporté à environ 6 % sous forme dissoute, à plus de 70 % après transformation en bicarbonate et à 24 % lié à l’hémoglobine sous forme de carbamino-hémoglobine. La répartition 2/98 correspond au transport de l’O₂, tandis que les autres choix déplacent les proportions entre formes.

Explication

Le débit cardiaque est le produit du volume d’éjection systolique par la fréquence cardiaque : $Q = 70 \times 80 = 5600$ mL/min, soit 5,6 L/min. Multiplier encore par 60 convertit à tort une fréquence déjà exprimée par minute; l’addition et la division ne suivent pas la formule.

Explication

La différence artério-veineuse en oxygène compare la concentration artérielle à la concentration veineuse en faisant la soustraction $CaO_2 - CvO_2$. L’ordre inverse change le sens de la différence, une somme n’est pas une différence et le CO₂ n’est pas la grandeur considérée.

Explication

L’équation de Fick relie la consommation d’oxygène au débit cardiaque et à la différence artério-veineuse : $VO_2 = Q \times (CaO_2 - CvO_2)$, avec $Q = FC \times VES$. Omettre le débit, remplacer la différence par une somme ou n’utiliser que la fréquence cardiaque ne respecte pas cette relation.

Explication

La VO₂max est le produit de la fréquence cardiaque maximale, du volume d’éjection systolique maximal et de la différence artério-veineuse maximale en oxygène. Les valeurs de repos ne sont pas les valeurs maximales, une somme ne remplace pas la différence, et le débit cardiaque seul ne précise pas le troisième facteur.

Explication

Les muscles striés squelettiques contribuent au maintien de la posture, notamment lorsqu’une personne reste debout. La production du mouvement désigne un déplacement, la stabilisation concerne les articulations et le dégagement de chaleur est une autre fonction musculaire.

Explication

Une fibre musculaire est une cellule cylindrique qui présente des bandes transversales claires et sombres, avec un diamètre de 10 à 100 μm et une longueur de 5 à 15 cm. L’inversion des dimensions confond diamètre et longueur, l’organe contractile désigne plutôt une myofibrille, et l’absence de stries contredit son aspect caractéristique.

Explication

Le sarcomère est l’unité contractile comprise entre deux lignes Z. Les lignes M et les bandes A ou H sont des repères de l’organisation interne, mais ne définissent pas ses limites.

Explication

Selon la théorie du filament glissant, les filaments fins d’actine glissent entre les filaments épais de myosine, et la bande H disparaît pendant la contraction. Inverser le glissement attribue le mouvement au mauvais filament, tandis que la disparition de la bande A ou l’élargissement de la bande H ne correspond pas au mécanisme décrit.