L’application de la thermodynamique à la biochimie
Explication
La bioénergétique applique les principes de la thermodynamique aux transformations biochimiques et aux échanges d’énergie dans les systèmes vivants.
L’énergie se conserve
Explication
Le premier principe affirme que l’énergie ne se crée ni ne se détruit : elle se conserve, même lorsqu’elle change de forme.
Le deuxième principe de la thermodynamique
Explication
Le deuxième principe prévoit une tendance à l’augmentation de l’entropie, ce qui permet notamment de comprendre pourquoi certaines transformations sont irréversibles. Le premier principe concerne la conservation de l’énergie.
L’énergie utilisable lors d’une transformation
Explication
L’énergie libre G correspond à la fraction d’énergie utilisable pour réaliser une transformation, et non à l’ensemble de l’énergie totale du système.
Les substrats peuvent devenir produits et les produits peuvent redevenir substrats
Explication
Une réaction réversible permet les deux transformations opposées : les substrats donnent des produits, tandis que les produits peuvent revenir vers les substrats, avec des vitesses v1 et v2.
Les vitesses directe et inverse sont égales et les concentrations restent constantes
Explication
À l’équilibre, les vitesses v1 et v2 sont égales. Les transformations opposées se poursuivent, mais les concentrations globales restent constantes.
Le rapport des concentrations à l’équilibre, pondérées par leurs coefficients stœchiométriques
Explication
Keq est calculée à partir des concentrations à l’équilibre, chacune étant élevée à la puissance correspondant à son coefficient stœchiométrique. Elle ne décrit pas directement la vitesse de réaction.
ΔG°′ est négatif
Explication
La relation ΔG°′ = −RT ln Keq implique qu’un Keq supérieur à 1 donne un logarithme positif et donc une variation d’énergie libre standard négative.
Une variation d’énergie libre standard inférieure à −25 kJ/mol
Explication
Dans cette classification, un composé riche en énergie possède une variation d’énergie libre standard inférieure à −25 kJ/mol. L’ATP présente une valeur intermédiaire d’environ −30 kJ/mol.
Parce qu’elle est exergonique et implique la rupture d’une liaison phosphoanhydride
Explication
L’hydrolyse ATP → ADP + Pi est exergonique et s’accompagne de la rupture d’une liaison phosphoanhydride. À l’inverse, la synthèse d’ATP nécessite un apport d’énergie.
Celui de monnaie d’échange énergétique universelle
Explication
L’ATP sert de monnaie d’échange énergétique universelle : son hydrolyse fournit de l’énergie utilisable pour de nombreux processus cellulaires.
Par son couplage avec l’hydrolyse exergonique de l’ATP via l’hexokinase
Explication
La phosphorylation du glucose est entraînée par son couplage à l’hydrolyse exergonique de l’ATP, mécanisme auquel participe l’hexokinase.
Une perte d’électrons par une espèce chimique
Explication
L’oxydation correspond à une perte d’électrons. À l’inverse, un gain d’électrons caractérise une réduction.
Une réduction
Explication
Une réduction est définie par un gain d’électrons. La perte d’électrons correspond, elle, à une oxydation.
L’oxydant accepte des électrons et le réducteur les cède
Explication
Un oxydant, pauvre en électrons, accepte les électrons, tandis qu’un réducteur, riche en électrons, les cède.
Du couple 1 vers le couple 2
Explication
Le transfert spontané d’électrons va du couple ayant le potentiel E°′ le plus faible vers celui ayant le potentiel E°′ le plus élevé. Il s’effectue donc ici du couple 1 vers le couple 2.
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Qu'est-ce que la bioénergétique ?
L'application de la thermodynamique à la biochimie.
Que dit le premier principe de la thermodynamique ?
L'énergie se conserve.
Que prévoit le deuxième principe de la thermodynamique ?
Une tendance à l'augmentation de l'entropie.
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