QCM : Métabolisme énergétique cellulaire — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel bilan énergétique correspond à la respiration cellulaire d’une molécule de glucose avec la navette malate-aspartate ?

38 ATP
36 ATP
4 ATP
2 ATP

38 ATP

Explication

Avec la navette malate-aspartate, les électrons cytoplasmiques sont transférés vers le NAD+ de la matrice, ce qui conduit à un total de 38 ATP par glucose. La valeur 36 ATP correspond à une autre navette.

2. Pourquoi la phosphorylation oxydative dépend-elle de la présence de dioxygène ?

Parce que le dioxygène remplace l’ADP dans la synthèse de l’ATP
Parce que le dioxygène transforme le glucose en pyruvate dans la matrice
Parce que le dioxygène accepte les électrons en fin de chaîne et permet la réoxydation des transporteurs
Parce que le dioxygène est directement incorporé dans l’ATP formé

Parce que le dioxygène accepte les électrons en fin de chaîne et permet la réoxydation des transporteurs

Explication

Le dioxygène est l’accepteur final des électrons ; sans lui, les transporteurs réduits ne sont pas réoxydés et la chaîne respiratoire s’arrête. L’ATP est donc synthétisé grâce au couplage entre transport d’électrons et gradient de protons.

3. Quelle réaction correspond à la formation d’ATP à partir d’ADP ?

La réduction de l’ADP par le dioxygène
La décarboxylation de l’ADP dans le cytosol
L’hydrolyse de l’ATP par l’ATPase
La phosphorylation de l’ADP par l’ATP synthase

La phosphorylation de l’ADP par l’ATP synthase

Explication

L’ATP synthase catalyse l’ajout d’un phosphate sur l’ADP pour former de l’ATP : c’est une phosphorylation. L’ATPase, au contraire, hydrolyse l’ATP.

4. Quel est le bilan d’un tour de cycle de Krebs à partir d’un acétyl entrant ?

3 CO2, 1 NADH+H+ et 1 FADH2
2 H2O, 2 ATP et 2 FADH2
1 CO2, 2 NADH+H+ et 2 ATP
2 CO2, 3 NADH+H+, 1 FADH2 et 1 ATP

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

Explication

Un tour de Krebs produit deux molécules de CO2, trois NADH+H+, un FADH2 et un ATP. C’est un bilan clé de la dégradation du pyruvate.

5. Quel rôle l’ATP joue-t-il dans la cellule ?

Une réserve temporaire d’énergie chimique utilisable par la cellule
Un constituant structural des membranes cellulaires
Un transporteur final du dioxygène
Un pigment impliqué dans la capture de la lumière

Une réserve temporaire d’énergie chimique utilisable par la cellule

Explication

L’ATP est la molécule universelle qui stocke temporairement l’énergie chimique utilisable par la cellule. Ce n’est ni un pigment ni un transporteur de dioxygène.

6. Quel rendement énergétique est associé à la fermentation alcoolique ?

Environ 2,15 %
Environ 40,81 %
Environ 50 %
Environ 38,66 %

Environ 2,15 %

Explication

La fermentation alcoolique ne récupère qu’une très faible part de l ენერგie du glucose dans l’ATP, car le substrat est seulement partiellement dégradé. Son rendement est ainsi d’environ 2,15 %.

7. Quelle est la première transformation du pyruvate dans la matrice mitochondriale ?

Sa transformation directe en glucose par fixation de CO2
Sa réduction en éthanol avec consommation d’O2
Sa conversion en acétyl-coenzyme A avec libération de CO2 et réduction du NAD+
Sa conversion immédiate en ATP sans intermédiaire

Sa conversion en acétyl-coenzyme A avec libération de CO2 et réduction du NAD+

Explication

Le pyruvate subit d’abord une décarboxylation puis une déshydrogénation, ce qui forme l’acétyl-coenzyme A, du CO2 et du NADH+H+. Ce n’est pas une réduction en éthanol.

8. Quel produit final caractérise la fermentation lactique ?

L’acide lactique
L’acétyl-coenzyme A
Le dioxyde de carbone
L’éthanol

L’acide lactique

Explication

La fermentation lactique réduit le pyruvate en acide lactique dans le cytoplasme, avec un faible gain énergétique de 2 ATP. L’éthanol est au contraire le produit de la fermentation alcoolique.

9. Quel est le dernier accepteur des électrons et des protons dans la fermentation alcoolique ?

Le pyruvate
Le NAD+
L’acétaldéhyde
Le dioxygène

L’acétaldéhyde

Explication

Dans la fermentation alcoolique, le pyruvate est d’abord décarboxylé en acétaldéhyde, puis celui-ci est réduit en éthanol. L’acétaldéhyde joue donc le rôle d’accepteur final des électrons et des protons.

10. Dans une expérience sur des mitochondries isolées, pourquoi la consommation de dioxygène augmente-t-elle fortement après ajout d’ADP et de Pi ?

Parce que la synthèse d’ATP par phosphorylation oxydative devient intense
Parce que le CO2 est utilisé comme accepteur final d’électrons
Parce que le glucose entre alors dans la mitochondrie
Parce que le pyruvate est transformé en lactate

Parce que la synthèse d’ATP par phosphorylation oxydative devient intense

Explication

L’ajout d’ADP et de Pi permet à l’ATP synthase de fonctionner, ce qui stimule la phosphorylation oxydative et donc la consommation d’O2. Le glucose n’est pas le substrat direct observé ici.

11. Dans une expérience avec levure et glucose en milieu oxygéné, quel changement traduit l’installation de la respiration cellulaire ?

La concentration en H2O diminue tandis que le glucose reste stable
La concentration en O2 diminue et celle en CO2 augmente
La concentration en O2 augmente et celle en CO2 diminue
La concentration en éthanol chute alors que le glucose augmente

La concentration en O2 diminue et celle en CO2 augmente

Explication

La respiration cellulaire consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone, ce qui explique cette évolution des concentrations. L’augmentation d’éthanol correspondrait plutôt à une fermentation.

12. Quelle affirmation décrit le mieux la respiration cellulaire ?

Une dégradation incomplète du glucose en éthanol sans consommation d’O2
Une transformation du glucose en acide lactique dans tous les cas
Une voie qui ne produit jamais d’ATP
Une dégradation complète du glucose en CO2 et H2O avec consommation d’O2

Une dégradation complète du glucose en CO2 et H2O avec consommation d’O2

Explication

La respiration cellulaire oxyde complètement le glucose en dioxyde de carbone et eau en utilisant le dioxygène. La fermentation est incomplète et ne produit pas les mêmes produits finaux.

13. Quel rôle principal la mitochondrie joue-t-elle dans la respiration cellulaire ?

Elle oxyde le pyruvate et produit l’essentiel de l’ATP respiratoire
Elle synthétise le glucose à partir du dioxyde de carbone
Elle stocke l’ADP sans transformation énergétique
Elle dégrade le glucose directement en éthanol

Elle oxyde le pyruvate et produit l’essentiel de l’ATP respiratoire

Explication

La mitochondrie est l’organite où le pyruvate est oxydé et où se déroulent les étapes productrices d’ATP de la respiration. Le glucose n’y est pas directement transformé en éthanol.

14. Quel est le rôle direct de la chaîne respiratoire dans la membrane interne mitochondriale ?

Réoxyder les transporteurs réduits en transférant leurs électrons vers le dioxygène
Transformer l’acétyl-coenzyme A en acide lactique
Produire le pyruvate à partir du glucose dans le cytosol
Dégrader l’ATP pour fournir l’énergie du gradient

Réoxyder les transporteurs réduits en transférant leurs électrons vers le dioxygène

Explication

La chaîne respiratoire assure le transfert des électrons depuis le NADH,H+ et le FADH2 vers le dioxygène, qui est l’accepteur final. Ce processus permet la réoxydation des coenzymes réduits et prépare la synthèse d’ATP.

15. Quel est le bilan global de la glycolyse à partir d’une molécule de glucose ?

2 lactates, 2 ATP et 0 NADH+H+
2 pyruvates, 2 ATP et 2 NADH+H+
6 CO2, 8 ATP et 2 H2O
1 pyruvate, 4 ATP et 1 FADH2

2 pyruvates, 2 ATP et 2 NADH+H+

Explication

La glycolyse produit deux pyruvates, un gain net de 2 ATP et 2 NADH+H+. Elle ne forme pas de CO2 ni de FADH2.

16. Pourquoi le rendement de la respiration est-il beaucoup plus élevé que celui de la fermentation ?

Parce que la respiration oxyde complètement le glucose alors que la fermentation laisse un résidu riche en énergie
Parce que la respiration ne forme jamais de dioxyde de carbone
Parce que la respiration produit moins d’ATP mais l’utilise mieux
Parce que la fermentation consomme plus de dioxygène que la respiration

Parce que la respiration oxyde complètement le glucose alors que la fermentation laisse un résidu riche en énergie

Explication

La respiration dégrade complètement le glucose en CO2 et H2O, ce qui permet de récupérer beaucoup plus d’énergie sous forme d’ATP. La fermentation, elle, laisse un produit organique encore riche en énergie, d’où un rendement très faible.

17. Quelle équation résume la respiration cellulaire complète du glucose ?

C6H12O6 + H2O → 6 CO2 + 12 H2 + énergie
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + énergie
C6H12O6 + 2 O2 → 2 acides lactiques + énergie
C6H12O6 → 2 éthanol + 2 CO2 + énergie

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + énergie

Explication

La respiration cellulaire oxyde complètement le glucose en dioxyde de carbone et eau en présence de dioxygène. Les autres propositions décrivent soit une fermentation, soit des produits incompatibles avec une oxydation complète.

18. Où se déroule la glycolyse ?

Dans le noyau, avec formation d’eau
Dans le cytosol, sans consommation de dioxygène
Dans la matrice mitochondriale, avec consommation d’O2
Dans l’espace intermembranaire, avec production de CO2

Dans le cytosol, sans consommation de dioxygène

Explication

La glycolyse est une voie cytosolique et ne consomme pas d’oxygène. C’est une étape commune à la respiration et à la fermentation.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 18 flashcards sur Métabolisme énergétique cellulaire.

Cellule — définition ?

Unité structurale et fonctionnelle des êtres vivants.

ATP — rôle ?

Stocke et fournit l’énergie chimique cellulaire.

ADP — rôle ?

Porteur de deux phosphates, prêt à former ATP.

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Consultez la fiche de révision complète sur Métabolisme énergétique cellulaire.

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