QCM : Métabolisme énergétique musculaire (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans quels compartiments cellulaires se déroule la respiration cellulaire ?

Dans les mitochondries et les ribosomes
Dans le noyau et les ribosomes
Dans le hyaloplasme et les mitochondries
Dans le cytoplasme et le noyau

Dans le hyaloplasme et les mitochondries

Explication

La respiration cellulaire se déroule dans deux compartiments : le hyaloplasme et les mitochondries. Le noyau, le cytoplasme pris dans son ensemble et les ribosomes ne remplacent pas ces deux localisations.

2. Lors d’une observation, une cellule transforme du glucose en pyruvate dans un compartiment avant les étapes mitochondriales. Où cette transformation a-t-elle lieu ?

Dans le noyau
Sur les crêtes mitochondriales
Dans la matrice mitochondriale
Dans le hyaloplasme

Dans le hyaloplasme

Explication

Le glucose est scindé en deux molécules de pyruvate dans le hyaloplasme. La matrice et les crêtes mitochondriales sont des sites d’étapes ultérieures, tandis que le noyau n’est pas le lieu de cette scission.

3. Dans une cellule, une étape se déroule dans le hyaloplasme et transforme partiellement une molécule de glucose en deux pyruvates. Quel ensemble de transformations lui est associé ?

Transfert des protons vers la matrice et production d’ATP
Réoxydation du NADH en NAD+ et formation d’eau
Oxydation totale du pyruvate en CO2 et production d’ATP
Réduction du NAD+ en NADH et production d’ATP

Réduction du NAD+ en NADH et production d’ATP

Explication

La glycolyse oxyde partiellement le glucose en deux pyruvates, réduit le NAD+ en NADH et produit de l’ATP. L’oxydation totale du pyruvate caractérise le cycle de Krebs, tandis que la réoxydation du NADH et la formation d’eau relèvent de la chaîne respiratoire.

4. Dans une mitochondrie, une étape située sur les crêtes reçoit des NADH et utilise le dioxygène à l’issue du transfert des électrons. Quel résultat caractérise cette étape ?

Le NADH est réoxydé en NAD+ et le dioxygène est réduit en eau
Le NADH est réduit davantage et le dioxygène libère du CO2
Le glucose est scindé en pyruvate et le dioxygène est réduit en eau
Le NAD+ est réduit en NADH et le pyruvate est oxydé en CO2

Le NADH est réoxydé en NAD+ et le dioxygène est réduit en eau

Explication

Sur les crêtes mitochondriales, la chaîne respiratoire réoxyde le NADH en NAD+ et transfère ses électrons jusqu’au dioxygène, qui est réduit en eau. L’oxydation du pyruvate en CO2 appartient au cycle de Krebs, et la scission du glucose à la glycolyse.

5. Que désigne le rendement énergétique d’une cellule ?

La part de l’énergie chimique du glucose dissipée sous forme de chaleur
La proportion de l’énergie initiale convertie en une forme d’énergie utilisable
La quantité d’ATP nécessaire à l’hydrolyse d’une mole de glucose
La quantité totale d’énergie libérée par l’oxydation complète du glucose

La proportion de l’énergie initiale convertie en une forme d’énergie utilisable

Explication

Le rendement énergétique correspond à la proportion de l’énergie initiale transformée en énergie utilisable, et il peut s’exprimer en pourcentage. La dissipation sous forme de chaleur décrit une perte d’énergie utilisable, pas la définition du rendement lui-même.

6. Lors de la fermentation lactique, que devient le pyruvate à la deuxième étape ?

Il est oxydé en dioxyde de carbone dans la matrice mitochondriale.
Il est réduit en lactate dans le hyaloplasme.
Il est réduit en éthanol et en dioxyde de carbone.
Il est transformé en glucose dans le hyaloplasme.

Il est réduit en lactate dans le hyaloplasme.

Explication

La deuxième étape de la fermentation lactique réduit le pyruvate en lactate et réoxyde le NADH en NAD+. La formation d’éthanol et de dioxyde de carbone caractérise plutôt la fermentation alcoolique.

7. Quel rôle joue la réoxydation du NADH lors de la fermentation lactique ?

Réduire le dioxygène en eau au terme d’un transfert d’électrons
Régénérer le NAD+ nécessaire à la glycolyse sans produire d’ATP
Transformer le lactate en pyruvate pour relancer le cycle de Krebs
Fournir directement de l’ATP en transférant un phosphate à l’ADP

Régénérer le NAD+ nécessaire à la glycolyse sans produire d’ATP

Explication

La réoxydation du NADH régénère le NAD+ dont la glycolyse a besoin pour se poursuivre, mais cette étape ne produit pas d’ATP. La production directe d’ATP par transfert d’un phosphate ne correspond pas à la fonction indiquée pour cette réoxydation.

8. Quand la durée d’un effort physique augmente, quelle évolution métabolique se produit ?

La phosphocréatine fournit une part croissante de l’ATP.
La part du métabolisme aérobie augmente progressivement.
Les fibres de type II deviennent la principale source d’endurance.
La part de la fermentation lactique augmente progressivement.

La part du métabolisme aérobie augmente progressivement.

Explication

À mesure que l’effort se prolonge, le métabolisme aérobie contribue davantage à la production d’énergie et favorise l’endurance. La fermentation lactique est plutôt la voie principale associée aux fibres de type II et aux efforts intenses et courts.

9. En quoi les fibres musculaires de type I diffèrent-elles des fibres de type II quant à leur profil fonctionnel ?

Les fibres de type I sont modérément puissantes et principalement glycolytiques, tandis que celles de type II sont riches en mitochondries et principalement respiratoires.
Les fibres de type I et de type II ont une vitesse et une résistance à la fatigue semblables, mais diffèrent par leur diamètre.
Les fibres de type I sont lentes et résistantes à la fatigue, tandis que celles de type II sont rapides et adaptées aux efforts intenses et brefs.
Les fibres de type I sont rapides et adaptées aux efforts intenses et brefs, tandis que celles de type II sont lentes et résistantes à la fatigue.

Les fibres de type I sont lentes et résistantes à la fatigue, tandis que celles de type II sont rapides et adaptées aux efforts intenses et brefs.

Explication

Les fibres de type I sont lentes, riches en mitochondries et résistantes à la fatigue, alors que les fibres de type II sont rapides et interviennent surtout dans les efforts intenses et courts. L’option décrivant les profils inversés attribue à chaque type les caractéristiques de l’autre.

10. Quelle conséquence peut avoir la prise de stéroïdes anabolisants à forte dose chez les sportifs ?

Une hausse de la production d’ATP, sans modification notable des performances sportives
Une réduction de la force musculaire, associée à une récupération plus rapide après l’effort
Une diminution de la masse musculaire, accompagnée d’une meilleure résistance à la fatigue
Une augmentation de la masse et de la force musculaires, avec des risques graves pour la santé

Une augmentation de la masse et de la force musculaires, avec des risques graves pour la santé

Explication

À forte dose, ces substances peuvent accroître artificiellement la masse et la force musculaires, tout en exposant à des effets indésirables sérieux comme des lésions musculaires ou des cancers. Une hausse de la production d’ATP n’est pas l’effet décrit ; les risques concernent notamment plusieurs organes et fonctions de l’organisme.

11. Pour vérifier expérimentalement la localisation de la respiration cellulaire, quelle observation serait cohérente avec son déroulement ?

Toutes les étapes se déroulent dans les mitochondries, sans intervention du hyaloplasme.
Toutes les étapes se déroulent dans le noyau et le cytoplasme.
Des étapes se déroulent dans le hyaloplasme et d’autres dans les mitochondries.
Les étapes se déroulent dans les chloroplastes et les mitochondries.

Des étapes se déroulent dans le hyaloplasme et d’autres dans les mitochondries.

Explication

La respiration cellulaire mobilise à la fois le hyaloplasme et les mitochondries. L’hypothèse d’un déroulement intégral dans les mitochondries est incorrecte, car la transformation initiale du glucose a lieu dans le hyaloplasme.

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Dans quels compartiments se déroule la respiration cellulaire ?

Dans le hyaloplasme et les mitochondries.

Dans quel compartiment cellulaire la glycolyse transforme-t-elle le glucose ?

Dans le hyaloplasme.

Où se déroule le cycle de Krebs ?

Dans la matrice mitochondriale.

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