SV – E Le métabolisme cellulaire

Quiz :

Métabolisme et formes d'énergie

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Vos réponses sont surlignées ci-dessous.

Question 1

La molécule d'ATP est une molécule vectrice d'énergie libre. Cette énergie peut être libérée ... (une seule réponse correcte)

A	lors de l'hydrolyse des doubles liaisons présentes dans la base azotée adénine
B	lors de l'hydrolyse de la liaison N-osidique entre l'adénine et le ribose
C	lors de la formation de la liaison peptidique entre les phosphoryles
D	lors de l'hydrolyse de la liaison phosphoanhydre entre les phosphoryles
E	lors de l'hydrolyse de la liaison phosphodiester entre les phosphoryles et le ribose

Question 2

Au cours de la glycolyse de l'ATP peut être produit grâce à des réactions de transphosphorylations (également appelées phosphorylation sur substrat), ces réactions correspondent à des couplages :

A	chimio-osmotiques
B	chimio-mécaniques
C	chimio-chimiques
D	osmo-chimiques
E	photo-chimiques

Question 3

Parmi les phrases suivantes, quelques-unes sont correctes. Trouvez-les !

A	Dans la membrane interne de la mitochondrie, des électrons sont transférés d'un couple rédox à faible potentiel redox vers un couple rédox à fort potentiel rédox
B	Le transport des protons de la matrice vers la face externe de la membrane interne mitochondriale est un processus exergonique
C	Le couple O2/H2O est le donneur initial d'électrons dans la chaîne respiratoire
D	Le NADH,H+ est le donneur initial d'électrons dans la chaine respiratoire
E	Le transport des protons de l'espace intermembranaire vers la matrice est un processus exergonique
F	La respiration mitochondriale n'existe que dans les cellules animales

Question 4

Les membranes des organites mitochondries et chloroplastes jouent un rôle clé dans les conversions énergétiques. Cependant des erreurs se sont peut être glissées dans les phrases suivantes. A vous de les repérer en cochant !

A	Plastoquinone et ubiquinone sont des enzymes respectivement de la chaine photosynthétique et de la chaine respiratoire
B	L'ubiquinone en acceptant des électrons du cytochrome c permet la translocation de 4 H+ de l'espace intermembranaire vers la matrice
C	l'ubiquinone est un coenzyme redox lipophile qui cède ses électrons à la plastoquinone dans la membrane du thylakoïde
D	La plastoquinone est localisée dans l'espace intrathylakoïdal (ou lumen)
E	Les translocations de protons au travers des membranes internes mitochondriales et thylakoïdales correspondent à des processus exergoniques

Explication pour la question 4:

Toutes les phrases sont fausses ! Le cours n'a pas été correctement pris, pas compris ou alors il est truffé de fautes scientifiques ! Plastoquinone et ubiquinone ne sont pas des enzymes mais des coenzymes, l'ubiquinone permet la translocation de protons de la matrice vers l'espace intermembranaire, l'ubiquinone et la plastoquinone ne sont pas dans le même organite ; la plastoquinone est située dans la membrane des thylakoïdes. Enfin les translocations de protons sont des processus endergoniques permis par les trajets des électrons !

Question 5

Les produits de la réaction de la phase photochimique (lumineuse) de la photosynthèse sont :

A	Le dioxyde de carbone
B	le dioxygène
C	l'eau
D	l'ATP
E	le NADPH

Explication pour la question 5:

Eau et dioxyde de carbone sont les réactifs de la photosynthèse ; l'utilisation de l'énergie lumineuse conduit bien à la synthèse d'ATP et de pouvoir réducteur sous la forme des coenzymes réduits NADPH

Question 6

Expérience de Jaggendorf et Uribe (1966) Des thylacoïdes isolés très soigneusement sont mis en suspension dans un milieu tamponné qui permet les réactions d’oxydoréduction. Ce milieu contenant les thylacoïdes est placé dans une seringue (dispositif expérimental ci-dessus) et très fortement éclairé. Il ne contient ni phosphate, ni ADP, ni ATP. Après quelques minutes de fonctionnement, ce milieu est injecté en B dans un récipient maintenu à l’obscurité et contenant le même milieu tampon qu’en A auquel a été ajouté de l’ADP et du phosphate. On note alors dans le milieu B une synthèse d’ATP. Cette synthèse n’a lieu que si le milieu A a été préalablement éclairé. A quelle conclusion parviennent Jaggendorf et Uribe ?

A	La lumière a agi directement sur les ATP synthases pour favoriser la synthèse d'ATP.
B	La lumière a "acidifié" le contenu des thylacoïdes créant un gradient de protons qui a permis la synthèse d'ATP.
C	La lumière a permis la synthèse d'un intermédiaire "X" lors des réactions d'oxydoréduction qui est utilisé ensuite à l'obscurité pour réaliser la synthèse d'ATP.
D	La synthèse d'ATP par les thylacoïdes ne se déroule qu'à l'obscurité.

Explication pour la question 6:

C'est à cette conclusion qu'aboutissent J. et U. à la suite de ces travaux expérimentaux. Ils développeront un peu plus tard un dispositif permettant de créer artificiellement un gradient de protons à l'obscurité, gradient capable de réaliser la synthèse d'ATP par les thylacoïdes sans apport de lumière. La réponse 2 est correcte mais il n'était pas possible d'en arriver à cette conclusion avec cette seule expérience.

Question 7

Lors du fonctionnement de la chaine photosynthétique, des électrons sont transférés de l'eau vers un accepteur : le NADP+. Mais l'organisation du chloroplaste et de ses membranes est étroitement liée au bon déroulement des différentes réactions. Quelles affirmations sont correctes ?

A	La photo-oxydation de l'eau a lieu dans le stroma
B	La réduction de NADP+ a lieu dans le stroma
C	La synthèse d'ATP a lieu dans le stroma
D	Les ATP synthases sont situées dans la membrane du thylakoïde, le complexe CF1 est en contact avec le lumen
E	Les ATP synthases sont situées dans la membrane du thylakoïde, le complexe CFo de l'ATP synthase est en contact avec le lumen

Explication pour la question 7:

Attention à l'erreur classique qui consiste à localiser la photo-oxydation de l'eau dans le stroma !

Question 8

Un bilan stœchiométrique En vous aidant du document suivant :

Déterminez le différentiel de protons Δ[H+] entre lumen et stroma lorsque une mole d'O2 est libérée. Sachant que une molécule d'ATP est produite lorsque 3 H+ sont transloqués, en déduire le rendement photon / nombre d'ATP produit . Quel est le bon bilan ?

A	Δ[H+] = 8 il faut 3 photons pour produire un ATP
B	Δ[H+] = 16 il faut 1,5 photons pour produire un ATP
C	Δ[H+] = 8 il faut 1,5 photons pour produire un ATP
D	Δ[H+] = 32 il faut 6 photons pour produire un ATP
E	Δ[H+] = 12 il faut 3 photons pour produire un ATP

Explication pour la question 8:

Δ[H+] = 16 car pour une molécule de O2 libérée : 8 protons sont transloqués lors du passage de 4 électrons dans le cyt b6f. 4 protons sont libérés dans le lumen ou a lieu la photooxydation de l'eau et 4 protons sont consommés lors de la réduction du NADP+ en NADPH au niveau du stroma. Or 8 photons sont nécessaires à la libération d'une molécule d'O2, donc 8 photons entraînent un Δ[H+] = 16, soit 2 H+ transloqués par photon. La synthèse d'une molécule d'ATP nécessite alors 1,5 photons. Ici on ne tient pas compte de la photophosphorylation cyclique.

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