CAHIER D'EXERCICES de BIOCHIMIE

FACULTE DE MEDECINE PIERRE & MARIE CURIE P C E M 1 3. Métabolisme Energétique CAHIER D'EXERCICES de BIOCHIMIE 2005-2006 EDITE PAR LES ENSEIGNANTS DE BIOCHIMIE

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 2 CAHIER D'EXERCICES POUR PCEM1 BIOCHIMIE I I I. M E T A B O L I S M E E N E R G E T I Q U E S O M M A I R E Page 1. Bioénergétique............................ 3 2. Chaîne respiratoire mitochondriale....... 4 3. Glycolyse................................. 6 4. Cycle de Krebs........................... 9 5. QCM..................................... 11 6. Annales du concours 2005............... 12 Image de couverture: Schéma fonctionnel de l'atp synthase (Prix Nobel de chimie 1997: schéma tiré de http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1997/illpres )

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 3 1. BIOENERGETIQUE 1.1 Décrire la molécule d'atp : constituants, type de liaison. A quelle classe de molécules biologiques ce composé appartient-il? Quels sont les rôles de l'atp dans la cellule? Donner pour l'un d'entre eux un exemple. 1.2 La variation d'énergie libre ( ΔG ) dépent-elle : a. des caractéristiques (nature, concentration) des réactifs? b. des caractéristiques (ph, température) du milieu biologique? c. des transformations intermédiaires de la catalyse enzymatique? 1.3 Valeur probable de la variation d'énergie libre ( ΔG ) pour une réaction a. exergonique b. évoluant rapidement c. à l équilibre d. réversible dans les conditions physiologiques 1.4 Indiquer en 3 lignes quelle(s) différence(s) il y a entre la variation de l'énergie libre (ΔG) et l énergie d'activation d'une réaction. 1.5 Qu'appelle-t-on "couplage énergétique" entre 2 réactions biochimiques? Donner 1 exemple de mécanisme de couplage. 1.6 Soient les énergies libres standards d'hydrolyse ΔG o ' des molécules suivantes : ATP - 30,5 kj/mole Glucose-6P - 13,8 kj/mole a. Quelle est la variation d'énergie libre standard ΔG ' de la réaction : ATP + Glucose ADP + Glucose-6P b. Dans quel sens va se produire cette réaction si tous les composants sont présents initialement à la même concentration? c. De quelle manière évoluerait le déroulement de cette réaction dans des conditions plus physiologiques caractérisées par les concentrations suivantes : [ATP] 2,25 mm ; [ADP] 0,25 mm ; [Glucose] 3 mm ; [Glucose-6P] 1,5mM. NB : T = température absolue = 273 K + valeur C ; R = 8,31 Joules/mole ; Ln 5,55.10-2 = - 2,89 ; Ln 18 = + 2,89 1.7 Le transfert d'électrons dans la chaîne respiratoire mitochondriale peut-être représentée par la réaction nette : NADH + H + + 1/2 O 2 H 2 O + NAD + a. Entre les 2 couples conjugués d'oxydo-réduction, lequel à la tendance la plus grande à perdre ses électrons? Pourquoi? b. Calculer la valeur de la variation du potentiel standard d'oxydo-réduction E o ' pour cette réaction de transfert d'électrons mitochondrial. c. Calculer la variation d'énergie libre standard G o ' associée à cette réaction.

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 4 d. Combien de molécules d'atp pourraient en théorie être formées par molécule de NADH oxydée au cours de cette réaction, si l'on prend l'énergie libre standard de synthèse d'atp égale à 30,5 kj/mole? e. Combien de molécules d'atp sont synthétisées dans les cellules en temps ordinaire Quel est donc le rendement de conservation d'énergie au cours de ces réactions? NB : T = température absolue = 273 K + valeur C ; R = 8,31 Joules/mole ; E du couple NAD + /NADH+H + = - 0,32 volts ; E du couple 1/2 O 2 / H 2 O= + 0,81 volts F : 96500 J/volt/mole. 1.8 Soient les réactions : a. ATP + Créatine Créatine-P + ADP b. ATP + Glycérol Glycérol-3P + ADP c. Phospho-énolpyruvate + ADP Pyruvate + ATP d. Glucose-6P + ADP Glucose + ATP Soient les énergies libres d'hydrolyse G ' des molécules suivantes : ATP Créatine-P Glycérol-P PEP Glucose-6P Calculer les G '. - 30,5 kj/mole - 43,0 kj/mole - 9,2 kj/mole - 61,9 kj/mole - 13,8 kj/mole Dans quel sens vont se produire les réactions à 25 C si tous les composants sont présents initialement à la même concentration? 1.9 Pour la réaction catalysée par la Triose-P-isomérase : PDHA PGD on a K'eq = [PGD]/[PDHA] = 0.0475 à 25 C et ph 7 a. Calculer la variation d'énergie libre standard ( ΔG ' ). La réaction est-elle possible si [PDHA] = [PGD]? b. Calculer la variation de l'énergie libre ( ΔG ) lorsque [PDHA] = 2x10-4 M et [PGD] = 3x10-6 M (valeurs usuelles pour une cellule utilisant la glycolyse comme voie énergétique). La réaction est-elle possible? 2. CHAINE RESPIRATOIRE MITOCHONDRIALE 2.1 Chaîne respiratoire. a. Quelle est sa localisation et sa fonction? b. D'où vient son énergie de fonctionnement? c. Que produit-elle? d Quel est le rôle de l oxygène dans la respiration mitochondriale? e. Quel est son rendement de conservation d'énergie? f. En présence de dinitrophénol, la chaîne respiratoire n'est pas bloquée mais elle perd sa fonction initiale. Pourquoi?

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 5 2.2 Décrire les différents transporteurs de la chaîne respiratoire : Lesquels transportent 1 électron, 2 électrons? Lesquels sont libres? Lesquels sont associés dans des complexes membranaires? Dans quel ordre interragissent-ils? Pourquoi? 2.3 Comment est stockée l'énergie des réactions d'oxydo-réduction au niveau de la chaîne respiratoire? Quelle protéine enzymatique intervient? quels sont ses inhibiteurs directs et indirects? 2.4 La roténone, un produit toxique naturel issu des végétaux, inhibe de façon importante la NADH déshydrogénase des mitochondries. L'antimycine A est un antibiotique toxique qui inhibe fortement l'oxydation de l'ubiquinol. a. Expliquer pourquoi la roténone et l antimycine sont des poisons mortels. b. Comparer leur mode d action. 2.5 Quel sera l effet sur la consommation d oxygène par les mitochondries de l addition de : 1. Dinitrophénol 2. Antimycine A 2.6 Citer les quatre différents substrats de la chaine respiratoire. A quel complexe de la chaine est couplée l oxydation de ces substrats?. 2.7 Des mitochondries viables sont mises en suspension dans un milieu dégazé et contenant de l acide succinique. Au temps zéro on fait passer dans la préparation une quantité connue d O 2 et on mesure le ph du milieu extérieur aux mitochondries. On obtient le graphique ci-dessous : O 2 p H a c b temps Que se passe-t-il entre les points : 1. a et b? 2. b et c? Justifier les réponses en rappelant par un schéma le mécanisme de fonctionnement de la chaîne respiratoire mitochondriale.

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 6 3. GLYCOLYSE 3.1 Au cours de la glycolyse, le glucose (C6) est transformé en pyruvate (C3). a. Quel enzyme est responsable de la scission de la molécule à 6 carbones en molécules à 3 carbones? b. Quelles sont les caractéristiques de ces molécules à 3 carbones? c. Cette préparation pour l'hydrolyse a nécessité quel(s) type(s) de modification du glucose? d. Une seule de ces molécules à 3C poursuit directement sa transformation dans la voie métabolique pour être convertie en pyruvate. Laquelle? Quel est le devenir de la deuxième? e. Quel est le bilan énergétique de cette première phase de la glycolyse, dite phase préparatoire? 3.2 Soit la voie métabolique partielle : NAD+ NADH,H+ CHO CHOH CH2 O PO3- - -OOC CHOH CH2 O PO3- - P ADP ATP a. Comment le phosphoglycéraldéhyde est-il oxydé? b. Quels sont les mécanismes réactionnels permettant de récupérer de l'énergie pour former l'atp représenté ci-dessus? c. Où et comment le NADH produit, peut-il fournir de l énergie? Préciser quelles sont les protéines membranaires de transport requises? d. Combien d'atp seront formés à l'issue de ces réactions en condition aérobie, en absence et en présence d'arséniate de sodium ou de dinitrophénol? Pourquoi l'arséniate est-il donc si toxique? 3.3 La glycolyse comporte une seule réaction d oxydo-réduction. 3.3.1 Les 2 électrons produits par cette réaction sont pris en charge par un transporteur puis par la chaîne respiratoire jusqu à l oxygène. Citer le substrat et le produit de cette réaction en précisant pour chacun d eux le nombre et le caractère riche en énergie ou non de la ou des liaison(s) phosphate(s). 3.3.2 Les 2 électrons produits par cette réaction sont pris en charge par un transporteur puis par la chaîne respiratoire jusqu à l oxygène. a. Quel est le transporteur d électrons en cause? b. Citer séquentiellement les éléments de la chaîne respiratoire qui vont prendre en charge ces électrons jusqu à l oxygène et citer pour chacun d eux le ou les groupements prosthétiques éventuellement associés. 3.3.3 Expliquer sommairement le mécanisme de couplage entre transport d électrons dans la chaîne respiratoire et production d ATP. 3.4 Pourquoi la réaction catalysée par la Pyruvate Kinase est-elle irréversible? Quelles sont les autres réactions irréversibles de la glycolyse?

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 7 3.5 Quelles sont les transformations métaboliques possibles du pyruvate produit lors de la glycolyse en conditions aérobie et anaérobie? 3.6 Quel est l enzyme clef de la régulation de la glycolyse? Existe-t-il d autres enzymes connues soumises à des régulations? 3.7 Quelle va être la destinée finale des hydrogènes provenant de l oxydation du phosphoglycéraldéhyde par la phosphoglycéraldéhyde deshydrogénase: a. dans des conditions d anaérobiose. b. dans des conditions d aérobiose. 3.8 Compléter le schéma de la navette malate en donnant pour : A, B, C le nom et la formule, et pour X, seulement le nom CYTOPLASME MITOCHONDRIE Malate Malate Oxaloacétate Oxaloacétate B B X X C C A A 3.9 Soient les réactions suivantes: CH2OPO3H2 a b CH2OPO3H2 C=O X C=O CH2OH CH2OH Sachant que les enzymes catalysant les réactions a et b ne sont pas identiques, a. Ecrire la formule de X b. Ecrire les noms des coenzymes des réactions a et b. c Indiquer la signification biochimique du couplage de ces réactions 3.10 Les globules rouges métabolisent le glucose à vitesse élevée en formant du lactate. Pourquoi la production de lactate est-elle nécessaire pour que l utilisation du glucose puisse se poursuivre? Pourquoi pour mesurer le glucose sanguin (glycémie) ajoute t-on du fluorure de sodium dans les tubes de prélèvement?.

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 8 3.11 Le glucose, apporté par l'alimentation ou par la dégradation du glycogène, est transformé en pyruvate au cours de la glycolyse qui comporte 10 étapes successives. 3.11.1 En dehors de son rôle de substrat pour certaines enzymes de phosphorylation, l'atp a une action régulatrice allostérique sur certaines enzymes de la glycolyse. a. Quelles sont ces enzymes de la glycolyse régulées allostériquement par l'atp? b. De quelle nature (stimulation ou inhibition) est cette régulation pour chaque enzyme et quelle en est la conséquence physiologique logique? 3.11.2 La glycolyse aboutit à la production de pyruvate. Celui-ci peut poursuivre sa dégradation selon 2 voies différentes qui dépendent de l'organisme vivant ou de l'organe pour certains organismes complexes comme les mammifères et enfin de la présence ou de l'absence d'oxygène disponible. Citez ces deux voies en indiquant pour chacune d'elles le produit final, un organisme ou un organe utilisant cette voie et enfin si la voie a besoin ou non d'oxygène pour fonctionner. 3.11.3 L'expérience suivante est réalisée pour mesurer l'intensité de la glycolyse dans le muscle cardiaque : on fait circuler du sang de façon artificielle à travers un cœur intact mais isolé. La concentration de glucose dans le sang est mesurée avant et après que le sang soit passé à travers le cœur. Si le sang est oxygéné on constate que le cœur consomme le glucose à une vitesse faible. Si le sang n'est pas oxygéné on constate que le cœur consomme le glucose à une vitesse beaucoup plus rapide. Pouvez-vous expliquer en quelques lignes les raisons de ces constatations? 3.11.4 Quel est l'effet sur la glycolyse du dinitrophénol en présence d'o 2? 3.12. Au cours de l'oxydation cytosolique du glucose en pyruvate par la voie de la glycolyse, il se forme du nicotinamide adénine dinucléotide réduit ( NADH + H + ) 3.12.1. Citer les substrats et les produits de la (les) réactions au cours de laquelle (desquelles) se forme du NADH + H +. 3.12.2. Combien de molécules de NADH, H + seront formées à partir d'une molécule de glucose? 3.12.3. Ce NADH, H + est formé dans le cytosol au cours de la glycolyse. Sa voie de réoxydation principale est intramitochondriale. Sachant que la membrane interne de la mitochondrie est imperméable aux nucléotides, un système de navettes sera nécessaire pour permettre cette réoxydation. Deux principaux systèmes ont été décrits; ils sont représentés sur les schémas suivants : Schéma navette 1 : NADH, H + CH2OH C=O CH2O- PO3-1 1 4 Schéma navette 2 : 6' 6' NADH, H + 1' 3' 5' NAD + 2 2 3 NAD + 2' 2' 4' Cytosol matrice mitochondriale Cytosol matrice mitochondriale Citer les composés représentés par les chiffres 1 à 4 pour la navette 1 et les chiffres 1 à 6 pour la navette 2 :

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 9 3.12.4. Quel est le nombre maximum de liaisons riches en énergie obtenues par molécule de NADH,H+ lorsque les hydrogènes sont transférés par la navette 1? Même question pour la navette 2? Même question en l'absence d'oxygène (anaérobiose) pour les 2 types denavette Dans ce cas (en anaérobiose) par quel mécanisme le NADH,H + cytosolique formé au cours de la glycolyse est-il réoxydé? 3.13. La voie de dégradation de glucose en pyruvate ou glycolyse comporte deux étapes qui permettent de synthétiser directement une molécule d ATP à partir d ADP selon les réactions : A 1 : + ADP + ATP C 2 : + ADP + ATP E1 E2 3.13.1 Quels sont les noms des substrats et des produits de ces deux réactions A, B, C et D, et des enzymes E1 et E2? 3.13.2 Dans quel compartiment cellulaire sont localisées les deux réactions? 3.13.3 Combien de liaisons riches en énergie contiennent les composés A, D et l ADP? 3.13.4 Ces 2 réactions sont elles réversibles dans une cellule fonctionnant normalement en aérobiose? Justifier votre réponse. 3.13.5 La vitesse de ces réactions est-elle modifiée en l absence d oxygène? Si oui, de quelle manière? B D 4. CYCLE DE KREBS 4.1 Le Cycle de Krebs comprend entre autres, diverses étapes d'hydratation, de déshydratation, de décarboxylation et d'oxydation. a. Citer un exemple pour chaque type réactionnel, en précisant l'enzyme, les coenzymes et les réactifs. b. Ecrire une réaction nette équilibrée pour le catabolisme de l'acétyl-coa en CO 2? 4.2 Le cycle de Krebs utilise 8 enzymes pour cataboliser l'acétyl CoA. a. Citez, sans les décrire, les 5 enzymes importants pour la production d'énergie dans l'ordre de leur mise en jeu au cours de ce cycle. Citez aussi le substrat, le produit et le type de réaction catalysée (décarboxylation, oxydation,...) par chacun de ces 5 enzymes. b. Une des cinq étapes enzymatiques impliquées dans le cycle catalyse une réaction de décarboxylation oxydative. Quels en sont les caractéristiques structurales et les coenzymes impliqués c. Le Coenzyme A joue un rôle important au cours du cycle. Décrivez succinctement ses principales fonctions. 4.3 Au cours d'un tour de cycle, la mise en jeu de certains enzymes permet la production de 12 molécules d'atp. Justifiez ce bilan en expliquant brièvement pour chacune des étapes le mécanisme de production d'atp et la quantité de molécules d'atp produite. 4.4 Le fonctionnement du Cycle de Krebs est dépendant d'un bon fonctionnement de la chaîne respiratoire mitochondriale. Quelles sont les molécules cytosolubles impliquées dans cette dépendance? Quelles sont les réactions du Cycle qui produisent ces intermédiaires?

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 10 Si la chaîne respiratoire était inhibée, quelle serait la production de liaisons dites riches en énergie par le Cycle de Krebs? 4.5 Bien que l'oxygène ne participe pas directement au cycle de l'acide citrique, le cycle fonctionne seulement quand O 2 est présent. Pourquoi? 4.6 Combien de moles d'atp obtient-on lors de l'oxydation complète dans l'organisme de 20 g de glucose? (PM Glucose = 180 g) Qu en serait-il en condition anaérobie? Justifier vos réponses. 4.7 Quel serait l'effet de l'oligomycine, inhibiteur du complexe V de la chaîne respiratoire, sur la vitesse des réactions du Cycle de Krebs? Par quel agent cet effet pourrait être supprimé? 4.8 On étudie au niveau de la mitochondrie, la transformation du succinate en fumarate, en absence ou en présence d'antimycine, inhibiteur du complexe III de la chaîne respiratoire. a. Quelles sont les valeurs du rapport P/O (nombre de phosphate utilisé/nombre oxygène consommé)? b. Quels sont les éléments de la chaîne de transfert qui sont oxydés? c. En présence de dinitrophénol, quelles seront les valeurs du rapport P/O? Quels sont les éléments de la chaîne de transfert qui sont oxydés? d. Quel est le rendement en ATP de l oxydation du succinate en fumarate par l oxygène moléculaire dans la mitochondrie intacte? NB : ΔG = 30,5 kj/mole pour l hydrolyse de l ATP ; E du couplenad + /NADH+H + = - 0,32 volts ; T ( K) = 273 K + valeur C ; R = 8,31 Joules/mol. 4.9 Une préparation de mitochondries de muscle en présence d oxygène est capable de dégrader complètement l acide pyruvique en CO 2 + H 2O. a. Que se passe-t-il si l on ajoute des concentrations efficaces d acide malonique? b. On peut supprimer les effets de l acide malonique en ajoutant en plus de l acide malique. Expliquer pourquoi. 4.10 Si l on considère la voie métabolique (partielle) suivante : A B C D E Enzyme 1 Enzyme 2 Enzyme 3 Enzyme 4 Et sachant que : - A est un composé à trois carbones, dont la synthèse constitue l étape finale d une voie catabolique. - B contient de l acide pantothénique et comprend une fonction thioester. - C est un composé à six carbones formé au cours d une réaction irréversible. - E est un composé à cinq carbones 4.10.1 Donner le nom des composés A, B, C, D et E 4.10.2 Donner le nom des enzymes 1, 2, 3 et 4. 4.10.3 Le nom de chacun des coenzymes et substrat nécessaire à chacune de ces réactions 4.10.4 Quels enzymes catalysent une réaction d oxydo-réduction? 4.10.5 Quels enzymes catalysent une réaction de décarboxylation? 4.10.6 Combien de molécules d ATP pourra-t-on obtenir à partir de la transformation de A en E dans des cellules cardiaques en condition aérobies (l ADP n étant pas limitant)?

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 11 4.10.7 Que deviendra la formation de E en l absence d oxygène (inchangée, augmentée, diminuée)? 4.10.8 La localisation cellulaire de chacune de ces réactions. 5. QCM 5.1. La synthèse de l'atp dans les mitochondries: quelles sont la ou les propositions exactes? a. L'ATP synthase est formée de deux parties : l'une, ancrée dans la membrane interne est appelée F0, l'autre, formant une tête sphérique tournée vers la matrice, est appelée F1. b. Le mécanisme biochimique responsable de la synthèse de l'atp au niveau de la membrane mitochondriale interne est un mécanisme d'oxydoréduction phosphorylante comme celui qui se déroule au cours de la glycolyse, dans le cytoplasme. c. Le ph intermembranaire est plus basique que celui de la matrice, qui devient acide, au cours du fonctionnement de la chaîne respiratoire. d. L'énergie chimique contenue dans les molécules de glucose ou de lipides est en fin de compte convertie dans les mitochondries en un gradient transmembranaire de protons. e. Le rendement énergétique de l'oxydation complète d'une molécule de glucose atteint 100 %. 5.2. Dans la liste des affirmations suivantes relatives au NAD, lesquelles sont exactes? a. C'est un coenzyme lié. b. Il intervient dans les réactions d'oxydoréduction. c. Sous la forme oxydée, son cycle nicotinamide possède un atome d'hydrogène de moins par rapport à la forme réduite d. Sous la forme réduite, le cycle nicotinamide a accepté un ion hydrure. e. C'est le coenzyme utilisé par la succinodéshydrogénase. 5.3. Parmi les affirmations suivantes relatives à l'atp, lesquelles sont exactes? a. Il contient deux liaisons anhydride d acide phosphorique. b. Il est susceptible de transférer un groupement phosphate et une liaison riche en énergie. c. Son turn-over intracellulaire est très élevé. d. Il peut être régénéré dans le muscle. e. Son hydrolyse en ADP est une réaction endergonique. 5.4. Le FAD possède des propriétés paticulières, lesquelles sont exactes? a. Il contient de la riboflavine b. C'est le coenzyme de la succinodéshydrogénase. c. Au cours de la réaction de réduction du substrat, deux atomes d'hydrogène sont transférés vers le coenzyme. d. C'est un dinucléotide. e. C'est un transporteur d'ion hydrure. 5.5. Parmi les affirmations suivantes relatives à l'atp, lesquelles sont exactes a. Il contient 2 liaisons dites "riches en énergie". b. Il contient deux liaisons anhydride phosphoriques. c. La variation ΔG o de sa réaction d'hydrolyse est de 30,5kJ/Mole. d. Il possède un ΔG o de sa réaction d hydrolyse inférieur à celui du G6P. e. Sa réaction d'hydrolyse favorise par couplage, le déroulement favorable de réactions endergoniques. f. Il est susceptible de transférer un groupement phosphate et une liaison riche en énergie. 5.6. Parmi les composés ci-dessous quel est celui qui agit directement sur l'atp-synthase a. Le cyanure b. La roténone c. L'antimycine A. d. L'oligomycine e. Le 2,4 dinitrophénol 5.7. Parmi les coenzymes suivants, quel est (quels sont) celui(ceux) qui est (sont) utilisé(s) par les réactions de la chaîne d'oxydoréduction mitochondriale a. NAD + /NADH + H + b.coenzyme A c. acide lipoïque d. FAD /FADH2 e. pyrophosphate de thiamine 5.8. Parmi les propositions concernant l'atp synthase lesquelles sont vraies a. L'ATP synthase est localisée dans la membrane interne des mitochondries b. Les sites catalytiques pour la synthèse d'atp sont situés dans le complexe F1. c.l'atp synthase est un dispositif de couplage transformant l'énergie d'un gradient de protons en énergie de liaison. d. L'ATP synthase utilise l'énergie d'un gradient de phosphate pour synthétiser de l'atp. e. Fait partie de la famille des ATPases 5.9. Parmi les propositions concernant la chaîne respiratoire, lesquelles sont vraies : a. Dans la chaîne respiratoire, il existe des transporteurs d'hydrogène, des transporteurs d'ion hydrure et des transporteurs d'électrons. b. Les électrons vont des couples redox à potentiel d'oxydoréduction les plus positifs vers les couples redox à potentiel d'oxydoréduction les plus négatifs. c. Le potentiel d'oxydoréduction présente 1 variation importante le long de la chaîne respiratoire.

Cahier d'exercices en Biochimie / PCEM1 Métabolisme énergétique / 12 d. La chaîne respiratoire est couplée à la formation d'atp grâce à un transfert de protons d'un côté à l'autre de la membrane interne. e. Le taux d'adp est un facteur limitant des oxydoréductionsde la chaîne respiratoire. 5.10. La transformation du fructose 6 phosphate en fructose 1,6 bis phosphate: a. consomme une molécule d'adp b. est une réaction réversible c. constitue l'étape limitante de la glycolyse d. est catalysée par une phosphofructo-kinase e. est une réaction d'oxydoréduction 5.11. La réaction suivante: COO - COO - CO PO 3 H 2 CH2 phosphoénol pyruvate CO CH3 Pyruvate a. est localisée dans la matrice mitochondriale b. est couplée à la formation d'une molécule de NADH,H + à partir de NAD +. c. est couplée à la formation d'une molécule d'atp d. ralentit en l'absence d'oxygène e. catalyse la dernière étape de la glycolyse. 5.12. Les cinq premières étapes de la glycolyse transforment le glucose en glycéraldéhyde phosphate. Cette "phase de préparation" de la glycolyse : a. comporte deux réactions de phosphorylation b. comporte deux réactions irréversibles c. aboutit à la formation de deux trioses phosphates à partir d'une molécule de glucose d. comportent deux réactions d'oxydo-réduction e. consomme deux ATP par molécule de glucose 5.13 La succinate déshydrogénase : a. est un des enzymes du cycle de Krebs b. est associée au complexe III (cytochrome c réductase) de la chaîne respiratoire mitochondriale. c. contient un Coenzyme lié, le FAD (flavine adénine dinucléotide) d. est inhibée de façon compétitive par le malonate e. catalyse une étape irréversible du cycle de Krebs. 5.14. La variation d énergie libre réellement observée au cours d une réaction enzymatique dans une cellule est différente de la variation d énergie libre standard de la réaction chimique équivalente: a. Parce que les concentrations en substrats ne sont pas égales à 1M dans la cellule. b. Parce que la température est de 37 C. c. Parce que la vitesse de la réaction est accélérée par l enzyme. d. Parce que plusieurs réactions enzymatiques sont couplées au cours d une voie métabolique. e. Parce que les réactions enzymatiques cellulaires utilisent de l ATP comme source d énergie. 5.15. L ATP synthase : a. Synthétise de l ATP à partir d ADP. b. Se comporte comme une ATPase en l absence d un gradient de protons. c. Est formée de plusieurs sous unités localisées dans la membrane externe de la mitochondrie. d. Son activité ne dépend pas directement de la concentration en oxygène. e. Transforme les protons en eau en présence d oxygène. 5.16. La vitesse à laquelle fonctionne la chaîne respiratoire mitochondriale augmente : a. Lorsque la concentration en ADP augmente. b. Lorsque la concentration en oxygène augmente. c. En présence d atractyloside. d. En présence de dinitrophénol. e. Lorsque l ATP synthase est inhibée. 6. Annales du Concours 2005 Les étapes du cycle de Krebs sont représentées cidessous par les lettres A à H Oxaloacétate L-Malate Fumarate H G Acétyl CoA F Succinate Succinyl CoA Isocitrate α cétoglutarate Donner la (les) lettre(s) répondant aux questions suivantes : 1 Etape(s) catalysée(s) par un / des enzyme(s) situé(s) dans la membrane mitochondriale 2 Etape(s) conduisant à la synthèse de GTP 3 Etape(s) qui met en jeu 5 coenzymes 4 Etape(s) irréversible(s) 5 Etape(s) inhibée(s) par le malonate 6 Etape(s) produisant du NADH, H + 7 Etape(s) produisant de l ATP par couplage avec la chaîne respiratoire mitochondriale 8 Etape(s) produisant du CO 2 9 Etape(s) régulée(s) par le NADH 10 Etape(s) utilisant comme coenzyme le FAD E D B C Citrate