6.E : Métabolisme (exercices)

6.1 : Énergie et métabolisme

Choix multiples

L'énergie est stockée à long terme dans les liaisons de _____ et utilisée à court terme pour effectuer des travaux à partir d'une (n) molécule _____.

1. ATP : glucose
2. une molécule anabolique : molécule catabolique
3. glucose : ATP
4. une molécule catabolique : molécule anabolique

Réponse

C

La réplication de l'ADN consiste à dérouler deux brins d'ADN parent, à copier chaque brin pour synthétiser des brins complémentaires et à libérer l'ADN parent et fille. Lequel des énoncés suivants décrit précisément ce processus ?

1. Il s'agit d'un processus anabolique
2. Il s'agit d'un processus catabolique
3. C'est à la fois anabolique et catabolique
4. Il s'agit d'un processus métabolique, mais il n'est ni anabolique ni catabolique.

Réponse

UN

Réponse gratuite

L'exercice physique implique-t-il des processus anaboliques et/ou cataboliques ? Donnez des preuves à l'appui de votre réponse.

Réponse

L'exercice physique implique à la fois des processus anaboliques et cataboliques. Les cellules du corps décomposent les sucres pour fournir de l'ATP qui permet d'effectuer le travail nécessaire à l'exercice, comme les contractions musculaires. C'est du catabolisme. Les cellules musculaires doivent également réparer les tissus musculaires endommagés par l'exercice en construisant de nouveaux muscles. C'est de l'anabolisme.

Nommez deux fonctions cellulaires différentes qui nécessitent de l'énergie parallèlement aux fonctions nécessitant de l'énergie humaine.

Réponse

L'énergie est nécessaire au mouvement cellulaire, par le battement des cils ou des flagelles, ainsi qu'au mouvement humain, produit par la contraction musculaire. Les cellules ont également besoin d'énergie pour digérer, tout comme les humains ont besoin d'énergie pour digérer les aliments.

6.2 : Énergie potentielle, cinétique, libre et d'activation

Questions de révision

Imaginons un pendule qui oscille. Quel (s) type (s) d'énergie est/sont associés au pendule dans les cas suivants : i. le moment où il termine un cycle, juste avant qu'il ne commence à retomber vers l'autre extrémité, ii. le moment où il se trouve au milieu entre les deux extrémités, iii. juste avant qu'il n'atteigne la fin d'un cycle (juste avant l'instant i.).

1. i. potentiel et cinétique, ii. potentiel et cinétique, iii. cinétique
2. i. potentiel, ii. potentiel et cinétique, iii. potentiel et cinétique
3. i. potentiel, ii. cinétique, iii. potentiel et cinétique
4. i. potentiel et cinétique, ii. cinétique iii. cinétique

Réponse

C

Parmi les comparaisons ou les contrastes suivants entre les réactions endergoniques et exergoniques, laquelle est fausse ?

1. Les réactions endergoniques ont un ∆G positif et les réactions exergoniques ont un ∆G négatif
2. Les réactions endergoniques consomment de l'énergie et les réactions exergoniques libèrent de
3. Les réactions endergoniques et exergoniques nécessitent une petite quantité d'énergie pour surmonter une barrière d'activation.
4. Les réactions endergoniques se produisent lentement et les réactions exergoniques se produisent rapidement.

Réponse

D

Lequel des énoncés suivants est le meilleur moyen d'évaluer les énergies d'activation relatives entre deux réactions chimiques données ?

1. Comparez les valeurs de ∆G entre les deux réactions
2. Comparez leurs taux de réaction
3. Comparez leurs conditions environnementales idéales
4. Comparez la spontanéité entre les deux réactions

Réponse

B

Réponse gratuite

Expliquez avec vos propres mots la différence entre une réaction spontanée et une réaction instantanée, et la cause de cette différence.

Réponse

Une réaction spontanée est une réaction qui a un ∆G négatif et qui libère ainsi de l'énergie. Cependant, il n'est pas nécessaire qu'une réaction spontanée se produise rapidement ou soudainement comme une réaction instantanée. Elle peut se produire sur de longues périodes en raison d'une grande énergie d'activation, ce qui empêche la réaction de se produire rapidement.

Décrivez la position de l'état de transition sur une échelle d'énergie verticale, de faible à élevée, par rapport à la position des réactifs et des produits, pour les réactions endergoniques et exergoniques.

Réponse

L'état de transition est toujours plus énergétique que les réactifs et les produits d'une réaction (donc ci-dessus), que la réaction soit endergonique ou exergonique.

6.3 : Les lois de la thermodynamique

Questions de révision

Lequel des énoncés suivants n'est pas un exemple de transformation énergétique ?

1. Allumer un interrupteur
2. Panneaux solaires au travail
3. Formation d'électricité statique
4. Rien de ce qui précède

Réponse

UN

Étiquetez chacun des systèmes suivants comme étant à entropie élevée ou faible : i. à l'instant où un flacon de parfum est pulvérisé, contre 30 secondes plus tard, ii. une vieille voiture des années 1950 par rapport à une voiture toute neuve, et iii. une cellule vivante par rapport à une cellule morte.

1. i. faible, ii. haut, iii. faible
2. i. bas, ii. haut, iii. haut
3. i. haut, ii. bas, iii. haut
4. i. élevé, ii. faible, iii. Faible

Réponse

UN

Réponse gratuite

Imaginez une ferme à fourmis élaborée avec des tunnels et des passages dans le sable où les fourmis vivent dans une grande communauté. Imaginez maintenant qu'un tremblement de terre ait secoué le sol et démoli la ferme à fourmis. Dans lequel de ces deux scénarios, avant ou après le tremblement de terre, le système de la fourmilière était-il dans un état d'entropie plus ou moins élevé ?

Réponse

La ferme à fourmis avait une entropie plus faible avant le tremblement de terre, car il s'agissait d'un système très ordonné. Après le tremblement de terre, le système est devenu beaucoup plus désordonné et présentait une entropie plus élevée.

Les transferts d'énergie ont lieu en permanence dans les activités quotidiennes. Imaginez deux scénarios : cuisiner sur une cuisinière et conduire. Expliquez comment la deuxième loi de la thermodynamique s'applique à ces deux scénarios.

Réponse

Pendant la cuisson, les aliments se réchauffent sur la cuisinière, mais toute la chaleur n'est pas utilisée pour la cuisson des aliments, une partie est perdue sous forme d'énergie thermique dans l'air ambiant, ce qui augmente l'entropie. Pendant la conduite, les voitures brûlent de l'essence pour faire fonctionner le moteur et déplacer la voiture. Cette réaction n'est pas totalement efficace, car une partie de l'énergie est perdue au cours de ce processus sous forme d'énergie thermique. C'est pourquoi le capot et les composants situés en dessous se réchauffent lorsque le moteur tourne. Les pneus s'échauffent également en raison de la friction avec la chaussée, ce qui représente une perte d'énergie supplémentaire. Ce transfert d'énergie, comme tous les autres, augmente également l'entropie.

6.4 : ATP : adénosine triphosphate

Questions de révision

L'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP est

1. principalement stocké entre les phosphates alpha et bêta
2. égal à −57 kcal/mol
3. exploitée sous forme d'énergie thermique par la cellule pour effectuer des travaux
4. fournissant de l'énergie aux réactions couplées

Réponse

D

Laquelle des molécules suivantes est susceptible d'avoir le plus d'énergie potentielle ?

1. saccharose
2. ATP
3. glucose
4. ADP

Réponse

UN

Réponse gratuite

Pensez-vous que l'E _A pour l'hydrolyse de l'ATP est relativement faible ou élevé ? Expliquez votre raisonnement.

Réponse

L'énergie d'activation pour l'hydrolyse est très faible. Non seulement l'hydrolyse de l'ATP est un processus exergonique avec une forte valeur de −∆G, mais l'ATP est également une molécule très instable qui se décompose rapidement en ADP + P _i si elle n'est pas utilisée rapidement. Cela suggère un E _A très faible car il s'hydrolyse si rapidement.

6.5 : Enzymes

Questions de révision

Lequel des énoncés suivants n'est pas vrai à propos des enzymes :

1. Ils augmentent le ∆G des réactions
2. Ils sont généralement composés d'acides aminés
3. Ils réduisent l'énergie d'activation des réactions chimiques
4. Chacun est spécifique au (x) substrat (s) particulier (s) auquel il se lie

Réponse

UN

Quel est l'effet d'un inhibiteur allostérique parmi les suivants ?

1. Se lie à une enzyme éloignée du site actif et modifie la conformation du site actif, augmentant ainsi son affinité pour la liaison au substrat
2. Se lie au site actif et l'empêche de se lier au substrat
3. Se lie à une enzyme éloignée du site actif et modifie la conformation du site actif, diminuant ainsi son affinité pour le substrat
4. Se lie directement au site actif et imite le substrat

Réponse

C

Parmi les analogies suivantes, laquelle décrit le mieux le modèle d'ajustement induit de la liaison enzyme-substrat ?

1. Un câlin entre deux personnes
2. Une clé insérée dans une serrure
3. Un piquet carré s'insère dans le trou carré et un piquet rond passe dans le trou rond d'un jouet pour enfants
4. L'assemblage de deux pièces de puzzle.

Réponse

UN

Réponse gratuite

En ce qui concerne les enzymes, pourquoi les vitamines sont-elles nécessaires à une bonne santé ? Donnez des exemples.

Réponse

La plupart des vitamines et des minéraux agissent comme des coenzymes et des cofacteurs d'action enzymatique. De nombreuses enzymes nécessitent la liaison de certains cofacteurs ou coenzymes pour pouvoir catalyser leurs réactions. Comme les enzymes catalysent de nombreuses réactions importantes, il est essentiel d'obtenir suffisamment de vitamines et de minéraux dans l'alimentation et les suppléments. La vitamine C (acide ascorbique) est une coenzyme nécessaire à l'action des enzymes qui construisent le collagène, un composant protéique important du tissu conjonctif de l'organisme. L'ion magnésium (Mg++) est un cofacteur important nécessaire à l'enzyme pyruvate déshydrogénase pour catalyser une partie de la voie qui décompose le sucre pour produire de l'énergie. Les vitamines ne peuvent pas être produites dans le corps humain et doivent donc être obtenues dans l'alimentation.

Expliquez avec vos propres mots comment l'inhibition de la rétroaction enzymatique est bénéfique pour une cellule.

Réponse

La rétroinhibition permet aux cellules de contrôler les quantités de produits métaboliques produites. S'il y a trop d'un produit particulier par rapport aux besoins de la cellule, la rétroinhibition amène efficacement la cellule à diminuer la production de ce produit en particulier. En général, cela permet de réduire la production de produits superflus et de conserver l'énergie, maximisant ainsi l'efficacité énergétique.