Bioénergétique - Session de Juin 2003

Question n°1 : Répondre par vrai ou faux aux assertions 1 à 3. Donner la réponse aux questions 4 à 8.

Assertion ou question Réponse
1. Une valeur d'énergie libre de Gibbs nulle signifie que la réaction considérée n'est pas à l'équilibre. FAUX
2. Le pouvoir réducteur du (NADH + H+) formé lors de la glycolyse est véhiculé par un système de navette de la mitochondrie vers le cytosol. FAUX
3. La synthèse d'une molécule d'ATP par l'ATP synthase est associée au retour de 9 protons. FAUX
4. Quelle est la longueur d'onde d'absorbance maximale du NAD sous sa forme réduite ? 340 nm
5. Citer un composé dont l'hydrolyse est plus exergonique que n'est endergonique la synthèse de l'ATP. 1,3 bisphosphoglycérate ou phosphoénol pyruvate
6. Ecrire une réaction d'oxydo-réduction de la glycolyse. Glycéraldéhyde 3P + NAD+ + Pi -----> 1,3BisPhosphoglycérate + NADH + H+
catalysée par la G3P déshydrogénase
7. Deux couples rédox sont caractérisés par : E0'(Aox/Ared) < E0' (Box/Bred)
Quel est celui qui cède ses électrons à l'autre ?
Le couple (Aox/Ared)
8. Pourquoi, chez un organisme aérobie, le NAD réduit au cours de la glycolyse ne génère-t-il pas autant d'ATP que celui réduit au cours du cycle de Krebs ? Le pouvoir réducteur entre dans la chaîne respiratoire sous forme de FADH2
===> 5 (ou 6) protons sont expulsés au lieu de 9 (ou 10).

Question n°2

Une enzyme catalyse la réaction : A <=====> B + C

La variation d'énergie libre de Gibbs standard de cette réaction est + 2,28 kJ/mol.

In vivo les concentrations sont les suivantes :[A] = 10 nM[B] = 0,2 mM[C] = 20 ÁM

Données: R = 8,31 J.K-1.mol-1 ; T = 25°C

Réponse

a. La réaction de formation de B + C est impossible. C'est une réaction endergonique. Le sens spontané est donc la formation de A.

b. L'expression de la constante d'équilibre en termes de concentration est :

                  [B]eq   .   [C]eq
Keq  =    -------------------------- 
                          [A]eq

La variation d'énergie libre de Gibbs de la réaction s'écrit : ΔG0' = - R . T . Ln Keq                                                      

                                                                           - ΔG0'                           - (2280)
D'où :                                      Keq   =   exp   --------------   =    exp   --------------------   =    0,4 M
                                                                              R T                           8,31 x 298

Lors du calcul, faire attention aux points suivants :

c. On a la relation : ΔG' = ΔG0' + R T Ln Kφ  

où Kφ est la constante définie par le rapport des concentrations physiologiques (φ) des métabolites, soit :

                 [B]φ . [C]φ                       0,2 10-3 x 20 10-6
Kφ  =     --------------------      =      ----------------------------    =    0,4 M
                       [A]φ                                    10 10-9

Conclusion : la réaction se déroule au voisinage de l'équilibre dans la cellule.

d. Vues les caractéristiques :

la réaction de la glycolyse est celle catalysée par l'aldolase.

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