Université d'Angers - Niveau L2 - Session de Juin 2004
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Université d'Angers - Niveau L2 - Session de Juin 2004 |
Répondre par vrai ou faux aux assertions 1 à 3. Donner la réponse aux questions 4 à 8.
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Assertion ou question |
Réponse |
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| 1. Une valeur d'énergie libre de Gibbs standard nulle signifie que la réaction considérée est à l'équilibre. |
FAUX
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| 2. Le potentiel d'oxydo-réduction standard du couple (2H+/H2) est plus élevé à pH = 0 que dans la cellule. |
VRAI
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| 3. Il y a deux réactions d'oxydo-réduction au cours de la glycolyse. |
FAUX
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4. Ecrivez une réaction qui permet aux organismes anaérobies de réoxyder le NADH formé lors de la glycolyse (les formules développées ne sont pas demandées). |
pyruvate -----> lactate (lactate DH / bactéries lactiques) OU acétaldéhyde -----> éthanol (alcool DH / levures) chacune de ces réactions est couplée à : NADH + H+ <===> NAD+ [voir "fermentation" GLYCOLYSE] [voir cette partie du cours GLYCOLYSE] |
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| 5. Ecrivez la réaction de réoxydation du NAD réduit par l’oxygène moléculaire. |
NADH
+ H+
+ 1/2 O2
<===>
NAD+
+ H2O
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| 6. Calculez la variation d’énergie libre de Gibbs standard dans les conditions physiologiques (ΔG°’) de cette réaction (question n° 5). |
DG°’réoxydation NADH = - n . F . DE°’ = - n . F . (E°’[1/2 O2 / H2O] - E°’[NAD+ / NADH,H+]) DG°’ = - 2 . 96500 . [0,82 - (- 0,32)] = - 220 kJ.mol-1 |
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| 7. Calculez le nombre théorique de molécules d'ATP susceptibles d'être synthétisées. | DG°’réoxydation
220
kJ.mol-1 n = ----------------------- = ------------------- = 7 molécules d'ATP ΔG°'synthèse ATP 30,3 kJ.mol-1 |
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8. Quel est le nombre réel de molécules d'ATP synthétisées ? Pourquoi est-il différent de cette valeur théorique ? |
nombre réel = 3 molécules d'ATP (ou 2 dans le cas du NADH cytosolique provenant de la glycolyse) Voir la partie du cours force proton - motrice / ATP synthase |
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Question n°2 (4 points):
Une enzyme catalyse la réaction : A <=====> B + C avec : ΔG’ = - 2,28 kJ.mol-1
In vivo les concentrations sont les suivantes : [A]j = 200 pM ; [B]j = 0,02 mM ; [C]j = 20 µM
Données pour les deux questions : E°’[1/2 O2 / H2O] = + 0,82 V ; E°’[NAD+ / NADH,H+] = - 0,32 V ; R = 8,31 J.K-1.mol-1
T = 37°C ; ΔG°'synthèse ATP = + 30,3 kJ.mol-1 ; F = 96500 J.V-1.mol-1
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REPONSE : La principale source d'erreurs a été la confusion entre :
Bien que l'attention des étudiants ait été attirée sur ce sujet au cours des séances de travaux dirigés, l'autre source d'erreur a été les puissances de 10 et leur préfixe (!) et les erreurs de calculs de Keq (!!). a. La valeur NÉGATIVE (DG’ = - 2,28 kJ.mol-1) indique que la réaction est spontanée dans la cellule dans le sens de formation de B et C. (0,75 point) C'est une réaction EXERgonique. b. A partir de la relation : DG' = DG0' + R T Ln Kj (0,5 point) il fallait calculer : DG0' = DG' - R T Ln Kj où Kj est la constante définie par le rapport des concentrations des métabolites dans la cellule, soit :
[B]j
[C]j
0,02 10-3 x 20
10-6 Rappel : mM = 10-3 M ; µM = 10-6 M ; pM = 10-12 M ; T = 273°K + 37°C = 310°K soit : DG0' = - 2,28 103 - 1,79 103 = - 4,07 103 J.mol-1 (0,5 point) c. La valeur NÉGATIVE (DG0' = - 4,07 kJ.mol-1) indique que la réaction est également spontanée dans les conditions standard dans le sens de formation de B et C. (0,75 point) En fait, elle l'est même davantage (valeur encore plus négative), c'est-à-dire que les les conditions standard sont encore plus éloignées de l'état d'équilibre que ne l'est le rapport des concentrations des métabolites. d. La variation d'énergie libre de Gibbs standard de la réaction s'écrit : DG0' = - R . T . Ln Keq (0,5 point)
DG0'
4070 |