QCM : Introduction à la biologie cellulaire — 37 questions

Explication

La théorie cellulaire fait de la cellule l’unité structurale fondamentale du vivant, où se déroulent le métabolisme et la transmission héréditaire. L’option portant sur la digestion et la production d’énergie décrit des fonctions particulières, et non la définition générale de la cellule.

Explication

L’anabolisme construit des molécules et nécessite un apport énergétique, alors que le catabolisme décompose des molécules et libère de l’énergie. La confusion fréquente consiste à inverser les fonctions respectives de ces deux voies.

Explication

L’information génétique est portée notamment par l’ADN des chromosomes et transmise lors de la formation des cellules filles. Les réactions métaboliques concernent le fonctionnement cellulaire, mais elles ne constituent pas le support de l’hérédité.

Explication

La théorie cellulaire affirme que toute cellule provient d’une cellule préexistante, ce qui exclut son apparition spontanée par simple mélange de constituants. La présence d’un noyau n’est pas une condition générale, car les procaryotes en sont dépourvus.

Explication

La théorie du monde de l’ARN attribue à ces molécules une capacité d’autoréplication et une activité enzymatique comparable à celle des ribozymes. L’ADN est plutôt présenté comme le support génétique plus stable apparu progressivement par la suite.

Explication

Dans le scénario proposé, l’ARN exerce une activité ribosomique et participe à la synthèse des protéines avant que l’ADN ne devienne le support génétique privilégié. L’option attribuant à l’ADN le rôle catalytique initial inverse cette succession.

Explication

L’encapsulation des premières biomolécules par des bicouches lipidiques aurait produit une cellule procaryote ancestrale contenant environ 600 gènes. Une enveloppe nucléaire et des organites membranaires caractérisent plutôt l’organisation eucaryote.

Explication

La présence d’un noyau délimité par une enveloppe nucléaire distingue les eucaryotes des procaryotes. La distinction ne repose donc pas principalement sur la taille des chromosomes, mais sur l’organisation nucléaire.

Explication

La classification en trois domaines distingue les bactéries, les archées et les eucaryotes. Les procaryotes regroupent les bactéries et les archées, mais ils ne constituent pas un domaine distinct dans cette classification.

Explication

L’ARNr 16S de la petite sous-unité ribosomale sert à distinguer les bactéries des archées, tandis que l’ARNr 18S est associé aux eucaryotes. Inverser les deux marqueurs conduit donc à une identification erronée des domaines.

Explication

Les bactéries et les archées sont des procaryotes dépourvus de système endomembranaire et d’organites délimités par des membranes. La présence d’un noyau et d’organites membranaires correspond à l’organisation eucaryote.

Explication

Une bactérie mesure généralement autour d’un micromètre, soit environ $10^{-6}\ \mathrm{m}$. Une taille de $10^{-3}\ \mathrm{m}$ correspondrait à un millimètre, bien supérieur à l’ordre de grandeur bactérien.

Explication

La paroi riche en peptidoglycanes assure la rigidité, la forme et la protection contre les variations osmotiques. La membrane plasmique délimite directement les milieux intracellulaire et extracellulaire, mais n’est pas la structure principalement responsable de cette protection mécanique.

Explication

Les bactéries à Gram positif retiennent le cristal violet grâce à leur couche épaisse de peptidoglycane. Les bactéries à Gram négatif possèdent une quantité moindre de peptidoglycane et ne retiennent pas ce colorant de la même manière.

Explication

Les β-lactamines bloquent la synthèse des peptidoglycanes, ce qui prive la bactérie de sa paroi et la rend vulnérable au choc osmotique. Elles n’agissent pas directement en interrompant la traduction, la réplication de l’ADN ou la rotation flagellaire.

Explication

Le flagelle bactérien assure la mobilité par une rotation alimentée par un gradient de protons à travers la membrane plasmique. Le mouvement ondulatoire décrit plutôt le flagelle du spermatozoïde que le fonctionnement du flagelle bactérien.

Explication

Les pili communs favorisent l’adhérence aux surfaces, tandis que les pili sexuels permettent l’échange de matériel génétique lors de la conjugaison. La confusion fréquente consiste à attribuer l’adhérence aux pili sexuels et l’échange génétique aux pili communs.

Explication

Le chromosome bactérien est un ADN circulaire et bicaténaire situé dans le nucléoïde, alors que les plasmides sont de petites molécules d’ADN circulaire et bicaténaire pouvant être transmises entre bactéries. Les plasmides ne sont ni des protéines, ni des ARN, ni des ribosomes.

Explication

Le ribosome est formé de deux sous-unités contenant des ARNr et des protéines, et il traduit l’ARN messager en protéine. La réplication de l’ADN, la synthèse de la paroi et la mobilité relèvent d’autres mécanismes ou structures cellulaires.

Explication

Le microbiote correspond à l’ensemble des microorganismes vivant dans un environnement défini, appelé microbiome. Le microbiome ne désigne donc pas la communauté microbienne elle-même, mais le milieu qui l’héberge.

Explication

Le microbiote intestinal comprend approximativement $10^{12}\text{ à }10^{14}$ bactéries et représente une masse d’environ 1 à 5 kg. La flore commensale ne constitue pas une autre masse distincte : elle désigne spécifiquement les microorganismes vivant dans l’intestin.

Explication

Le microbiote intestinal fermente des substrats que les cellules humaines ne digèrent pas et synthétise des vitamines que la cellule humaine ne peut pas produire. Il ne remplace pas les cellules humaines et ne produit pas l’ensemble des vitamines de l’organisme.

Explication

Les archées se distinguent notamment par leur séquence d’ARNr 16S, l’absence de peptidoglycane et la présence possible d’histones associées à leur ADN. Elles ne possèdent pas pour autant un noyau membraneux ni des organites caractéristiques des cellules eucaryotes.

Explication

Les bactéries sont des cellules, alors que les virus ne possèdent pas d’organisation cellulaire. La présence d’un noyau ne caractérise ni les bactéries ni les virus, car les bactéries sont procaryotes et les virus sont acellulaires.

Explication

Un virus ne possède pas de métabolisme propre et utilise la machinerie de la cellule infectée pour fabriquer les molécules nécessaires à sa multiplication. La division cellulaire et la respiration autonome sont des processus cellulaires, absents chez les virus.

Explication

Les cellules eucaryotes seraient apparues il y a 1,5 à 2 milliards d’années, après les procaryotes ancestraux apparus il y a 3 à 4 milliards d’années. L’intervalle de 3 à 4 milliards d’années correspond donc aux premiers procaryotes, et non aux eucaryotes.

Explication

La théorie endosymbiotique propose que certains procaryotes aient été endocytés puis conservés à l’intérieur d’une cellule dans une relation mutuellement bénéfique. Une symbiose peut exister sans localisation intracellulaire, ce qui ne décrit pas précisément l’endosymbiose.

Explication

La mitochondrie serait issue de l’endocytose d’un procaryote aérobie hétérotrophe. Le chloroplaste est associé à l’endocytose d’une cyanobactérie photosynthétique, et non à celle d’un procaryote décrit comme anaérobie.

Explication

Les plantes produisent principalement leur matière organique grâce à la photosynthèse et sont donc autotrophes, tandis que les animaux dépendent de matière organique disponible et sont hétérotrophes. L’ingestion caractérise la nutrition animale, mais ne rend pas les animaux autotrophes.

Explication

Une cellule eucaryote animale mesure généralement 10 à 20 micromètres, et la différenciation conduit à environ 200 types cellulaires spécialisés. La taille de 7 micromètres ainsi que l’absence de noyau et de mitochondries caractérisent plutôt l’hématie.

Explication

L’hématie, d’environ 7 micromètres, transporte les gaz et est dépourvue de noyau et de mitochondries, tandis que le neurone possède un corps cellulaire, des dendrites et un axone. Les prolongements spécialisés appartiennent donc au neurone et non à l’hématie.

Explication

Le cytoplasme comprend le cytosol, les organites intracellulaires à l’exception du noyau et les édifices macromoléculaires. Le noyau est donc exclu de cette définition, même s’il se trouve à l’intérieur de la cellule.

Explication

La membrane plasmique est une bicouche de glycérophospholipides, dynamique et semi-perméable, qui sépare les milieux intracellulaire et extracellulaire. Elle régule donc les échanges au lieu de les bloquer ou de laisser passer indistinctement toutes les molécules.

Explication

Le noyau possède une enveloppe nucléaire double, percée de pores, et renferme un ADN linéaire associé à des histones. L’ADN circulaire caractérise plutôt les mitochondries et les bactéries.

Explication

Le noyau humain contient 46 chromosomes, répartis en deux ensembles de 23 chromosomes, l’un paternel et l’autre maternel. Le nombre 23 correspond donc à chaque origine parentale, et non au total nucléaire.

Explication

La mitochondrie produit l’ATP par la respiration cellulaire, et ses crêtes augmentent la surface de sa membrane interne. Le noyau, l’appareil de Golgi et le réticulum endoplasmique ont d’autres fonctions cellulaires.

Explication

Le réticulum endoplasmique rugueux se distingue par la présence de ribosomes, qui permettent la traduction des protéines. Le réticulum endoplasmique lisse ne porte pas de ribosomes, tandis que les crêtes appartiennent à la mitochondrie.