QCM : Matrices et échanges cellulaires (76 questions)

Explication

La cytologie étudie les cellules, leurs organites et leurs processus vitaux, notamment le métabolisme, l’homéostasie et la mort cellulaire. L’histologie porte sur les tissus, la génétique sur l’hérédité et l’écologie sur les organismes dans leur milieu.

Explication

La cellule a pour organisation de base un cytoplasme délimité par une membrane plasmique, et elle peut contenir des organites. La paroi n’est pas la limite fondamentale commune à toutes les cellules, et le noyau n’est pas présent dans toutes.

Explication

LUCA désigne l’ancêtre commun à l’origine des lignées cellulaires, lesquelles dérivent de cellules préexistantes; cette idée s’oppose à la génération spontanée. La génération spontanée contredit cette continuité, et une espèce actuelle ne correspond pas à LUCA.

Explication

Les bactéries sont des procaryotes, caractérisés par l’absence de noyau; les eucaryotes en possèdent un. Les protistes et les végétaux font partie des eucaryotes, et la présence d’une paroi ne définit pas à elle seule cette distinction.

Explication

La taille moyenne indiquée pour les cellules végétales est d’environ 100 μm; elle est d’environ 50 μm pour les cellules animales et 1 μm pour les bactéries. Associer 100 μm aux cellules animales ou aux bactéries confond ces ordres de grandeur.

Explication

Les microtubules sont constitués de tubuline, tandis que l’actine constitue les microfilaments. Les filaments intermédiaires forment une autre catégorie du cytosquelette, et le cytoplasme aqueux n’est pas la protéine recherchée.

Explication

Le ribosome, composé de protéines et d’ARN en deux sous-unités, réalise la biosynthèse des protéines à partir d’acides aminés. L’appareil de Golgi transforme les protéines, le réticulum lisse produit des lipides et le lysosome dégrade des éléments cellulaires.

Explication

Le réticulum rugueux porte des ribosomes et participe à la synthèse des protéines destinées à la sécrétion ou à la membrane; le réticulum lisse contribue à la détoxication de certains xénobiotiques. Inverser les deux réticulums confond leurs fonctions, tandis que l’appareil de Golgi modifie les protéines et que lysosomes et peroxysomes ont des rôles de dégradation distincts.

Explication

Les lysosomes dégradent notamment les particules phagocytées, alors que les peroxysomes éliminent les peroxydes nocifs. Inverser lysosomes et peroxysomes confond leurs fonctions; les mitochondries assurent notamment la respiration cellulaire.

Explication

Les mitochondries assurent la respiration cellulaire et produisent notamment de l’ATP à partir de nutriments. La photosynthèse caractérise les chloroplastes, l’assemblage des acides aminés les ribosomes, et la détoxication de certains xénobiotiques le réticulum lisse.

Explication

Une membrane biologique est un assemblage moléculaire en double feuillet qui délimite la cellule ou des compartiments intracellulaires et régule les échanges de matière. La réduire à une simple limite ou à une couche de soutien omet des caractéristiques essentielles.

Explication

Une membrane intracellulaire, ou endomembrane, délimite un organite; la membrane plasmique délimite la cellule. La paroi est une structure distincte et la bicouche phospholipidique décrit une organisation membranaire, non le type défini par sa localisation.

Explication

Les têtes hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux, tandis que les chaînes hydrophobes se dirigent vers l’intérieur de la membrane. L’orientation inverse place les parties incompatibles avec l’eau au contact des milieux aqueux.

Explication

En poids sec, les membranes contiennent environ 40 % de lipides, 52 % de protéines et 8 % de glucides. Échanger lipides et protéines inverse leurs proportions, et attribuer la part principale aux glucides ne respecte pas la composition caractéristique.

Explication

Une protéine extrinsèque se trouve hors de la bicouche et y est attachée par des interactions faibles, sensibles notamment aux changements de pH ou de force ionique. La traversée des deux feuillets et l’association stable caractérisent les protéines transmembranaires, tandis qu’un ancrage lipidique est une autre modalité d’attachement.

Explication

Les motifs glucidiques de la membrane plasmique se trouvent sur son feuillet externe, tandis que ceux des membranes d’organites sont orientés vers leur lumière. L’orientation cytoplasmique inverse la disposition attendue pour l’une ou les deux membranes.

Explication

Une hausse de température fluidifie la membrane, tout comme des chaînes d’acides gras plus courtes et plus insaturées; les deux changements favorisent donc une augmentation de fluidité. Les autres réponses inversent ou négligent l’effet de l’un de ces facteurs.

Explication

La bordure en brosse est un rassemblement de microvillosités au pôle apical des cellules épithéliales et augmente leur surface d’échange. Les intradigitations sont des replis basaux, tandis que des microvillosités isolées ne constituent pas ce rassemblement.

Explication

Les intradigitations sont des replis de la membrane plasmique au pôle basal et sont particulièrement fréquentes dans les cellules échangeant bidirectionnellement eau et minéraux avec la matrice extracellulaire. La bordure en brosse et les microvillosités isolées correspondent à des microvillosités, généralement associées au pôle apical.

Explication

La matrice extracellulaire est un ensemble de grosses molécules situées hors des cellules qui les produisent et qui soutient les tissus, favorise l’adhérence et organise les cellules. La membrane plasmique délimite la cellule, le cytosquelette est intracellulaire et une sécrétion sans rôle structural ne correspond pas à cette définition.

Explication

La matrice extracellulaire contient des glycosaminoglycanes chez les animaux et des pectines chez les végétaux, en plus d’être constituée principalement de glycoprotéines et de protéines. Inverser cette association, attribuer les pectines aux animaux ou généraliser un seul constituant aux deux groupes confond ces compositions.

Explication

Dans ce modèle, les glycosaminoglycanes situés entre les fibres de collagène créent un gel hydrophile. L’élastine retient le maillage, tandis que les glycoprotéines d’adhérence et le collagène globulaire s’y fixent; ils ne sont donc pas les éléments formant ce gel.

Explication

La fibronectine est une glycoprotéine ubiquitaire de la matrice extracellulaire dont le rôle clé comprend l’adhésion des cellules à cette matrice. Les laminines et le collagène IV sont associés à la lame ou membrane basale, tandis que les intégrines sont des récepteurs cellulaires.

Explication

La fibronectine apparaît tôt au cours du développement embryonnaire et participe à la migration cellulaire, notamment pendant la gastrulation et le développement des neurones. Les laminines et le collagène IV contribuent surtout à la structure de la lame basale; l’intégrine est un récepteur cellulaire.

Explication

Les laminines sont les principaux constituants protéiques de la lame basale, avec le collagène. La fibronectine est une glycoprotéine matricielle impliquée dans l’adhésion et la migration, l’élastine participe au maillage matriciel et les intégrines sont des récepteurs cellulaires.

Explication

Les laminines 1 et le collagène IV forment un réseau qui constitue la charpente de la membrane basale et assure le maintien structural et fonctionnel des tissus. Le maillage de collagène fibrillaire et d’élastine relève d’un autre modèle d’organisation matricielle, tandis que les intégrines sont des récepteurs cellulaires.

Explication

Le collagène confère aux tissus une résistance mécanique à l’étirement et à la traction. L’élastine est associée à l’extensibilité, les intégrines relient la matrice à la cellule et l’actine appartient au cytosquelette.

Explication

Une fibre élastique est une chaîne de protéines de la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs, produite par les fibroblastes et les cellules musculaires lisses des artères. La description d’une famille fibrillaire confond cette fibre avec le collagène.

Explication

Les domaines de liaison des constituants de la matrice facilitent l’adhésion des cellules et leur organisation en tissus. La synthèse des fibres, les voies Akt et MAPK et la contraction de l’actine correspondent à d’autres mécanismes.

Explication

Les intégrines sont des protéines transmembranaires dimériques qui relient la matrice au milieu intracellulaire par un complexe associé aux microfilaments d’actine. Les placer dans la matrice, les relier aux filaments intermédiaires ou les décrire comme monomériques ne correspond pas à cette organisation.

Explication

La liaison de l’intégrine à son ligand matriciel peut activer des cascades qui conduisent à la différenciation, à la prolifération, à la survie ou à la migration. La synthèse de composants matriciels n’est pas l’ensemble de conséquences décrit, et la réponse ne se limite pas à l’adhésion.

Explication

La membrane plasmique délimite la cellule, contrôle ses échanges avec l’extérieur et porte notamment des récepteurs hormonaux. La séparation du noyau relève de l’enveloppe nucléaire, tandis que la production énergétique et le stockage hormonal ne définissent pas cette fonction membranaire.

Explication

Un échange est actif lorsque la cellule libère de l’énergie à partir de l’ATP; un échange passif ne requiert pas cet apport cellulaire. L’ion et le passage membranaire ne suffisent pas à déterminer le type, et l’énergie du système caractérise le transport passif.

Explication

La diffusion simple désigne la tendance des ions ou des molécules à se répandre dans leur environnement selon un gradient de concentration ou électrique. Le transport passif suppose un passage à travers une membrane, tandis que le transport actif et la transmission paracrine décrivent d’autres phénomènes.

Explication

La transmission paracrine agit localement sur des cellules voisines. La transmission endocrine est distincte par son mode d’action à distance, l’autocrine vise la cellule sécrétrice elle-même et la synaptique implique un neurone et une synapse.

Explication

La présence d’un noyau distingue la cellule eucaryote de la cellule procaryote, et la structure des cellules eucaryotes est souvent adaptée à leur fonction spécialisée. La spécialisation n’exclut donc pas le noyau et ne transforme pas une cellule en organite.

Explication

La cellule eucaryote type comprend un noyau contenant l’information génétique sous forme d’ADN, un cytoplasme, une membrane plasmique et des organites; les cellules végétales possèdent en plus une paroi. La paroi n’est pas attribuée à toutes les cellules eucaryotes, et le noyau fait partie du modèle.

Explication

G2 est la phase de préparation à la division, après la phase S durant laquelle l’ADN est dupliqué. G1 correspond à la croissance cytoplasmique et M à la mitose ou à la méiose.

Explication

La méiose comprend une division réductionnelle puis une division équationnelle et produit des cellules haploïdes; la mitose produit des cellules filles identiques à la cellule mère. Confondre ces processus revient à inverser leurs résultats et leurs caractéristiques.

Explication

Un procaryote est un organisme unicellulaire sans noyau, dont le matériel génétique se trouve libre dans le hyaloplasme. L’absence d’ADN confond absence de noyau et absence de matériel génétique, tandis que l’organisation eucaryote comporte un noyau.

Explication

Les bactéries ne possèdent généralement ni noyau ni organites tels que les mitochondries ou le réticulum endoplasmique. La première erreur leur attribue des organites eucaryotes, la deuxième ne retire que le réticulum, et la troisième confond l’absence de ces organites avec l’absence de toute structure différenciée.

Explication

Le nucléoïde est la région irrégulière, non délimitée par une membrane, où se concentre le chromosome bactérien. Un plasmide est un ADN distinct du nucléoïde, tandis que le noyau est absent chez les bactéries et que le hyaloplasme désigne le milieu cytoplasmique.

Explication

Un plasmide est un fragment d’ADN double brin distinct du nucléoïde et capable de se répliquer de manière autonome. Le chromosome bactérien est l’élément génétique principal, le nucléoïde est la région où il se concentre, et l’ARN messager n’est pas un fragment d’ADN.

Explication

Les inclusions organiques sont le plus souvent des réserves énergétiques contenant du glycogène ou des lipides. Le phosphate et le soufre relèvent des inclusions inorganiques, tandis que les gaz sont associés aux vacuoles gazeuses et les polysaccharides ou protéines à la capsule.

Explication

Les vacuoles gazeuses de nombreuses cyanobactéries leur permettent de flotter à la surface. La réserve de glycogène concerne des inclusions énergétiques, tandis que l’adhésion et la protection contre la phagocytose sont des rôles de la capsule.

Explication

La capsule est influencée par les constituants du milieu et sa composition est le plus souvent polysaccharidique, parfois protéique. Inverser la fréquence des deux compositions est une confusion, les réserves de glycogène ou de lipides correspondent aux inclusions, et la capsule n’est pas indépendante du milieu.

Explication

La capsule facilite l’adhésion aux autres êtres vivants, protège de la phagocytose et des agents physicochimiques, et constitue ainsi un facteur de virulence. La production d’énergie relève notamment des réserves, la mobilité ne correspond pas à ces fonctions, et la flottabilité est associée aux vacuoles gazeuses.

Explication

La paroi constitue le squelette externe rigide de la bactérie et contribue à déterminer sa forme. Le contrôle des échanges relève de la membrane, le déplacement des flagelles et l’adhérence de structures de surface comme certains pili.

Explication

La paroi résiste à la forte pression osmotique interne et empêche ainsi l’éclatement de la cellule; les mycoplasmes font exception, mais rien n’indique ici qu’il s’agit de mycoplasmes. Le contrôle des échanges relève surtout de la membrane, et la déshydratation n’est pas le mécanisme visé.

Explication

Dans la paroi Gram positive, les acides téichoïques traversent latéralement le peptidoglycane et le relient à la membrane plasmique. La membrane externe caractérise la paroi Gram négative; la lipoprotéine de Braun relie cette membrane externe au peptidoglycane, et les pili sont des appendices de surface.

Explication

La paroi Gram négative associe une couche de peptidoglycane à une membrane externe qui l’entoure. La couche épaisse homogène sans membrane externe correspond plutôt aux Gram positives; la membrane externe ne remplace pas le peptidoglycane.

Explication

En scissiparité, après la réplication de l’ADN et l’allongement, un septum transversal se forme et la cellule se sépare en deux filles identiques. Le transfert de plasmide relève de la conjugaison, tandis que l’endospore est une forme de survie.

Explication

Dans un milieu propice, une population bactérienne peut doubler toutes les 20 minutes, mais son rythme dépend aussi des conditions comme les nutriments, les concurrents, les prédateurs, les bactériophages et les antibiotiques. Les autres choix confondent la durée, une quantité de cellules ou l’influence du milieu.

Explication

La conjugaison est un échange non sexué d’informations génétiques par transmission de plasmides d’une bactérie donneuse à une receveuse. La scissiparité est une division cellulaire; la sporulation produit une forme de survie, et la transformation ne désigne pas ce transfert de plasmide entre donneur et accepteur.

Explication

Après le transfert d’un brin, le donneur synthétise son brin complémentaire et l’accepteur synthétise le sien; le plasmide se recircularise ensuite chez l’accepteur. L’accepteur ne synthétise pas les deux brins, et la formation d’un septum appartient à la scissiparité.

Explication

Un virus ne se multiplie pas par division et doit utiliser une cellule hôte : c’est donc un parasite intracellulaire obligatoire. Une bactérie à multiplication autonome n’a pas cette dépendance, un virion désigne la particule virale hors d’une cellule, et un parasite extracellulaire ne correspond pas à ce mode de vie.

Explication

Le virion est la particule virale présente hors d’une cellule vivante. La capside est sa coque protéique, la nucléocapside associe capside et génome, et le génome désigne l’acide nucléique viral.

Explication

Un génome viral peut contenir une ou plusieurs molécules d’ADN ou d’ARN, mais jamais les deux à la fois. Il peut être simple ou double brin, circulaire ou linéaire ; les réponses qui imposent un seul brin ou une seule forme excluent des possibilités admises.

Explication

La capside est la coque protéique constituée de capsomères qui entoure et protège l’acide nucléique viral. La nucléocapside comprend aussi le génome, le génome est l’acide nucléique lui-même, et le virion désigne la particule virale.

Explication

L’information génétique ne suffit pas : les virus manquent notamment de matière première, de source d’énergie propre et des chaînes enzymatiques nécessaires aux synthèses. Ils doivent donc se répliquer dans une cellule, plutôt que mobiliser des réserves ou accomplir seuls ces processus.

Explication

La réplication virale désigne l’ensemble des processus biochimiques qui se déroulent dans une cellule infectée et produisent de nouveaux virions. La lysogénie concerne l’intégration silencieuse du génome, l’adsorption est l’attachement initial et la libération est une étape du cycle.

Explication

Dans le cycle lytique, les étapes aboutissent à la libération des virions hors de la cellule hôte, qui meurt. La transmission d’un prophage sans descendance phagique relève du cycle lysogénique, et la cellule ne reste donc pas intacte à l’issue du cycle décrit.

Explication

Dans le cycle lysogénique, le génome viral intégré et non exprimé est appelé prophage ; il est transmis aux cellules filles sans produire de descendance phagique. Le cycle lytique produit des virions et tue la cellule, tandis qu’un virion ou une capside ne désigne pas ce génome intégré.

Explication

La lumière visible limite le pouvoir séparateur des microscopes optiques à environ 0,2 μm, tandis que leur grossissement peut atteindre 1 500. La valeur de 0,2 nm relève du microscope électronique à transmission, et les autres choix confondent résolution et grossissement.

Explication

Le contraste de phase permet d’observer des cellules vivantes sans préparation ni coloration. Le fond clair sert à observer des cellules fixées et colorées, tandis que les microscopes électroniques exigent un traitement de l’échantillon.

Explication

Le MET possède une résolution d’environ 0,2 nm et un grossissement pouvant aller de 20 000 à 1 000 000, ce qui permet d’étudier l’ultrastructure après traitement approprié. La résolution en micromètres correspond à la microscopie optique, et l’image tridimensionnelle de surface caractérise le MEB.

Explication

La préparation histologique suit l’ordre fixation, déshydratation, inclusion, coupe puis coloration. Les autres séquences déplacent des étapes ou confondent cette préparation avec une méthode de contraste propre à la microscopie électronique.

Explication

Le MET exige des coupes ultrafines de 30 à 50 nm et un contraste par des atomes lourds, puisque les principaux atomes de la matière vivante sont transparents aux électrons. Des coupes épaisses gênent le passage des électrons, et les atomes légers ne fournissent pas le contraste requis.

Explication

L’autoradiographie utilise un traceur radioactif incorporé au cours de l’activité étudiée pour localiser un composé, estimer sa quantité et suivre son cheminement. L’immunomarquage repose sur un anticorps fluorescent, tandis que la centrifugation sépare des constituants en fractions.

Explication

Frye et Edidin ont réalisé cette expérience en 1970, apportant la première preuve de la fluidité des protéines membranaires. Les autres dates ne correspondent pas à cette attribution historique.

Explication

L’ultracentrifugation différentielle repose sur des centrifugations successives à vitesses croissantes, qui produisent des fractions distinctes d’organites et de macromolécules. Un gradient de densité constitue une autre approche de séparation, tandis que l’autoradiographie et l’immunomarquage localisent des composés.

Explication

En 1839, Schleiden et Schwann ont exposé que tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules, unités fondamentales des structures biologiques. L’origine des cellules préexistantes et leur rôle dans la transmission de l’information héréditaire ont été établis ultérieurement.

Explication

Le cholestérol représente environ un quart des lipides membranaires des cellules animales et influence la fluidité de leur membrane ; il existe aussi en faible quantité dans les cellules végétales et chez certaines bactéries. L’absence chez tous les non-animaux est une généralisation erronée, et la proportion d’un quart ne vaut pas pour chaque groupe.

Explication

La famille humaine compte 22 protéines identifiées, numérotées de FGF1 à FGF23 avec l’exception de FGF15. L’inclusion de FGF15 confond la plage de numérotation avec les membres présents, tandis que 23 ou 15 protéines donne un décompte erroné.

Explication

La diffusion facilitée utilise une protéine transmembranaire et suit le gradient électrochimique, sans nécessiter le déplacement couplé d’une autre molécule. Le cotransport implique une autre molécule, le transport actif peut aller contre le gradient, et la diffusion simple ne requiert pas de protéine transmembranaire.

Explication

Les pili sont des appendices protéiques de surface, nombreux chez les bactéries Gram négatives et rares chez les Gram positives. Les flagelles servent au déplacement, les porines sont des protéines de transport, et la rareté des pili concerne plutôt les Gram positives.