QCM : Membrane plasmique et cytosquelette (50 questions)

Explication

Hooke propose le terme « cellule » après avoir observé des coupes de liège au microscope. Les bactéries et les protistes vivants sont associés aux observations de Leeuwenhoek, tandis que les cellules animales ne correspondent pas à cette observation.

Explication

Antonie van Leeuwenhoek décrit plusieurs micro-organismes vivants en 1674. Hooke est associé au terme « cellule », Schleiden à l’élaboration de la théorie cellulaire avec Schwann, et Virchow à l’ajout de 1855.

Explication

La théorie cellulaire établit que tous les organismes sont constitués d’une ou de plusieurs cellules et que la cellule est l’unité structurale de la vie. L’origine d’une cellule à partir d’une cellule préexistante est l’ajout de Virchow, tandis que les organismes unicellulaires relèvent bien du principe.

Explication

Virchow ajoute que toute cellule provient de la division d’une cellule préexistante, ce qui explique la production de cellules lors de la réparation. La génération spontanée est l’idée opposée, et Schleiden et Schwann ont élaboré la théorie cellulaire en 1839.

Explication

La biologie cellulaire, également appelée cytologie, étudie les unités structurales et fonctionnelles communes aux êtres vivants. La génétique porte sur l’hérédité, l’histologie sur les tissus et l’écologie sur les relations entre organismes et environnement.

Explication

Une cellule procaryote ne possède pas de vrai noyau et son matériel génétique n’est pas enfermé dans une enveloppe nucléaire. Une cellule eucaryote possède au contraire un noyau délimité par une enveloppe; la présence d’un chromosome ne suffit pas à inverser cette distinction.

Explication

Une cellule eucaryote possède un noyau délimité par une enveloppe nucléaire et des membranes internes qui délimitent des organites. L’absence de vrai noyau et d’organites membranaires caractérise plutôt les procaryotes.

Explication

Les bactéries se divisent par scissiparité et Escherichia coli peut se diviser en environ 20 minutes lorsque les conditions sont favorables. Le bourgeonnement et la mitose ne sont pas le mode indiqué, et 20 heures correspond à une erreur d’échelle temporelle.

Explication

La membrane plasmique contient 60 % de protéines et glycoprotéines et 40 % de lipides, dont les phospholipides sont les principaux représentants. L’inversion des pourcentages modifie la répartition, les glucides ne constituent pas la fraction majoritaire donnée, et les stérols ne sont pas les lipides principaux.

Explication

Les trois catégories principales sont les phospholipides, les glycolipides et les stérols. Les glycoprotéines et les protéines intégrales sont des composants protéiques, tandis que les acides gras entrent dans la constitution de certains lipides plutôt que de former l’une des catégories indiquées.

Explication

Le caractère amphiphile conduit les pôles hydrophiles à s’orienter vers l’eau et les pôles hydrophobes à être protégés de celle-ci. L’inversion expose les pôles hydrophobes à l’eau, et les deux autres propositions attribuent aux pôles une orientation incompatible avec cette organisation.

Explication

La répartition est asymétrique : sphingomyéline, phosphatidylcholine et glycolipides caractérisent principalement le feuillet externe, tandis que phosphatidyléthanolamine et phosphatidylsérine caractérisent l’interne. L’inversion échange les feuillets, et les deux autres répartitions déplacent des lipides vers le mauvais feuillet.

Explication

Les acides gras insaturés augmentent la fluidité membranaire, alors que les acides gras saturés la réduisent. La rigidification attribuée aux insaturés inverse cet effet, l’analogie avec le cholestérol applique un autre facteur, et la nature des acides gras intervient aussi dans la fluidité.

Explication

Une augmentation du cholestérol diminue la fluidité, alors qu’une augmentation de la température l’accroît : les deux effets s’opposent. Les autres propositions inversent l’effet de l’un ou l’autre facteur, ou attribuent aux deux facteurs le même sens d’action.

Explication

Les protéines extrinsèques, hydrophiles, se trouvent sur l’une des faces de la membrane, tandis que les protéines intrinsèques sont intégrées dans la bicouche. L’intégration correspond à la catégorie intrinsèque, et la traversée à la catégorie transmembranaire.

Explication

Une protéine transmembranaire est une protéine intrinsèque qui traverse la bicouche lipidique. Une protéine intrinsèque peut être intégrée sans que cette définition implique qu’elle la traverse.

Explication

Singer et Nicholson ont décrit en 1972 le modèle de la mosaïque fluide, qui représente des protéines intrinsèques baignant dans une bicouche lipidique fluide. La date de 1962 est erronée, et le modèle ne décrit ni une membrane rigide ni une bicouche sans ces protéines.

Explication

La membrane plasmique sépare les milieux intérieur et extérieur, régule les échanges et participe à la signalisation. Le cytosquelette et la matrice extracellulaire ont d’autres rôles, tandis que le noyau n’assure pas l’interface membranaire avec l’environnement.

Explication

La diffusion est spontanée et conduit le soluté de la région la plus concentrée vers la moins concentrée, jusqu’à l’égalité des concentrations, sans dépense d’énergie. Un déplacement contre le gradient ou une consommation d’énergie correspond à une autre conception du transport.

Explication

La perméabilité aux molécules dissoutes dépend principalement de leur liposolubilité, de leur charge électrique et de leur taille. La forme, la température et la densité ne remplacent pas ces trois facteurs dans la règle énoncée.

Explication

Les quatre types sont la diffusion simple à travers la bicouche, la diffusion par un canal aqueux, le transport facilité par un transporteur et le transport actif par une pompe. L’osmose et l’exocytose ne remplacent pas l’un de ces quatre types dans cette classification.

Explication

Le transport actif primaire déplace un soluté contre son gradient grâce à l’énergie directement fournie par l’hydrolyse de l’ATP, au moyen d’une pompe ATPase. La diffusion facilitée et la diffusion par canal suivent le gradient, tandis que la diffusion simple s’effectue à travers la bicouche.

Explication

L’endocytose fait entrer des substances dans la cellule en les enfermant dans une vésicule détachée de la membrane plasmique. L’exocytose correspond à une sortie par fusion vésiculaire, tandis que le transport par canal ne forme pas une vésicule d’endocytose.

Explication

La phagocytose absorbe de grosses particules ou des cellules dans des vésicules de plus de 250 nm, parfois de plusieurs micromètres. La pinocytose concerne de petites vésicules d’environ 150 nm, l’exocytose sécrète du contenu et la pinocytose dépendante de la clathrine concentre des substances reconnues par des récepteurs.

Explication

Les macrophages et les neutrophiles sont des cellules spécialisées qui phagocytent des microorganismes, des cellules sénescentes ou endommagées et des débris. La pinocytose concerne l’ingestion de fluides ou de macromolécules, tandis que les cellules de transmission et les cellules cibles appartiennent au mécanisme de signalisation.

Explication

La signalisation cellulaire désigne l’ensemble des mécanismes de communication au niveau cellulaire. La transduction est une étape de réception et de conversion du signal, le transport membranaire concerne les déplacements de substances et l’exocytose est un mécanisme de libération vésiculaire.

Explication

La signalisation transporte des informations par des signaux chimiques, les décode grâce à des récepteurs et transmet les ordres à la machinerie intracellulaire. La seule synthèse ou sécrétion ne couvre pas ces trois fonctions, et l’absorption d’une particule relève de l’endocytose.

Explication

La communication endocrine transmet une information à distance par des hormones. La communication paracrine agit à proximité entre cellules contiguës, tandis que la communication autocrine permet à une cellule de recevoir son propre message; la transduction est la conversion du signal reçu en signal intracellulaire.

Explication

La transduction correspond à la réception d’un signal externe et à la formation d’un second signal intracellulaire qui déclenche une réponse. La communication endocrine transporte une information à distance, la synthèse du ligand produit le signal et l’exocytose peut le libérer dans le milieu extracellulaire.

Explication

Le hyaloplasme est la substance fondamentale où baignent les organites et occupe environ 50 à 60 % du volume cellulaire. Le cytosquelette désigne un réseau de filaments, le noyau est un organite et la matrice mitochondriale est une partie de la mitochondrie.

Explication

Le cytosquelette maintient la forme de la cellule et l’agencement des organites, et participe aux mouvements cellulaires. Le hyaloplasme est la substance où baignent les organites, les mitochondries produisent notamment de l’ATP et la membrane plasmique délimite la cellule.

Explication

Les microfilaments d’actine mesurent 5 à 8 nm, les filaments intermédiaires 8 à 12 nm et les microtubules environ 25 nm. Les autres associations résultent d’une inversion ou d’une permutation des diamètres.

Explication

L’actine G est la forme globulaire monomérique, tandis que l’actine F est la forme fibreuse issue de la polymérisation de monomères d’actine G. Inverser les formes confond le précurseur avec le polymère, et les tubulines sont des constituants des microtubules.

Explication

Selon la théorie de l’endosymbiose, les mitochondries dérivent de bactéries aérobies phagocytées par une cellule eucaryote primitive sans être dégradées. La digestion exclut le maintien de cette association, et l’hypothèse concerne une bactérie aérobie intégrée à la cellule hôte.

Explication

L’origine endosymbiotique explique que la membrane externe mitochondriale soit d’origine cellulaire et la membrane interne d’origine bactérienne. Les autres réponses inversent ces origines ou attribuent la même origine aux deux membranes.

Explication

Les mitochondries possèdent leur propre ADN et synthétisent certaines protéines, mais l’ADN nucléaire code la majeure partie de leurs protéines. Attribuer la majorité à l’ADN mitochondrial surestime son rôle, tandis que nier l’ADN mitochondrial ou lui attribuer toutes les protéines contredit cette répartition.

Explication

La phosphorylation oxydative couple le transfert des électrons du NADH à l’oxygène, par une série de transporteurs, à la synthèse d’ATP. La glycolyse désigne une autre voie, la réduction de l’oxygène en NADH inverse le sens du transfert, et la fermentation ne correspond pas au mécanisme décrit.

Explication

Les mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire et produisent de l’ATP par phosphorylation de l’ADP en présence d’O₂. Les peroxysomes ont d’autres rôles, le cytosol est associé à la glycolyse et l’appareil de Golgi n’est pas le siège de cette respiration.

Explication

Les mitochondries déclenchent et régulent la mort cellulaire par apoptose. La production d’ATP, la synthèse de l’hème et la régulation du calcium sont également des fonctions mitochondriales, mais elles ne désignent pas ce rôle dans la mort programmée.

Explication

Dans une cellule vivante en culture, les mitochondries forment un réseau dynamique, parfois ramifié, qui se fragmente et fusionne en permanence sous l’intervention du cytosquelette. Les formes immobiles négligent cette dynamique, l’absence de fusion en omet une composante, et les compartiments reliés par des vésicules caractérisent le système endomembranaire.

Explication

Les porines de la membrane externe sont non glycosylées et laissent passer les ions et les molécules de masse moléculaire inférieure à 10 kDa, mais pas les H⁺. Le seuil inversé confond petites et grandes molécules, le passage des protons contredit leur propriété, et la glycosylation attribuée aux porines est erronée.

Explication

La glycolyse convertit une molécule de glucose en deux pyruvates et deux ATP, tout en réduisant deux NAD⁺ en deux NADH et deux H⁺. Le bilan de trente-six ATP relève de la phosphorylation oxydative, tandis qu’un seul pyruvate ou l’oxydation des NADH inverse le bilan indiqué.

Explication

La chaîne respiratoire accumule les H⁺ dans l’espace intermembranaire, où leur concentration atteint dix fois celle de la matrice. Placer l’accumulation dans la matrice inverse les compartiments, et une concentration égale ou dix fois plus faible contredit l’ampleur du gradient.

Explication

Le gradient de pH et le potentiel de membrane, négatif du côté matriciel, tendent ensemble à ramener les H⁺ vers la matrice. Le mouvement vers l’extérieur inverse cette tendance, tandis qu’une face matricielle positive inverse la polarité indiquée.

Explication

Le bilan total est de 38 ATP par glucose : deux proviennent de la glycolyse et trente-six de la phosphorylation oxydative mitochondriale. Les répartitions inversées attribuent les rendements aux mauvais processus, tandis que trente-huit ATP mitochondriaux oublient que deux sont déjà produits par glycolyse.

Explication

L’ionisation des molécules lipophiles est l’un des mécanismes qui les piègent dans la vacuole en les empêchant de ressortir. La diffusion vers l’extérieur va à l’encontre du piégeage, la turgescence a un rôle mécanique, et la dégradation par des hydrolases relève d’une autre fonction vacuolaire.

Explication

La turgescence vacuolaire soutient mécaniquement les tissus mous et contribue notamment à maintenir dressées les plantes herbacées. La croissance en longueur est une fonction distincte, tandis que le piégeage et la cristallisation concernent le stockage de substances.

Explication

La turgescence de la vacuole permet la croissance cellulaire en largeur et en longueur. Le soutien mécanique concerne le maintien des tissus mous, alors que le piégeage et la cristallisation sont des mécanismes de stockage.

Explication

L’autophagie correspond à la dégradation de substrats, notamment du contenu cytoplasmique, par les hydrolases du suc vacuolaire. L’hétérophagie vise les parasites, le stockage concerne l’accumulation de composés et le soutien mécanique découle de la turgescence.

Explication

L’hétérophagie est un moyen de défense vacuolaire lors d’attaques parasitaires par des bactéries ou des champignons. L’autophagie dégrade notamment le contenu cytoplasmique, tandis que le soutien mécanique dépend de la turgescence et le stockage correspond à l’accumulation de substances.