QCM : Physiologie cellulaire et métabolisme (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle discipline étudie le fonctionnement des structures biologiques à l’échelle d’une cellule, d’un organe ou d’un organisme ?

La physiologie
La cytologie
L’écologie
La nutrition

La physiologie

Explication

La physiologie étudie le fonctionnement des structures biologiques à différentes échelles, de la cellule à l’organisme. La nutrition concerne l’approvisionnement en matière, la cytologie porte sur les cellules et l’écologie étudie les relations des organismes avec leur milieu.

2. Une cellule conserve sa structure et sa composition malgré des changements de salinité dans son milieu. Quelle capacité manifeste-t-elle ?

L’autotrophie
La communication cellulaire
L’homéostasie
La mort cellulaire

L’homéostasie

Explication

L’homéostasie est l’aptitude de la cellule à maintenir sa structure et sa composition face aux variations extérieures. La communication cellulaire informe la cellule des conditions du milieu, l’autotrophie concerne la production de molécules organiques et la mort cellulaire apparaît quand l’équilibre dynamique n’est plus conservé.

3. Un organisme fabrique les molécules organiques nécessaires à sa biosynthèse à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone. Comment le classe-t-on ?

Comme un organisme incapable de biosynthèse
Comme un organisme en digestion
Comme un organisme hétérotrophe
Comme un organisme autotrophe

Comme un organisme autotrophe

Explication

Un organisme autotrophe élabore des molécules organiques à partir de substances minérales simples. Un hétérotrophe prélève des molécules organiques dans son milieu, la digestion hydrolyse des macromolécules et le mode autotrophe ne signifie pas une incapacité de biosynthèse.

4. Un organisme prélève dans son milieu des molécules organiques, de l’eau et des sels minéraux. Quel mode de nutrition cela caractérise-t-il ?

L’assimilation cellulaire
L’hydrolyse digestive
La nutrition hétérotrophe
La nutrition autotrophe

La nutrition hétérotrophe

Explication

Un organisme hétérotrophe prélève des molécules organiques, de l’eau et des sels minéraux dans son milieu. L’autotrophe produit des molécules organiques à partir de substances minérales, tandis que l’hydrolyse et l’assimilation sont des étapes liées au traitement des nutriments.

5. Une cellule doit effectuer une réaction endergonique, comme le transport actif à travers sa membrane. Quelle molécule fournit la forme chimique d’énergie disponible pour cette réaction ?

L’ATP
Le glucose
L’oxygène
L’ADP

L’ATP

Explication

L’ATP est la forme chimique d’énergie disponible utilisée par la cellule pour alimenter les réactions endergoniques. Le glucose est un combustible métabolique, l’ADP est une forme issue de la séparation d’un phosphate et l’oxygène n’est pas la molécule énergétique immédiate visée ici.

6. Quel terme désigne l’ensemble des activités chimiques d’une cellule ou d’un organisme ?

Le catabolisme
Le métabolisme
L’anabolisme
La respiration cellulaire

Le métabolisme

Explication

Le métabolisme rassemble les activités chimiques de la cellule ou de l’organisme. L’anabolisme désigne les activités de synthèse, le catabolisme celles de décomposition, et la respiration cellulaire n’est qu’un processus métabolique particulier.

7. Dans une cellule, une série de réactions assemble des molécules simples en constituants plus complexes en consommant de l’ATP, tandis qu’une autre décompose des substances et contribue à renouveler les ressources énergétiques. Comment classer ces deux séries ?

Catabolisme pour les deux séries de réactions
Anabolisme pour les deux séries de réactions
Anabolisme pour l’assemblage, catabolisme pour la décomposition
Catabolisme pour l’assemblage, anabolisme pour la décomposition

Anabolisme pour l’assemblage, catabolisme pour la décomposition

Explication

L’anabolisme regroupe les synthèses qui nécessitent de l’énergie, tandis que le catabolisme décompose des substances et renouvelle les ressources énergétiques. Inverser les termes confond leurs rôles, classer toute consommation d’énergie comme catabolique néglige la synthèse, et attribuer le renouvellement énergétique à l’anabolisme déplace la fonction du catabolisme.

8. Quelle transformation caractérise la photosynthèse réalisée par les plantes vertes ?

La décomposition d’amidon en CO₂, avec absorption d’O₂
La synthèse de protéines à partir de CO₂, avec rejet d’azote
La synthèse d’amidon à partir de CO₂, avec rejet d’O₂
La synthèse d’amidon à partir d’O₂, avec rejet de CO₂

La synthèse d’amidon à partir de CO₂, avec rejet d’O₂

Explication

La photosynthèse synthétise de l’amidon à partir de CO₂ chez les plantes vertes et rejette de l’O₂. La décomposition d’amidon et l’absorption d’oxygène évoquent plutôt la respiration, tandis que les autres réponses inversent les échanges gazeux ou changent le produit synthétisé.

9. Pour représenter la photosynthèse simplifiée dans une expérience, quelle équation équilibrée faut-il inscrire ?

6 CO2+6 H2O+eˊnergie lumineuse→C6H12O6+6 O26\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}+\text{énergie lumineuse}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}
CO2+H2O+eˊnergie lumineuse→C6H12O6+O2\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}+\text{énergie lumineuse}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+\mathrm{O_2}
6 CO2+6 H2O→C6H12O6+6 O2+eˊnergie lumineuse6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}+\text{énergie lumineuse}
6 O2+6 H2O+eˊnergie lumineuse→C6H12O6+6 CO26\,\mathrm{O_2}+6\,\mathrm{H_2O}+\text{énergie lumineuse}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{CO_2}

$$6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}+\text{énergie lumineuse}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$$

Explication

L’équation équilibrée utilise six molécules de CO₂ et six molécules d’eau, avec l’énergie lumineuse, pour former du glucose et six molécules d’O₂. L’équation non équilibrée omet les coefficients requis, l’inversion des gaz contredit les échanges photosynthétiques et placer la lumière parmi les produits inverse son rôle.

10. Une plante reçoit de l’eau et du CO₂, mais elle est maintenue dans l’obscurité. Quelle condition nécessaire à la photosynthèse lui manque directement ?

Une température adaptée à l’espèce
La chlorophylle
Le dioxyde de carbone
La lumière

La lumière

Explication

La photosynthèse nécessite notamment la lumière, le CO₂, la chlorophylle et une température élevée dont l’optimum dépend de l’espèce; l’obscurité signifie que la lumière manque. La chlorophylle capte l’énergie lumineuse sans la remplacer, la température constitue une condition distincte et le CO₂ est déjà présent dans la situation.

11. Dans une feuille, un tissu conducteur transporte de l’eau et des sels minéraux depuis les racines. Quel tissu et quel type de sève sont concernés ?

Le xylème et la sève élaborée
Le phloème et la sève élaborée
Le phloème et la sève brute
Le xylème et la sève brute

Le xylème et la sève brute

Explication

Le xylème transporte la sève brute, composée d’eau et de sels minéraux; le phloème véhicule la sève élaborée contenant les produits de la photosynthèse. Associer le xylème à la sève élaborée ou le phloème à la sève brute inverse les correspondances entre tissus conducteurs et sèves.

12. Quelle description caractérise la respiration cellulaire du glucose ?

L’oxydation du glucose libère de l’énergie chimique en absence d’oxygène.
L’oxydation du glucose libère de l’énergie chimique et nécessite un apport constant en oxygène.
L’oxydation du glucose consomme de l’énergie chimique et libère de l’oxygène.
La synthèse du glucose libère de l’énergie chimique et nécessite un apport constant en oxygène.

L’oxydation du glucose libère de l’énergie chimique et nécessite un apport constant en oxygène.

Explication

La respiration cellulaire oxyde le glucose pour libérer de l’énergie et dépend d’un apport constant en oxygène. La synthèse du glucose inverse le processus, l’absence d’oxygène caractérise la fermentation, et l’oxygène est consommé plutôt que libéré.

13. Une cellule oxyde complètement une molécule de glucose par respiration. Quel bilan énergétique correspond à cette molécule ?

2 ATP rechargés, un rendement de 40 % et 60 % de perte en chaleur.
38 ATP rechargés, un rendement de 40 % et 60 % de perte en chaleur.
40 ATP rechargés, un rendement de 38 % et 60 % de perte en chaleur.
38 ATP rechargés, un rendement de 60 % et 40 % de perte en chaleur.

38 ATP rechargés, un rendement de 40 % et 60 % de perte en chaleur.

Explication

La respiration recharge 38 ATP par molécule de glucose ; son rendement est de 40 %, tandis que 60 % de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur. Le nombre 40 n’est pas le nombre d’ATP, les pourcentages ne sont pas inversés et 2 ATP correspond à la fermentation.

14. En milieu dépourvu d’oxygène, quel bilan définit la fermentation alcoolique du glucose ?

Le glucose est réduit en éthanol et en dioxyde de carbone, avec production de 2 ATP.
Le glucose est réduit en éthanol et en dioxyde de carbone, avec production de 38 ATP.
Le glucose est transformé en dioxyde de carbone et en eau, avec production de 2 ATP.
Le glucose est transformé en dioxyde de carbone et en eau, avec production de 38 ATP.

Le glucose est réduit en éthanol et en dioxyde de carbone, avec production de 2 ATP.

Explication

En l’absence d’oxygène, la fermentation alcoolique produit de l’éthanol, du dioxyde de carbone et 2 ATP à partir du glucose. Le dioxyde de carbone et l’eau associés à 38 ATP caractérisent la respiration, tandis que 38 ATP n’est pas le bilan de la fermentation.

15. Des levures sont cultivées avec un apport d’oxygène : quelle voie métabolique réalisent-elles pour obtenir de l’énergie ?

La fermentation alcoolique.
La respiration cellulaire.
La décarboxylation seule.
La glycolyse seule.

La respiration cellulaire.

Explication

En présence d’oxygène, les levures réalisent la respiration cellulaire plutôt que la fermentation alcoolique. La fermentation correspond à des conditions sans oxygène, tandis que la glycolyse et la décarboxylation sont des étapes, non la voie complète demandée.

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Qu’étudie la physiologie des structures biologiques ?

Leur fonctionnement au niveau cellulaire, d’un organe ou d’un organisme.

Quelle aptitude définit l’homéostasie cellulaire ?

Maintenir sa structure et sa composition face aux variations extérieures.

Quelles molécules un organisme autotrophe produit-il pour sa biosynthèse ?

Des molécules organiques.

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