QCM : Bases de biologie cellulaire (72 questions)

Explication

Les fonctions communes du vivant sont la nutrition, la croissance et la reproduction, qui reposent notamment sur le métabolisme et la reproduction. Le métabolisme et la photosynthèse sont des processus, l’adaptation n’est pas l’une des trois fonctions énumérées, et la mitose ainsi que la production de gamètes sont des mécanismes cellulaires.

Explication

Le métabolisme désigne l’ensemble des réactions chimiques qui se déroulent dans un organisme. La production d’énergie et la synthèse moléculaire ne couvrent chacune qu’une partie de ces réactions, tandis que les échanges avec l’environnement sont une notion distincte.

Explication

Le catabolisme dégrade les molécules complexes en molécules simples et libère de l’énergie. L’anabolisme et la synthèse correspondent à la construction de molécules complexes à partir de molécules simples, processus qui consomme de l’énergie; la complexification décrit également le sens opposé à celui du cas présenté.

Explication

Un autotrophe fabrique des molécules organiques à partir de carbone non organique, comme le CO₂, en utilisant notamment l’énergie lumineuse. Les hétérotrophes tirent leur énergie de molécules organiques déjà produites par d’autres organismes; les termes « consommateurs » et « décomposeurs » ne décrivent pas le mécanisme indiqué.

Explication

La théorie cellulaire affirme que tout être vivant est constitué de cellules et que toute cellule dérive d’une cellule préexistante. L’apparition spontanée des cellules est contraire à ce principe, tandis que tissus et organes ne constituent pas l’énoncé général de la théorie.

Explication

L’ATP stocke l’énergie issue du catabolisme et la libère lorsque la cellule en a besoin pour l’anabolisme. L’ADN porte l’information génétique, tandis que protéines et glucides sont des biomolécules mais ne sont pas désignés ici comme la monnaie énergétique cellulaire.

Explication

Les cellules eucaryotes possèdent un noyau et des organites délimités par des membranes, ce qui correspond à la cellule décrite. Les procaryotes ne possèdent pas de noyau séparé; l’absence de compartiments membranaires et l’absence de noyau décrivent donc mal cette organisation.

Explication

La classification générale distingue trois domaines : bactéries, archées et eucaryotes. Les protistes, les mycètes et les végétaux sont des groupes d’eucaryotes, tandis que bactéries et archées restent deux domaines distincts.

Explication

Dans la hiérarchie du vivant, plusieurs tissus s’associent pour former un organe, puis des organes peuvent constituer un système fonctionnel. Un tissu rassemble des cellules, et un organite appartient au niveau inférieur à la cellule.

Explication

Une population rassemble des individus de la même espèce vivant au même endroit et au même moment. Une communauté inclut plusieurs espèces, tandis qu’un écosystème englobe aussi les interactions avec le milieu.

Explication

Un écosystème comprend les interactions entre les organismes d’une communauté et celles de ces organismes avec leur milieu, notamment le climat, le sol et l’eau. Le limiter aux relations entre espèces omet les facteurs abiotiques.

Explication

Un virus contient de l’ADN ou de l’ARN, jamais les deux, et une capside protéique; certains possèdent aussi une enveloppe lipidique issue de la membrane de l’hôte. L’option associant ADN et ARN confond les types de génome, tandis que l’enveloppe n’est pas systématique.

Explication

Un virus n’a pas de métabolisme propre et doit infecter une cellule hôte pour utiliser sa machinerie et se dupliquer. Posséder un génome et évoluer ne signifie pas qu’il peut se reproduire indépendamment.

Explication

Après la fixation par reconnaissance des récepteurs, le bactériophage injecte son ADN dans le cytoplasme bactérien. La réplication, l’assemblage et la lyse se produisent ensuite.

Explication

La compatibilité entre les protéines de surface virales et les récepteurs cellulaires détermine en grande partie les types cellulaires ou espèces infectables. La production d’énergie et la lyse ne déterminent pas cette reconnaissance initiale.

Explication

Un prion est constitué de protéines et ne contient ni ADN ni ARN. L’ARN seul confond le prion avec certains virus, l’ADN avec une cellule ou un agent génétique, et l’enveloppe lipidique avec une structure membranaire.

Explication

Selon l’hypothèse principale, la PrP^Sc convertit par contact la PrP^C, ce qui entretient une réaction en chaîne sans intervention d’ADN ou d’ARN. La réplication virale, l’inversion de la conversion et le recours à une enzyme codée par l’ADN ne correspondent pas à ce mécanisme.

Explication

La forme saine PrP^C est majoritairement en hélice α, tandis que la forme pathologique PrP^Sc est majoritairement en feuillet β. L’inversion échange ces structures, et les deux autres réponses attribuent la même structure aux deux formes.

Explication

Les maladies à prions sont transmissibles, mais leur transmission nécessite notamment un contact avec du tissu nerveux infecté, l’ingestion de tissus contaminés ou une contamination médicale. Le contact social ordinaire et la voie respiratoire ne sont pas les modes décrits, et l’ingestion n’est pas l’unique voie possible.

Explication

Le noyau chargé positivement contient des protons et des neutrons, tandis que les électrons chargés négativement se trouvent autour de lui. Les autres descriptions déplacent les particules ou leur attribuent des charges incorrectes.

Explication

Le numéro atomique est le nombre de protons, donc Z = 12, et le nombre de masse est la somme des protons et des neutrons, donc A = 12 + 13 = 25. Prendre les neutrons pour Z ou ajouter les électrons à A confond les définitions de ces grandeurs.

Explication

Des atomes ayant le même Z appartiennent au même élément; s’ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur nombre de masse, ce sont des isotopes. Un changement de Z définirait un autre élément, tandis qu’un ion se distingue par sa charge électrique.

Explication

Une liaison covalente repose sur la mise en commun d’électrons de valence. Une liaison ionique implique leur transfert et l’attraction des ions formés; la liaison hydrogène est une interaction faible entre molécules ou régions d’une même macromolécule.

Explication

Les protéines contractiles participent au mouvement, notamment à la contraction musculaire. Le soutien structural, le transport et la défense sont d’autres fonctions protéiques, mais ne désignent pas ce rôle précis.

Explication

Chaque acide aminé possède au minimum un groupement aminé, un groupement carboxyle et une chaîne latérale variable liés à un carbone central. La chaîne variable n’est pas un groupement commun identique, et le phosphate ne fait pas partie de cette structure minimale.

Explication

La structure primaire est l’ordre des acides aminés dans la chaîne. Les hélices et feuillets relèvent de la structure secondaire, le repliement global de la tertiaire et l’association de plusieurs chaînes de la quaternaire.

Explication

Une enzyme est un catalyseur biologique qui accélère une réaction en abaissant l’énergie nécessaire à son déclenchement, sans être consommée. Le transport et la réception de signaux sont d’autres fonctions des protéines, tandis qu’une protéine structurale soutient les tissus.

Explication

Les lipides sont majoritairement hydrophobes et insolubles dans l’eau. Une tête phosphate hydrophile caractérise les phosphoglycérolipides, et le stockage énergétique est une fonction plutôt qu’une explication de l’insolubilité.

Explication

Les lipides contribuent à la constitution des membranes cellulaires et au stockage d’énergie. Les protéines ont notamment des rôles structuraux, de transport ou de défense, tandis que les acides aminés sont leurs constituants.

Explication

Un triglycéride, aussi appelé triacylglycérol, associe un glycérol à trois acides gras et constitue la principale forme de stockage d’énergie chez les êtres vivants. Les phosphoglycérolipides comportent deux acides gras et un phosphate.

Explication

Les phosphoglycérolipides associent une tête phosphate hydrophile à des queues d’acides gras hydrophobes, ce qui contribue à leur rôle membranaire. Inverser ces caractères ou attribuer trois acides gras ne correspond pas à leur structure.

Explication

Un acide aminé essentiel ne peut pas être synthétisé par l’organisme et doit donc être fourni par l’alimentation. Confondre apport alimentaire et synthèse inverse la relation, tandis que les glucides et les acides gras ne remplacent pas cette exigence.

Explication

La composition générale des glucides comprend le carbone, l’hydrogène et l’oxygène, avec la formule $C_nH_{2m}O_m$. L’azote ne fait pas partie de cette formule, $C_6H_{12}O_6$ correspond à des hexoses, et l’inversion des indices donne une formule incorrecte.

Explication

Les monosaccharides comptent de 3 à 9 atomes de carbone ; un pentose en compte 5 et un hexose 6. Sept carbones restent dans la gamme générale sans correspondre à l’une de ces deux catégories, et la borne supérieure n’exclut pas ce nombre.

Explication

Le glucose et le fructose sont des hexoses isomères de formule $C_6H_{12}O_6$ : ils partagent une formule, mais diffèrent par leur structure. Les pentoses ont cinq carbones, et une formule commune ne signifie pas que les molécules sont identiques.

Explication

Un disaccharide est formé de deux monosaccharides unis par une liaison covalente appelée liaison glycosidique. Un polysaccharide comporte de nombreuses unités, et une liaison non covalente ne correspond pas à la définition donnée.

Explication

Un nucléotide associe un pentose, une base azotée et un groupe phosphate. Un nucléoside ne comprend pas le phosphate, tandis qu’une base azotée ou un pentose ne désigne qu’un seul constituant.

Explication

La guanine, comme l’adénine, est une base purique; l’uracile et la cytosine sont pyrimidiques. La thymine est également pyrimidique et caractérise l’ADN plutôt que l’ARN.

Explication

L’ADN possède deux brins antiparallèles en double hélice, tandis que l’ARN est un simple brin orienté contenant notamment l’uracile. Les autres descriptions inversent les structures, rendent les brins parallèles ou attribuent la thymine à l’ARN.

Explication

Le ribose est le pentose constitutif de l’ARN, tandis que l’ADN contient du désoxyribose. Le phosphate et l’adénine sont des constituants possibles d’un nucléotide, mais ne sont pas des pentoses.

Explication

Les cellules eucaryotes se caractérisent par un noyau entouré d’une enveloppe et par des organites délimités par des membranes. Un noyau sans enveloppe ou des organites sans membrane ne correspond pas à cette distinction; la membrane cellulaire et les ribosomes ne suffisent pas à la définir.

Explication

La microscopie électronique révèle finement la structure des organites, mais l’échantillon préparé n’est pas vivant. L’observation du vivant est possible en microscopie optique, qui ne décrit pas la structure fine des organites.

Explication

La membrane plasmique forme une frontière qui règle principalement les échanges de substances entre la cellule et son environnement. La reconnaissance cellulaire est un rôle associé, tandis que la production d’énergie et la synthèse des protéines ne sont pas sa fonction principale.

Explication

Singer et Nicolson ont proposé en 1972 le modèle de la mosaïque fluide, où les protéines sont insérées dans une bicouche lipidique fluide. La bicouche rigide nie sa fluidité, Watson et Crick sont une attribution erronée, et le modèle ne décrit pas des couches protéiques.

Explication

La traversée dépend de plusieurs caractéristiques de la substance, notamment sa liposolubilité, sa taille et sa charge, ainsi que de la présence de protéines de transport. Se fier à la taille seule néglige d’autres facteurs, et une charge ne favorise pas à elle seule le passage direct.

Explication

Les canaux forment des passages ouverts pour les ions et l’eau, tandis que les transporteurs sélectifs changent de forme pour transférer des ions ou des molécules hydrophiles. Inverser ces rôles confond le passage ouvert du canal avec le changement de forme du transporteur.

Explication

Les pores de l’enveloppe nucléaire permettent des échanges triés entre le noyau et le cytoplasme. La double membrane délimite le noyau, le nucléole synthétise des sous-unités de ribosomes, et l’espace entre les membranes n’est pas le passage d’échange.

Explication

L’hétérochromatine est condensée et ses gènes sont généralement inactifs. L’euchromatine est moins condensée et ses gènes sont accessibles à la lecture; un chromosome en division et un nucléole sont des notions différentes.

Explication

Le noyau contribue à l’expression de l’information génétique en transcrivant l’ADN en ARN messager, qui peut ensuite participer à la fabrication des protéines dans le cytoplasme. L’assemblage des sous-unités ribosomiques relève du nucléole, la fabrication des protéines se déroule dans le cytoplasme, et la répartition de l’ADN correspond à la transmission génétique.

Explication

Le cytosol est la partie liquide, quoique gélifiée, du cytoplasme ; il contient 85 % d’eau et accueille notamment la glycolyse. Le confondre avec les organites, le noyau ou le milieu extracellulaire revient à changer de compartiment cellulaire.

Explication

Les deux sous-unités ribosomiques, grande et petite, sont constituées d’ARN ribosomique et de protéines et se forment dans le nucléole. Le cytosol n’est pas leur lieu de formation, l’ARN messager n’est pas leur ARN constitutif et l’ADN ou les lipides ne remplacent pas leurs composants.

Explication

Pendant la traduction, le ribosome lit les codons, chacun formé de trois nucléotides, puis enchaîne les acides aminés correspondants. Les lectures par un, deux ou quatre nucléotides ne respectent pas cette organisation en codons.

Explication

Le réticulum endoplasmique lisse ne porte pas de ribosomes et synthétise certains lipides, notamment des hormones sexuelles stéroïdes. La synthèse des protéines sécrétées relève du réticulum rugueux, tandis que le tri et l’expédition caractérisent l’appareil de Golgi.

Explication

Le lysosome est un sac à membrane simple contenant des enzymes hydrolytiques qui dégradent plusieurs types de macromolécules. Le péroxysome est associé à des réactions métaboliques comme la détoxication, la vacuole peut servir au stockage et le ribosome intervient dans la synthèse des protéines.

Explication

L’autophagie correspond au recyclage de matière organique intracellulaire : le lysosome dégrade notamment des organites abîmés et les produits servent à fabriquer des molécules utiles. La digestion d’une particule ingérée concerne une matière venue de l’extérieur, l’apoptose est une mort cellulaire programmée et la catalase agit sur le peroxyde d’hydrogène.

Explication

La catalase transforme deux molécules de peroxyde d’hydrogène en deux molécules d’eau et une molécule de dioxygène : $2\ H_2O_2 \rightarrow 2\ H_2O + O_2$. Inverser la réaction, omettre un facteur stœchiométrique ou substituer le dioxyde de carbone au dioxygène donne une équation incorrecte.

Explication

Les membranes du système endomembranaire échangent des composants par bourgeonnement de vésicules et fusion avec d’autres membranes. Le passage par des pores, le détachement sans fusion ou la diffusion cytosolique ne décrivent pas ce mécanisme vésiculaire.

Explication

Les crêtes sont des replis de la membrane interne vers la matrice et augmentent la surface disponible pour la chaîne respiratoire et les ATP synthases. Les replis vers l’espace intermembranaire inversent leur orientation, la glycolyse se déroule dans le cytosol et une surface accrue n’élimine pas ces complexes.

Explication

Le cytosquelette est un réseau de fibres qui soutient et façonne la cellule, permet ses mouvements et le transport intracellulaire, et participe à la division. La production d’énergie et le stockage génétique relèvent d’autres structures, tandis que le cytosquelette contribue aussi au mouvement et au transport.

Explication

Par diamètre croissant, les microfilaments d’actine mesurent environ 7 nm, les filaments intermédiaires environ 10 nm et les microtubules de tubuline environ 25 nm. L’ordre inversé des deux fibres fines, l’attribution de 25 nm aux filaments intermédiaires et l’échange des diamètres des deux premières fibres contredisent ces repères.

Explication

Le catabolisme dégrade des molécules complexes en molécules simples et libère de l’énergie, tandis que l’anabolisme construit des molécules complexes en consommant de l’énergie. L’anabolisme est associé à la construction, et le stockage temporaire d’énergie ne définit pas le type de réaction.

Explication

Les autotrophes fabriquent leur matière organique à partir de matière minérale grâce à l’énergie lumineuse. Les hétérotrophes prélèvent leur matière organique dans l’environnement; le catabolisme et la réduction désignent d’autres notions.

Explication

L’ATP, ou adénosine triphosphate, comprend l’adénine, le ribose et trois groupements phosphate, et stocke temporairement l’énergie cellulaire. Le désoxyribose ou une autre base modifie sa composition, et deux phosphates correspondent à l’ADP.

Explication

L’oxydation correspond à une perte d’électrons et la réduction à un gain; la molécule qui cède les électrons est donc oxydée et celle qui les reçoit réduite. Inverser les deux termes ou attribuer le même processus aux deux molécules méconnaît cette distinction.

Explication

Le bilan global montre qu’un glucose réagit avec six molécules d’oxygène pour former six molécules de dioxyde de carbone et six molécules d’eau, en libérant de l’énergie. Inverser réactifs et produits, échanger les produits ou faire de l’eau un réactif contredit ce bilan.

Explication

La glycolyse transforme un glucose en deux pyruvates et produit net deux ATP ainsi que deux NADH. Compter quatre ATP oublie les deux ATP investis, tandis que l’acétyl-CoA relève de l’étape suivante et qu’un seul pyruvate ne correspond pas au bilan.

Explication

Comme un glucose fournit deux acétyl-CoA, le cycle tourne deux fois et produit au total deux ATP, six NADH, deux FADH₂ et quatre CO₂. Le bilan d’un seul tour est la moitié de ces quantités, et les autres propositions mélangent les rendements d’autres étapes ou attribuent des quantités erronées.

Explication

Le retour des H⁺ à travers l’ATP synthase permet la production d’ATP; bloquer ce passage réduit donc cette production, tandis que l’oxygène reste l’accepteur final des électrons. Confondre gradient et transfert d’électrons, inverser le déplacement des protons ou faire produire directement l’ATP par l’oxygène déforme le mécanisme.

Explication

Un gène est une séquence d’ADN qui porte l’information nécessaire à la synthèse d’un polypeptide ou d’une protéine, ou à la production d’un ARN. Un triplet d’ARNm est un codon; limiter le produit à une protéine ou placer l’information dans une séquence d’acides aminés ne correspond pas à cette définition.

Explication

Chez les eucaryotes, les introns sont des parties non codantes et les exons des parties codantes du gène. Inverser leurs rôles, assimiler les introns à des codons STOP ou considérer toutes les régions comme codantes contredit cette distinction.

Explication

Un codon est un triplet de nucléotides de l’ARNm qui spécifie un acide aminé ou un signal d’arrêt de la traduction. Un polypeptide est une chaîne d’acides aminés, un gène est une séquence d’ADN et un ARN de transfert joue un autre rôle dans la traduction.

Explication

La transcription copie l’information génétique de l’ADN en ARN; la traduction assemble des acides aminés selon l’information portée par l’ARNm. Intervertir ces étapes, remplacer la transcription par la réplication ou confondre la traduction avec l’épissage désigne d’autres processus.