QCM : Biologie cellulaire et physiologie — 30 questions

Explication

La vie repose sur un système chimique autonome, capable de se reproduire et gouverné par un programme. Un assemblage organisé ou une croissance sans reproduction ne suffit pas à définir cet état de la matière.

Explication

La cellule est la plus petite unité qui réunit des structures et des fonctions vitales cohérentes. L’organisme constitue un ensemble intégré plus vaste, et ne doit pas être confondu avec l’unité élémentaire.

Explication

Les organismes vivants sont constitués de cellules, et chaque cellule possède les attributs nécessaires à la vie. La spécialisation ou l’association des cellules ne supprime pas leurs propriétés fondamentales.

Explication

Le scénario proposé part de petites molécules réactives, qui se polymérisent ou s’associent avant l’apparition d’un monde ARN et d’une compartimentation cellulaire. La compartimentation intervient donc après la formation de molécules plus complexes.

Explication

Un ribozyme est un ARN catalytique dont la structure tridimensionnelle permet une activité chimique, avec parfois une capacité d’autoréplication. Une protéine enzymatique ou un fragment d’ADN ne correspond pas à cette définition.

Explication

En 1665, Robert Hooke donne le nom « cellula » aux petites chambres qu’il observe dans le liège, qui correspondent à des parois de cellules végétales. Les bactéries et les spermatozoïdes sont notamment associés aux observations de Leeuwenhoek.

Explication

En 1839, Theodore Schwann établit que les plantes et les animaux sont constitués de cellules. L’idée de l’origine des cellules par division est formulée ensuite par Rudolph Virchow en 1858.

Explication

Le microscope électronique en transmission forme l’image avec un faisceau qui traverse l’échantillon, alors que le microscope à balayage explore sa surface et sa topographie. La fluorescence et l’observation de cellules vivantes ne constituent pas la distinction décrite ici.

Explication

Chez les procaryotes, l’ADN n’est pas contenu dans un véritable noyau entouré d’une enveloppe nucléaire, contrairement aux eucaryotes. La présence d’un noyau délimité est précisément la distinction qui caractérise les cellules eucaryotes.

Explication

La paroi bactérienne contenant du peptidoglycane contribue à la forme de la cellule, contrôle sa perméabilité sélective et porte des propriétés antigéniques. Le peptidoglycane n’est pas une structure nucléaire ni un système de production protéique.

Explication

Les bactéries Gram positives retiennent le violet de cristal en raison de leur couche épaisse de peptidoglycane. Une membrane externe riche en lipopolysaccharides caractérise plutôt les bactéries Gram négatives et n’explique pas la rétention observée chez les Gram positives.

Explication

La multiplication bactérienne associe le doublement des constituants et la réplication de l’ADN, puis se termine par une division en deux cellules grâce à la fission binaire. La réplication de l’ADN seule ne forme pas deux cellules filles.

Explication

Avec quatre générations, le nombre de cellules est $2^4 = 16$. Le nombre de générations correspond à l’exposant, et non au nombre final de cellules lui-même.

Explication

Un biofilm est une structure semblable à un hydrogel produite par des bactéries, qui facilite le partage de nutriments et les protège notamment des antibiotiques et du système immunitaire. Il s’agit donc d’une organisation collective bactérienne, et non d’une étape de réplication.

Explication

Les archées colonisent notamment des environnements caractérisés par une température, une pression, une salinité ou une concentration en soufre élevées. Ces conditions extrêmes ne conviennent pas à la majorité des organismes, mais elles peuvent être compatibles avec certaines archées.

Explication

La résistance des archées repose sur des modifications de leur paroi, des enzymes capables de résister à la dénaturation thermique et des métabolismes adaptés aux conditions rencontrées. Des enzymes ordinaires risqueraient au contraire de perdre leur activité dans ces environnements.

Explication

Le noyau est délimité par une enveloppe nucléaire et contient la chromatine, le nucléole ainsi que le nucléosquelette. Le cytoplasme, et non le noyau, assure principalement les fonctions métaboliques et structurales.

Explication

Le noyau stocke et réplique l’ADN, réalise la transcription et participe à la maturation des ARN ainsi qu’à la communication avec le cytoplasme. La digestion enzymatique relève notamment des lysosomes, tandis que la synthèse lipidique est associée au réticulum endoplasmique.

Explication

Le cytoplasme regroupe l’hyaloplasme, le cytosquelette et des organites membranaires qui participent au métabolisme, au soutien structural, aux mouvements et aux échanges. La chromatine et le nucléole appartiennent au noyau.

Explication

Le réticulum endoplasmique participe à la synthèse des protéines et des lipides, l’appareil de Golgi assure notamment le tri et l’empaquetage, et les lysosomes interviennent dans la dégradation enzymatique. La réplication de l’ADN et la transcription sont des fonctions nucléaires.

Explication

Les cellules souches sont immatures et ne possèdent pas encore de fonctions spécialisées, alors que les cellules différenciées remplissent des fonctions particulières. La différenciation correspond précisément à l’acquisition de cette spécialisation.

Explication

Le développement humain commence par un ovocyte fécondé, suivi de divisions cellulaires, puis de la différenciation et de la maturation des cellules spécialisées. La division augmente le nombre de cellules, tandis que la différenciation leur confère des fonctions particulières.

Explication

La différenciation intervient pendant l’embryogenèse, la régénération et la réparation des tissus, contribuant ainsi à l’homéostasie tissulaire au cours de la vie. La perte de cellules spécialisées peut au contraire provoquer un déclin fonctionnel.

Explication

Les eucaryotes comprennent des organismes unicellulaires, des colonies pluricellulaires et des organismes pluricellulaires possédant des cellules spécialisées, des tissus et des organes. Leur organisation n’est donc pas limitée à un seul niveau de complexité.

Explication

Le chloroplaste utilise la lumière, l’eau et le dioxyde de carbone pour produire de l’énergie chimique, de l’oxygène et des sucres. La mitochondrie est plutôt associée à la conversion énergétique cellulaire, ce qui explique la confusion fréquente entre ces deux organites.

Explication

Les bactéries possèdent une paroi mais pas de mitochondries, les cellules végétales possèdent une paroi, des vacuoles et des chloroplastes, et les cellules animales ne possèdent ni paroi ni chloroplastes. Les autres associations attribuent à chaque type cellulaire des structures qui ne lui correspondent pas.

Explication

La division comparable à celle des bactéries et la présence d’un ADN circulaire ressemblant à l’ADN bactérien appuient l’hypothèse d’une origine endosymbiotique. Le noyau eucaryote ne se reproduit pas par fission binaire, ce qui distingue son fonctionnement de celui de ces organites.

Explication

Un virus associe un génome d’ADN ou d’ARN à une capside, sans noyau ni cytoplasme, et dépend d’une cellule pour synthétiser ses protéines. L’idée d’une production protéique autonome correspond à une cellule, et non à un virus.

Explication

Le T4 injecte son ADN dans la bactérie, détourne sa machinerie pour le répliquer et le transcrire, produit ses protéines de capside, assemble les nouveaux phages et provoque la lyse. La confusion avec un virus à ARN enveloppé ne décrit pas le cycle du T4.

Explication

Le SARS-CoV-2 est un virus à ARN enveloppé, et sa membrane provient de la cellule hôte. L’association avec un ADN double brin et l’infection bactérienne caractérise plutôt le bactériophage T4.