QCM : Biologie générale : molécules et cellules (73 questions)

Explication

Un être vivant croît et se reproduit tout en se maintenant loin de l’équilibre par un flux continu de matière et d’énergie, et il est constitué d’une ou plusieurs cellules. L’« équilibre » confond l’état caractéristique du vivant avec son opposé, l’absence d’apports oublie le flux nécessaire, et la « cellule unique » exclut à tort les organismes pluricellulaires.

Explication

Le carbone représente 18,5 % du poids total humain. L’hydrogène est à 9,5 %, l’azote à 3,3 % et l’oxygène à 65,0 %.

Explication

L’eau peut représenter entre 65 et 90 % de la masse d’un organisme et jouer à la fois le rôle de solvant et de réactif. La réduire au solvant néglige sa participation aux réactions, tandis que « produit » ou « réserve minérale » ne correspond pas aux rôles énoncés.

Explication

L’eau solubilise les ions et les composés polaires hydrophiles, comme le sucre, mais exclut les composés hydrophobes tels que les graisses. Inclure la graisse confond hydrophobe et hydrophile; l’écarter au profit des graisses ou exclure les ions méconnaît leur solubilisation.

Explication

Un pont hydrogène est une liaison de faible énergie entre un hydrogène partiellement positif et une paire électronique libre, notamment celle de l’oxygène. Une liaison covalente implique le partage d’électrons, une liaison ionique relève d’une autre interaction, et deux charges positives ne constituent pas les partenaires décrits.

Explication

La structure de la glace est moins compacte que celle de l’eau liquide, ce qui rend la glace moins dense et lui permet de flotter. Dire qu’elle est plus dense inverse la relation avec la flottaison; une structure plus compacte ou une densité identique ne rend pas compte du phénomène.

Explication

Un glucide comporte une fonction aldéhyde ou cétone ainsi que des fonctions alcool. Les fonctions amine, acide carboxylique ou ester ne correspondent pas à cette définition.

Explication

Un ose est un sucre simple, ou monosaccharide, alors qu’un oside est un polymère de sucres simples. Inverser les termes confond leurs niveaux d’assemblage; un stéroïde et un triglycéride sont des lipides, non des catégories de sucres.

Explication

Chez les plantes, l’amidon sert au stockage du glucose, tandis que la cellulose forme la paroi cellulaire en fibres rigides. La cellulose n’est pas la réserve glucidique végétale; le glycogène est la réserve caractéristique des animaux.

Explication

Les lipides forment une famille hétérogène de composés carbonés généralement apolaires et hydrophobes, comprenant notamment les acides gras, triglycérides, phospholipides et stéroïdes. Les qualifier de polaires et hydrophiles inverse leurs propriétés générales; les réduire aux acides gras ou aux sucres méconnaît la diversité de cette famille.

Explication

Un acide gras possédant plusieurs doubles liaisons est polyinsaturé, et ces doubles liaisons sont rigides et planes, sans rotation possible. La saturation implique des liaisons simples; la rotation libre ne caractérise pas une double liaison, et une seule double liaison correspond à un acide gras monoinsaturé.

Explication

Un triglycéride associe un glycérol à trois acides gras et constitue une graisse ou une huile hydrophobe servant de réserve d’énergie et d’isolant. Le phospholipide possède une partie hydrophile et participe aux membranes; le glycérol seul ne constitue pas le triglycéride décrit.

Explication

Un phospholipide comporte deux acides gras hydrophobes et une partie hydrophile associée au glycérol, au phosphate et à un groupement aminé. Trois acides gras évoquent le triglycéride; remplacer le groupement aminé ou inverser les propriétés des parties déforme la structure décrite.

Explication

Un acide aminé comporte une fonction amine, une fonction acide carboxylique et une chaîne latérale R qui détermine ses propriétés chimiques. Le groupe phosphate ne remplace pas le carboxyle, et la chaîne R n’est pas la fonction amine.

Explication

Le lien peptidique unit la fonction carboxyle d’un acide aminé à la fonction amine d’un autre et la réaction libère une molécule d’eau. L’inversion des groupes et la libération de dioxyde de carbone ou d’oxygène ne correspondent pas à ce mécanisme.

Explication

La structure quaternaire désigne l’association de plusieurs polypeptides. La séquence relève de la structure primaire, les motifs comme l’hélice α de la secondaire, et le repliement spatial d’une chaîne de la tertiaire.

Explication

Le cours indique huit acides aminés essentiels chez l’être humain, auxquels s’ajoute l’histidine chez les enfants. Vingt désigne le nombre d’acides aminés utilisés par les cellules, tandis que la glycine n’est pas l’ajout mentionné.

Explication

Un acide nucléique est un polymère de nucléotides qui peut atteindre 100 000 000 unités. Les acides aminés composent les protéines, et les bases seules ne sont pas les unités constitutives décrites ici.

Explication

L’ARN contient du ribose et les bases A, G, C et U. L’ADN contient du désoxyribose et la thymine; une chaîne protéique est faite d’acides aminés plutôt que de nucléotides.

Explication

Dans l’ADN, la guanine s’apparie avec la cytosine, tandis que l’adénine s’apparie avec la thymine. L’uracile appartient à l’ARN et ne remplace pas une base dans l’appariement de l’ADN.

Explication

Une vitamine est un composé organique essentiel à l’être humain et présent en petite quantité. Un élément minéral n’est pas organique, et l’abondance ou l’absence de caractère essentiel ne correspond pas à la définition.

Explication

Les bactéries mesurent généralement de 1 à 8 µm et sont dépourvues de noyau, contrairement aux cellules eucaryotes. Les cellules animales et végétales sont eucaryotes, et les cellules végétales ont généralement une taille supérieure à celle décrite.

Explication

La membrane plasmique est une bicouche lipidique d’environ 8 nm, invisible au microscope optique, fluide et élastique. Le réticulum et le noyau sont des structures internes, tandis que la paroi n’est pas la bicouche lipidique décrite.

Explication

Le cytosol est un gel colloïdal contenant environ 80 % d’eau, ainsi que des ions, des composés organiques, de l’ARN et environ 15 % de protéines. Le nucléoplasme et la matrice mitochondriale sont des milieux internes à des compartiments distincts.

Explication

Les ribosomes bactériens sont constitués de sous-unités 50S et 30S et assurent la synthèse des protéines. Les sous-unités 60S et 40S caractérisent les ribosomes eucaryotes.

Explication

Le réticulum rugueux, associé aux ribosomes, synthétise notamment les protéines exportées ou sécrétées; le réticulum lisse synthétise les phospholipides et contribue à la production des membranes. Inverser les deux régions revient à leur attribuer les fonctions opposées.

Explication

Le Golgi reçoit les protéines du réticulum rugueux par sa face cis, les modifie et les trie, puis forme des vésicules à sa face trans. Le trajet inverse confond les fonctions des deux faces.

Explication

L’endocytose par récepteur fait entrer des molécules d’environ 0,1 µm après leur fixation à un récepteur spécifique. La pinocytose concerne l’entrée de liquides, tandis que la phagocytose porte sur des solides de plus de 1 µm.

Explication

La mitochondrie possède deux membranes et une matrice contenant une petite quantité d’ADN et d’ARN ainsi que quelques ribosomes; elle participe à la respiration cellulaire. Le noyau contient aussi du matériel génétique, mais sa structure et son contenu ne correspondent pas à cette description.

Explication

La paroi primaire comprend une lamelle mitoyenne de pectine, des fibrilles rigides de cellulose et une matrice gélifiée de polysaccharides. La lignine correspond à un ajout secondaire, le collagène appartient à la matrice animale et les protéines de jonction relient des cellules animales.

Explication

La paroi végétale contribue à l’équilibre hydrique et renforce la résistance de la cellule en milieu hypotonique. Le guidage de la migration est un rôle de la matrice extracellulaire animale, et la paroi ne produit pas l’eau absorbée.

Explication

Les cellules animales ne possèdent pas de paroi continue : elles peuvent être accolées par des protéines de jonction ou séparées par une matrice extracellulaire composée de glycoprotéines. La paroi de cellulose et la lamelle de pectine sont des caractéristiques végétales, tandis que le collagène est associé à la matrice animale.

Explication

Les protéoglycanes sont solubles dans le liquide extracellulaire et forment un gel composé de 95 % de glucides modifiés liés à 5 % de protéines. L’option inversant ces proportions confond les parts relatives, tandis que le collagène et la cellulose ne décrivent pas leur composition.

Explication

Chez Escherichia coli, le chromosome circulaire possède une origine de réplication unique, d’où la réplication progresse dans deux directions. Une progression dans un seul sens contredit ce mécanisme, tandis que les départs multiples caractérisent le génome eucaryote.

Explication

La réplication semi-conservative donne à chaque molécule fille un brin original qui sert de matrice et un brin nouvellement synthétisé. Le maintien ensemble des deux brins originaux ou l’absence de brin original ne correspond pas à ce modèle.

Explication

L’ADN polymérase nécessite une amorce et ajoute les nucléotides à l’extrémité 3′, de sorte que le nouveau brin est synthétisé dans le sens 5′ vers 3′. L’allongement en 3′ vers 5′ inverse le sens, tandis que commencer sans amorce omet une condition nécessaire.

Explication

L’hélicase déroule l’ADN, la primase synthétise les amorces d’ARN, puis l’ADN polymérase allonge les brins; les amorces sont remplacées avant que l’ADN ligase relie les fragments d’Okazaki. Confondre l’hélicase avec la primase inverse leurs fonctions, et la ligase intervient pour relier les fragments après les étapes de synthèse.

Explication

La mitose est la division du noyau qui répartit l’ADN en deux parts identiques dans les cellules somatiques, grâce au fuseau mitotique. La cytocinèse divise la cellule, la réplication copie l’ADN et la méiose est un autre type de division.

Explication

La séquence des étapes de la mitose est prophase, métaphase, anaphase puis télophase. La cytocinèse est la division de la cellule, et non l’étape qui suit l’anaphase dans cette séquence nucléaire.

Explication

En anaphase, les chromatides se séparent et migrent vers les pôles grâce à la dépolymérisation des microtubules au niveau des cinétochores. La polymérisation au cinétochore inverse le mécanisme, tandis que condensation et formation du fuseau ne décrivent pas cette migration.

Explication

Les cellules somatiques humaines sont diploïdes : elles possèdent 46 chromosomes répartis en 23 paires homologues, avec un lot maternel et un lot paternel. Le nombre 23 correspond aux paires, et non au total des chromosomes.

Explication

Une inversion correspond au retournement d’un fragment chromosomique. Une délétion est une perte, une duplication ajoute une copie et une translocation réciproque échange des fragments entre deux chromosomes.

Explication

Une anomalie somatique affecte la cellule où elle apparaît et ses descendantes, sans être héréditaire. Une anomalie germinale est présente dans le zygote et se retrouve dans toutes les cellules de l’organisme.

Explication

La nécrose survient après une atteinte des fonctions vitales, par exemple due à un toxique, et libère le contenu cellulaire dans le milieu extracellulaire. L’apoptose est une destruction organisée qui maintient l’intégrité membranaire.

Explication

L’apoptose est une destruction cellulaire organisée et programmée au bénéfice de l’organisme, qui maintient l’intégrité membranaire. La nécrose est associée à l’atteinte des fonctions vitales et à la libération du contenu cellulaire.

Explication

La première loi affirme que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais qu’elle se transforme. L’augmentation de l’entropie concerne la deuxième loi, tandis que la disparition ou la création de l’énergie contredit le principe de conservation.

Explication

La deuxième loi énonce que tout échange d’énergie augmente l’entropie de l’univers. La conservation de l’énergie relève de la première loi, et la création d’ordre local dans un organisme n’annule pas l’augmentation de désordre dans l’environnement.

Explication

L’énergie libre se calcule par $G = H - TS$; ici, $120 - 35 = 85\,\text{kJ/mol}$. L’addition inverse le signe de la contribution entropique, et $-85\,\text{kJ/mol}$ inverse le sens de la soustraction.

Explication

La variation vaut $\Delta G = 31 - 48 = -17\,\text{kJ/mol}$; une valeur négative indique une évolution spontanée vers les produits. Une variation négative n’indique pas une réaction non spontanée, et la condition n’exige pas que l’énergie libre des produits soit nulle.

Explication

Un virus est un parasite cellulaire incapable de se reproduire seul : il utilise la machinerie de sa cellule hôte. La reproduction autonome et la production indépendante de ribosomes correspondent à des confusions avec le fonctionnement d’une cellule.

Explication

Un virus mesure environ $0{,}1\,\mu\text{m}$ et contient un petit génome constitué d’ADN ou d’ARN. La valeur $1\,\mu\text{m}$ surestime sa taille, « ADN et ARN » confond les possibilités indiquées, et un grand génome contredit la description.

Explication

Un gène est un segment d’ADN contenant l’information nécessaire à la production d’un ARN ou d’une protéine. Un chromosome est une molécule d’ADN organisée, un génome désigne l’ensemble des gènes, et une protéine est un produit possible de l’expression d’un gène.

Explication

Le génome correspond à l’ensemble des gènes d’un individu ou d’une espèce. Un gène est une unité particulière, un chromosome est une molécule d’ADN, et le protéome désigne l’ensemble des protéines.

Explication

Le génome humain compte environ 3,2 milliards de paires de bases réparties en 23 molécules d’ADN formant les chromosomes. Le nombre 46 confond les chromosomes homologues de la cellule diploïde avec les 23 types de molécules considérés ici, tandis que 4 000 est une valeur associée aux bactéries.

Explication

La reproduction asexuée implique un seul parent et produit des descendants génétiquement identiques formant un clone, contrairement à la reproduction sexuée, qui implique deux parents et des descendants génétiquement différents. Inverser les modes confond leurs caractéristiques, et la présence d’un seul parent ne définit pas la reproduction sexuée.

Explication

La fécondation fusionne deux gamètes haploïdes et double le nombre de chromosomes dans le zygote diploïde ; la méiose le réduit de moitié lors de la formation des gamètes. L’inversion des rôles attribue à tort le doublement à la méiose ou la réduction à la fécondation.

Explication

La méiose I sépare les chromosomes homologues et la méiose II les chromatides sœurs ; le processus produit quatre cellules haploïdes aux génomes différents. Deux cellules ne tiennent pas compte des deux divisions, et des cellules diploïdes ou génétiquement identiques ne correspondent pas au résultat attendu.

Explication

L’assortiment indépendant produit $2^n$ combinaisons pour $n$ paires ; avec 5 paires, $2^5=32$. Calculer $5^2$ inverse la base et l’exposant, tandis que $2\times5$ ou $2+5$ ne tient pas compte de l’effet exponentiel de chaque paire.

Explication

Le polymorphisme désigne une variation normale de la séquence d’ADN parmi les individus d’une même espèce. Le caractère pathologique, la comparaison entre espèces et la seule modification protéique ne définissent pas cette notion.

Explication

Un allèle est une forme différente d’un même gène, issue d’un ou de plusieurs polymorphismes. Un gène indépendant n’est pas une version du même gène, un chromosome est une structure qui le porte, et un polymorphisme n’est pas en soi nécessairement pathologique.

Explication

Une mutation ponctuelle est silencieuse lorsque le codon modifié code toujours le même acide aminé. La mutation faux-sens change l’acide aminé, la mutation non-sens crée un arrêt prématuré, et une insertion correspond à un autre type de modification.

Explication

Six nucléotides représentent un multiple de trois : l’insertion ajoute deux acides aminés sans décaler le cadre de lecture. Un décalage survient pour une insertion dont la longueur n’est pas un multiple de trois ; une substitution, elle, remplace une paire de bases.

Explication

En codominance, les deux allèles s’expriment chez l’hétérozygote. En dominance complète, c’est l’allèle dominant qui détermine son phénotype ; la récessivité et l’homozygotie ne décrivent pas cette expression simultanée.

Explication

Le croisement produit un quart VV, une moitié Vv et un quart vv ; seul vv présente le phénotype récessif. Trois quarts correspond au phénotype dominant, tandis que 1:2:1 est le rapport génotypique.

Explication

Avec deux parents hétérozygotes, chaque grossesse comporte 25 % de probabilité que l’enfant reçoive les deux allèles mutés et soit atteint. Le risque d’être porteur hétérozygote est de 50 %, et la maladie résulte ici d’une mutation récessive.

Explication

Le crossing-over peut recombiner des gènes liés, et la fréquence de recombinaison augmente avec leur distance, jusqu’à 50 %. Une fréquence plus faible inverse cette relation, une fréquence identique néglige la distance, et l’impossibilité de recombinaison nie l’effet du crossing-over.

Explication

Un père transmet son chromosome X à toutes ses filles et son chromosome Y à ses fils. Les réponses qui donnent le X au fils ou le Y à la fille inversent la transmission paternelle des chromosomes sexuels; le type d’allèle ne change pas cette transmission.

Explication

La pénétrance est le pourcentage d’individus atteints parmi ceux qui possèdent un génotype donné; ici, $30/40=75\%$. La fréquence d’un allèle porte sur la population, la proportion non atteinte inverse le numérateur, et la proportion dans tout l’échantillon change le dénominateur.

Explication

Lorsque les conditions de Hardy-Weinberg sont réunies, notamment les unions aléatoires, une population infiniment grande et fermée, l’absence de sélection et de mutation ainsi qu’une méiose normale, les fréquences alléliques restent constantes. Une évolution due à la sélection ou à des unions non aléatoires invoquerait une condition absente ici.

Explication

À l’équilibre, la fréquence de Aa est $2pq$; ainsi, $2\times0{,}7\times0{,}3=0{,}42$. $pq$ omet le facteur deux, $p^2$ correspond à AA, et $p+q$ donne la somme des fréquences alléliques.

Explication

Un organisme génétiquement modifié possède une modification génétique héréditaire introduite artificiellement par génie génétique. Une modification somatique non transmissible ou une mutation spontanée ne répond pas à cette définition.

Explication

La thérapie génique somatique modifie des cellules dont les changements ne sont pas héréditaires, contrairement à la thérapie germinale. La transmission aux descendants concerne les cellules germinales, et non les cellules du foie.

Explication

Cas9 est une enzyme bactérienne qui, guidée par un ARN, permet d’introduire une mutation contrôlée, de corriger une mutation ou d’inactiver un gène. L’ARN guide cible la séquence, tandis que CRISPR désigne le système de défense bactérien.