QCM : Catabolisme, anabolisme et diversité microbienne (65 questions)

Explication

Un micro-organisme mesure moins de 1 mm et est souvent unicellulaire ; s’il est multicellulaire, il ne possède pas de tissus différenciés. Le seuil de 1 cm est trop élevé, l’unicellularité est compatible avec la définition et les tissus différenciés ne sont pas requis.

Explication

Les Bacteria sont unicellulaires, leur paroi contient des peptidoglycanes et leur matériel génétique est généralement libre. L’attribution des peptidoglycanes aux Archaea inverse la distinction, tandis que les Eucarya ne sont pas définis par ces caractères.

Explication

Une espèce microbienne est une collection de souches qui partagent de nombreuses propriétés stables et diffèrent significativement d’autres groupes. Une souche dérive d’une seule culture pure, et non d’un ensemble défini par ces critères.

Explication

Les champignons produisent des hyphes et dégradent la matière organique. Les algues sont des producteurs primaires photosynthétiques, tandis que les protozoaires sont des brouteurs ou des chasseurs.

Explication

Le pouvoir de résolution désigne la capacité d’une lentille à séparer deux objets proches. Le grossissement agrandit l’image, tandis que la mise au point et le contraste concernent d’autres aspects de l’observation.

Explication

En microscopie photonique, le pouvoir de résolution maximal indiqué pour un objectif à immersion de 100× est de 0,18 μm ; la valeur de 0,35 μm correspond à l’objectif puissant de 45×. Les valeurs exprimées en micromètres ne sont pas les grossissements de l’objectif.

Explication

Le transport facilité permet le passage par un transporteur sans apport d’énergie. Le transport actif primaire utilise l’hydrolyse de l’ATP, le transport actif secondaire exploite un gradient ionique et la translocation de groupe modifie chimiquement la molécule.

Explication

Le transport actif primaire tire son énergie de l’hydrolyse de l’ATP, et le transporteur ABC en est un exemple. Le transport secondaire exploite un gradient ionique, le transport facilité ne nécessite pas d’énergie et la translocation de groupe modifie la molécule transportée.

Explication

Une paroi Gram négative typique possède une couche de peptidoglycane de 2 à 7 nm recouverte d’une membrane externe de 7 à 8 nm. La paroi Gram positive se caractérise plutôt par une seule couche homogène de peptidoglycane de 20 à 80 nm.

Explication

Chaque sous-unité du peptidoglycane comprend les dérivés glucidiques NAG et NAM ainsi qu’un peptide de plusieurs acides aminés. Un peptide d’un seul acide aminé ne correspond pas à la composition indiquée, et les acides teichoïques ou les lipides ne remplacent pas ces constituants.

Explication

Les inclusions de stockage accumulent des produits finaux métaboliques qui peuvent être utilisés lorsque les conditions environnementales changent. L’adhérence relève notamment des fimbriae, la synthèse protéique des ribosomes et l’orientation magnétique d’autres structures cellulaires.

Explication

Un plasmide est une petite molécule circulaire d’ADN double brin indépendante du chromosome, généralement porteuse de moins de 30 gènes. Le chromosome bactérien est associé au nucléoïde, tandis que l’ARN et les molécules linéaires ne correspondent pas à la définition du plasmide.

Explication

À l’état extracellulaire, le virus ne possède pas d’enzymes et ne peut pas se multiplier sans hôte. La réplication comme acide nucléique caractérise l’état intracellulaire, tandis que les enzymes actives et la réplication autonome ne correspondent pas à l’état extracellulaire décrit.

Explication

Les viroïdes sont constitués uniquement d’ARN. Les prions sont des protéines, les satellites possèdent une capside et un virus à ARN ne se définit pas par l’absence de capside.

Explication

Certains microorganismes accumulent du potassium et du chlorure pour garder une hypertonicité interne supérieure à celle du milieu. Réduire les ions inverserait l’effet recherché, tandis que le sodium et le magnésium ou les protons ne sont pas les ions indiqués pour cette adaptation.

Explication

Les microorganismes doivent maintenir leur pH interne autour de la neutralité, même lorsque le milieu varie. Un pH fortement acide ou alcalin décrit des conditions externes possibles, et l’hypertonicité concerne l’équilibre osmotique plutôt que le pH.

Explication

Les psychrophiles utilisent des membranes riches en acides gras insaturés pour préserver leur fluidité et un cytoplasme riche en solutés pour prévenir la congélation. Les enzymes thermostables et l’ADN gyrase inverse sont des adaptations des thermophiles, tandis que les transporteurs de protons et la membrane imperméable sont associés aux acidophiles.

Explication

L’eau représente environ 80 à 90 % du poids total d’une bactérie. La valeur de 50 % concerne le carbone dans le poids sec, celle de 12 % l’azote, et 5 à 10 % sous-estime la teneur en eau.

Explication

L’azote représente environ 12 % du poids sec, occupe le deuxième rang d’abondance et entre dans la composition des protéines et des acides nucléiques. Le carbone est le premier élément du poids sec, tandis que l’eau est exprimée en proportion du poids total.

Explication

Un biofilm mature est une communauté complexe et dynamique, souvent organisée en couche muqueuse, dont l’activité métabolique varie d’un endroit à l’autre. Une culture liquide dispersée, un dépôt inerte ou une culture pure homogène ne décrivent pas cette organisation.

Explication

Dans un milieu défini, tous les composants sont connus; un milieu complexe contient souvent des composés inconnus, notamment lorsqu’il provient de l’environnement. La sélectivité et l’état physique ne déterminent pas cette distinction.

Explication

Le premier principe affirme que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite; elle peut être transférée entre l’échantillon et son environnement. L’augmentation du désordre relève du deuxième principe, et la spontanéité dépend du signe de la variation d’énergie libre.

Explication

La relation est $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$. Ici, $T\Delta S = 300\times 0{,}04 = 12\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$, donc $\Delta G = 18 - 12 = 6\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$. L’addition donne 30, l’omission du terme entropique donne 18, et soustraire directement la température produit une erreur d’unités.

Explication

La variation est l’énergie finale moins l’énergie initiale : $35-42=-7\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$. Une réaction est spontanée lorsque $\Delta G<0$; le signe positif résulte d’une inversion du calcul, et une variation nulle n’est pas obtenue ici.

Explication

Une réaction redox correspond au déplacement d’électrons d’une molécule à une autre. Un transfert de protons est acido-basique, un transfert de groupement phosphoryle relève de la phosphorylation, et l’hydrolyse implique la rupture d’une liaison par l’eau.

Explication

La voie d’Embden-Meyerhof produit net 2 ATP et 2 NADH par molécule de glucose. Le bilan « 1 ATP, 1 NADH et 1 NADPH » correspond à Entner-Doudoroff, tandis que « 2 NADPH » correspond aux pentoses phosphates.

Explication

Entner-Doudoroff produit net 1 ATP, 1 NADH et 1 NADPH par glucose. « 2 ATP et 2 NADH » est le bilan d’Embden-Meyerhof, et « 2 NADPH » celui de la voie des pentoses phosphates.

Explication

La voie des pentoses phosphates transforme le glucose en pyruvate et produit net 2 NADPH. « 2 ATP et 2 NADH » caractérise Embden-Meyerhof, tandis qu’Entner-Doudoroff produit aussi 1 ATP et 1 NADH.

Explication

Dans la respiration aérobie, la chaîne oxyde le NADH et le FADH2, l’oxygène est l’accepteur terminal et le flux d’électrons génère la force proton-motrice utilisée pour synthétiser l’ATP. L’oxygène n’est pas le donneur d’électrons, et le pyruvate n’est pas l’accepteur terminal de cette chaîne.

Explication

La fermentation n’utilise pas de chaîne de transfert d’électrons, mais exige la réoxydation du NADH. L’emploi d’une chaîne relève de la respiration, et la réduction du NAD+ décrit la réaction inverse de la réoxydation demandée.

Explication

La fermentation produit peu d’ATP en plus des 2 ATP déjà issus de la glycolyse. Le rendement est inférieur à celui de la respiration, mais cela ne signifie pas qu’elle apporte nécessairement zéro ATP supplémentaire.

Explication

La chimiolithotrophie nécessite du NADPH pour la biosynthèse et son rendement énergétique est faible comparé à l’utilisation du glucose. Le NADH ne remplace pas ici le besoin en NADPH, et le rendement n’est pas supérieur à celui du glucose.

Explication

La photophosphorylation non cyclique oxygénique fait intervenir les photosystèmes I et II et déplace les électrons de l’eau vers le NADP+, en produisant ATP, NADPH et O2. Le photosystème I seul caractérise le mode cyclique, tandis que l’oxydation de l’eau s’accompagne de production d’oxygène.

Explication

De nombreux constituants cellulaires importants sont des macromolécules, c’est-à-dire de longs polymères composés de monomères simples. L’option évoquant des monomères formés de polymères inverse les niveaux d’organisation, tandis que les deux autres confondent polymérisation et assemblage supramoléculaire.

Explication

Le partage de nombreuses enzymes rend le métabolisme plus efficace, tandis que certaines enzymes distinctes permettent une régulation indépendante. L’identité complète des voies, l’absence de partage ou l’impossibilité de réguler séparément certaines étapes déforment cette organisation.

Explication

Un métabolite précurseur est un squelette carboné qui sert de substrat de départ à une voie de biosynthèse. Le produit final, une source d’énergie et un polymère assemblé ne correspondent pas à cette définition.

Explication

L’incorporation d’un CO₂ dans le cycle de Calvin-Benson consomme 3 ATP et 2 NADPH. L’inversion des quantités, l’omission du NADPH ou le doublement de la dépense en ATP ne respectent pas ce bilan.

Explication

La gluconéogenèse correspond à la synthèse du glucose et de sucres apparentés à partir de précurseurs autres que le glucose. La glycolyse dégrade le glucose, la fixation du CO₂ désigne une autre étape métabolique, et la synthèse du glycogène forme un polysaccharide.

Explication

Le bactoprénol est le transporteur lipidique des unités NAG-NAM-pentapeptide à travers la membrane, tandis que la transpeptidation forme les ponts interpeptidiques. Attribuer les ponts au bactoprénol, inverser les rôles ou faire des dérivés de l’UDP le transporteur lipidique confond ces étapes.

Explication

La synthèse du squelette des purines commence par le ribose 5-phosphate et produit d’abord l’acide inosinique. Le carbamylphosphate et l’aspartate sont les précurseurs de la voie des pyrimidines, tandis que l’acide inosinique n’est pas le précurseur initial.

Explication

La biosynthèse des pyrimidines commence avec le carbamylphosphate et l’aspartate; le ribose est ajouté après la construction du squelette. Le ribose 5-phosphate caractérise le départ de la voie des purines, et un ajout précoce du ribose inverse l’ordre des étapes.

Explication

Le corps d’un champignon est un thalle, et un champignon unicellulaire est une levure. « Moisissure » désigne un champignon multicellulaire, tandis que le mycélium est une masse d’hyphes.

Explication

Les hyphes sont les filaments qui constituent le thalle d’une moisissure et leur masse emmêlée forme le mycélium. « Thalle » désigne le corps du champignon, et les septums sont des cloisons.

Explication

Les hyphes septés possèdent des cloisons transversales percées d’un ou plusieurs pores, qui permettent le passage du cytoplasme. Les hyphes coenocytiques ou aseptés ne comportent pas de cloisons transversales.

Explication

Une espèce homothallique produit des gamètes sexuellement compatibles sur le même mycélium. Une espèce hétérothallique requiert un croisement entre des mycéliums différents mais compatibles.

Explication

Deinococcus radiodurans résiste à la dessiccation et à une irradiation allant jusqu’à 5 000 Gy, puis peut réparer son génome endommagé en moins de 24 heures. La croissance à haute température et l’adaptation aux eaux oligotrophes décrivent d’autres caractéristiques bactériennes.

Explication

Les membres marins de SAR11 sont les micro-organismes les plus abondants sur Terre et sont adaptés aux eaux oligotrophes, pauvres en nutriments. La thermophilie et la résistance à l’irradiation sont des caractéristiques distinctes d’autres bactéries.

Explication

Chez les spirochètes, le filament axial situé sous la gaine ou membrane externe assure le déplacement. Des flagelles externes ou la paroi rigide ne correspondent pas à ce mécanisme.

Explication

Les cyanobactéries réalisent une photosynthèse oxygénique semblable à celle des eucaryotes, et leurs phycobilisomes contiennent la phycocyanine et la phycoérythrine. Les autres choix substituent les pigments ou le type de photosynthèse.

Explication

Prochlorococcus, avec Synechococcus, contribue à environ un tiers de la fixation globale du carbone. La proportion concerne leur contribution combinée à la fixation du carbone, et non à la production d’oxygène.

Explication

Les bactéries vertes sulfureuses sont des photolithoautotrophes anaérobies obligatoires et utilisent notamment le sulfure d’hydrogène, le soufre élémentaire et l’hydrogène comme sources d’électrons. Les autres choix modifient leur mode trophique ou leur rapport à l’oxygène.

Explication

Les six groupes comprennent les méthanogènes, les réductrices de sulfate, les halophiles extrêmes, les Archées dépourvues de paroi, les thermophiles extrêmes métabolisant le soufre et les oxydatrices de l’ammoniac. L’oxydation du nitrite, les bactéries sans paroi et les bactéries méthanotrophes ne figurent pas dans cette classification.

Explication

Les Archées méthanogènes sont des anaérobies stricts et peuvent obtenir de l’énergie par la synthèse de méthane. Les choix qui les qualifient d’aérobies ou d’anaérobies facultatives, ou qui inversent la production et la consommation du méthane, altèrent cette caractéristique.

Explication

Le rôle du soufre dépend du métabolisme : il peut être accepteur d’électrons dans la respiration anaérobie ou donneur chez les chimiolithotrophes. Les autres interprétations inversent ou uniformisent ces rôles.

Explication

Les Archées oxydatrices de l’ammoniac utilisent l’ammonium comme donneur d’électrons et l’oxygène comme accepteur, en produisant du nitrite. Inverser donneur et accepteur ou prendre le nitrite pour l’accepteur confond les rôles dans la réaction.

Explication

L’écologie étudie les relations des organismes avec leur environnement, qui comprend des composantes biotiques et abiotiques. La réponse centrée sur une seule espèce, sur l’habitat seul ou sur les facteurs abiotiques restreint indûment cette définition.

Explication

L’écologie microbienne examine notamment la répartition, l’abondance, les facteurs qui contrôlent l’activité et le rôle des microorganismes dans les cycles biogéochimiques. La lutte biologique est une application, tandis que les autres réponses retranchent des objectifs essentiels.

Explication

La niche écologique rassemble les conditions biotiques et abiotiques qui permettent à une espèce microbienne de se maintenir et de se multiplier. Le biotope désigne les éléments abiotiques, la biocénose les espèces vivantes et la répartition décrit où elles se trouvent.

Explication

Selon le principe de Gause, deux espèces ne peuvent occuper durablement la même niche écologique : l’exclusion compétitive s’ensuit. Confirmer l’exclusion par une coexistence durable inverse le principe; partager un habitat ne signifie pas forcément partager une niche.

Explication

Le mutualisme est une interaction bénéfique et obligatoire pour les deux partenaires. La coopération est bénéfique mais non obligatoire, le commensalisme n’est pas un bénéfice réciproque et la prédation implique qu’un organisme tire sa nourriture aux dépens d’un autre.

Explication

Une interaction bénéfique dont les partenaires peuvent se passer correspond à la coopération; le mutualisme est bénéfique et obligatoire pour les deux. L’amensalisme nuit à un partenaire, tandis que la compétition indirecte porte sur l’exploitation de l’espace ou des nutriments.

Explication

La prédation est l’interaction dans laquelle un microorganisme tire sa nourriture aux dépens d’un autre organisme. La compétition indirecte concerne l’exploitation de l’espace ou des nutriments, l’amensalisme un effet négatif unidirectionnel par un composé, et le mutualisme un bénéfice réciproque.

Explication

Le concept de « tuer le gagnant » décrit l’action des bactériophages qui éliminent des populations dominantes et peuvent ainsi favoriser la diversité et la coexistence de gagnants et de perdants compétitifs. L’exploitation des ressources et le rejet d’un composé sont d’autres mécanismes, tandis que le mutualisme est bénéfique aux partenaires.

Explication

Un puits prélève du carbone, une source en libère et un réservoir le stocke. L’option « source, puits, réservoir » inverse les deux premiers rôles, « puits, réservoir, source » confond stockage et libération, et « réservoir, source, puits » attribue incorrectement les trois rôles.

Explication

Le cycle du phosphore ne comporte pas de réactions d’oxydoréduction, à l’exception de l’oxydation du phosphite. La réduction du phosphate ou du phosphite n’est pas l’exception mentionnée, et l’oxydation du phosphate ne correspond pas non plus à cette exception.