QCM : Cellule : structure et propriétés (44 questions)

Explication

La membrane plasmique commune aux cellules vivantes est une bicouche de phospholipides amphiphiles et semi-perméable. Une monocouche réduit le nombre de couches, les protéines ne sont pas les constituants de la bicouche, et une paroi imperméable désigne une autre structure.

Explication

La perméabilité sélective laisse traverser certaines substances plus facilement que d’autres et contrôle ainsi les entrées et sorties, ce qui permet une composition intérieure distincte. Une perméabilité totale tendrait à égaliser les milieux, tandis qu’une séparation empêchant les échanges ne décrit pas cette propriété.

Explication

La membrane délimite l’intérieur cellulaire et règle les échanges sélectifs et réciproques avec l’extérieur, nécessaires au fonctionnement et à la production des composants. Une sortie seule néglige les entrées, et la délimitation sans régulation omet le rôle d’échange de la membrane.

Explication

L’agitation augmente les chances de rencontre et d’interaction, mais ne modifie pas à elle seule la structure physico-chimique et ne crée pas de nouvelles molécules. Confondre rencontre et transformation chimique revient à négliger le besoin d’énergie d’activation.

Explication

L’énergie d’activation est l’énergie à apporter à un système chimique pour qu’une réaction ait lieu. L’énergie libérée par la réaction et l’énergie de diffusion ne désignent pas cet apport nécessaire au déclenchement.

Explication

L’ATP et les molécules à pouvoir réducteur fournissent l’énergie nécessaire aux réactions cellulaires. Les phospholipides constituent la membrane, l’oxygène n’est pas ici la catégorie énergétique indiquée, et l’agitation moléculaire favorise les rencontres sans fournir à elle seule cette énergie.

Explication

Un catalyseur accélère une réaction en diminuant son énergie d’activation. L’énergie libérée concerne le bilan énergétique, tandis qu’une hausse de la barrière ou une transformation préalable des réactifs ne décrit pas le rôle du catalyseur.

Explication

Une enzyme est une macromolécule biologique qui catalyse les réactions cellulaires en diminuant leur énergie d’activation. L’ADN porte un message, un catalyseur minéral n’est pas une macromolécule biologique, et un réactif consommé n’est pas le catalyseur décrit.

Explication

Chez les procaryotes, l’ADN peut être libre dans la cellule, tandis que chez les eucaryotes il est contenu dans le noyau. L’ADN nucléaire caractérise ici les eucaryotes, et l’absence de noyau ne signifie pas absence d’ADN.

Explication

L’ADN et l’ARN sont des molécules porteuses d’un message ou d’un savoir-faire qui peut être reproduit et transmis. Les enzymes catalysent des réactions, les membranes délimitent des espaces et le noyau est un compartiment, non une molécule porteuse de ce message.

Explication

Les cellules eucaryotes possèdent notamment un noyau, un réticulum et un appareil de Golgi, tandis que les procaryotes n’ont pas de compartiments endomembranaires. L’inversion attribue les systèmes aux procaryotes, la confusion avec les enveloppes externes ne répond pas à la distinction, et le noyau procaryote est une erreur.

Explication

Les structures filamenteuses et tubulaires du cytosquelette organisent l’espace cytoplasmique, construisent l’architecture cellulaire et permettent la division. La production d’énergie relève d’autres fonctions, l’adhésion concerne les relations avec l’environnement, et la réplication porte sur le matériel génétique.

Explication

L’ensemble des polymères situés à l’extérieur des cellules constitue la matrice extracellulaire. Le cytosquelette est interne, la membrane est une frontière cellulaire et le système endomembranaire correspond à des compartiments internes.

Explication

L’adhésion entre cellules peut produire des formes coloniales chez les unicellulaires et contribuer à la pluricellularité ainsi qu’à la formation de tissus. La division cellulaire n’est pas le mécanisme visé, et limiter les effets aux biofilms ou nier les organisations complexes contredit cette diversité.

Explication

Le complexe de surface repose sur les relations fonctionnelles entre les polymères extracellulaires, la membrane et les éléments filamenteux du cytosquelette. Les compartiments comme le noyau, le réticulum et le Golgi ne remplacent pas ces partenaires, et le matériel génétique n’est pas un élément constitutif cité du complexe.

Explication

Le vivant se caractérise par un métabolisme assurant l’auto-maintien, une composante génétique transmissible par réplication et une frontière entre le soi et le non-soi. Le déplacement ne définit pas ici le métabolisme, l’absence de frontière contredit le principe, et l’adhésion ne remplace pas la transmission génétique.

Explication

Après la séparation des lots génétiques identiques, la scission en deux cellules se fait par fusion ou reconstruction membranaire. La séparation nucléique est une étape distincte, la réorganisation du cytosquelette ne décrit pas le mécanisme membranaire, et la réunion des lots contredit la formation de deux cellules.

Explication

La reproduction fabrique de nouvelles cellules, ce qui contribue à la pérennité du vivant lorsque les savoir-faire métaboliques sont perdus à la mort cellulaire. La différenciation concerne la spécialisation, les savoir-faire ne sont pas maintenus dans une cellule morte, et le renouvellement moléculaire ne correspond pas à la production de cellules.

Explication

Le métabolisme regroupe les activités de synthèse et de dégradation qui renouvellent continuellement les composés organiques. La dégradation seule correspond au catabolisme, la synthèse seule à l’anabolisme, et les sources d’énergie ne définissent pas l’ensemble de ces activités.

Explication

Le catabolisme dégrade et oxyde les molécules en molécules plus petites en libérant de l’énergie. L’anabolisme synthétise des molécules en utilisant de l’énergie, tandis que la phototrophie et l’autotrophie au carbone désignent des modes d’approvisionnement en énergie et en carbone.

Explication

La chimiotrophie utilise l’énergie provenant de l’oxydation de molécules chimiques réduites. La phototrophie exploite les photons, tandis que l’autotrophie et l’hétérotrophie caractérisent la source de carbone, pas la source d’énergie.

Explication

L’autotrophie au carbone correspond à l’utilisation d’une source minérale comme le CO₂. L’hétérotrophie repose sur une source organique comme les sucres, alors que chimiotrophie et phototrophie désignent respectivement des sources d’énergie chimique et lumineuse.

Explication

Chez les chimio-hétérotrophes, l’oxydation commence dans le cytoplasme et se poursuit sur des molécules générées par le cycle de Krebs; l’énergie des électrons libérés permet ensuite d’établir le gradient par une chaîne respiratoire membranaire. Placer l’oxydation initiale dans la chaîne confond son rôle avec celui du cytoplasme, inverser les étapes déplace le cycle de Krebs, et faire produire les électrons par le gradient inverse la relation énergétique.

Explication

La formation de nouvelles liaisons covalentes stocke de l’énergie chimique, un gradient constitue une réserve d’énergie potentielle pour le transport actif, et le mouvement utilise de l’énergie mécanique. Les autres correspondances échangent les formes d’énergie associées à la synthèse, au gradient et au mouvement.

Explication

L’osmotrophie incorpore une nourriture dissoute par diffusion transmembranaire de molécules simples ou de faible poids moléculaire. La phagotrophie concerne des particules, l’absorbotrophie implique la digestion externe de polymères complexes, et la digestion tubulaire se déroule dans une cavité digestive.

Explication

La phagotrophie porte sur de la matière organique particulaire incorporée par phagocytose. L’osmotrophie concerne les molécules dissoutes, tandis que l’absorbotrophie et la digestion tubulaire décrivent des processus de digestion suivis d’absorption.

Explication

Chez les champignons saprophytes, l’absorbotrophie associe la sécrétion d’enzymes extracellulaires qui digèrent les polymères complexes à l’absorption osmotrophique des molécules simples à travers la paroi. La phagotrophie internalise des particules, l’osmotrophie simple ne comprend pas cette digestion externe, et la digestion tubulaire se déroule dans une cavité.

Explication

LUCA, ou cenancêtre, est l’ancêtre commun hypothétique le plus récent partagé par les êtres vivants actuels. Le premier organisme vivant est une notion différente, et LUCA n’est pas limité aux eucaryotes.

Explication

« Dernier » situe LUCA comme l’ancêtre commun le plus proche de nous dans le temps, non comme le premier vivant ; d’autres formes de vie ont pu exister sans descendance actuelle. L’assimilation à la première cellule confond deux notions, tandis que les autres réponses attribuent à tort une descendance ou une contemporanéité à toutes les formes anciennes.

Explication

Les organismes actuels partagent le code génétique, des mécanismes apparentés de transmission et d’expression de l’information génétique, ainsi que l’ADN, l’ARN et les mêmes acides aminés de base. L’identité de l’organisation cellulaire ou du métabolisme n’est pas le caractère décrit, et les variantes du code ou des mécanismes contredisent l’universalité indiquée.

Explication

Ces gènes indiquent la présence d’une membrane cellulaire et la capacité de produire et d’exploiter un gradient chimiosmotique. La présence d’un noyau n’est pas établie par ces indices, et les ATP synthases sont associées à l’exploitation du gradient, non à la production d’oxygène.

Explication

Les trois domaines sont les Bacteria, les Archaea et les Eucarya, et ils dérivent tous de LUCA. Les procaryotes regroupent les deux premiers domaines, tandis que les mitochondries et les champignons ne constituent pas des domaines dans cette classification.

Explication

La présence certaine de mitochondries chez l’ancêtre des eucaryotes constitue un indice en faveur d’une divergence antérieure des procaryotes. Attribuer les mitochondries à LUCA confond deux ancêtres, inverser l’ordre contredit l’indice, et l’ordre de divergence a été débattu.

Explication

La diversification initiale des bactéries et des archées s’est accompagnée de stratégies variées d’acquisition de l’énergie et du carbone. La stratégie unique confond diversité et uniformité métabolique, la multicellularité ne correspond pas à ce fait, et les modes de reproduction ne sont pas le changement décrit.

Explication

L’apparition ancienne de la plupart des métabolismes ne signifie pas que l’évolution des procaryotes s’est arrêtée ensuite. La cessation de l’évolution reprend précisément la confusion documentée, l’apparition après cette période inverse la chronologie, et l’occupation de tous les milieux n’en découle pas.

Explication

Chez les eucaryotes, la membrane nucléaire sépare le lieu de transcription, le noyau, du lieu de traduction, le cytoplasme. Le couplage des deux processus et leur inversion des lieux confondent les compartiments, tandis que la membrane plasmique ne sépare pas le noyau du cytoplasme.

Explication

Le système d’endomembranes et le cytosquelette développés des eucaryotes sont associés à une complexité cellulaire moyenne supérieure à celle des procaryotes. La paroi cellulaire ne remplace pas ces structures, et la différence ne se limite pas au noyau; inverser le niveau de complexité contredit le principe.

Explication

Puisque les groupes eucaryotes multicellulaires dérivent d’ancêtres unicellulaires, il est logique de supposer que leur ancêtre commun, LECA, était lui aussi unicellulaire. L’hypothèse multicellulaire inverse ce raisonnement, limiter LECA aux animaux réduit à tort son rôle, et une espèce actuelle ne peut être identifiée à cet ancêtre.

Explication

LECA était probablement un eucaryote moderne proche des protistes flagellés actuels; il possédait au moins $4\,000$ gènes et probablement plus de $10\,000$. Le qualifier de procaryote confond les groupes, retenir environ $4\,000$ comme estimation la plus probable néglige l’estimation supérieure, et lui attribuer une forme multicellulaire va à l’encontre de son portrait.

Explication

Les ancêtres des mitochondries et des chloroplastes étaient des bactéries endosymbiotiques. L’idée de constituants non vivants confond les organites avec leurs composants, l’origine archéenne concerne une hypothèse sur l’ancêtre des eucaryotes, et des cellules eucaryotes différenciées ne correspondent pas à l’origine bactérienne indiquée.

Explication

L’intégration d’une cyanobactérie après l’acquisition des mitochondries est à l’origine des chloroplastes et confère la capacité de photosynthèse ainsi qu’un métabolisme autotrophe. La respiration est associée aux mitochondries, tandis que les autres choix dissocient à tort photosynthèse et autotrophie.

Explication

La cellule fait consensus comme entité vivante minimale, contrairement à ses constituants, qui ne sont pas vivants. Le choix des constituants confond partie et cellule, celui des seuls unicellulaires exclut les cellules des organismes pluricellulaires, et celui des organismes pluricellulaires impose une complexité supérieure au minimum cellulaire.

Explication

Le gradient électrochimique constitue la force proton-motrice qui permet aux ATP synthases membranaires de régénérer l’ATP. Le transport des électrons contribue à établir le gradient, tandis que l’absorption des photons relève des pigments photosynthétiques.

Explication

Les pigments photosynthétiques absorbent les photons et excitent des électrons, ce qui permet de convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique. La formation d’un gradient protonique concerne la chimiosmose, et les molécules porteuses interviennent dans le transport des électrons.