QCM : Cellule unité structurale du vivant (43 questions)

Explication

Une cellule comprend une membrane plasmique qui l’entoure et un cytoplasme contenant des molécules dynamiques et énergétiques. La paroi, le noyau ou l’absence de cytoplasme ne correspondent pas à cette organisation structurale.

Explication

La membrane plasmique commune aux cellules est une bicouche de phospholipides amphiphiles et semi-perméable. Une monocouche, une membrane faite uniquement de protéines ou une imperméabilité totale déforme l’une de ces caractéristiques.

Explication

La membrane délimite l’intérieur et contrôle les échanges réciproques nécessaires au fonctionnement de la cellule vivante; dans une cellule morte, les échanges ont cessé. Attribuer ces échanges actifs à la cellule morte confond mort et vie, tandis que la délimitation seule ne garantit pas des échanges actifs ni un échange à sens unique.

Explication

L’énergie d’activation est l’énergie à apporter au système chimique pour qu’une réaction ait lieu. L’énergie libérée après la réaction, le gradient de protons et le mouvement brownien désignent d’autres notions.

Explication

La régénération de l’ATP nécessite un gradient électrochimique, ou force proton-motrice, qui fait fonctionner les ATP synthases membranaires. Le transfert d’électrons contribue à établir ce gradient, mais n’est pas lui-même la force qui actionne directement les synthases; le mouvement brownien et l’énergie d’activation ne remplacent pas ce mécanisme.

Explication

Le transfert d’électrons par des réactions d’oxydoréduction entraîne l’expulsion de protons et établit leur gradient, appelé force proton-motrice. La dissipation inverse l’effet décrit, tandis que le gradient concerne les protons et provient du transfert d’électrons, non du mouvement brownien.

Explication

Un catalyseur facilite une réaction en diminuant son énergie d’activation. La diminution de l’énergie des produits concerne un autre aspect énergétique, tandis que fournir de l’énergie ou ralentir la réaction ne décrit pas son rôle.

Explication

Une enzyme est une macromolécule biologique qui catalyse les réactions cellulaires en abaissant leur énergie d’activation. Un substrat est la molécule transformée, l’ADN porte un message et un compartiment délimite un espace cellulaire.

Explication

L’ADN et l’ARN sont des molécules supports d’un message ou d’un savoir-faire qui peut être reproduit et transmis. Les enzymes catalysent les réactions, tandis que lipides, glucides et membranes correspondent à d’autres rôles cellulaires.

Explication

La reproduction cellulaire permet de transmettre les savoir-faire portés par les molécules d’information. Accélérer les réactions relève des catalyseurs, et délimiter l’espace ou former des compartiments correspond à des fonctions structurales.

Explication

Les procaryotes n’ont pas de compartiments endomembranaires, mais leur paroi, leur enveloppe et leur capsule peuvent constituer des compartiments fonctionnels. Les confondre avec un système endomembranaire ou leur nier toute fonction est erroné.

Explication

Les structures filamenteuses et tubulaires du cytosquelette organisent l’espace cytoplasmique, construisent l’architecture cellulaire et permettent la division. Le Golgi intervient dans des activités métaboliques, la matrice est extracellulaire et le noyau n’assure pas ces trois fonctions.

Explication

L’adhésion entre cellules peut conduire à des formes coloniales chez les unicellulaires, mais aussi à la pluricellularité et à des structures complexes comme les tissus. L’adhésion au substratum est une autre relation, et la division cellulaire relève notamment du cytosquelette.

Explication

Lors de la reproduction cellulaire, la cellule grandit puis se divise afin de répartir son contenu cytoplasmique et de conserver l’organisation complexe de la cellule mère. La séparation du matériel génétique est une étape distincte prise en charge par le cytosquelette.

Explication

Le cytosquelette s’organise transitoirement pour séparer le matériel nucléique en deux lots génétiques identiques, puis contribue à la scission en deux cellules par fusion ou reconstruction membranaire. Le Golgi ne coordonne pas ces étapes et la scission ne se réduit pas à la division du noyau.

Explication

Le renouvellement de la matière organique repose continuellement sur un équilibre entre synthèse et dégradation. L’accumulation sans dégradation et les processus limités à la synthèse ou à la dégradation omettent l’une de ces deux composantes.

Explication

Le catabolisme dégrade et oxyde les composés moléculaires en molécules plus petites, ce qui libère de l’énergie. L’anabolisme correspond à la synthèse, tandis que le stockage et la biosynthèse ne désignent pas ce processus de dégradation.

Explication

L’anabolisme regroupe les voies de synthèse qui utilisent l’énergie et les produits libérés par le catabolisme pour fabriquer les molécules de l’organisme. Le catabolisme dégrade les composés, tandis que la chimiotrophie et la phototrophie caractérisent des sources d’énergie.

Explication

La chimiotrophie tire l’énergie de l’oxydation de molécules chimiques réduites, tandis que la phototrophie la tire des photons. Les catégories autotrophe et hétérotrophe décrivent la source de carbone, et non la source d’énergie.

Explication

L’énergie des molécules cellulaires énergétiques peut être convertie en énergie potentielle sous forme de gradient pour alimenter les transports actifs. Les nouvelles liaisons covalentes stockent de l’énergie chimique, le mouvement mobilise de l’énergie mécanique et la chaleur correspond à une perte.

Explication

Les conversions énergétiques des êtres vivants comportent des pertes sous forme d’énergie calorifique. L’énergie chimique, l’énergie potentielle du gradient et l’énergie mécanique sont des formes vers lesquelles l’énergie peut être convertie.

Explication

L’osmotrophie incorpore par diffusion transmembranaire une nourriture dissoute, alors que la phagotrophie incorpore des particules par phagocytose. L’inversion des deux modes confond leurs substrats; l’absorbotrophie désigne un processus particulier de digestion externe suivie d’absorption.

Explication

L’absorbotrophie des champignons saprophytes associe la digestion extracellulaire des polymères à l’absorption osmotrophique des molécules simples à travers la paroi. La phagotrophie concerne des particules ingérées, tandis que la digestion dans une lumière caractérise le cas animal.

Explication

Dans le tube digestif animal, les exoenzymes digèrent les aliments dans la lumière et les cellules spécialisées des parois assurent l’absorption. La digestion dans la lumière et l’élimination des résidus sont donc des fonctions distinctes de l’absorption.

Explication

LUCA désigne l’hypothétique dernier ancêtre commun à tous les êtres vivants actuels. Le confondre avec le premier organisme vivant revient à négliger que l’origine de la vie précède potentiellement cet ancêtre commun.

Explication

LUCA est le dernier ancêtre commun, c’est-à-dire le plus proche des organismes actuels dans le temps; cela n’en fait pas nécessairement le premier organisme vivant. L’assimiler au premier vivant confond les deux repères temporels.

Explication

Le code génétique identique, les mécanismes similaires de réplication, transcription et traduction, ainsi que l’usage de l’ADN, de l’ARN et des mêmes acides aminés de base étayent l’existence d’un ancêtre commun. Une ressemblance de forme isolée ou des modes de vie similaires ne constituent pas ces indices moléculaires et mécanistiques.

Explication

Une estimation d’environ 700 gènes se situe entre 300 et 1000/1200, une taille comparable à celle de certains procaryotes actuels. Les plus petits génomes et les gènes conservés dans tous les génomes correspondent à d’autres notions; les plus grands génomes dépassent largement cette fourchette.

Explication

La prédominance de protéines liées à la traduction parmi les protéines universelles indique un système de traduction complexe, probablement proche de celui des organismes actuels et utilisant le code génétique universel. La réplication, la sécrétion et l’hypothèse d’un système rudimentaire ne correspondent pas à cette conclusion.

Explication

Le faible nombre de protéines universelles liées à la réplication et à la réparation laisse ouvertes deux possibilités : un génome à ADN avec perte ou remplacement de certaines protéines, ou un génome à ARN avec recrutement indépendant de l’ADN chez les descendants. En déduire une preuve définitive pour l’ARN ou la conservation intégrale des protéines ferme indûment ces hypothèses.

Explication

La présence d’ATP synthases suggère que LUCA pouvait générer et exploiter un gradient chimiosmotique. La transcription et la sécrétion relèvent d’autres mécanismes, tandis que la conclusion concerne à la fois la génération et l’exploitation du gradient.

Explication

Les trois domaines actuels issus de LUCA sont les Bacteria, les Archaea et les Eucarya. Les procaryotes regroupent les Bacteria et les Archaea plutôt que de constituer un domaine supplémentaire; les cellules eucaryotes désignent un type de cellules, pas le nom du domaine.

Explication

La présence probable de mitochondries chez l’ancêtre eucaryote fait partie des indices soutenant une divergence des procaryotes antérieure à celle des eucaryotes. L’ordre général de divergence reste toutefois débattu; l’indice ne démontre ni l’ordre inverse ni une divergence simultanée.

Explication

La diversification initiale des bactéries et des archées s’est accompagnée de stratégies variées pour acquérir énergie et carbone. La morphologie, la période postérieure et la reproduction ne décrivent pas ce changement métabolique.

Explication

Les procaryotes ont poursuivi leur évolution et leur diversification après leur diversification initiale, même lorsque les grands métabolismes étaient apparus et que la plupart des milieux étaient occupés. L’occupation des milieux ou l’apparition des métabolismes n’interrompt donc pas leur évolution.

Explication

Chez les eucaryotes, l’ADN se trouve dans un noyau séparé du reste de la cellule par la membrane nucléaire. Le cytoplasme et le réticulum endoplasmique ne remplacent pas ce compartiment, et la membrane plasmique délimite la cellule.

Explication

Puisque les différents groupes d’eucaryotes multicellulaires dérivent d’ancêtres unicellulaires, il est logique de proposer que leur ancêtre commun, LECA, était lui aussi unicellulaire. La multicellularité de certains descendants ne démontre pas qu’elle caractérisait l’ancêtre.

Explication

LECA possédait un cytosquelette de microtubules de tubuline et de microfilaments d’actine, également utilisés pour construire les cils et les flagelles impliqués dans la motilité. Les endomembranes et les organites digestifs désignent d’autres fonctions, et les deux composants du cytosquelette ne sont pas inversés.

Explication

Les ancêtres des deux organites étaient des bactéries ayant vécu en endosymbiose. L’origine par formation dans la cellule hôte et l’attribution aux archées ne correspondent pas à cette origine commune; limiter ce passé bactérien aux mitochondries écarte les chloroplastes.

Explication

L’intégration de cyanobactéries après l’acquisition des mitochondries est à l’origine des chloroplastes et confère la photosynthèse ainsi qu’un métabolisme autotrophe. L’hétérotrophie contredit l’autotrophie, la respiration mitochondriale est associée aux mitochondries, et l’option inversant l’ordre des acquisitions renverse la séquence.

Explication

L’ATP fournit de l’énergie chimique, tandis que les molécules à pouvoir réducteur transportent des électrons et apportent un pouvoir réducteur; ces rôles ne correspondent pas à l’énergie d’activation. L’« énergie d’activation » confond l’énergie nécessaire pour déclencher une réaction avec les contributions de ces molécules, et l’inversion des rôles attribue à tort le pouvoir réducteur à l’ATP.

Explication

Le système endomembranaire comprend notamment l’enveloppe nucléaire, le réticulum et l’appareil de Golgi, mais les mitochondries n’en font pas partie. L’inclusion des « mitochondries » confond un organite doté de son propre matériel génétique avec les compartiments endomembranaires.

Explication

Chez les eucaryotes, la transcription a lieu dans le noyau, tandis que la traduction se déroule dans le cytoplasme, notamment sur les ribosomes attachés au réticulum endoplasmique. Placer la transcription dans le cytoplasme confond les lieux des deux processus, placer la traduction dans le noyau ignore leur séparation spatiale, et situer les deux dans le cytoplasme nie le rôle du noyau.