QCM : Chimie du vivant et glucides — 68 questions

Explication

Le tableau périodique rassemble 118 éléments classés selon leur numéro atomique croissant et leur configuration électronique. La masse atomique ne sert pas à identifier directement un élément, car elle inclut aussi les neutrons.

Explication

Les sept périodes correspondent aux couches électroniques, tandis que les 18 groupes correspondent aux colonnes du tableau. Les isotopes, les états physiques et les orbitales moléculaires ne définissent pas cette organisation.

Explication

Le numéro atomique $Z$ est égal au nombre de protons, et le nombre de masse vérifie $A=Z+N$, donc $A=17+18=35$. Le nombre d’électrons d’un atome neutre est aussi 17, mais il ne détermine pas $A$.

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément parce qu’ils possèdent le même nombre de protons, mais ils se distinguent par leur nombre de neutrons. Une variation du nombre de protons correspondrait à un autre élément.

Explication

Les électrons de valence se trouvent dans le dernier niveau énergétique et déterminent principalement les propriétés chimiques de l’atome. Les électrons internes ne correspondent pas aux électrons de valence, et le noyau contient des protons et des neutrons.

Explication

Le premier niveau énergétique est saturé avec deux électrons, tandis que les niveaux suivants sont généralement saturés avec huit électrons. Cette distinction constitue une exception propre au premier niveau.

Explication

Une orbitale atomique est une région tridimensionnelle dans laquelle l’électron se trouve environ 90 % du temps autour du noyau. Elle ne décrit pas une trajectoire circulaire précise et ne constitue pas une liaison entre deux atomes.

Explication

La réactivité dépend notamment des électrons non appariés et des orbitales vides du dernier niveau énergétique. Les électrons internes et la masse atomique ne constituent pas, dans cette règle, les facteurs principaux indiqués.

Explication

Une orbitale moléculaire résulte de la combinaison linéaire d’orbitales atomiques lorsque les atomes se rapprochent. Elle ne provient ni d’une fusion des noyaux ni d’un transfert complet des électrons internes.

Explication

Une orbitale liante possède une énergie inférieure à celle des orbitales des atomes isolés, ce qui favorise la liaison. Une orbitale antiliante a une énergie supérieure et favorise la séparation des atomes.

Explication

L’hybridation sp² produit trois lobes coplanaires avec des angles de 120°. La géométrie tétraédrique correspond à sp³, tandis que la géométrie linéaire à deux lobes opposés correspond à sp.

Explication

Dans l’éthène, l’hybridation sp² explique une structure plane et une double liaison, tandis que l’éthyne possède une hybridation sp, une structure linéaire et une triple liaison. Les autres associations échangent les géométries ou les types de liaisons propres à ces molécules.

Explication

L’électronégativité décrit l’attraction exercée sur les électrons participant à la liaison chimique. Le numéro atomique, et non l’électronégativité, correspond au nombre de protons du noyau.

Explication

Une différence d’électronégativité supérieure à 1,7 correspond généralement à une liaison ionique. Une liaison covalente se situe sous ce seuil, qu’elle soit polaire ou non polaire.

Explication

Une différence inférieure ou égale à 0,4 caractérise une liaison covalente non polaire. Une liaison covalente polaire présente une différence comprise entre 0,4 et 1,7.

Explication

Une liaison ionique est l’attraction électrostatique entre un cation issu d’un métal et un anion issu d’un non-métal. Le partage d’électrons caractérise plutôt une liaison covalente, tandis que les deux autres descriptions concernent des interactions faibles.

Explication

Une réaction chimique réorganise les atomes et les liaisons qui les unissent, sans créer ni faire disparaître les atomes. Elle ne correspond donc pas à une transformation des noyaux ni à un simple changement d’état.

Explication

À l’équilibre, les réactions dans les deux sens se poursuivent à des vitesses égales, tandis que la matière reste conservée. L’équilibre n’exige pas des quantités identiques de réactifs et de produits et n’implique pas l’arrêt des transformations.

Explication

Une liaison hydrogène relie des molécules grâce à un hydrogène et à un atome électronégatif, alors que les forces de van der Waals proviennent d’interactions entre moments dipolaires. Ces deux interactions ne reposent pas sur la formation d’une liaison covalente avec mise en commun d’électrons.

Explication

Une réaction chimique implique généralement un mouvement d’électrons ainsi que la formation ou la rupture de liaisons entre réactifs et produits. Les réactifs sont les substances de départ, tandis que les produits sont les nouvelles substances formées.

Explication

Dans l’eau pure à 25 °C, les concentrations d’ions oxonium et hydroxyde sont égales à $10^{-7}\ \text{moles/L}$, ce qui donne un pH de 7,0. Des concentrations inégales indiqueraient une solution acide ou basique plutôt que de l’eau pure.

Explication

L’eau possède une chaleur spécifique de 4,184 J/g, supérieure à celle de l’éthanol et du fer. Une chaleur spécifique élevée signifie qu’il faut davantage d’énergie pour modifier la température d’une même masse.

Explication

Un hydrocarbure contient des atomes de carbone et d’hydrogène. La présence d’oxygène, d’azote ou de phosphore caractérise des composés organiques qui ne sont pas des hydrocarbures purs.

Explication

Les alcanes sont saturés et ne comportent que des liaisons simples, tandis que les alcènes et les alcynes sont insaturés. Une double liaison caractérise un alcène et une triple liaison caractérise un alcyne.

Explication

Un hydrocarbure aromatique possède un système cyclique plan avec 4n + 2 électrons délocalisables. La saturation complète ou l’absence de délocalisation ne répond pas à ce critère.

Explication

Les énantiomères sont des images l’une de l’autre dans un miroir et ne peuvent pas être superposées. Les diastéréoisomères sont des stéréoisomères qui ne forment pas une telle paire d’images miroir.

Explication

Un groupement fonctionnel est un regroupement d’atomes lié au squelette carboné qui participe souvent à la réactivité chimique. Le squelette carboné constitue plutôt l’architecture générale de la molécule.

Explication

La position du groupement carbonyle permet de distinguer ces deux fonctions : il est terminal dans un aldéhyde et interne dans une cétone. Les groupements hydroxyle, thiol, carboxyle et amine ne définissent pas cette distinction.

Explication

Le groupement carboxyle est acide parce que son hydrogène peut être libéré sous forme de H+. Dans les cellules, sa forme ionisée, le carboxylate, prédomine généralement.

Explication

Les quatre grandes classes sont les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Les autres propositions mélangent des hydrocarbures, des groupements fonctionnels ou des unités de construction avec les classes de macromolécules.

Explication

Un monosaccharide est un sucre simple qui porte généralement un groupement carbonyle et plusieurs groupements hydroxyles. Les autres réponses décrivent respectivement des lipides, des protéines et des acides nucléiques.

Explication

Un ose contenant six atomes de carbone est un hexose. Les pentoses, heptoses et tétroses possèdent respectivement cinq, sept et quatre carbones.

Explication

Le D-ribose entre dans la composition de l’ARN, tandis que le désoxyribose entre dans celle de l’ADN. Le désoxyribose se distingue notamment par l’absence du groupement OH sur le carbone 2.

Explication

La cyclisation résulte d’une réaction intramoléculaire formant un hémiacétal et un cycle, avec apparition d’un carbone anomérique. Elle ne correspond ni à la formation d’une liaison peptidique ni à l’ajout d’un phosphate.

Explication

Le saccharose est non réducteur, car ses deux carbones anomériques sont engagés dans la liaison glycosidique. Le maltose, le lactose et le cellobiose possèdent un carbone anomérique libre et sont donc réducteurs.

Explication

Le maltose contient deux α-D-glucopyranoses unis par une liaison α(1→4). La liaison entre le galactose et le glucose caractérise le lactose, tandis que le glucose-fructose caractérise le saccharose.

Explication

La β-galactosidase hydrolyse le lactose en glucose et en galactose. Le fructose intervient dans le saccharose, tandis que deux molécules de glucose correspondent notamment au maltose.

Explication

Dans le saccharose, l’α-D-glucopyranose et le β-D-fructofuranose sont reliés par leurs carbones anomériques, ce qui empêche le caractère réducteur. La présence d’un carbone anomérique libre caractérise au contraire les diholosides réducteurs.

Explication

Un homopolysaccharide contient un seul type de monosaccharide, tandis qu’un hétéropolysaccharide en contient au moins deux. Les groupements phosphates et la digestibilité ne définissent pas cette distinction.

Explication

L’amidon comprend environ 25 % d’amylose et 75 % d’amylopectine, alors que les ramifications du glycogène sont plus rapprochées. L’amylose est linéaire et les ramifications fréquentes ne caractérisent pas l’amidon entier.

Explication

L’amylose est une chaîne linéaire de 600 à 1000 α-D-glucopyranoses unis par des liaisons α(1→4), et elle est digérée par les amylases humaines. Les autres descriptions correspondent respectivement à la cellulose, à l’inuline et au peptidoglycane.

Explication

La cellulose est constituée de chaînes linéaires de β-D-glucopyranose reliées par des liaisons β(1→4). Les chaînes ramifiées d’α-D-glucose évoquent plutôt l’amylopectine ou le glycogène, tandis que les deux autres descriptions concernent l’inuline et le peptidoglycane.

Explication

Les lipides constituent un ensemble hétérogène de molécules notamment insolubles dans l’eau et ne sont pas des polymères. Les protéines, les acides nucléiques et les polysaccharides sont, eux, des macromolécules polymériques.

Explication

Un triglycéride possède trois acides gras reliés par des liaisons ester à un glycérol et sert principalement au stockage énergétique. La présence de deux acides gras et d’un groupement polaire décrit plutôt un glycérophospholipide membranaire.

Explication

Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison, alors qu’un acide gras insaturé en possède au moins une, souvent de configuration cis dans les lipides naturels. La présence d’un phosphate ou d’un glycérol ne définit pas la saturation de la chaîne carbonée.

Explication

Les lipides membranaires amphiphiles s’assemblent en bicouches, et leur fluidité dépend notamment des proportions d’acides gras saturés et insaturés. Ces bicouches peuvent aussi se replier en vésicules, ce qui ne correspond ni à des chaînes glucidiques ni à des réseaux protéiques.

Explication

Les terpènes sont des hydrocarbures construits à partir d’unités d’isoprène, dont la formule générale est $\left(C_5H_8\right)_n$. Les autres formules correspondent à des rapports différents entre les atomes de carbone et d’hydrogène.

Explication

Un monoterpène résulte de l’association de deux unités d’isoprène et possède la formule de base $C_{10}H_{16}$. La formule $C_{15}H_{24}$ et trois unités correspondent aux sesquiterpènes.

Explication

La lumière convertit le 11-cis-rétinal en all-trans-rétinal, ce qui modifie la conformation de l’opsine et contribue à la vision. La cyclisation du squalène concerne la biosynthèse des stéroïdes, pas la réponse visuelle immédiate.

Explication

Le squalène est un triterpène dont la cyclisation forme le lanostérol, lui-même précurseur du cholestérol. Il ne donne donc pas directement le rétinol et ne se transforme pas en stéroïde par hydrolyse ou liaison peptidique.

Explication

L’aspartate et le glutamate portent un radical chargé négativement à pH 7, alors que l’asparagine et la glutamine possèdent un radical polaire non chargé. La présence d’une fonction amide dans ces deux derniers aminoacides modifie leur état de charge.

Explication

Les aminoacides basiques, notamment la lysine et l’arginine, possèdent un groupement azoté supplémentaire protoné, ce qui rend leur radical positif à pH 7. Les aminoacides dicarboxyliques présentent au contraire un radical négatif.

Explication

Sous un pH inférieur à 6,02, l’histidine fixe un proton sur l’azote de l’imidazole et son radical devient globalement positif. Au-dessus de cette valeur, le radical est décrit comme non chargé.

Explication

Un acide aminé essentiel ne peut pas être synthétisé par l’organisme et doit donc provenir de l’alimentation. Le caractère essentiel dépend de la capacité de synthèse de l’organisme, et non de la charge du radical.

Explication

La liaison peptidique assemble les acides aminés au sein des polypeptides et possède une géométrie rigide et plane. L’hydrolyse a l’effet inverse en rompant cette liaison, processus favorisé dans les conditions habituelles.

Explication

La structure primaire correspond à l’ordre spécifique des acides aminés dans une protéine, ordre déterminé par l’information génétique. Le repliement tridimensionnel relève de niveaux structuraux supérieurs, tandis que les hélices et feuillets relèvent de la structure secondaire.

Explication

La structure quaternaire résulte de l’association de plusieurs chaînes polypeptidiques et constitue le quatrième niveau d’organisation des protéines. Le repliement d’une chaîne isolée correspond à la structure tertiaire, tandis que les hélices et feuillets relèvent de la structure secondaire.

Explication

Dans l’anémie falciforme, une valine remplace l’acide glutamique en position 6 de la chaîne β de l’hémoglobine. Cette modification favorise la cristallisation de l’hémoglobine et la formation de fibres qui déforment les hématies.

Explication

Un nucléotide associe une base azotée hétérocyclique, un pentose et un acide phosphorique. La combinaison d’une base et d’un pentose sans phosphate correspond à un nucléoside.

Explication

L’ADN possède la thymine et le 2-désoxy-β-D-ribofuranose, alors que l’ARN possède l’uracile et le β-D-ribofuranose. La guanine est présente dans les deux types d’acides nucléiques et ne constitue donc pas cette différence.

Explication

Les nucléotides d’une chaîne sont reliés par des liaisons phosphodiester $3'-5'$, donnant une extrémité 3’-OH et une extrémité 5’-phosphate. Les liaisons hydrogène interviennent plutôt dans l’appariement des bases.

Explication

Dans l’ADN, l’adénine et la thymine forment deux liaisons hydrogène, tandis que la guanine et la cytosine en forment trois. Les autres associations inversent ou remplacent les partenaires d’appariement établis.

Explication

L’association de bactéries R vivantes avec des bactéries S tuées par la chaleur produit des bactéries R transformées et virulentes. Les bactéries S mortes seules ne provoquent pas cette transformation ni la mort de la souris.

Explication

Seule la digestion par une DNase empêche la transformation, ce qui identifie l’ADN comme la substance transformante. Une protéase ne bloque pas le phénomène, car les protéines ne portent pas l’information responsable de cette transformation.

Explication

Un virus est formé d’un fragment d’ADN ou d’ARN enfermé dans une capside et dépend d’une cellule hôte pour sa reproduction. Il ne s’agit ni d’une cellule autonome ni d’un élément génétique se multipliant sans hôte.

Explication

L’enveloppe est une bicouche lipidique provenant de la cellule hôte infectée et elle porte des glycoprotéines impliquées dans la reconnaissance et l’infection. Une paroi de peptidoglycane caractérise plutôt les bactéries, pas l’enveloppe virale.

Explication

L’enveloppe peut protéger le virus contre certaines enzymes et certains composés chimiques de l’hôte, mais elle le rend plus fragile dans le milieu extérieur. La dessiccation et les détergents dégradent particulièrement cette bicouche lipidique.

Explication

Le soufre marqué, associé aux protéines, pénètre très peu dans les bactéries, tandis que le phosphore marqué, associé à l’ADN, se retrouve dans le culot bactérien. Cette répartition indique que l’ADN entre dans les cellules lors de l’infection.