QCM : La cellule, unité du vivant (33 questions)

Explication

Schleiden et Schwann formulent l’idée que tous les êtres vivants sont constitués de cellules. L’affirmation selon laquelle toute cellule provient d’une cellule préexistante appartient à l’ajout de Virchow en 1855.

Explication

Virchow affirme en 1855 qu’une cellule naît d’une cellule préexistante, ce qui s’oppose à l’idée d’une formation spontanée. La formation spontanée ne correspond donc pas à sa proposition.

Explication

La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle du vivant parce qu’elle peut réaliser l’ensemble des fonctions vitales à son échelle. Un virus ne répond pas à cette définition, car il ne possède ni métabolisme propre ni ribosomes.

Explication

Toutes les cellules possèdent une membrane plasmique, un cytoplasme, de l’ADN, des ribosomes et un métabolisme utilisant l’ATP comme intermédiaire énergétique. Le noyau, les mitochondries et les chloroplastes ne sont pas présents dans toutes les cellules.

Explication

Un millimètre correspond à mille micromètres et à un million de nanomètres, tandis qu’un micromètre vaut mille nanomètres. Les autres propositions inversent ou modifient les puissances de dix.

Explication

Une cellule eucaryote mesure généralement de 10 à 100 μm. Les valeurs de 0,1 nm, de 20 à 30 nm et de 1 à 5 μm correspondent respectivement à un atome, à un ribosome et à une bactérie.

Explication

La taille réelle se calcule par $\text{taille réelle}=\frac{\text{taille sur l’image}}{G}$, donc $12\,\mathrm{mm}/600=0,02\,\mathrm{mm}=20\,\mu\mathrm{m}$. La résolution concerne la distinction entre deux points et ne remplace pas ce calcul de taille.

Explication

Le pouvoir de résolution correspond à la plus petite distance séparant deux points que l’instrument permet de distinguer. Le rapport entre taille apparente et taille réelle définit le grossissement, qui peut agrandir une image sans améliorer sa netteté.

Explication

Le microscope optique possède une limite de résolution d’environ 0,2 μm, un grossissement utile de 1 000 à 1 500 et permet d’observer des cellules vivantes ou fixées. Les échantillons morts en coupe ultrafine et la résolution nanométrique caractérisent plutôt le MET.

Explication

Le MET atteint une résolution de l’ordre du nanomètre et observe l’intérieur de cellules mortes préparées en coupe ultrafine. Le MEB explore principalement la surface métallisée et produit une image en relief.

Explication

Chez le procaryote, l’ADN est généralement porté par un chromosome circulaire situé dans un nucléoïde, tandis que l’eucaryote possède un noyau contenant plusieurs chromosomes linéaires. L’idée selon laquelle le procaryote possède un noyau confond précisément les deux organisations cellulaires.

Explication

L’absence d’organites délimités par une membrane caractérise les cellules procaryotes, alors que les cellules eucaryotes possèdent un cytoplasme compartimenté. Une cellule animale ou végétale est eucaryote et contient donc des organites membranaires.

Explication

La cellule végétale chlorophyllienne possède une paroi pectocellulosique, des chloroplastes et une grande vacuole. La cellule animale ne possède pas ces trois structures caractéristiques, mais elle possède bien une membrane plasmique et des mitochondries.

Explication

Un organite est un compartiment intracellulaire spécialisé, le plus souvent délimité par une ou deux membranes. Le cytosol correspond plutôt au milieu aqueux général du cytoplasme et ne constitue pas un organite.

Explication

Le réticulum endoplasmique rugueux synthétise les protéines destinées à la membrane ou à la sécrétion grâce aux ribosomes qui lui sont associés. Le réticulum endoplasmique lisse intervient plutôt dans la synthèse des lipides, tandis que le Golgi modifie et trie les protéines déjà produites.

Explication

L’appareil de Golgi reçoit les protéines provenant du réticulum endoplasmique, les modifie, les trie et les répartit dans des vésicules. La synthèse des protéines a lieu principalement sur les ribosomes du réticulum endoplasmique rugueux, et la production d’ATP relève des mitochondries.

Explication

La protéine est synthétisée par les ribosomes du RE rugueux, transportée vers le Golgi, puis modifiée et triée avant qu’une vésicule de sécrétion fusionne avec la membrane par exocytose. L’endocytose et la phagocytose correspondent à des mécanismes d’entrée, et non à cette voie de sortie.

Explication

Un phospholipide est une molécule amphiphile composée d’une tête polaire hydrophile et de deux queues d’acides gras hydrophobes. La confusion fréquente consiste à inverser les propriétés de la tête et des queues.

Explication

La bicouche se forme parce que les têtes hydrophiles interagissent avec les milieux aqueux, alors que les queues hydrophobes se rapprochent au centre, à l’abri de l’eau. L’orientation inverse contredirait directement les propriétés chimiques des deux parties du phospholipide.

Explication

Le modèle de Singer et Nicolson décrit une bicouche lipidique fluide contenant des protéines insérées capables de se déplacer latéralement. Une membrane rigide et des protéines immobiles ne correspondent donc pas au caractère fluide et dynamique du modèle.

Explication

Dans l’expérience de Frye et Edidin, les protéines membranaires portant deux marqueurs se mélangent sur toute la surface des cellules fusionnées en environ 40 minutes à 37 °C. Ce résultat met en évidence la mobilité latérale des composants membranaires, et non leur immobilité dans des domaines séparés.

Explication

La diffusion simple laisse passer directement les petites molécules peu polaires à travers la bicouche, dans le sens de leur gradient, sans ATP ni protéine. La diffusion facilitée concerne au contraire des molécules ou ions qui utilisent une protéine membranaire.

Explication

La diffusion facilitée permet aux ions de suivre leur gradient grâce à des canaux ou des transporteurs, sans consommation d’ATP. Le transport actif primaire déplace une substance contre son gradient en utilisant de l’énergie.

Explication

La Na⁺/K⁺-ATPase hydrolyse une molécule d’ATP pour expulser trois ions Na⁺ et faire entrer deux ions K⁺ contre leurs gradients. Les autres propositions inversent le sens ou le nombre des ions transportés.

Explication

L’endocytose fait entrer du matériel en invaginant la membrane puis en formant une vésicule. La fusion d’une vésicule avec la membrane correspond à l’exocytose, qui libère du matériel vers l’extérieur.

Explication

L’osmose est le déplacement de l’eau du milieu le moins concentré en solutés vers le milieu le plus concentré en solutés. Le flux décrit concerne l’eau, et non un déplacement direct des solutés.

Explication

Un milieu isotonique ne provoque pas de flux net d’eau et l’hématie conserve donc son volume. Un gonflement ou une diminution du volume caractérise respectivement des conditions hypotoniques ou hypertoniques.

Explication

Dans un milieu hypotonique, l’eau entre dans l’hématie, qui gonfle et peut éclater par hémolyse. La crénelure résulte au contraire d’une perte d’eau en milieu hypertonique.

Explication

Un milieu hypertonique entraîne une sortie d’eau de la cellule végétale, ce qui provoque la plasmolyse. La turgescence est associée à l’entrée d’eau en milieu hypotonique, tandis que l’éclatement concerne notamment l’hématie dépourvue de paroi.

Explication

Le mélange élevé à 37 °C, fortement réduit à 15 °C et presque inchangé avec l’inhibiteur de l’ATP indique une dépendance à la fluidité membranaire, mais pas à l’ATP. La faible valeur observée à basse température contredit l’idée que le froid favorise le mélange.

Explication

La longueur réelle se calcule en divisant la longueur mesurée par le grossissement : $30\ \text{mm} \div 20\,000 = 0{,}0015\ \text{mm} = 1{,}5\ \mu\text{m}$. Une valeur de 15 μm correspondrait à une division insuffisante par le facteur de grossissement.

Explication

L’analyse rigoureuse sépare les données observées des interprétations mécanistiques avant de relier celles-ci à la question étudiée. Commencer par les mécanismes ou ignorer le problème posé empêche de distinguer les faits des conclusions.

Explication

En PASS, ces notions permettent notamment d’aborder les gradients électrochimiques, le potentiel de membrane, les transports couplés, le trafic vésiculaire et l’adressage des protéines. Les autres propositions réduisent leur portée à la morphologie, à la réplication ou à la nomenclature des organites.