QCM : Méthodes cellulaires et virologie (62 questions)

Explication

Ce scénario attribue à l’ARN un rôle précoce à la fois dans l’origine du vivant et dans la catalyse, comme le montrent les ribozymes. L’ADN est associé à une étape ultérieure du scénario, et non à son point de départ.

Explication

Le scénario propose d’abord un ARN porteur d’information, puis l’apparition du ribosome et des protéines, et enfin celle de l’ADN, plus stable. L’option qui place l’ADN au début inverse cette séquence.

Explication

LUCA signifie « dernier ancêtre commun universel » et désigne la cellule fondatrice à l’origine des eubactéries, des archæbactéries et des eucaryotes. Le limiter à l’origine des seuls eucaryotes ne correspond pas à cette portée commune.

Explication

Hooke observe des coupes de liège et nomme « cellula » les compartiments visibles, terme signifiant « petite pièce ». La description de micro-organismes vivants est associée à Van Leeuwenhoek, et non à Hooke.

Explication

La théorie cellulaire affirme que les êtres vivants, même complexes, sont constitués de cellules et de leurs produits. L’idée que cette constitution concerne seulement certains niveaux de complexité restreint à tort la portée du principe.

Explication

Virchow affirme que chaque cellule provient d’une cellule préexistante, en opposition à la génération spontanée. Cette dernière propose au contraire une apparition du vivant à partir de matière inorganique.

Explication

La biologie cellulaire étudie la structure et le fonctionnement des cellules, ainsi que les mécanismes nécessaires à leur survie. L’étude des espèces et de leurs relations évolutives relève d’une autre échelle d’analyse.

Explication

La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle de tout être vivant, avec la capacité de vivre isolée et de se reproduire. L’idée qu’elle ne peut pas fonctionner ou se reproduire sans tissu contredit cette capacité.

Explication

Le protoplasme correspond aux organites cellulaires et l’hyaloplasme au milieu dans lequel ils baignent. L’inversion de ces deux définitions constitue la confusion la plus directe entre les notions.

Explication

Les cellules des tissus conjonctifs sont séparées par une matrice extracellulaire, alors que celles des épithéliums sont jointives. L’option qui inverse ces dispositions attribue à chaque tissu l’organisation de l’autre.

Explication

Le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote sont les principaux éléments chimiques cellulaires ; le phosphore et le soufre sont moins abondants. Le calcium et le fer peuvent être présents dans les cellules, mais ils ne font pas partie de ces quatre éléments principaux.

Explication

L’eau représente 60 à 90 % de la matière vivante et joue notamment les rôles de solvant, de milieu de dispersion et de régulateur thermique. Elle ne sert pas principalement de réserve énergétique à long terme.

Explication

Les protéines sont constituées d’acides aminés et sont des composés azotés, parfois soufrés ; elles comprennent notamment les enzymes, les protéines de structure et des régulateurs ou hormones. Les glucides ne sont pas des chaînes d’acides aminés.

Explication

La structure quaternaire correspond à l’association de plusieurs chaînes polypeptidiques. La structure tertiaire désigne plutôt le repliement d’une seule chaîne.

Explication

Les procaryotes n’ont pas de véritable noyau : leur matériel génétique n’est pas enfermé par une enveloppe nucléaire. Les eucaryotes possèdent au contraire un noyau délimité par une enveloppe.

Explication

Le chromosome bactérien est constitué d’ADN à double brin circulaire, libre dans le cytoplasme, et mesure environ 1 mm de long. Un chromosome bactérien n’est pas enfermé dans un noyau.

Explication

Un plasmide est un fragment circulaire d’ADN à double brin, extrachromosomique et cytoplasmique, qui peut coder une résistance aux antibiotiques. Le chromosome bactérien est distinct du plasmide et constitue le matériel génétique chromosomique.

Explication

La paroi bactérienne délimite la cellule, contribue à sa forme et la protège ; une bactérie sans paroi meurt. Le transport des substances nutritives est notamment assuré par la membrane plasmique, et non par la paroi.

Explication

Les archées ne possèdent pas de peptidoglycane dans leur paroi, qui peut comporter des pseudopeptidoglycanes, des polysaccharides, des glycoprotéines ou d’autres protéines. Elles ne sont donc pas nécessairement dépourvues de paroi.

Explication

Certaines archées vivent dans des conditions extrêmes, notamment dans des milieux très acides, très salés ou à plus de 70 °C, et certaines produisent du méthane. Les conditions de production d’alcool ne caractérisent pas cet ensemble d’exemples.

Explication

Les organismes capables de vivre au-dessus de 90 °C sont appelés hyperthermophiles. Les thermophiles extrêmes ont généralement un optimum supérieur à 80 °C, mais ce terme ne désigne pas spécifiquement le seuil supérieur à 90 °C.

Explication

La théorie associe l’intégration d’un procaryote aérobie hétérotrophe à l’apparition des mitochondries et celle d’une cyanobactérie à celle des chloroplastes. L’association inversée est une confusion fréquente entre les deux organites.

Explication

Le réticulum lisse est associé à la synthèse des lipides et à la détoxification. Le réticulum rugueux porte des ribosomes et intervient plutôt dans la synthèse et le contrôle de protéines.

Explication

Les cellules eucaryotes possèdent un noyau entouré d’une enveloppe ainsi qu’un cytoplasme organisé avec un système endomembranaire et des organites. Un noyau sans enveloppe ne correspond pas à cette organisation.

Explication

Le premier ancêtre commun des eucaryotes aurait vécu il y a 1,5 à 2 milliards d’années. Une datation de quelques centaines de millions d’années serait beaucoup trop récente.

Explication

Dans $\varepsilon = \frac{0{,}61\lambda}{n\sin u}$, une hausse de $n$ augmente le dénominateur et réduit la limite de résolution. Augmenter la longueur d’onde produit l’effet inverse en augmentant cette limite.

Explication

En transmission, les photons ou les électrons traversent l’échantillon et renseignent sur sa structure interne. La réflexion capte les rayons renvoyés par la surface et sert donc à en observer l’aspect superficiel.

Explication

Le pouvoir séparateur correspond à la distance minimale appréciable entre deux points : elle est de 100 à 200 µm pour l’œil et de 0,2 µm pour le microscope photonique à transmission. La valeur la plus petite indique ici une meilleure capacité à distinguer des points rapprochés.

Explication

Le microscope électronique à balayage exploite les électrons réémis par la surface d’échantillons massifs pour en montrer l’aspect tridimensionnel. Le microscope électronique à transmission utilise plutôt les électrons qui traversent un échantillon très mince.

Explication

Le microscope électronique utilise des électrons, permet d’observer l’ultrastructure et peut atteindre un grossissement de $\times 500\,000$. Le microscope photonique utilise des photons et atteint plutôt environ $\times 1\,000$.

Explication

La fixation consolide les structures, l’inclusion durcit l’échantillon, la microtomie produit les coupes, puis la coloration crée du contraste. Intervertir l’inclusion et la microtomie placerait la coupe avant le durcissement de l’échantillon.

Explication

L’eau est remplacée successivement par l’éthanol et le toluène, avant l’infiltration de paraffine chaude qui se solidifie en refroidissant. Placer le toluène avant l’éthanol inverse les étapes de remplacement des liquides.

Explication

La fixation est un traitement chimique ou physique qui permet les manipulations ultérieures en limitant les dommages aux structures, et elle entraîne généralement la mort des cellules. L’infiltration de paraffine correspond à l’inclusion, qui sert à durcir l’échantillon.

Explication

L’inclusion en paraffine exige le remplacement de l’eau par l’éthanol, puis par le toluène, avant l’ajout de paraffine chaude. Mettre le toluène avant l’éthanol ne respecte pas l’ordre des substitutions indiqué.

Explication

Les coupes en paraffine mesurent 2 à 5 µm, tandis que celles obtenues après congélation mesurent 5 à 10 µm au mieux. L’affirmation qui inverse ces deux plages attribue à chaque méthode l’épaisseur de l’autre.

Explication

Pour la coupe d’échantillons congelés, le microtome est équipé d’une enceinte maintenue à −20 °C. Une enceinte à 0 °C ne correspond pas à la température spécifiée pour cette opération.

Explication

Le vide poussé est de l’ordre de $10^{-5}$ mm de mercure et impose que les substances observées soient non volatiles dans ces conditions. Des substances volatiles ne conviendraient pas sous cette pression, car leur volatilité est incompatible avec l’observation requise.

Explication

En microscopie électronique par transmission, l’épaisseur ne doit pas dépasser un dixième de micromètre afin d’exploiter le pouvoir séparateur de l’appareil. Une épaisseur d’un micromètre dépasse cette limite.

Explication

L’ombrage utilise des vapeurs métalliques déposées sous incidence rasante pour produire une ombre, tandis que l’acide phosphotungstique de la coloration négative rend le fond opaque aux électrons et laisse les objets clairs. L’inversion des effets attribue à chaque méthode le mécanisme de contraste de l’autre.

Explication

Le cryodécapage associe la congélation rapide, la fracture sous vide à basse température, la sublimation de la glace, l’ombrage au platine, le renforcement au carbone et l’élimination des débris pour observer une réplique. Une fracture à température ambiante ne respecte pas les conditions de basse température de cette méthode.

Explication

Un colorant absorbe certaines longueurs d’onde de la lumière et confère une couleur au composant auquel il se lie. Une molécule qui émet de la lumière décrit plutôt un principe de fluorescence.

Explication

Les colorants vitaux permettent une coloration sans tuer immédiatement la cellule, même s’ils peuvent être toxiques et créer des artéfacts; les autres nécessitent une fixation préalable. L’idée que le colorant vital exige une fixation inverse les conditions d’emploi des deux catégories.

Explication

L’acide périodique forme des aldéhydes en oxydant les fonctions hydroxyle, et le réactif de Schiff révèle ensuite ces fonctions par une coloration rouge. Le rôle d’oxydant est attribué à tort au réactif de Schiff dans une autre séquence.

Explication

Le vert de méthyle révèle l’ADN en vert, tandis que la pyronine révèle l’ARN en rouge; des traitements par DNase ou RNase vérifient la spécificité. L’inversion des cibles de ces deux colorants constitue une confusion fréquente.

Explication

Un homogénat est un broyat où des organites sont en suspension avec des débris cellulaires et des constituants biochimiques en solution. Il ne correspond pas à une préparation contenant des cellules intactes ni à des fractions déjà séparées.

Explication

Le milieu hypotonique entraîne une entrée d’eau dans la cellule, qui gonfle et peut éclater si la membrane ne supporte pas cette augmentation de volume. La perte d’eau et la rétraction correspondent au sens opposé du mouvement osmotique décrit.

Explication

La centrifugation utilise la force produite par la rotation du rotor pour séparer les constituants selon leur vitesse de sédimentation, liée notamment à leur taille et à leur densité. Une séparation gouvernée par la charge sous champ électrique relève plutôt de l’électrophorèse.

Explication

Les centrifugations successives utilisent des accélérations croissantes, et les organites les plus rapides à sédimenter forment les premiers culots. Les organites les plus lents ne sont donc pas ceux récupérés lors des premières étapes.

Explication

La chromatographie repose sur une migration entre une phase mobile et une phase stationnaire, influencée par des propriétés telles que la solubilité, l’adsorption ou l’affinité chimique. Une séparation par champ électrique et charge décrit plutôt l’électrophorèse.

Explication

L’éluant monte par capillarité, entraîne l’échantillon et permet une migration différentielle selon les interactions des substances avec le papier. Le champ électrique n’est pas le moteur de cette chromatographie.

Explication

L’adsorbant solide fixe exerce une rétention, tandis que la phase mobile exerce un entraînement; leur équilibre produit des migrations différentes. Inverser les rôles de rétention et d’entraînement est la confusion la plus plausible.

Explication

En PAGE non dénaturante, les protéines migrent selon leur rapport charge/masse; le SDS leur confère une charge négative comparable, de sorte que la SDS-PAGE distingue leur masse moléculaire. Attribuer la séparation selon la masse à la PAGE non dénaturante inverse les principes des deux méthodes.

Explication

La culture cellulaire maintient des cellules en vie in vitro dans des conditions contrôlées, pour modifier leurs propriétés ou augmenter leur nombre. La croissance dans un organisme vivant relève d’une étude in vivo, et non d’une culture cellulaire in vitro.

Explication

La culture cellulaire requiert un espace stérile, un incubateur et un milieu adapté au type de cellule ainsi qu’à l’objectif de l’expérience. Un congélateur sert à stocker des cellules, mais ne remplace pas l’incubateur nécessaire à leur culture.

Explication

Ivanovski a montré que la sève de plants atteints de la mosaïque du tabac contenait un agent infectieux. La cristallisation du virus a été réalisée plus tard par Wendell Stanley, et non par Ivanovski.

Explication

En 1935, Stanley a cristallisé le virus de la mosaïque du tabac sous forme de cristal protéique ; des études menées l’année suivante ont révélé la présence d’ARN dans le cristal. La définition moderne des virus est associée à André Lwoff, pas à Stanley.

Explication

André Lwoff a proposé une définition claire et moderne des virus en 1957. Stanley est associé à la cristallisation du virus de la mosaïque du tabac en 1935, et non à cette définition.

Explication

Un virus doit se multiplier à l’intérieur d’une cellule hôte et détourne son métabolisme pour produire ses constituants. Une multiplication autonome hors des cellules est donc une conception erronée de la réplication virale.

Explication

Un virus possède un génome d’ADN ou d’ARN entouré d’une capside protéique, et certains ont aussi une enveloppe issue de la membrane de la cellule infectée. L’ADN et l’ARN ne constituent pas ensemble le génome viral décrit ici : il s’agit de l’un ou de l’autre.

Explication

La capside est une coque faite de sous-unités protéiques appelées protomères, qui entoure et protège l’acide nucléique viral. L’enveloppe, lorsqu’elle est présente, provient de la membrane de la cellule infectée et n’est pas la capside.

Explication

La classification de Lwoff examine, dans l’ordre décroissant, le génome, l’enveloppe, puis la symétrie de la capside. Commencer par la symétrie de la capside inverse l’ordre de priorité établi.

Explication

Après l’attachement et la pénétration, le virus subit une décapsidation avant la réplication de ses composants. L’assemblage intervient après la réplication, tandis que la libération clôt la séquence.