QCM : Théorie cellulaire et microscopie (25 questions)

Explication

Van Leeuwenhoek présente en 1668 un microscope à lentille unique de forte résolution, dix fois plus puissant que celui de Galilée. Le grossissement de trente fois relève de l’occhialino de Galilée, tandis que le système à deux lentilles est associé à Jansen.

Explication

Les microscopes actuels reprennent le principe de Jansen tout en bénéficiant de lentilles et d’un éclairage améliorés ; leur grossissement peut atteindre $\times 1\,000$ au lycée. $\times 10$ correspond au microscope de Jansen, $\times 30$ à celui de Galilée et $\times 300$ à une valeur intermédiaire illustrée dans le document.

Explication

La génération spontanée désigne la théorie selon laquelle des matières non vivantes ou en décomposition peuvent engendrer des êtres vivants. L’idée que tout vivant provient d’autres organismes relève de la reproduction, et non de cette théorie.

Explication

Aristote synthétise les idées antérieures et élabore une théorie selon laquelle les matières en décomposition engendrent notamment des vers. Bacon et Descartes soutiennent cette théorie à la Renaissance, tandis que Van Helmont est associé à une expérience prétendant produire des souris.

Explication

En 1665, Hooke observe dans le liège des cavités délimitées par des parois de cellulose. Les cellules vivantes et les micro-organismes renvoient aux observations de Leeuwenhoek, tandis que la présence d’un noyau n’est pas ce que Hooke décrit dans le liège.

Explication

Vers 1830, les observations microscopiques amènent à considérer que tous les organes des êtres vivants sont constitués de cellules. L’idée de faire du tissu l’unité de base correspond à une conception antérieure, et la conclusion ne se limite pas aux végétaux.

Explication

Schwann observe des cellules dans plusieurs tissus animaux, notamment les ongles, la peau et le tissu nerveux. L’étude des végétaux et de leurs cellules pourvues d’un noyau est associée à Schleiden; les micro-organismes dans l’eau relèvent des observations de Leeuwenhoek.

Explication

Schleiden observe chez les végétaux des structures cellulaires délimitées par une membrane et possédant un noyau. L’étude de tissus animaux est associée à Schwann, et l’absence de noyau contredit la caractéristique rapportée pour les cellules végétales.

Explication

Flemming étudie la division dans les nageoires et les branchies de salamandres, en comparant des tissus frais à des préparations fixées et colorées. Les tissus végétaux, l’absence de préparations colorées et les cellules sanguines ne correspondent pas à ce dispositif.

Explication

Flemming publie Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung en 1882, ouvrage illustré notamment par des figures de mitose. Les autres réponses attribuent l’ouvrage à un autre thème ou proposent une date erronée.

Explication

La théorie cellulaire réunit ces trois principes : les organismes sont faits de cellules, la cellule est l’unité de base du vivant et les cellules proviennent de cellules préexistantes. Le rejet de la génération spontanée est lié aux expériences de Pasteur, mais ne résume pas à lui seul ces principes.

Explication

En 1861, Pasteur démontre par une série d’expériences que la génération spontanée n’est pas acceptable. Virchow est associé aux cellules préexistantes, Schleiden aux cellules végétales et Schwann aux cellules animales.

Explication

Le microscope électronique utilise des électrons, qui peuvent traverser l’échantillon ou en balayer la surface, à la place de la lumière. Les photons correspondent au microscope optique, tandis que les rayons X et les ions ne sont pas la source décrite ici.

Explication

La distinction entre ces microscopes porte sur leur source : le microscope optique utilise des photons et le microscope électronique des électrons. L’option qui inverse les sources les confond, tandis que les deux autres attribuent la même source aux deux instruments.

Explication

En microscopie optique, les objets de moins de la moitié de la longueur d’onde moyenne ne peuvent pas être observés : $0{,}55/2=0{,}275\,\mu\text{m}$, et $0{,}24<0{,}275$. Comparer à la longueur d’onde entière ou traiter le seuil comme une taille minimale observable conduit à une conclusion erronée.

Explication

Le MET forme l’image en faisant traverser l’échantillon par des électrons, dont le passage varie selon la densité des zones. Le MEB balaie la surface, le microscope optique utilise des photons et la réflexion sur un revêtement n’est pas le mécanisme du MET.

Explication

Le MEB révèle la surface en balayant l’échantillon avec des électrons après son recouvrement de platine et de carbone. Le MET repose sur la traversée de l’échantillon, le microscope optique utilise des photons, et le contraste de densité décrit les zones d’une image MET plutôt qu’un autre instrument.

Explication

Les chromosomes sont constitués de molécules d’ADN associées à des protéines. L’ARN, les lipides et les glucides ne correspondent pas à l’association constitutive indiquée.

Explication

Le microscope électronique a permis d’explorer l’intérieur de la cellule et de comprendre le lien entre les échelles cellulaire et moléculaire. La diffraction des rayons X a contribué à établir le modèle moléculaire de l’ADN, mais ne désigne pas cette avancée d’observation cellulaire.

Explication

La membrane plasmique sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire et comprend une bicouche de lipides contenant des protéines. Une monocouche ou une membrane sans protéines ne correspond pas à cette organisation.

Explication

Un phospholipide possède une partie hydrophile et une partie lipophile, également dite hydrophobe. Les autres descriptions attribuent à la molécule des régions de même nature ou omettent l’une de ses propriétés.

Explication

En milieu hydraté, les phospholipides s’assemblent spontanément en une bicouche stable, leurs parties lipophiles se regroupant au cœur. Les régions hydrophiles ne sont pas placées au cœur, et l’organisation décrite est une bicouche plutôt qu’une monocouche.

Explication

Hooke nomme « cellules » les petites chambres observées dans le liège. « Tissus » désigne un niveau d’organisation différent, tandis que « noyaux » et « bactéries » ne sont pas le terme qu’il emploie.

Explication

Les observations de Schwann dans les tissus animaux le conduisent à conclure que les parties élémentaires des animaux et des plantes ont une organisation cellulaire commune. Limiter les cellules aux animaux ou aux végétaux écarte l’un des deux groupes, et une structure sans cellules contredit cette conclusion.

Explication

La formulation de la théorie cellulaire vers 1838-1839 est généralement attribuée à Schleiden et Schwann, même si Virchow et d’autres scientifiques y ont aussi contribué. Attribuer le mérite à Virchow seul, à Hooke et Leeuwenhoek, ou à Schwann et Virchow confond l’attribution générale avec d’autres contributions ou figures.