QCM : Unité et diversité du vivant — 65 questions

Explication

L’ADN porte l’information génétique et participe indirectement à la production des protéines responsables de nombreuses caractéristiques du phénotype. Les protéines sont produites à partir de cette information, mais l’ADN ne relie pas lui-même les acides aminés.

Explication

Une protéine est une chaîne d’acides aminés unis par des liaisons peptidiques et réalisant une fonction biologique précise. La séquence de nucléotides correspond plutôt à un acide nucléique comme l’ADN.

Explication

Les protéines sont constituées à partir de 20 acides aminés différents, dont les propriétés varient notamment par leur taille, leur acidité et leur hydrophobie. Le nombre de 64 correspond aux codons, et non aux acides aminés.

Explication

Le nucléotide est le monomère des acides nucléiques et comprend une base azotée, un sucre et un groupement phosphate. Un acide aminé est le monomère des protéines, et non un constituant du nucléotide.

Explication

La polymérisation relie le carbone 5’ portant le phosphate au carbone 3’ portant le groupement hydroxyle, ce qui donne une orientation 5’ vers 3’. Les liaisons peptidiques concernent les protéines, tandis que les liaisons hydrogène ne forment pas l’ossature de la chaîne.

Explication

L’ADN utilise les bases A, C, G et T, alors que l’ARN utilise A, C, G et U. La thymine caractérise donc l’ADN et l’uracile caractérise l’ARN.

Explication

Le désoxyribose de l’ADN possède un hydrogène en position 2’, tandis que le ribose de l’ARN y possède un groupement OH. L’association inverse des deux sucres constitue la confusion courante.

Explication

L’expression d’un gène comprend d’abord la transcription de l’ADN en ARN messager, puis la traduction de cet ARN en une séquence d’acides aminés par le ribosome. La transcription produit un ARN, tandis que la traduction produit la chaîne peptidique.

Explication

La réplication est la synthèse d’ADN à partir d’un ADN matrice, catalysée par l’ADN polymérase. La synthèse d’ARN à partir d’ADN correspond à la transcription, et non à la réplication.

Explication

Le code génétique établit la correspondance entre les triplets de nucléotides de l’ARN messager, appelés codons, et les acides aminés. Il ne relie pas directement les bases aux molécules de glucose.

Explication

Le code génétique est dégénéré car 64 codons codent seulement 20 acides aminés, de sorte que plusieurs codons peuvent spécifier le même acide aminé. Il ne s’agit donc pas d’une correspondance strictement univoque entre codons et acides aminés.

Explication

Un gène est une séquence orientée d’ADN génomique qui produit un ARN fonctionnel et constitue une unité de l’information génétique. L’ensemble du matériel génétique correspond plutôt à la définition du génome.

Explication

Le génome regroupe tout le matériel génétique d’un organisme, principalement sous forme d’ADN, avec une exception notable chez certains virus à ARN. Il ne se limite donc ni aux protéines ni aux seuls gènes codants.

Explication

Les séquences codantes sont transcrites en ARN messagers puis traduites en protéines. Les séquences non codantes peuvent ne pas être transcrites ou produire des ARN qui ne sont pas traduits.

Explication

La théorie cellulaire fait de la cellule l’unité structurale, fonctionnelle et reproductrice de l’être vivant, et affirme qu’elle provient d’une cellule préexistante. Les deux dernières propositions reprennent l’idée réfutée de la génération spontanée.

Explication

Matthias Schleiden et Theodor Schwann ont généralisé la théorie cellulaire à l’ensemble du vivant en 1839. L’année 1665 renvoie aux observations de Robert Hooke, tandis que la période 1858-1861 concerne Virchow et Pasteur.

Explication

Entre 1858 et 1861, Rudolf Virchow et Louis Pasteur ont contribué à établir que toute cellule provient d’une cellule préexistante, réfutant ainsi la génération spontanée. La généralisation initiale de la théorie cellulaire est attribuée à Schleiden et Schwann en 1839.

Explication

Un organisme unicellulaire est constitué d’une seule cellule, alors qu’un organisme multicellulaire en comprend plusieurs. Les plantes, les animaux et les champignons font notamment partie des organismes multicellulaires.

Explication

La membrane plasmique est une barrière hydrophobe semi-perméable qui contrôle sélectivement les échanges entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Elle ne forme pas une paroi cellulosique et permet au contraire certaines communications avec le milieu extérieur.

Explication

Les phospholipides sont amphiphiles et s’organisent en bicouche, leurs extrémités hydrophiles étant orientées vers les milieux aqueux. Leurs régions hydrophobes se retrouvent plutôt au cœur de la bicouche, à l’écart de l’eau.

Explication

La membrane plasmique est une mosaïque fluide constituée de phospholipides et de protéines, ces dernières participant notamment au transport et à la réception des signaux. Elle ne se réduit donc pas à une couche de lipides ni à une paroi rigide.

Explication

Les bactéries Gram négatif ont deux membranes séparées par un périplasme contenant une fine couche de peptidoglycane, alors que les Gram positif ont une membrane et une paroi épaisse de peptidoglycane. La confusion fréquente consiste à attribuer aux Gram positif la double membrane caractéristique des Gram négatif.

Explication

Le génome procaryote est généralement porté par un chromosome circulaire situé dans le nucléoïde, tandis que le génome nucléaire eucaryote est organisé en chromosomes linéaires. La présence d’un noyau et de chromosomes linéaires caractérise donc la situation eucaryote, et non procaryote.

Explication

Les plasmides sont des molécules circulaires pouvant porter des gènes non essentiels à la survie cellulaire, alors que le chromosome porte généralement les gènes essentiels. Ils ne remplacent donc pas le chromosome et ne sont pas associés à un noyau.

Explication

Chez les eucaryotes, l’ADN nucléaire est associé à des histones dans la chromatine, tandis que le nucléole est le site de transcription des ARN ribosomiques. Les autres associations attribuent à ces structures des fonctions qui ne leur correspondent pas.

Explication

La transcription procaryote commence par la fixation de l’ARN polymérase au promoteur, se poursuit par l’élongation du transcrit et s’achève par la terminaison. L’élongation ne peut donc pas précéder l’initiation.

Explication

Le métabolisme regroupe les réactions chimiques de synthèse et de dégradation des biomolécules. La production d’ATP, le transport des nutriments et la duplication de l’ADN sont des processus particuliers, mais ne définissent pas à eux seuls le métabolisme.

Explication

La nutrition cellulaire fournit de l’énergie chimique utilisable, des éléments de base pour les synthèses et certains nutriments essentiels. Les autres propositions mélangent des structures cellulaires, des produits ou des signaux qui ne constituent pas les trois apports définis.

Explication

L’anabolisme correspond à la synthèse de biomolécules à partir de molécules élémentaires, ce qui décrit l’assemblage d’une protéine. Le catabolisme désigne au contraire la dégradation des biomolécules.

Explication

Le catabolisme dégrade les biomolécules en molécules élémentaires qui peuvent être réutilisées ou rejetées. La formation de biomolécules complexes relève de l’anabolisme, tandis que les chromosomes et les nutriments essentiels ne sont pas les produits définissant ce processus.

Explication

Chez les procaryotes, l’absence de compartiment nucléaire permet le couplage de la transcription et de la traduction dans le cytoplasme. Chez les eucaryotes, la transcription nucléaire précède une traduction cytoplasmique séparée.

Explication

Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiniques comprenant notamment les microtubules et les microfilaments, et il contribue à la forme et à l’organisation interne. La membrane plasmique délimite la cellule, tandis que le nucléole et la paroi ont d’autres fonctions ou compositions.

Explication

Une enzyme est un biocatalyseur qui réduit l’énergie d’activation et augmente la vitesse de réaction sans être modifié au cours du processus. Elle n’est donc ni consommée comme réactif ni incorporée aux produits.

Explication

Une réaction exergonique est spontanée et présente une variation négative de l’énergie libre de Gibbs, tandis qu’une réaction endergonique demande un apport d’énergie et présente une variation positive. Les propositions inversent donc les caractéristiques des deux types de réaction.

Explication

La nutrition apporte l’énergie chimique utilisable, les éléments nécessaires aux biosynthèses et certains nutriments essentiels. La production de cellules filles relève de la division cellulaire, et non de la nutrition.

Explication

La biomasse contient principalement de l’eau, à plus de 60 %, tandis que sa matière sèche est majoritairement organique. Les chromosomes et les gamètes ne constituent pas les catégories principales décrivant sa composition.

Explication

Un organisme autotrophe produit sa matière organique à partir de matière minérale, alors qu’un organisme hétérotrophe doit utiliser une matière organique préexistante. Confondre ces deux sources inverse la distinction fondamentale entre les deux modes de nutrition.

Explication

L’auxotrophie désigne l’incapacité à synthétiser une molécule qui doit être apportée telle quelle. La prototrophie correspond au cas où la molécule peut être synthétisée par l’organisme.

Explication

La reproduction conforme produit des individus génétiquement identiques à l’individu initial, à l’exception des éventuelles mutations, et forme ainsi des clones. La diversité des descendants et la fusion des gamètes caractérisent la reproduction sexuée.

Explication

La réplication semi-conservative sépare les brins parentaux, puis chacun guide la synthèse d’un brin complémentaire. L’idée d’une molécule entièrement nouvelle correspond à une réplication non semi-conservative.

Explication

Les mutations modifient la séquence d’ADN, notamment par délétion, substitution ou insertion de nucléotides. Les autres propositions regroupent des processus cellulaires ou reproductifs qui ne définissent pas ces changements de séquence.

Explication

La scissiparité est le mode de division des procaryotes, tandis que la mitose et la méiose interviennent chez les eucaryotes. La conjugaison et la transduction sont des mécanismes de transfert génétique chez les procaryotes, pas leurs modes généraux de division.

Explication

Le transfert vertical transmet les gènes d’une cellule mère à sa descendance, alors que le transfert horizontal les déplace entre organismes qui ne sont pas directement liés par la descendance. La conjugaison et les virus concernent certains mécanismes horizontaux, mais ne définissent pas cette distinction générale.

Explication

Chez les procaryotes, le transfert horizontal repose sur la transformation, la conjugaison ou la transduction. La mitose, la méiose et la fécondation sont liées à la division ou à la reproduction sexuée des eucaryotes.

Explication

La reproduction sexuée crée de la variation grâce à la méiose, au brassage des chromosomes et des allèles, puis à la fécondation de gamètes compatibles. La conservation inchangée du génome parental caractérise plutôt la reproduction conforme.

Explication

La classification linnéenne comporte sept rangs ordonnés du règne à l’espèce. Le genre et l’espèce sont les deux rangs terminaux, et non les rangs supérieurs.

Explication

Lamarck associe l’usage et le non-usage à la transmission héréditaire des caractères acquis, tandis que Darwin propose la variation, l’ascendance commune et la sélection naturelle. La sélection naturelle n’est donc pas le mécanisme central du transformisme lamarckien.

Explication

L’écotype sombre représentait 98 % de la population en 1954, puis l’écotype clair redevenait majoritaire en 2008. Cette variation est liée à une prédation différentielle selon la couleur de l’écorce.

Explication

La classification phylogénétique cherche à représenter l’histoire évolutive en regroupant les organismes partageant des ancêtres communs dans des clades. La ressemblance globale sans histoire évolutive relève plutôt de la phénétique.

Explication

Une homologie est une ressemblance héritée d’un ancêtre commun, même si les fonctions actuelles peuvent différer. Une homoplasie ressemble au même phénomène, mais sans origine commune du caractère considéré.

Explication

Un caractère ancestral existait avant l’apparition du clade, alors qu’un caractère dérivé propre constitue une innovation présente dans ce clade. Leur distinction dépend donc de leur position dans l’histoire évolutive.

Explication

La parcimonie retient l’arbre nécessitant le moins de changements évolutifs pour expliquer les caractères observés. Le nombre maximal de changements correspond à l’idée inverse de ce principe.

Explication

Le concept biologique de Mayr repose sur l’interfécondité produisant une descendance viable et fertile, ainsi que sur l’isolement reproductif vis-à-vis des autres populations. Une simple ressemblance morphologique ne suffit pas à définir une espèce biologique.

Explication

Un taxon monophylétique contient l’ancêtre considéré ainsi que l’ensemble de ses descendants. Un groupe ne comprenant qu’une partie de ces descendants est paraphylétique, tandis qu’un groupe issu de plusieurs ancêtres est polyphylétique.

Explication

Chez les bactéries et les archées, la reproduction et l’isolement reproductif ne fonctionnent pas comme critères universels, tandis que des flux de gènes peuvent relier des espèces distinctes. Le concept biologique de l’espèce ne peut donc pas être considéré comme absolu.

Explication

La méthode compare des séquences, calcule les distances, puis regroupe les taxons les plus proches selon leur distance la plus faible. Une distance élevée traduit au contraire une différence moléculaire plus importante.

Explication

La distance entre l’homme et la roussette est de 9,93 %, inférieure à celle entre l’homme et le coq ou entre la roussette et le coq. Cette valeur indique la plus grande ressemblance parmi les paires données.

Explication

Carl Woese a utilisé l’ARNr 16S pour contribuer à l’enracinement de l’arbre phylogénétique du vivant. Les autres approches proposées ne correspondent pas à ce travail précis.

Explication

L’arbre retenu synthétise des arbres validés par plusieurs méthodes, mais le choix des caractères homologues et des séquences marqueurs demeure déterminant. Les méthodes ne produisent donc pas nécessairement des résultats identiques et les comparaisons restent possibles.

Explication

L’endosymbiose correspond à l’acquisition d’organites issus de bactéries, tandis que le transfert horizontal concerne l’échange de gènes. Les autres propositions confondent ces mécanismes avec des phénomènes cellulaires différents.

Explication

Une cyanobactérie incorporée par endosymbiose est devenue le chloroplaste, événement à l’origine de la cellule végétale et du clade des Plantes. Une archébactérie ou une mitochondrie ne correspond pas à l’origine du chloroplaste.

Explication

L’ordre commence par les atomes, puis les molécules et les organites, avant les cellules, tissus, organes et organismes. Les autres séquences inversent ou déplacent plusieurs niveaux d’organisation.

Explication

Une propriété émergente apparaît grâce à la disposition ordonnée et aux interactions entre les structures du niveau inférieur. Elle ne se réduit donc pas à une propriété isolée de chaque élément pris séparément.

Explication

L’approche holistique, aussi appelée biologie des systèmes, étudie les interactions entre les éléments et leur organisation globale. Le réductionnisme procède au contraire en étudiant les éléments séparément.

Explication

La fitness désigne le succès reproductif, que l’adaptation aux modifications environnementales contribue à maintenir. Elle ne correspond donc ni à la modification de l’environnement ni à la simple détection de celle-ci.