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Le métabolisme des cellules
Métabolisme, enzymes (première approche), autotrophie et hétérotrophie, photosynthèse, respiration et fermentation, rôle des mitochondries et chloroplastes (programme de 2nde SVT)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 24 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 8 questions
Le métabolisme d'une cellule désigne :
- A. la seule production d'énergie à partir du glucose
- B. l'ensemble des réactions chimiques qui s'y déroulent
- C. l'ensemble des organites visibles au microscope optique
- D. la division de la cellule en deux cellules filles
Réponse
B. l'ensemble des réactions chimiques qui s'y déroulent — Le métabolisme regroupe toutes les réactions chimiques de la cellule, synthèses comme dégradations, catalysées par des enzymes.
Une cellule autotrophe est une cellule qui :
- A. prélève dans son milieu des molécules organiques toutes faites
- B. se déplace seule grâce à un flagelle ou à des cils
- C. fabrique ses enzymes sans avoir besoin de gènes
- D. produit sa matière organique à partir de matière minérale
Réponse
D. produit sa matière organique à partir de matière minérale — L'autotrophie consiste à fabriquer sa matière organique à partir de CO₂, d'eau et d'ions, grâce à l'énergie lumineuse pour la photosynthèse.
Dans une cellule chlorophyllienne, la photosynthèse se déroule dans :
- A. les chloroplastes
- B. les mitochondries
- C. le noyau
- D. la membrane plasmique
Réponse
A. les chloroplastes — Les chloroplastes contiennent la chlorophylle qui capte l'énergie lumineuse : c'est le lieu de la photosynthèse.
Quel est le bilan de la respiration ?
- A. glucose + CO₂ → O₂ + eau
- B. CO₂ + eau → glucose + O₂
- C. glucose + O₂ → CO₂ + eau
- D. glucose → éthanol + dioxyde de carbone
Réponse
C. glucose + O₂ → CO₂ + eau — La respiration dégrade entièrement le glucose en présence de dioxygène : C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O.
Une enzyme est :
- A. un glucide qui stocke l'énergie dans la cellule
- B. un organite qui fabrique les protéines cellulaires
- C. une protéine qui accélère une réaction chimique
- D. un déchet produit par la fermentation lactique
Réponse
C. une protéine qui accélère une réaction chimique — Une enzyme est une protéine catalyseur : elle accélère une réaction précise sans être consommée.
La fermentation se déroule :
- A. dans le cytosol, sans dioxygène
- B. dans la mitochondrie, avec dioxygène
- C. dans le chloroplaste, à la lumière
- D. dans le noyau, pendant la division
Réponse
A. dans le cytosol, sans dioxygène — La fermentation a lieu dans le cytosol, sans intervention des mitochondries, en l'absence ou en manque de dioxygène.
Quelle cellule est hétérotrophe ?
- A. une cellule de feuille d'épinard éclairée
- B. une algue verte unicellulaire éclairée
- C. une cellule chlorophyllienne de tige verte
- D. une cellule de racine de radis
Réponse
D. une cellule de racine de radis — La cellule de racine n'a pas de chloroplaste : elle utilise la matière organique produite par les feuilles.
Le réactif qui permet de mettre en évidence l'amidon est :
- A. la liqueur de Fehling, qui vire au rouge
- B. l'eau iodée, qui devient bleu-noir
- C. l'eau de chaux, qui se trouble en blanc
- D. le bleu de méthylène, qui se décolore
Réponse
B. l'eau iodée, qui devient bleu-noir — L'eau iodée colore l'amidon en bleu-noir ; la liqueur de Fehling détecte les sucres réducteurs, l'eau de chaux le CO₂.
Niveau moyen — 8 questions
Dans une enceinte ExAO, la concentration en O₂ passe de 5,2 à 4,1 mg·L⁻¹ en 5 min. La vitesse de consommation vaut :
- A. 0,22 mg·L⁻¹·min⁻¹
- B. 5,5 mg·L⁻¹·min⁻¹
- C. 0,82 mg·L⁻¹·min⁻¹
- D. 1,04 mg·L⁻¹·min⁻¹
Réponse
A. 0,22 mg·L⁻¹·min⁻¹ — v = (5,2 − 4,1) / 5 = 1,1 / 5 = 0,22 mg·L⁻¹·min⁻¹ : on divise la variation, et non une seule valeur, par la durée.
Combien de molécules de dioxygène faut-il pour respirer complètement 2 molécules de glucose ?
- A. 6
- B. 2
- C. 12
- D. 24
Réponse
C. 12 — Une molécule de glucose consomme 6 O₂ ; pour 2 molécules : 2 × 6 = 12 O₂.
Une enzyme forme 5,6 mg de produit à son optimum et 4,2 mg à 28 °C. À 28 °C, son activité représente :
- A. 25 % de l'activité maximale
- B. 133 % de l'activité maximale
- C. 42 % de l'activité maximale
- D. 75 % de l'activité maximale
Réponse
D. 75 % de l'activité maximale — 4,2 / 5,6 = 0,75, soit 75 % de l'activité maximale ; 133 % correspond au rapport inversé.
Des levures placées en cuve fermée épuisent le dioxygène. On observe ensuite :
- A. l'arrêt de toute consommation de glucose
- B. une production d'éthanol et de CO₂
- C. une production de dioxygène par les levures
- D. une augmentation de la respiration mitochondriale
Réponse
B. une production d'éthanol et de CO₂ — Sans dioxygène, les levures passent à la fermentation alcoolique : glucose → éthanol + CO₂.
Pour produire 3 molécules de glucose par photosynthèse, une cellule rejette :
- A. 3 molécules de dioxygène
- B. 6 molécules de dioxygène
- C. 36 molécules de dioxygène
- D. 18 molécules de dioxygène
Réponse
D. 18 molécules de dioxygène — Chaque glucose produit s'accompagne du rejet de 6 O₂ : 3 × 6 = 18 O₂.
Un tube « amidon + amylase » est placé 20 min dans la glace, puis testé à l'eau iodée. On observe :
- A. une coloration bleu-noir : l'amylase est dénaturée
- B. une coloration bleu-noir : l'amylase est ralentie
- C. une coloration jaune-orangé : l'amidon est hydrolysé
- D. un précipité rouge brique : du maltose s'est formé
Réponse
B. une coloration bleu-noir : l'amylase est ralentie — Le froid ralentit fortement l'enzyme sans la détruire : l'amidon reste presque intact, et l'activité reprend au réchauffement.
Une cellule de feuille éclairée rejette 4 unités d'O₂ par minute et en consomme 1 par respiration. Sa production d'O₂ par photosynthèse est de :
- A. 5 unités par minute
- B. 4 unités par minute
- C. 3 unités par minute
- D. 0 unité : elle respire
Réponse
A. 5 unités par minute — Le rejet mesuré est un bilan net : production = 4 + 1 = 5 unités par minute.
On ajoute du glucose à des levures en milieu aéré. Dans l'enceinte ExAO :
- A. le dioxygène augmente, le CO₂ diminue
- B. le dioxygène et le CO₂ restent constants
- C. le dioxygène diminue, le CO₂ augmente
- D. l'éthanol s'accumule, le dioxygène augmente
Réponse
C. le dioxygène diminue, le CO₂ augmente — Le glucose est le substrat de la respiration : les levures consomment plus de dioxygène et rejettent du CO₂.
Niveau difficile — 8 questions
Parmi ces cellules, laquelle ne peut réaliser que la fermentation ?
- A. une cellule de feuille placée à l'obscurité
- B. une cellule musculaire au repos
- C. un globule rouge mature de mammifère
- D. une levure dans un milieu bien aéré
Réponse
C. un globule rouge mature de mammifère — Le globule rouge mature n'a pas de mitochondrie : malgré le dioxygène qu'il transporte, il ne peut que fermenter.
Une plante verte placée à la lumière :
- A. respire en même temps qu'elle fait la photosynthèse
- B. fait la photosynthèse le jour et respire la nuit
- C. ne respire jamais car elle produit son dioxygène
- D. respire uniquement dans ses cellules chlorophylliennes
Réponse
A. respire en même temps qu'elle fait la photosynthèse — Toutes les cellules végétales respirent en permanence ; à la lumière, la photosynthèse s'y ajoute.
Une enzyme chauffée 10 min à 90 °C puis ramenée à son optimum de température :
- A. retrouve toute son activité, car elle n'est pas consommée
- B. reste inactive : elle a été dénaturée
- C. retrouve la moitié de son activité après refroidissement
- D. devient plus active, car la chaleur a agrandi son site actif
Réponse
B. reste inactive : elle a été dénaturée — Une forte chaleur modifie irréversiblement la forme de la protéine : le site actif ne reconnaît plus le substrat.
Des levures en anaérobiose consomment plus de glucose qu'en aérobiose car :
- A. la fermentation a lieu dans les mitochondries
- B. l'éthanol produit est toxique et accélère la division
- C. le dioxygène manquant est remplacé par du glucose
- D. la fermentation libère peu d'énergie par glucose
Réponse
D. la fermentation libère peu d'énergie par glucose — La dégradation incomplète laisse l'énergie dans l'éthanol : il faut dégrader plus de glucose pour les mêmes besoins.
Le bilan « 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ » montre que la photosynthèse :
- A. produit de la matière organique à partir de matière minérale
- B. se déroule dans les mitochondries de toutes les cellules vivantes
- C. libère de l'énergie en dégradant une molécule de glucose
- D. ne se produit qu'en absence de lumière et de chlorophylle
Réponse
A. produit de la matière organique à partir de matière minérale — Les réactifs (CO₂, eau) sont minéraux, le produit (glucose) est organique : c'est la définition de l'autotrophie.
Une cellule de racine de maïs, bien oxygénée, possède :
- A. des chloroplastes mais pas de mitochondries
- B. ni chloroplastes ni mitochondries fonctionnels
- C. des chloroplastes et des mitochondries actifs
- D. des mitochondries mais pas de chloroplastes
Réponse
D. des mitochondries mais pas de chloroplastes — Comme presque toutes les cellules eucaryotes, elle a des mitochondries et respire ; sans chlorophylle, elle n'a pas de chloroplaste.
Un élève affirme : « la fermentation lactique produit du CO₂ ». Son erreur :
- A. aucune, toute fermentation rejette du CO₂ et de l'éthanol
- B. elle produit en fait du dioxygène et du glucose
- C. elle produit seulement du lactate, sans CO₂
- D. elle produit de l'éthanol mais aucun déchet organique
Réponse
C. elle produit seulement du lactate, sans CO₂ — C₆H₁₂O₆ → 2 C₃H₆O₃ : aucun CO₂. Seule la fermentation alcoolique en rejette.
Toutes les cellules d'un organisme ont le même génome, pourtant leurs métabolismes diffèrent car :
- A. chaque cellule perd les gènes dont elle n'a pas besoin
- B. elles n'expriment pas toutes les mêmes gènes
- C. seules les cellules du foie possèdent des enzymes
- D. le métabolisme est fixé uniquement par l'environnement
Réponse
B. elles n'expriment pas toutes les mêmes gènes — Les cellules spécialisées expriment des gènes différents : elles n'ont donc pas les mêmes enzymes ni les mêmes organites.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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