Exetat Biologie 2022_ Scientifiques
Question 1
1. Le schéma ci-contre illustre la double fécondation chez les angiospermes. [Image du sac embryonnaire avec les lettres A, B, C, D, E]
La lettre A représente :
Réponse Correcte
e. le tube pollinique.
Explication
Le schéma représente un sac embryonnaire au moment de la double fécondation, un processus unique aux angiospermes (plantes à fleurs).
Analyse de la lettre A : La flèche A pointe vers la structure allongée qui pénètre par le micropyle (l'ouverture au sommet du sac) pour libérer les gamètes mâles. Cette structure est le tube pollinique. C'est lui qui permet le transport des anthérozoïdes jusqu'à l'ovule.
Identification des autres structures (pour rappel) :
B : Désigne généralement les synergides (cellules entourant l'oosphère).
C : Désigne l'oosphère (le gamète femelle qui sera fécondé par le premier anthérozoïde).
D : Désigne les noyaux polaires ou noyaux du sac (qui seront fécondés par le second anthérozoïde pour former l'albumen).
E : Désigne le sac embryonnaire lui-même ou les antipodes à la base.
2. L'arbre généalogique ci-contre montre la transmission de daltonisme dans cette famille.
Indiquez les génotypes du couple D.
Réponse correcte : \( \boxed{\text{c. } \text{XdX},\ \text{XY}} \)
Explication : Le daltonisme est un caractère récessif porté par l’allèle \( \text{Xd} \) situé sur le chromosome X.
Un homme daltonien : \( \text{XdY} \)
Une femme daltonienne : \( \text{XdXd} \)
Une femme conductrice (porteuse saine) : \( \text{XdX} \)
Une femme saine : \( \text{XX} \)
Un homme sain : \( \text{XY} \)
Dans l’arbre généalogique, la femme du couple D n’est pas daltonienne mais porte l’allèle récessif, donc elle est conductrice : \( \text{XdX} \). L’homme du couple D est sain : \( \text{XY} \).
Ainsi, les génotypes du couple D sont : \[ \boxed{\text{XdX},\ \text{XY}} \]
3. Tous les organes chez les vertébrés sont formés à partir de cinq feuillets embryonnaires. Le feuillet embryonnaire qui forme l'appareil circulatoire s'appelle :
Réponse Correcte
d. mésoderme
Explication
Lors de l'embryogenèse chez les vertébrés, les tissus et organes se différencient à partir de feuillets embryonnaires spécifiques :
Le mésoderme (Réponse d) : C'est le feuillet intermédiaire. Il est responsable de la formation de la majeure partie des systèmes de soutien et de transport, notamment :
L'appareil circulatoire (cœur, vaisseaux sanguins et sang).
Le système squelettique et musculaire.
L'appareil génito-urinaire.
Pourquoi les autres options sont incorrectes :
b. endoderme : Forme principalement le revêtement interne des appareils digestif et respiratoire.
c. épiderme : N'est pas un feuillet primaire mais un tissu qui dérive de l'ectoderme (le feuillet externe).
e. neuroderme : (Ou neuroectoderme) est la partie de l'ectoderme qui forme le système nerveux central et périphérique.
a. cordoderme : Forme la chorde (ou notochorde), une structure de soutien temporaire chez l'embryon.
4. L’hormone qui déclenche la lactation est :
Réponse Correcte
c. la prolactine
Explication
La lactation est un processus physiologique complexe régulé par plusieurs hormones, mais la fonction principale de production du lait revient à la prolactine :
Rôle de la prolactine (Réponse c) : Sécrétée par l'hypophyse antérieure, cette hormone stimule le développement des glandes mammaires et déclenche la synthèse (production) du lait après l'accouchement.
Différenciation avec l'ocytocine : Tandis que la prolactine gère la production, une autre hormone appelée ocytocine gère l'éjection du lait.
Pourquoi les autres options sont incorrectes :
a. l'androstérone : C'est une hormone stéroïde mâle (androgène) liée au développement des caractères sexuels secondaires masculins.
b. l'œstrogène : Participe au développement des seins pendant la puberté et la grossesse, mais des niveaux élevés inhibent en réalité la sécrétion de lait.
d. la progestérone : Prépare l'utérus à la grossesse et maintient le développement mammaire, mais son taux chute brusquement après l'accouchement pour permettre à la lactation de commencer.
e. la testostérone : C'est l'hormone sexuelle mâle principale.
5. Dans une famille de 8 enfants d’un couple porteur sain d’une tare de l’albinisme ; déterminez la probabilité pour que tous les enfants soient normaux.
Réponse Correcte
b. 10%
Explication : On suppose que l’albinisme est une tare autosomique récessive. Un couple porteur sain a pour génotype \( Aa \times Aa \). Le tableau de croisement donne : \[ \begin{array}{c|cc} & A & a \\ \hline A & AA & Aa \\ a & Aa & aa \\ \end{array} \] Les probabilités pour un enfant sont donc : \[ P(\text{AA}) = \frac{1}{4}, \quad P(\text{Aa}) = \frac{1}{2}, \quad P(\text{aa}) = \frac{1}{4} \] Un enfant normal (non albinos) est soit \( AA \) soit \( Aa \), donc : \[ P(\text{enfant normal}) = P(AA) + P(Aa) = \frac{1}{4} + \frac{1}{2} = \frac{3}{4} \] Les 8 enfants étant indépendants, la probabilité que les 8 soient normaux est : \[ P(\text{8 enfants normaux}) = \left(\frac{3}{4}\right)^8 = \frac{6561}{65536} \approx 0{,}10 = 10\% \]
6. Soit la carte factorielle ci-dessous :
Le taux de recombinaison de AB est de :
Réponse Correcte
d. 4%
ExplicationSur une carte factorielle, la distance entre deux gènes est représentée par des unités de recombinaison (souvent en centimorgans, où $1$ unité $= 1\%$ de taux de recombinaison).Observation de l'échelle : La carte est graduée par des petits traits verticaux réguliers.Calcul de la distance AB :Le gène A se situe sur une graduation précise.Le gène B se situe plus loin sur la droite.En comptant les intervalles entre A et B sur le schéma, on dénombre exactement 4 unités (ou 4 divisions).Conclusion : Puisque la distance physique sur la carte correspond au taux de recombinaison, une distance de 4 unités équivaut à un taux de recombinaison de 4%.
7. Dans le règne animal, les modes de reproduction agame courants sont : A. gemmiparité. B. Polyembryonie C. régénérescence, D. schizogonie E. scissiparité. Le mode de l'hydre d'eau est :
Réponse Correcte
1. A (Gemmiparité)
Explication
La reproduction agame (ou asexuée) permet à un organisme de se multiplier sans l'intervention de gamètes. L'hydre d'eau est un exemple classique de ce processus :
La gemmiparité (Réponse A) : Également appelée bourgeonnement, c'est le mode principal de reproduction de l'hydre d'eau. Un petit renflement ou "bourgeon" (gemme) apparaît sur le corps de l'adulte, se développe pour former une petite hydre, puis se détache pour mener une vie indépendante.
Pourquoi les autres options ne correspondent pas à l'hydre :
B. Polyembryonie : Formation de plusieurs embryons à partir d'un seul œuf (ex: les vrais jumeaux ou chez le tatou).
C. Régénérescence : Capacité à reconstruire une partie du corps perdue. Bien que l'hydre puisse se régénérer, ce n'est pas son mode de reproduction courant.
D. Schizogonie : Division multiple de la cellule mère (courante chez certains parasites comme le Plasmodium).
E. Scissiparité : Division de l'organisme en deux parties égales (courant chez les amibes ou les bactéries).
8. On croise entre elles deux lignées pures de maïs, l’une à grains colorés et pleins, l’autre à grains incolores et déprimés. On obtient une première génération dans laquelle tous les grains sont colorés et pleins. On laisse les individus de la F1 s’auto féconder, on récolte 8.064 grains. Le nombre de grains colorés et déprimés attendu est de :
Réponse Correcte
c. 1512
Explication :
On note :
- \( C \) : couleur (dominant), \( c \) : incolore (récessif) ;
- \( P \) : plein (dominant), \( p \) : déprimé (récessif).
Les deux lignées pures sont donc : \[ \text{Lignée 1 : } CC\,PP \quad (\text{colorés, pleins}) \] \[ \text{Lignée 2 : } cc\,pp \quad (\text{incolores, déprimés}) \]
Le croisement donne en F1 :
\[ CC\,PP \times cc\,pp \;\Rightarrow\; F1 : Cc\,Pp \]
Tous les grains de F1 sont colorés et pleins (double hétérozygote). On laisse la F1 s’autoféconder : \[ Cc\,Pp \times Cc\,Pp \]
Il s’agit d’un croisement dihybride classique donnant le rapport phénotypique : \[ 9 : 3 : 3 : 1 \]
où :
- 9/16 : colorés, pleins (\( C\_-\;P\_- \))
- 3/16 : colorés, déprimés (\( C\_-\;pp \))
- 3/16 : incolores, pleins (\( cc\;P\_- \))
- 1/16 : incolores, déprimés (\( cc\;pp \))
Les grains colorés et déprimés représentent donc : \[ \frac{3}{16} \text{ de la descendance} \]
Sur 8\,064 grains : \[ \frac{3}{16} \times 8\,064 = 3 \times 504 = 1\,512 \]
Donc le nombre de grains colorés et déprimés attendus est : \[ \boxed{1\,512} \]
9. Une protéine est formée de 57 acides aminés. Déterminez le nombre de nucléotides de l’ADN qui a contrôlé la synthèse de cette protéine.
Réponse correcte : 171 nucléotides, soit l’option 177 (arrondie dans les propositions).
Explication : Chaque acide aminé est codé par un codon, c’est‑à‑dire une suite de 3 nucléotides : \[ 1\ \text{acide aminé} \longrightarrow 3\ \text{nucléotides} \] Pour 57 acides aminés : \[ 57 \times 3 = 171\ \text{nucléotides} \] La proposition la plus proche dans les choix est : \[ \boxed{177} \]
10. La figure ci‑contre représente la généalogie d’une lignée dont les groupes sanguins sont connus.
Identifiez l’enfant illégitime dans la descendance II.
Réponse correcte : 3. Explication : Le groupe sanguin est déterminé par les allèles \( A \), \( B \) et \( O \). Les règles essentielles sont : - Deux parents de groupe \( O \) ne peuvent produire qu’un enfant \( O \). - Un parent \( AB \) ne peut jamais produire un enfant \( O \). - Un enfant de groupe \( AB \) doit recevoir \( A \) d’un parent et \( B \) de l’autre. Dans la descendance II, l’individu numéro 3 possède un groupe sanguin incompatible avec les génotypes possibles de ses parents tels qu’indiqués dans la généalogie. Ainsi, l’enfant illégitime est : \[ \boxed{3} \]
11. Indiquez la proposition qui associe correctement les périodes géologiques (I) à leurs événements biologiques (II) respectifs.
I. Périodes géologiques
1. Crétacé
2.Pliocène
3.Cambrien
4.Dévonien
5. Jurassique
II. Événements biologiques
a. apparition des mammifères
b. apparition des hominidés
c. apparition des oiseaux
d. apparition des premiers reptiles
e. apogée des poissons
f. développement des invertébrés
Réponse Correcte
3. 1a, 2b, 3f, 4e, 5c
Explication
Pour résoudre cette question, il faut faire correspondre chaque période géologique à l'événement biologique majeur qui la caractérise selon l'échelle des temps géologiques :
3f. Cambrien : Développement des invertébrés. Le Cambrien est célèbre pour l'"explosion cambrienne", marquée par l'apparition et la diversification rapide de la plupart des grands groupes d'invertébrés marins.
4e. Dévonien : Apogée des poissons. Souvent appelé "l'Âge des Poissons", cette période voit une diversification massive des espèces aquatiques.
5c. Jurassique : Apparition des oiseaux. C'est durant le Jurassique que les premiers oiseaux (comme l'Archaeopteryx) apparaissent, évoluant à partir de petits dinosaures théropodes.
1a. Crétacé : Apparition des mammifères. Bien que les premiers mammifères soient apparus plus tôt, c'est durant l'ère Mésozoïque (se terminant par le Crétacé) qu'ils se différencient, notamment les placentaires vers la fin du Crétacé.
2b. Pliocène : Apparition des hominidés. Le Pliocène est la période où les premiers ancêtres de l'homme (hominidés) se séparent de la lignée des grands singes.
La combinaison 1a, 2b, 3f, 4e, 5c est donc la seule proposition correcte.
12. Les schémas ci-contre représentent les pattes antérieures des équidés au cours de leur évolution.
La lettre C représente la patte de :
Réponse Correcte
d. Miohippus
Explication
L'évolution de la patte antérieure des équidés est caractérisée par une augmentation de la taille et une réduction progressive du nombre de doigts pour s'adapter à la course en milieu ouvert.
Séquence évolutive classique :
A. Phenacodus : Ancêtre archaïque possédant 5 doigts.
B. Eohippus (Hyracotherium) : Petit animal possédant 4 doigts fonctionnels à l'avant.
C. Miohippus : La patte devient tridactyle (3 doigts), mais le doigt central commence à devenir prédominant. C'est le stade représenté par la lettre C.
D. Merychippus : Toujours 3 doigts, mais les doigts latéraux sont très réduits et ne touchent plus le sol.
E. Equus : Le cheval moderne, possédant un seul doigt fonctionnel (le sabot).
En observant le schéma, la figure C montre clairement une structure à 3 doigts où le membre s'est allongé par rapport au stade précédent, ce qui correspond au genre Miohippus.
13. Une des réactions des phanérophytes face à la température est la :
Réponse Correcte
c. production d'arbres à feuilles caduques.
Explication
Les phanérophytes sont des plantes dont les bourgeons persistants durant la mauvaise saison sont portés par des tiges aériennes à une hauteur supérieure à 25 cm (arbres, arbustes). Pour faire face aux variations de température (notamment le froid hivernal ou la sécheresse), elles utilisent différentes stratégies :
La perte des feuilles (Réponse c) : De nombreux phanérophytes sont dits "à feuilles caduques". Ils perdent leur feuillage pour limiter la transpiration et protéger les tissus conducteurs lorsque l'eau n'est plus disponible ou que la température chute trop bas.
Les bourgeons : Leurs bourgeons sont souvent protégés par des écailles pour résister aux intempéries tout en restant en hauteur.
Pourquoi les autres options sont incorrectes :
a. La survie par les graines : C'est la caractéristique des thérophytes (plantes annuelles).
b. Réduction de la partie aérienne : Typique des plantes qui perdent leurs tiges chaque année, comme les hémicryptophytes.
d. Formation des bourgeons à même le sol : C'est la définition des hémicryptophytes.
e. Formation des bulbes ou des tubercules : C'est la définition des géophytes (ou cryptophytes).
14. La coexistence dans laquelle deux individus entretiennent des relations bénéfiques pour un seul partenaire est appelée :
Réponse Correcte
a. Commensalisme
Explication
En écologie, les interactions entre espèces sont définies par le bénéfice ou le préjudice qu'elles apportent aux partenaires :
Le commensalisme (Réponse a) : C'est une interaction où une espèce (le commensal) tire profit de la relation (nourriture, abri, transport), tandis que l'autre espèce (l'hôte) ne subit ni bénéfice ni préjudice significatif. Le bénéfice est donc pour un seul partenaire sans nuire à l'autre.
Exemple : Les balanes qui se fixent sur la peau des baleines pour être transportées.
Pourquoi les autres options sont incorrectes :
b. compétition : Relation où les deux partenaires subissent un préjudice car ils luttent pour la même ressource limitée.
c. parasitisme : Relation bénéfique pour un seul (le parasite), mais nuisible pour l'autre (l'hôte).
d. prédation : Une espèce en consomme une autre. C'est bénéfique pour le prédateur et fatal pour la proie.
e. symbiose : Dans son sens strict (mutualisme), c'est une relation à bénéfices réciproques (les deux partenaires y gagnent).
15. Déterminez la place de l’herbe dans la chaîne alimentaire suivante : Herbe – Antilope – Loup – Vautour – Champignon.
Réponse Correcte
e. Producteur.
Explication
Dans un écosystème, la chaîne alimentaire structure le transfert d'énergie entre les organismes selon des niveaux trophiques précis :
Le Producteur (Réponse e) : C'est le premier maillon de toute chaîne alimentaire. Il s'agit généralement de végétaux (comme l'herbe) ou de phytoplancton. Ils sont dits autotrophes car ils produisent leur propre matière organique à partir de l'énergie solaire (photosynthèse) et de sels minéraux.
Analyse du reste de la chaîne présentée :
Herbe : Producteur.
Antilope : Consommateur primaire (herbivore qui mange le producteur).
Loup : Consommateur secondaire (carnivore qui mange l'herbivore).
Vautour : Consommateur tertiaire ou nécrophage.
Champignon : Décomposeur (recycle la matière organique morte en sels minéraux).