Exetat Biologie 2025_Pédagogie
Question 1
1. Indiquer l’anomalie caractérisée par échange de deux fragments de chromosomes détachés puis attachés à un autre chromosome.
Réponse correcte : e. \(\mathrm{translocation.}\)
Explication détaillée :
1. Définition du mécanisme :
L'anomalie décrite correspond à une mutation chromosomique structurelle. Lorsqu'un segment de chromosome se brise (se détache) et se fixe sur un autre chromosome non homologue, on parle de \(\mathrm{translocation}\).
2. Types de translocations :
- \(\mathrm{Translocation\: r\acute{e}ciproque}\) : C'est le cas typique de l' "échange" où deux fragments se détachent de deux chromosomes différents et s'échangent leurs positions respectives.
- \(\mathrm{Translocation\: non\: r\acute{e}ciproque}\) (ou transposition) : Un fragment se détache et s'attache ailleurs sans échange mutuel.
3. Analyse des autres options :
- \(\mathrm{D\acute{e}l\acute{e}tion}\) (a) : Perte d'un fragment de chromosome.
- \(\mathrm{Duplication}\) (b) : Répétition d'un segment chromosomique.
- \(\mathrm{Insertion}\) (c) : Ajout d'un fragment venant d'un autre chromosome (souvent une forme de translocation).
- \(\mathrm{Inversion}\) (d) : Un fragment se détache, se retourne à \(180^{\circ}\) et se réinsère sur le même chromosome.
Conclusion :
Le terme scientifique précis pour l'échange et le rattachement de fragments entre chromosomes est la \(\mathrm{translocation}\).
2. Le moyen par lequel l’igname se reproduit est le (les) :
Réponse correcte : b. \(\mathrm{bulbilles}\)
Explication détaillée :
1. Nature biologique de l'igname :
L'igname (\textit{Dioscorea}) est une plante tubéreuse qui utilise plusieurs modes de multiplication végétative (reproduction asexuée) pour se propager.
2. Rôle des bulbilles :
- Les \(\mathrm{bulbilles}\) sont de petits tubercules aériens qui se forment à l'aisselle des feuilles sur la tige de certaines variétés d'ignames.
- Une fois tombées au sol, ces bulbilles peuvent s'enraciner et donner naissance à une nouvelle plante identique au pied mère. C'est un moyen naturel et efficace de reproduction.
3. Analyse des autres options :
- \(\mathrm{Bulbes}\) (a) : Caractéristique des plantes comme l'oignon ou l'ail.
- \(\mathrm{Bouturage}\) (c) : C'est une technique artificielle réalisée par l'homme (souvent à partir de segments de tubercules pour l'igname), alors que l'énoncé cherche le moyen biologique par lequel elle se reproduit naturellement.
- \(\mathrm{Propagule}\) (d) : Terme général pour tout organe de dissémination, mais moins spécifique que bulbille pour l'igname.
- \(\mathrm{Bourgeons\: foliaires}\) (e) : Typique de plantes comme le Bryophyllum, où les nouveaux individus naissent sur le bord des feuilles.
Conclusion :
Bien que le bouturage de tubercule soit utilisé en agriculture, les \(\mathrm{bulbilles}\) représentent le moyen de reproduction spécifique et naturel mentionné dans les programmes de biologie pour l'igname.
3. Le chiffre 6 dans la figure ci-contre désigne la (le) :
Réponse correcte : e. \(\mathrm{spermatozo\ddot{i}de.}\)
Explication détaillée :
1. Analyse de la figure (coupe de tube séminifère) :
La figure illustre les différentes étapes de la spermatogenèse, le processus de formation des gamètes mâles qui se déroule de la périphérie vers la lumière (centre) du tube séminifère.
2. Identification des structures par les chiffres :
- Le chiffre \(\mathrm{2}\) désigne les \(\mathrm{spermatogonies}\), situées contre la membrane basale.
- Les chiffres \(\mathrm{4}\) et \(\mathrm{1}\) désignent les \(\mathrm{spermatocytes}\) (I et II) en cours de méiose.
- Le chiffre \(\mathrm{5}\) désigne les \(\mathrm{spermatides}\), petites cellules rondes issues de la méiose II.
- Le chiffre \(\mathrm{6}\) désigne les cellules les plus matures, situées dans la lumière du tube, présentant une tête et un flagelle bien visibles : ce sont les \(\mathrm{spermatozo\ddot{i}des}\).
3. Processus de spermiogenèse :
Le passage de la structure \(\mathrm{5}\) (spermatide) à la structure \(\mathrm{6}\) (\(\mathrm{spermatozo\ddot{i}de}\)) est appelé spermiogenèse, phase durant laquelle la cellule perd son excès de cytoplasme et développe un flagelle pour devenir mobile.
Conclusion :
Le chiffre \(\mathrm{6}\) pointe clairement vers les cellules différenciées prêtes à être libérées dans la lumière du tube, donc les \(\mathrm{spermatozo\ddot{i}des}\).
4. Une espèce diploïde 2n = 4 subit cinq mitoses successives à partir d’une seule gonie. Calculer le nombre de spermatozoïdes produits.
Réponse correcte : e. \(\mathrm{128}\)
Explication détaillée :
1. Phase de multiplication (Mitoses) :
Le processus commence par une seule cellule souche (gonie). L'énoncé précise qu'elle subit cinq mitoses successives.
Le nombre de cellules produites après \(n\) mitoses est donné par la formule \(2^n\).
\(\mathrm{Nombre\: de\: spermatogonies = 2^5 = 32}\) cellules.
2. Phase de maturation (Méiose) :
Chaque spermatogonie issue de ces mitoses va se transformer en spermatocyte I, qui entamera ensuite la méiose pour produire des gamètes.
Il est établi en biologie que chaque spermatocyte I, au terme de la méiose (méiose I + méiose II), produit exactement quatre spermatozoïdes.
3. Calcul final :
Pour obtenir le nombre total de spermatozoïdes, on multiplie le nombre de cellules obtenues après les mitoses par le nombre de gamètes produits par cellule :
\(\mathrm{Total = 32 \times 4 = 128}\) spermatozoïdes.
Conclusion :
À partir d'une seule gonie ayant subi cinq mitoses, l'organisme produit finalement \(\mathrm{128}\) spermatozoïdes.
5. Dans un premier mariage l’homme et la femme souffrent tous deux de l’anémie falciforme légère (AS). Ils ont 4 enfants et l’un des enfants normaux se marie à une femme normale (second mariage).
Déterminer le pourcentage des enfants malades parmi les 4 du premier mariage.
Réponse correcte : b. \(\mathrm{25\%\: enfants\: malades\: (SS).}\)
Explication détaillée :
1. Analyse des génotypes des parents (Premier mariage) :
L'anémie falciforme légère correspond au phénotype d'un individu hétérozygote.
Les deux parents ont pour génotype \(\mathrm{AS}\).
2. Échiquier de croisement (\(\mathrm{AS} \times \mathrm{AS}\)) :
Les combinaisons d'allèles possibles pour les enfants sont les suivantes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{1/4\: (25\%)\: AA}\) : Individus sains (normaux).
\item \(\mathrm{2/4\: (50\%)\: AS}\) : Individus porteurs de l'anémie légère.
\item \(\mathrm{1/4\: (25\%)\: SS}\) : Individus atteints de la forme grave (malades).
\end{itemize}
3. Identification de la réponse :
La question demande de déterminer le pourcentage des enfants "malades" (forme grave \(\mathrm{SS}\)) issus de ce premier mariage.
L'analyse montre que la probabilité d'avoir un enfant \(\mathrm{SS}\) est de \(\mathrm{25\%}\).
Note sur le second mariage : Les informations sur le mariage de l'enfant normal (\(\mathrm{AA}\)) avec une femme normale (\(\mathrm{AA}\)) servent à confirmer la compréhension du cycle, mais ne modifient pas le résultat statistique du premier mariage demandé ici.
Conclusion :
Le pourcentage d'enfants malades (\(\mathrm{SS}\)) est de \(\mathrm{25\%}\).
6. Relever les caractéristiques propres à la phase de sécrétion du cycle utérin.
Réponse correcte : c. \(\mathrm{elle\: est\: dite\: progestative\: correspond\: \grave{a}\: la\: pr\acute{e}paration\: de\: l’endom\grave{e}tre\: pour\: la\: nidation.}\)
Explication détaillée :
1. Définition de la phase de sécrétion :
La phase de sécrétion (ou phase lut\acute{e}ale) est la troisi\grave{e}me étape du cycle ut\acute{e}rin, survenant apr\grave{e}s l'ovulation (entre le \(\mathrm{14^e}\) et le \(\mathrm{28^e}\) jour d'un cycle normal).
2. Rôle des hormones :
Elle est dite "progestative" car elle est domin\acute{e}e par la s\acute{e}cr\acute{e}tion de progest\acute{e}rone par le corps jaune. Cette hormone prépare l'\(\mathrm{endom\grave{e}tre}\) (muqueuse ut\acute{e}rine) \grave{a} recevoir un éventuel œuf f\acute{e}cond\acute{e}.
3. Modifications physiologiques :
- L'\(\mathrm{endom\grave{e}tre}\) s'\acute{e}paissit consid\acute{e}rablement et devient tr\grave{e}s vascularis\acute{e} (formation de la dentelle ut\acute{e}rine).
- Les glandes ut\acute{e}rines deviennent tortueuses et commencent \grave{a} s\acute{e}cr\acute{e}ter un glycog\grave{e}ne nutritif.
- Le but final est de cr\acute{e}er un environnement favorable \grave{a} la \(\mathrm{nidation}\) (fixation de l'embryon).
4. Analyse des autres options :
- (a) D\acute{e}signe la phase de \(\mathrm{menstruation}\).
- (b) D\acute{e}crit l'acte de nidation lui-m\grave{e}me, pas la phase de pr\acute{e}paration.
- (d) D\acute{e}crit la phase \(\mathrm{prolif\acute{e}rative}\) (pré-ovulatoire).
- (e) Bien que les glandes changent, la d\acute{e}finition la plus compl\grave{e}te de la fonction de cette phase est la pr\acute{e}paration \grave{a} la nidation.
Conclusion :
La phase de s\acute{e}cr\acute{e}tion a pour caract\acute{e}ristique fondamentale d'\^{e}tre progestative et de pr\acute{e}parer l'ut\acute{e}rus \grave{a} la nidation.
7. De tous les organites cellulaires, indiquer celui qui intervient lors de la division cellulaire (animale).
Réponse correcte : b. \(\mathrm{Centrioles}\)
Explication détaillée :
1. Rôle spécifique des centrioles :
Les \(\mathrm{centrioles}\) sont des structures cylindriques composées de microtubules, présentes par paires (formant le centrosome) uniquement dans les cellules animales.
2. Mécanisme durant la division :
Lors de la mitose ou de la méiose, les centrioles se dupliquent et migrent vers les pôles opposés de la cellule. Ils servent de point d'ancrage pour la formation du \(\mathrm{fuseau\: achromatique}\) (ou fuseau mitotique), un réseau de fibres qui permet de séparer et de guider les chromosomes vers les deux futures cellules filles.
3. Analyse des autres organites :
- \(\mathrm{Appareil\: de\: Golgi}\) (a) : Intervient dans le transport et la maturation des protéines.
- \(\mathrm{Lysosome}\) (c) : Responsable de la digestion intracellulaire.
- \(\mathrm{Mitochondrie}\) (d) : Centrale énergétique fournissant l'ATP par respiration cellulaire.
- \(\mathrm{Ribosome}\) (e) : Organite de la synthèse des protéines.
Conclusion :
Bien que la division cellulaire nécessite de l'énergie (mitochondries) et des protéines (ribosomes), les \(\mathrm{centrioles}\) sont les organites dont la fonction structurelle est spécifiquement dédiée à l'organisation physique de la division dans la cellule animale.
8. En établissement la carte factorielle des gènes ABCDEF sur un chromosome, dont leur taux de recombinaison sont :
A - B : 12% , E - C : 5% , F - D : 6% , A - D : 9%
A - F : 3% , E - D : 8% , C - D : 6% , E - B : 11%
F - B : 9% , A - C : 6%
Déterminer le taux de recombinaison entre C et E.
Réponse correcte : d. \(\mathrm{5\%}\)
Explication détaillée :
1. Principe de la carte factorielle :
En génétique, le taux de recombinaison (exprimé en %) est directement proportionnel à la distance séparant deux gènes sur un chromosome (exprimée en centimorgan, cM). Plus le taux est élevé, plus les gènes sont éloignés.
2. Analyse des données de l'énoncé :
L'énoncé fournit une liste exhaustive de distances entre différents couples de gènes. Pour répondre à la question "Déterminer le taux de recombinaison entre C et E", il suffit de repérer cette valeur précise dans les données fournies par l'archéologue ou le chercheur dans le texte de la question.
3. Identification directe :
Dans la première ligne des données de l'énoncé, nous lisons explicitement :
\(\mathrm{E - C : 5\%}\).
Le taux de recombinaison entre le gène \(\mathrm{C}\) et le gène \(\mathrm{E}\) est donc de \(\mathrm{5\%}\). Bien que l'on puisse reconstruire l'ordre complet des gènes (A-F-D-C-E-B ou B-E-C-D-F-A) pour vérifier la cohérence globale de la carte, la réponse est directement mentionnée dans les prémisses.
Conclusion :
Le taux de recombinaison entre \(\mathrm{C}\) et \(\mathrm{E}\) est de \(\mathrm{5\%}\), ce qui correspond à l'assertion (d).
9. Déterminer le rôle de la mitose chez l’œuf fécondé ou l’embryon d’un poisson.
Réponse correcte : a. \(\mathrm{M\acute{e}canisme\: de\: croissance.}\)
Explication détaillée :
1. Contexte biologique :
L'œuf fécondé (zygote) est une cellule unique issue de la fusion des gamètes. Pour devenir un organisme complexe (un poisson adulte), cet œuf doit multiplier son nombre de cellules de manière exponentielle.
2. Rôle de la mitose dans le développement embryonnaire :
La \(\mathrm{mitose}\) est le processus de division cellulaire qui produit deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère. Chez l'embryon, ces divisions successives permettent :
- L'augmentation de la masse cellulaire (segmentation).
- La formation des tissus et des organes.
- Le développement global de l'individu, ce qui définit le \(\mathrm{m\acute{e}canisme\: de\: croissance}\).
3. Analyse des autres options :
- \(\mathrm{Reproduction\: asexu\acute{e}e}\) (b) : Concerne la formation d'un nouvel individu à partir d'un seul parent (ex: bourgeonnement), pas le développement d'un œuf f\acute{e}cond\acute{e}.
- \(\mathrm{Renouvellement\: des\: cellules\: mortes}\) (c) : C'est un rôle de la mitose chez l'adulte (hom\acute{e}ostasie), mais pas la fonction primaire chez l'embryon en plein développement.
- \(\mathrm{Reproduction\: conforme}\) (d) : C'est une caractéristique de la mitose, mais pas son "r\^{o}le" ou sa finalité biologique dans le contexte de l'embryogen\grave{e}se.
- \(\mathrm{M\acute{e}canisme\: de\: r\acute{e}g\acute{e}n\acute{e}rescence}\) (e) : Concerne la réparation d'un organe lésé ou perdu (ex: queue du l\acute{e}zard).
Conclusion :
Chez l'embryon, la mitose a pour fonction essentielle de permettre l'accroissement du nombre de cellules nécessaire à l'\acute{e}dification de l'organisme, ce qui constitue la croissance.
10. Dans sa ferme, Masuka croise deux plantes de tomates de race pure, l’une à fleurs rouges et l’autre à fleurs jaunes.
A la F1, toutes les plantes sont à fleurs rouges.
La fécondation des hybrides avec l’un des parents de la race pure autant des rouges que des jaunes.
Déterminer ce cas d’hérédité.
Réponse correcte : b. \(\mathrm{H\acute{e}r\acute{e}dit\acute{e}\: de\: test-cross.}\)
Explication détaillée :
1. Analyse de la première génération (F1) :
Le croisement de deux races pures (Rouge x Jaune) donnant 100% de fleurs rouges indique que l'allèle "rouge" (R) est dominant sur l'allèle "jaune" (j) qui est récessif. Les individus de la F1 sont des hybrides de génotype (Rj).
2. Analyse du second croisement :
L'énoncé précise que l'on féconde les hybrides (F1) avec l'un des parents de race pure et que l'on obtient "autant de rouges que de jaunes" (soit un ratio de 50% / 50%).
- Pour obtenir des fleurs jaunes (phénotype récessif), l'hybride doit obligatoirement avoir été croisé avec le parent récessif (jj).
- Le croisement \(\mathrm{(Rj) \times (jj)}\) donne : \(\mathrm{50\%\: (Rj)}\) [Rouge] et \(\mathrm{50\%\: (jj)}\) [Jaune].
3. Définition du cas d'hérédité :
- Un \(\mathrm{Back-cross}\) (a) est un croisement de retour avec n'importe lequel des parents.
- Un \(\mathrm{test-cross}\) (b) est un cas particulier de back-cross où l'hybride est croisé spécifiquement avec le parent au phénotype récessif pour tester son génotype. C'est ce croisement précis qui produit les proportions 50/50 observées ici.
Conclusion :
Puisque le résultat du croisement de retour donne une ségrégation égale (50% dominant, 50% récessif), cela caractérise techniquement un \(\mathrm{test-cross}\).
11.Chronologiquement, les étapes de l’évolution de l’homme se suivent, indiquer celle de l’homme actuel.
Réponse correcte : e. \(\mathrm{homo\: sapiens\: sapiens}\)
Explication détaillée :
1. Chronologie de l'évolution humaine :
L'évolution de la lignée humaine (hominines) s'étend sur plusieurs millions d'années. La séquence chronologique simplifiée généralement admise est la suivante :
- \(\mathrm{Australopith\grave{e}ques}\) : Hominidés anciens, bipèdes mais conservant des traits arboricoles.
- \(\mathrm{Homo\: habilis}\) : Le premier du genre "Homo", associé aux premiers outils.
- \(\mathrm{Homo\: erectus}\) : Connu pour la maîtrise du feu et ses migrations hors d'Afrique.
- \(\mathrm{Homo\: sapiens}\) : L'homme "sage" ou moderne au sens large.
2. Définition de l'homme actuel :
L'\(\mathrm{homo\: sapiens\: sapiens}\) est la sous-espèce à laquelle appartiennent tous les êtres humains vivant aujourd'hui sur Terre. Il représente l'étape ultime de la lignée, caractérisée par une capacité crânienne élevée, un langage articulé complexe et une pensée abstraite poussée.
3. Analyse des options :
- Les options (a), (b), (c) et (d) représentent des ancêtres ou des espèces parentes aujourd'hui éteintes.
- L'appellation \(\mathrm{Homo\: sapiens\: sapiens}\) (e) est le terme scientifique précis désignant l'homme moderne anatomique et actuel.
Conclusion :
Parmi les étapes citées, seul l'\(\mathrm{homo\: sapiens\: sapiens}\) désigne l'homme d'aujourd'hui.
12. Indiquer la relation communautaire entre l’ascaris dans le ventre de l’homme.
Réponse correcte : c. \(\mathrm{le\: parasitisme}\)
Explication détaillée :
1. Définition de l'interaction :
Le \(\mathrm{parasitisme}\) est une relation biologique interspécifique durable où un organisme, le parasite (ici l'ascaris), vit aux dépens d'un autre organisme, l'hôte (ici l'homme).
2. Caractéristiques dans ce cas précis :
- Bénéfice pour le parasite : L'ascaris (\textit{Ascaris lumbricoides}) s'établit dans l'intestin grêle de l'homme pour y puiser ses nutriments déjà digérés par l'hôte.
- Préjudice pour l'hôte : Cette présence entraîne des troubles de santé (douleurs abdominales, carences, fatigue) sans toutefois provoquer la mort immédiate de l'hôte, car le parasite a besoin de lui pour survivre et se reproduire.
3. Analyse des autres options :
- \(\mathrm{Comp\acute{e}tition}\) (a) : Concerne deux espèces se disputant une même ressource limitée.
- \(\mathrm{Coop\acute{e}ration}\) (b) : Relation facultative où les deux espèces tirent un profit mutuel.
- \(\mathrm{Pr\acute{e}dation}\) (d) : Un organisme en tue un autre pour se nourrir immédiatement.
- \(\mathrm{Symbiose}\) (e) : Association intime et obligatoire à bénéfice réciproque.
Conclusion :
L'ascaris étant un ver intestinal qui nuit à la santé humaine tout en s'y nourrissant, la relation est typiquement un cas de \(\mathrm{parasitisme}\).