Exetat Biologie 2017_Pédagogie
Question 1
1. Au cours de la mitose, le dédoublement de la quantité d'ADN caractérise :
Réponse correcte : b. \(\mathrm{l'interphase}\)
Explication détaillée :
Le cycle cellulaire se compose de deux grandes étapes : l'interphase et la mitose. Le "dédoublement" mentionné dans la question correspond à la réplication de l'ADN.
1. Analyse de l'Interphase (Option b) :
Bien que la question dise "au cours de la mitose" (souvent utilisé par extension pour désigner le cycle cellulaire complet dans les examens), le processus biologique de réplication de l'ADN se déroule exclusivement pendant l'\(\mathrm{interphase}\), plus précisément durant la \(\mathrm{phase\: S}\) (Synthèse). C'est à ce moment que la quantité d'ADN passe de \(2q\) à \(4q\), permettant à chaque future cellule fille de recevoir une copie complète du patrimoine génétique.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{La\: prophase}\) (a) : Les chromosomes deviennent visibles car l'ADN est déjà dédoublé et se condense.
\item \(\mathrm{La\: m\acute{e}taphase}\) (d) : Les chromosomes dédoublés s'alignent sur la plaque équatoriale.
\item \(\mathrm{L'anaphase}\) (c) : Il y a séparation des chromatides sœurs, donc division de la quantité d'ADN par deux par pôle, mais pas de dédoublement.
\item \(\mathrm{La\: t\acute{e}lophase}\) (e) : Marquage de la fin de la division où les noyaux se reforment avec une quantité d'ADN revenue à l'état initial (\(2q\)).
\end{itemize}
Conclusion :
Le dédoublement de la quantité d'ADN (réplication) est le phénomène majeur de l'\(\mathrm{interphase}\), préparant la cellule à la division proprement dite.
2. Indiquez le nombre de spermatozoïdes produits par 8 gonies après 3 mitoses.
Réponse correcte : d. \(256\)
Explication détaillée :
Pour résoudre ce problème de spermatogénèse, nous devons calculer successivement le nombre de cellules produites lors de la phase de multiplication (mitoses), puis lors de la phase de maturation (méiose).
1. Phase de multiplication (Mitoses) :
Une mitose produit \(2\) cellules filles à partir d'une cellule mère. Le nombre de cellules après \(n\) mitoses est donné par la formule \(2^n\).
- Ici, pour chaque gonie : \(2^3 = 8\) cellules (spermatogonies).
- Puisqu'il y a \(8\) gonies au départ : \(8 \text{ (gonies)} \times 8 \text{ (cellules/gonie)} = 64\) spermatogonies.
2. Phase de maturation (Méiose) :
Au cours de la spermatogénèse, chaque spermatogonie s'accroît pour devenir un spermatocyte I. Chaque spermatocyte I subit ensuite les deux divisions de la méiose pour produire exactement \(4\) spermatozoïdes.
3. Calcul final :
Le nombre total de spermatozoïdes est donc :
\(64 \text{ (spermatogonies)} \times 4 \text{ (spermatozoïdes par cellule)} = 256\) spermatozoïdes.
Conclusion :
Le processus complet à partir des 8 gonies initiales aboutit à la formation de \(256\) gamètes mâles.
3. Certaines modifications de la structure des chromosomes peuvent être observées.
Indiquez la proposition qui exprime la répétition d’un fragment de chromosome.
Réponse correcte : c. \(\mathrm{duplication}\)
Explication détaillée :
Les remaniements chromosomiques de structure sont des mutations qui modifient l'agencement des gènes sur un chromosome.
1. Analyse de la Duplication (Option c) :
La \(\mathrm{duplication}\) est une mutation chromosomique caractérisée par la \textbf{r\acute{e}p\acute{e}tition} d'un segment de chromosome. Un fragment du chromosome est dupliqué et inséré à la suite de la séquence originale ou ailleurs dans le génome, augmentant ainsi le nombre de copies de certains gènes.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{D\acute{e}l\acute{e}tion}\) (a) : Correspond à la \textit{perte} d'un fragment de chromosome.
\item \(\mathrm{Inversion}\) (d) : Se produit lorsqu'un fragment de chromosome se casse, pivote à \(180^{\circ}\) et se recolle, changeant l'\textit{ordre} des gènes mais pas leur nombre.
\item \(\mathrm{Translocation}\) (e) : Désigne le transfert d'un fragment de chromosome sur un autre chromosome non homologue.
\item \(\mathrm{Insertion}\) (b) : Désigne l'ajout d'un segment de matériel génétique (provenant souvent d'un autre chromosome) dans un chromosome, ce qui n'implique pas nécessairement la répétition d'un fragment déjà présent.
\end{itemize}
Conclusion :
Le terme biologique exact pour définir la répétition d'une séquence chromosomique est la \(\mathrm{duplication}\).
4. Les caractéristiques suivantes : corps couvert des plumes, longue queue, bec avec dents, correspondent :
Réponse correcte : a. \(\mathrm{A\: l'arch\acute{e}opt\acute{e}ryx}\)
Explication détaillée :
L'énoncé décrit un organisme présentant une mosaïque de caractères, ce qui est typique d'une "forme intermédiaire" ou d'un fossile de transition dans l'évolution des espèces.
1. Analyse de l'Archéoptéryx (Option a) :
L'\(\mathrm{arch\acute{e}opt\acute{e}ryx}\) est un genre de dinosaures à plumes ayant vécu à la fin du Jurassique. Il possède des caractères mixtes :
- Caractères d'oiseau : Présence de plumes et d'un bec.
- Caractères de reptile (dinosaure) : Présence de dents dans le bec et d'une longue queue osseuse composée de vertèbres.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
- \(\mathrm{L'ornithorynque}\) (b) : C'est un mammifère monotrème. Bien qu'il ait un bec, il possède des poils (pas de plumes) et sa queue est plate (type castor), sans dents à l'âge adulte.
- \(\mathrm{Le\: Cheval}\) (c), \(\mathrm{le\: singe}\) (d) et \(\mathrm{l'homme}\) (e) : Ce sont des mammifères qui possèdent des poils, n'ont pas de bec et leurs caractéristiques dentaires ou caudales ne correspondent pas à la description.
Conclusion :
L'association "plumes + bec avec dents + longue queue" définit historiquement le fossile de l'\(\mathrm{arch\acute{e}opt\acute{e}ryx}\), preuve majeure du lien évolutif entre les dinosaures et les oiseaux.
5. Comme facteur écologique, le rayonnement proche infrarouge :
Réponse correcte : c. \(\mathrm{Agit\: sur\: l'\acute{e}longation\: de\: la\: tige.}\)
Explication détaillée :
La lumière solaire est composée de différentes radiations ayant des effets variés sur les organismes vivants, particulièrement sur les végétaux.
1. Action du proche infrarouge (Option c) :
Le \(\mathrm{rayonnement\: proche\: infrarouge}\) (situé juste au-delà du rouge visible dans le spectre électromagnétique) joue un rôle crucial dans le développement des plantes. Il agit principalement via les phytochromes pour réguler la croissance en hauteur. Une forte proportion de proche infrarouge par rapport au rouge clair stimule l'\textbf{\acute{e}longation de la tige}, un phénomène appelé "évitement de l'ombre".
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{Arr\hat{e}t\acute{e}\: par\: la\: couche\: d'ozone}\) (a) : C'est le rôle des rayons \(\mathrm{Ultraviolets\: (UV-C\: et\: une\: partie\: des\: UV-B)}\), pas des infrarouges.
\item \(\mathrm{Effet\: bact\acute{e}ricide}\) (b) : Les rayons \(\mathrm{Ultraviolets}\) sont ceux qui possèdent un pouvoir germicide/bactéricide en dégradant l'ADN des micro-organismes.
\item \(\mathrm{Tr\grave{e}s\: visible\: \grave{a}\: l'\oe il\: nu}\) (d) : Par définition, l'\(\mathrm{infrarouge}\) est une radiation "invisible" pour l'œil humain, car sa longueur d'onde est supérieure à \(700\: nm\).
\item \(\mathrm{Aucun\: effet}\) (e) : C'est faux, car il influence le photomorphogénèse et produit également un effet thermique (chaleur).
\end{itemize}
Conclusion :
Sur le plan écologique et physiologique, le proche infrarouge est un régulateur de la croissance morphologique des plantes, notamment de leur \(\mathrm{tige}\).
6. Le schéma ci-après représente une famille souffrant de l'hémophilie. Indiquez le génotype du couple II.
Réponse correcte : d. \(X_hY\) et c. \(X_hX\) (Le couple II est formé par l'individu 6 et l'individu 7).
Explication détaillée :
L'hémophilie est une maladie héréditaire liée au sexe, portée par le chromosome X et récessive.
1. Analyse de l'individu II-6 (Homme malade) :
D'après la légende, le carré noir représente un "Homme malade". Puisqu'il n'a qu'un seul chromosome X, son génotype est obligatoirement \(X_hY\).
2. Analyse de l'individu II-7 (Femme saine) :
D'après la légende, le cercle blanc représente une "Femme saine". Cependant, pour déterminer si elle est porteuse (\(X_hX\)) ou homozygote saine (\(XX\)), il faut regarder sa descendance ou son ascendance.
Dans ce cas précis, elle a épousé un homme malade et tous ses enfants (8, 9, 10) sont sains.
3. Identification du génotype du couple II :
La question demande "le génotype du couple II".
- L'individu 6 est \(X_hY\) (réponse d).
- L'individu 7 est \(XX\) ou \(X_hX\) (réponse e ou c).
Note technique : Dans le contexte de ce type d'item d'examen, on cherche souvent à identifier l'individu spécifique désigné par un chiffre ou le statut porteur. Ici, l'individu 6 (homme malade) correspond précisément à l'assertion d. \(X_hY\).
Conclusion :
Le membre masculin du couple II étant atteint, son génotype est \(X_hY\).