Exetat Biologie 2018_Pédagogie
Question 1
1. Indiquez la phase de la mitose au cours de laquelle les chromosomes arrivent aux pôles :
Réponse correcte : e. \(\mathrm{t\acute{e}lophase.}\)
Explication détaillée :
La mitose est un processus continu de division cellulaire divisé en quatre phases principales. La question porte sur le point final de la migration chromosomique.
1. Analyse de la Télophase (Option e) :
La \(\mathrm{t\acute{e}lophase}\) commence précisément au moment où les chromosomes fils (chromatides sœurs séparées) \textbf{arrivent aux p\hat{o}les} opposés de la cellule. C'est à ce stade que les chromosomes commencent à se décondenser pour redevenir de la chromatine et que l'enveloppe nucléaire se reforme autour de chaque lot chromosomique.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{Anaphase}\) (a) : C'est la phase de mouvement. Les chromosomes se séparent et \textit{migrent vers} les pôles, mais ils ne s'y installent qu'à la fin de celle-ci, marquant la transition vers la télophase.
\item \(\mathrm{M\acute{e}taphase}\) (c) : Les chromosomes sont alignés sur la plaque équatoriale, au centre de la cellule, et non aux pôles.
\item \(\mathrm{Prophase}\) (d) : C'est le début de la mitose où les chromosomes se condensent et le fuseau se forme ; ils sont encore dispersés dans la zone nucléaire.
\item \(\mathrm{Interphase}\) (b) : Ce n'est pas une phase de la mitose proprement dite, mais la période de croissance et de réplication de l'ADN qui précède la division.
\end{itemize}
Conclusion :
L'arrivée définitive et le regroupement des chromosomes aux deux extrémités de la cellule caractérisent l'entrée en \(\mathrm{t\acute{e}lophase}\).
2. Soit un individu dont \(2n=6\). Indiquez le nombre des spermatozoïdes produits par une gonie de cet individu après avoir subi deux mitoses et les deux divisions méiotiques.
Réponse correcte : b. \(16\)
Explication détaillée :
Pour déterminer le nombre final de spermatozoïdes, il faut décomposer les étapes de division cellulaire à partir d'une seule cellule mère (gonie).
1. Phase de mitose (Multiplication) :
La mitose est une division équationnelle où une cellule donne deux cellules filles identiques.
- Après la 1ère mitose : \(1 \mathrm{\: gonie} \rightarrow 2 \mathrm{\: cellules}\).
- Après la 2ème mitose : \(2 \mathrm{\: cellules} \rightarrow 4 \mathrm{\: cellules}\) (spermatogonies).
À la fin de cette phase, nous avons \(4\) cellules prêtes à entrer en méiose.
2. Phase de méiose (Maturation) :
La méiose comprend deux divisions successives (réductionnelle et équationnelle). Au cours de la spermatogénèse, chaque spermatocyte I (issu d'une spermatogonie après accroissement) produit exactement \(4\) spermatozoïdes à la fin des deux divisions méiotiques.
3. Calcul final :
Puisque nous avons obtenu \(4\) spermatogonies lors de la phase précédente, le calcul est le suivant :
\(4 \mathrm{\: (cellules\: issues\: des\: mitoses)} \times 4 \mathrm{\: (spermatozoïdes\: par\: méiose)} = 16 \mathrm{\: spermatozoïdes}\).
Note : La valeur \(2n=6\) est une donnée accessoire ici ; elle indique la ploïdie de l'espèce mais n'influence pas le nombre de cellules produites, seulement le nombre de chromosomes à l'intérieur de celles-ci.
Conclusion :
Une gonie ayant subi deux mitoses produit \(4\) cellules, lesquelles produisent chacune \(4\) gamètes par méiose, soit un total de \(16\).
3. Chez l’homme, l’albinisme est une tare dont le mode de transmission est autosomique. Indiquez les génotypes respectifs d’un homme normalement pigmenté et sa conjointe albinos qui ont six enfants normalement pigmentés.
Réponse correcte : b. \(AA \times aa\)
Explication détaillée :
L’albinisme est une affection autosomique récessive.
On note :
A : allèle dominant (pigmentation normale)
a : allèle récessif (albinisme)
Une personne albinos possède nécessairement le génotype aa.
La conjointe étant albinos, son génotype est donc :
aa
Le couple a six enfants normalement pigmentés.
Pour qu’un enfant issu d’une mère aa soit normalement pigmenté, il doit recevoir obligatoirement l’allèle dominant A du père.
Si le père était hétérozygote Aa :
Croisement :\( Aa \times aa\)
Gamètes du père : A et a
Gamètes de la mère : a uniquement
Descendance :
- 50\% Aa (normaux)
- 50\% aa (albinos)
On observerait alors des enfants albinos, ce qui n’est pas le cas.
Donc le père ne peut pas être Aa.
Il doit être homozygote dominant :
AA
Croisement : \(AA \times aa\)
Gamètes du père : A uniquement
Gamètes de la mère : a uniquement
Descendance :
100\% Aa (tous normalement pigmentés)
Cela correspond à l’énoncé.
Conclusion :
Le génotype du père est AA et celui de la mère est aa.
4. Indiquez l'organisme qui se reproduit par régénérescence.
Réponse correcte : b. \(\mathrm{hydre\: d'eau\: douce}\)
Explication détaillée :
La régénérescence est un mode de reproduction asexuée où un organisme peut reconstituer une partie manquante ou former un individu entier à partir d'un fragment de son corps.
1. Analyse de l'Hydre d'eau douce (Option b) :
L'hydre est un exemple classique en biologie pour sa capacité de régénérescence exceptionnelle. Si une hydre est coupée en plusieurs segments, chaque petit fragment contenant une partie des cellules souches peut se réorganiser pour former une nouvelle hydre complète et fonctionnelle.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
- \(\mathrm{Amibe}\) (a) : Se reproduit principalement par scissiparité (division binaire simple).
- \(\mathrm{Lombric}\) (c) : Bien que le lombric (ver de terre) puisse régénérer certains segments perdus (cicatrisation), il ne l'utilise pas comme mode de reproduction habituel pour multiplier les individus.
- \(\mathrm{Plasmodium}\) (d) : Se reproduit par schizogonie (division multiple) ou par reproduction sexuée complexe.
- \(\mathrm{Trypanosome}\) (e) : Se reproduit par division binaire longitudinale.
Conclusion :
L'\(\mathrm{hydre\: d'eau\: douce}\) est l'organisme parmi les choix proposés dont le mécanisme de reproduction asexuée caractéristique est la régénérescence.
5. Indiquez la période historique au cours de laquelle sont apparus les reptiles.
Réponse correcte : b. \(\mathrm{carbonif\grave{e}re}\)
Explication détaillée :
L'histoire de la vie sur Terre est marquée par l'émergence successive des différents groupes de vertébrés au cours des ères géologiques.
1. Analyse du Carbonifère (Option b) :
La période du \(\mathrm{carbonif\grave{e}re}\) (environ \(-358\) à \(-298\) millions d'années), située à la fin de l'ère Paléozoïque, est caractérisée par l'apparition des premiers \(\mathrm{reptiles}\). Ces derniers ont évolué à partir d'amphibiens primitifs en développant l'œuf amniotique, une innovation majeure leur permettant de s'affranchir du milieu aquatique pour la reproduction.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
\begin{itemize}
\item \(\mathrm{Cambrien}\) (a) : Explosion de la vie marine invertébrée ; aucun vertébré terrestre n'existait encore.
\item \(\mathrm{D\acute{e}vonien}\) (c) : Surnommé "l'âge des poissons" ; c'est la période d'apparition des premiers amphibiens, mais pas encore des reptiles.
\item \(\mathrm{Eoc\grave{e}ne}\) (d) : Période de l'ère Cénozoïque marquée par la diversification des mammifères, bien après l'apparition des reptiles.
\item \(\mathrm{Trias}\) (e) : Période de l'ère Mésozoïque marquée par l'apparition des dinosaures et des premiers mammifères, mais les reptiles en tant que groupe étaient déjà présents depuis longtemps.
\end{itemize}
Conclusion :
Les premiers fossiles de reptiles (comme Hylonomus) datent du \(\mathrm{carbonif\grave{e}re}\) moyen, ce qui confirme cette période comme celle de leur apparition.
6. Indiquez l'expression qui définit la biosphère.
Réponse correcte : a. \(\mathrm{Couche\: de\: la\: terre\: o\grave{u}\: la\: vie\: est\: possible.}\)
Explication détaillée :
La biosphère représente le niveau d'organisation écologique le plus élevé et le plus vaste de notre planète.
1. Définition de la Biosphère (Option a) :
La \(\mathrm{biosph\grave{e}re}\) est définie comme la mince couche superficielle de la Terre (englobant une partie de la lithosphère, de l'hydrosphère et de l'atmosphère) où les conditions physico-chimiques permettent l'existence et le développement de la vie. C'est l'espace global occupé par les êtres vivants.
2. Pourquoi les autres options sont incorrectes :
- \(\mathrm{Ensemble\: des\: \hat{e}tres\: vivants}\) (b) : Désigne la \(\mathrm{bioc\acute{e}nose}\).
- \(\mathrm{Ensemble\: du\: milieu\: et\: des\: \hat{e}tres\: vivants}\) (c) : Désigne un \(\mathrm{\acute{e}cosyst\grave{e}me}\).
- \(\mathrm{Milieu\: physique\: dans\: lequel\: vit\: un\: \hat{e}tre\: vivant}\) (d) : Désigne le \(\mathrm{biotope}\) ou l'habitat.
- \(\mathrm{Surface\: d\acute{e}finie\: par\: un\: climat\: (...)}\) (e) : Désigne un \(\mathrm{biome}\) (comme la toundra ou la forêt tropicale).
Conclusion :
L'expression qui définit le mieux la biosphère est celle qui la considère comme l'enveloppe terrestre globale propice à la vie.