REVISION SVT BAC TCHEKELes progrès récents de la biologie moléculaire ont permis de découvrir...

REVISION SVT BAC TCHEKE

NB : ce document n’est pas à vendre

Pour mieux préparer le BAC ABCD en SVT

OGUIDI Emmanuel TEL :96649543

Réalisé par OGUIDI Emmanuel/96649543 REVISION SVT BAC TCHEKE 1

EPREUVE 1 Tle D

Compétences à évaluer : CD n°1 ; CT n°1 ; CT n°2 et CT n°8. Ta copie sera appréciée suivant les critères ci-aprèsCritères minimaux (18 pts) Critères de perfectionnement (2pts)

- Pertinence du contenu et de la démarche - Présentation correcte de la copie - Cohérence interne de la production - Originalité de la production

Partie I : Restitution organisée de connaissances (06pts)

Montre en quoi le comportement des chromosomes au cours d’un cycle à méiose explique le maintien de la garniture chromosomique d’une génération à l’autre.

Partie II : Résolution de problèmes (12pts) Situation-problème n° 1

Le cancer du sein est le type de cancer le plus fréquent chez les femmes dans le monde. Ce cancer est en particulier de plus en plus virulent dans les pays en voie de développement où la majorité des cas diagnostiqués sont à un stade avancé. Pour comprendre certains facteurs de risque de cancer du sein, on te propose les documents suivants.

Document 1 : Cancer du sein et hérédité Les individus I1 et I2 sont des grands-parents. Les sujets II2, II3, II4 et II5 sont leurs

enfants. Le couple II1 et II2 a eu deux enfants : III1 et III2, alors que le couple II5 et II6 a eu un enfant, III3. Document 2 : Les gènes BRCA et le cancer du sein. Deux gènes importants sont actuellement identifiés : on les a appelés les gènes BRCA 1 et BRCA 2, abréviations de « BReast Cancer » qui signifie cancer du sein en anglais. Ces deux gènes ont été respectivement identifiés en 1994 1995 et localisés sur les chromosomes 17 et 13.


D’après « livret d’information et de dialogue des personnes consultant pour un risque familial de cancer du sein et/ou de l’ovaire ».

Document 3 : Séquence du gène BRCA 1. Le gène BRCA 1 code pour une protéine BRCA 1 comptant 1863 acides aminés. Les protéines BRCA interviennent dans la régulation des cycles cellulaires. On donne ci-dessous la séquence nucléotidique du brin non transcrit de deux allèles du gène BRCA 1 à partir du nucléotide n°67.

Allèle non muté du gène BRCA 1 : 6788 112 GAG TGT CCC ATC TGT CTG GAG TTG ATC AAG GAA CCT GTC TCC ACA AAT GAT …

Allèle muté du gène BRCA 1 67 88 112 GTG TCC CAT CTG TCT GGA GTT GAT CAA GGA ACC TGTCTCCACAAATGAT … Remarque : le codonUGA de l’ARNm correspond à un codon stop.

Exploite les informations tirées des documents 1, 2 et 3 pour déterminer l’origine des facteurs qui augmentent le risque de développer un cancer du sein.

Situation problème n°2

A partir des données fournies par l’étude des documents 1 et 2, explique la coloration particulière de la fourrure chez le chat siamois.

Document 1 : Les chats siamois Les chats siamois ont une fourrure bicolore, blanche ou crème avec les extrémités

foncées (museau, oreilles, bout de la queue et des pattes). Ceux qui vivent sous un climat assez rude ont une fourrure plus foncée que ceux vivant sous un climat plus chaud. Chez le chat, les extrémités ont une température inférieure à 35°C, alors que celle du corps est de 38°C. Dans les cellules du poil, la couleur est obtenue par synthèse et accumulation de granules contenant un pigment sombre : la mélanine. Document 2a : Activité de l’enzyme tyrosinase des chats siamois en laboratoire Tyrosine présente dans le milieu en % de tyrosine

Document 2b : La synthèse de la mélanine

100 80 60 40 20 0

5 10 15 20 25 Temps (en mn)

38°C 32°C


Elle fait intervenir une chaîne de réactions ; l’une d’elle part d’un acide aminé, la tyrosine (incolore), qui est transformée en mélanine grâce à une enzyme (protéine) fondamentale : la tyrosinase. TyrosineProduit AMélanine


EPREUVE 2 Tle AB

Compétences à évaluer : CD n°1 ; CT n°1 ; CT n°2 et CT n°8.

Ta copie sera appréciée suivant les critères ci-aprèsCritères minimaux (18 pts) Critères de perfectionnement (2pts)

- Pertinence du contenu et de la démarche - Présentation correcte de la copie

- Cohérence interne de la production - Originalité de la production


Montre en quoi les chromosomes constituent le support physique de l’information génétique.

Partie II : Résolution de problèmes (12pts)

Situation-problème

Afin de connaître la nature chimique de l’information génétique, on réalise les expériences suivantes. On pratique chez la souris des injections de bactéries appartenant à différentes souches de pneumocoques : des pneumocoques Set des pneumocoques R. On injecte à des Souris soit de pneumocoques S ou R vivants ou tués après un traitement, soit des extraits de pneumocoques. On observe ensuite l’état des souris et, par des analyses de sang, on recherche chez celles-ci la présence ou l’absence de pneumocoques S ou R. Le protocole expérimental et les résultats obtenus pour chaque expérience sont résumés ci-après.


Expérience 5 : injection de la « souche S tuée » sans l’ADN et de la « souche R vivante » à une souris. La souris survit et on note l’absence de tout pneumocoque.

Expérience 6 : injection de l’ADN de la « souche S » et de la « souche R vivante » à une souris. La souris meurt et on note la présence de nombreux pneumocoques dans son sang.

Tâche : Tu es invité(e) à exploiter les informations tirées des expériences présentées pour préciser la nature chimique de l’information génétique


EPREUVE 3 Tle D

Ta copie sera appréciée selon les critères suivants :

C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu ;

C2 : Cohérence interne de la production ;

CP : Présentation matérielle et originalité de la production.

Partie I : Restitution organisée des connaissances

Explique les phénomènes qui permettent à l’ovaire d’une fleur de spermaphyte de devenir un fruit.

Partie II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis


On connaît une maladie génétique : le syndrome de Down dont les symptômes sont apparu chez un enfant qui a ses parents tout à fait normaux, ignorant l’existence de cette anomalie. Sorcellerie ou mauvais sort ? Se demandaient les parents totalement perturbés par l’état de leur enfant, malgré les consultations traditionnelles puis l’observation rigoureuse des dispositions qu’elles impliquent et, ils cherchent à comprendre. Les documents ci-après te sont soumis pour expliquer à ces parents, la manifestation de cette maladie dans leur famille.

Document 1 : Résultat d’exploration réalisée au niveau de l’encéphale de l’enfant atteint

Le syndrome de Down ou Mongolisme est caractérisé par des anomalies physiques (face aplatie, yeux bridés, pieds et mains larges, petits doigts, fémur et orteil ….) et intellectuelles (retard mental) par perturbation des structures encéphaliques.

Le fonctionnement de l’encéphale nécessite une protéine P dont la synthèse est commandée par un gène porté par le chromosome 21. Chez l’enfant présentant le syndrome de Down, les explorations au niveau de l’encéphale révèle le dépôt d’un surplus de la substance P.

Document 2 : Caryotypes des parents et de l’enfant malade

Le caryotype d’un individu normal montre un nombre diploïde de chromosomes porteur de gènes. Un gène chromosomique détient sa séquence nucléotidique, l’information génétique permettant la réalisation d’un caractère, ce dernier


impliqué dans l’établissement du phénotype. Les caryotypes des parents et de leur enfant se présentent comme suit :

Caryotype du père Caryotype de la mère

Caryotype de l’enfant issu de la fécondation entre gamète paternel et maternel, tous haploïdes

NB:

Dans les conditions normales, les chromosomes de 1 à 22sont en paires identiques

Les chromosomes XX et XY déterminent respectivement le sexe femelle et mâle

Document 3 : Dosage de la SOD dans les globules rouges

On a dosé dans les hématies des individus non malades, et des individus atteints du syndrome de Down, une enzyme : la superoxydedistumase (SOD). Cette enzyme, codée par un seul gène, intervient dans la synthèse de la substance p


T : individu non attein S.D : individu atteint du syndrome de Down

Consigne : A partir des informations des documents, explique la santé parfaite des parents et la manifestation de l’anomalie de comportement chez l’enfant.

Donne ton point de vue argumenté sur l’idée de sorcellerie évoquée par les parents.


La phénylcétonurie est une affection héréditaire causée par la perturbation du métabolisme d’un acide aminé, la phénylcétonurie que contiennent certains aliments. Elle atteint un nouveau-né sur 10000 et se manifeste dès la première semaine par des troubles digestifs, des lésions cutanéeset des convulsions. Elle provoque un important retard mental et l’espérance de vie sans traitement ne dépasse pas vingt ans. Les sujets atteints de phénylcétonurie sont caractérisés par la pâleur de leur visage, leurs yeux et leurs cheveux très clairs, même dans les populations où ces caractères sont totalement inhabituels.

Document1

Pour identifier biochimiquement la maladie ; on procède à des examens sanguins et urinaires sur les sujets atteints. Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous qui donne également des indications relatives à des sujets sains.

Substances chimiques (mg pour 100ml)

PLASMA URINE

Sujet sain Sujet malade Sujet sain Sujet malade


Phénylalanine 1-2(doses normales utiles)

15-63(toxiques pour ces valeurs)

1-2(dose normales utiles)

300-1000

Acide phénylpyruvique 0 0,3-1,8(toxique) 0 300-2000

Document 2 : Les voies de dégradation métabolique de la phénylalanine dans l’organisme

Phénylalanine tyrosine mélanine (pigment sombre de la peau)

Phénylalanine acide phénylalanine (acide cétonique éliminé par les urines)

L’enzyme n°2 (ou phénylalanine hydroxylase)est décelable dans les cellules hépatiques de l’individu sain. La voie métabolique n°2 est utilisée qu’en cas d’augmentation anormale du taux de phénylalanine dans le sang.

Document 3

Les progrès récents de la biologie moléculaire ont permis de découvrir les causes de la phénylcétonurie. Dans près de 63% de familles touchées, c’est une anomalie dans la constitution d’une protéine enzymatique, appelé PAH, qui déclenche les symptômes de la maladie. Cette anomalie est reliée à une séquence particulière du gène en cause, nommée R408Q dont le document ci-dessous résume les différences majeures avec la séquence normale. Le premier triplet des séquences proposées correspond à l’acide aminé de position 405.

Remarque : La PAH (=phénylalanine hydroxylase) comporte 452 acides aminés

Séquences comparées : ADN du brin non-transcrit.

Voie n°1

Enzyme n°1

Voie n°2

Enzyme n°2

Séquence du brin normal : ACAATA CCT CGG CCC TTC TCA GTT

Séquence du brin modifié : ACA ATA CCT TGG CCC TTC TCA GTT 405 412

Début et sens de lecture


Consigne : Exploite les documents pour expliquer l’origine de la phénylcétonurie

Annexe : tableau du code génétique


EPREUVE 4 Tle C

Partie I : Restitution organisée des connaissances

La reproduction conforme permet la formation de clone cellulaire ; l’information contenue dans le noyau est transmise à l’identique-

Exposez, en utilisant des schémas explicatifs, les mécanismes cellulaires et moléculaires permettant le maintien de l’information et sa répartition équivalente au cours de la reproduction conforme-

Vous réaliserez vos schémas en considérant comme formule chromosomique 2n=4

Partie II : Résolution de problème

Le bacille subtil est une bactérie très commune qui se développe bien dans de l’eau riche en matière organique (infusion de foin, eau des vases des fleurs, flaque d’eau stagnante…). Pour observer le développement de ces bactéries, il suffit d’étaler une goutte de culture sur un milieu gélosé de composition appropriée ; on voit alors des colonies bactériennes grandir en surface.

On connait plusieurs mutants de bacille subtil. L’un d’eux est incapable de synthétiser le Tryptophane, acide aminé nécessaire à son métabolisme, alors que la souche sauvage est capable de réaliser cette synthèse. On désigne par Try+ la souche sauvage et par Try- la souche de bactérie mutée.


Consigne : Exploite les résultats expérimentaux pour montrer comment la molécule d’ADN est le support de l’information génétique


EPREUVE 5 Tle D

- Compétences à évaluer : CD n°1et n°2 ; CT n°1, n°2 et n°8.

- Critères d’évaluation :

Votre copie sera appréciée par rapport aux critères suivants : Pertinence au double plan de la démarche et du contenu de la production. Cohérence interne de la production. Présentation correcte de la production.

NB : Ta production sera appréciée selon les critères minimaux de cohérence interne et de pertinence. La bonne présentation et l’originalité de ta production seront également prises en compte

Partie I : Restitution organisée de connaissances. (06 pts)

Explique comment l’expression de l’information génétique détenue par

l’ADN détermine les caractères chez les eucaryotes.

Partie II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis. (12 pts)

Situation problème 1 (06 pts)

Un couple a un enfant atteint de retard mental. Il attend un second

enfant et souhaite savoir l’origine de ce retard mental. Afin d’expliquer à ce couple,

l’origine de l’anàmalie de l’enfant alteint, on te propose les documents suivants

Document1 : Résultat du dosage de l’activité des enzymes intervenant dans la

synthèse des purines

Les purines sont des substances interne nant dans le fonctionnement des

neurones en fonction des nombre de fragments 21q des chromosomes des individus

Nombre de fragment

21q (bras long du

chromosome 21

Activité des

enzymes (en% par

rapport à leur

activité chez un

individu normal

Taux sanguins de

purines en m. mol.

L-1

Phénotype

macroscopique

2 100% 80 Normal

3 152% 121,5 Retard mental


Document 2 : protocole et résultats de cultures cellulaires sr un milieu avec et sans purines

Type de cellules

utilisées

Neurone humain Cellules de souris

incapables de

synthétiser les

purines (suite à une

nutation du gène

Cellules de souris

incapables de sy

Type de milieu Enrichi en purine Sans purine Sans purine

Résultat Mort des neurones Mort des neurones Mort des cellules sauf

celles qu’ont

conservé le

chromosome 21

Document 3 : Prévision sur l’état de santé de l’enfant à naître.

Pour connaître l’état de santé du fœtus que port la femme, le dosteurmédecin a

demandé trois (03) analyses

Mesure échographique Dosage sanguin de l’hormone fœtale (HCG) Dosage sanguin de la protéine fœtale (AFP)

Les résultats de ces analyses sont les suivants

Valeurs trouvées après analyse

Valeurs normales

Fœtus : échographie 13e semaine

Epaisseur du pli cutané de la nuque

5mm Inférieure à 3mm

La femme AFP 23,6U. ml-1 33, +2,7U.ml

Dosage 16e semaine HCG 80U.ml-1 35+ 2,5U.ml-1

Exploite les informations tirées des documents proposés pour expliquer le retard mental de l’enfant malade et le risque que cour l’enfant à naître. Situation-problèmes N°2


Pendant longtemps, la génétique s’intéresse à la transmission des caractères typiques par des gènes dans les populations. Aujourd’hui, elle s’occupe beaucoup des maladies génétiques qui sévissent dans les populations. C’est le cas par exemple de la phénylcétonurie. Afin de montrer l’origine de cette maladie, on te propose les documents ci-après. Document 1 a : Manifestations de la maladie La phénylcétonurie est une affection héréditaire causée par la perturbation du métabolisme d’un acide aminé, la phénylalanine, que contiennent certains aliments. Elle atteint un nouveau-né sur 10.000 et se manifeste de la première semaine par des troubles digestifs, des lésions cutanée et des convulsions. Elle provoque un important retard mental et l’expérience de vie sans traitement ne dépasse pas vingt ans. Les sujets atteints de phénylcétonurie sont caractérisés par la pâleur de leur visage, leurs yeux et leurs cheveux très clairs même dans les populations où ces caractères sont tellement inhabituels. Document 1 b : Dosage de phénylalanine et de l’acide phénylpyvique chez un sujet sain et un sujet malade Pour identifier biochimiquement la maladie on procédé à des examens sanguins et urinaires sur les sujets atteints. Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous qui donne également des indications relatives sujettes saines

Sujet sain Sujet malade Sujet sain Sujet malade

Phénylalanine 1-2 (document)

15-63 (toscique pour ses voleurs

1-2 (dose normal)

300-1000

Acide phénylpyravique

0

0,3à1, 8

0

300-2000

Document 2 : Voies de la dégradation métabolique de la phénylamine dans l’organisme. Phénylalanine Voie1 Tyrosine Mélanine (pigment sombre de la peau) Enzyné1 Phénylalanine voie2 acide phénylalanine (acide cétonique éliminé urines. Enzyné2 L’enzyme 1 (ou Phénylalanine Hdroscylase) est décelable dans les cellules hépatiques de l’individu sain. La voie métabolique n°2 n’est utilisée qu’en cas d’augmentation anormale du taux de phénylalanine dans le sang. Document 3 : Séquences comparées d’allèle sain et d’allèle muté Les progrès récents de la biologie moléculaire ont permis de découvrir les de la phénylcétonurie. Dans près de 63% des familles touchées, c’est une anomalie dans la constitution d’une protéine enzymatique appéllée PAH, qui déclenche les symptômes de la de la maladie. Cette anomalie est reliée à une séquence particulière du gène en cause, nommé R408Q dont l’encadré ci-dessous résume les différences majeures avec la séquence normale. Le premier triplet des séquences proposées correspond à l’acide amine de position 405.


Remarque : Le PAH=Phénylalanine Hdroscylase compte 452 acides aminés Séquences comparées : ADN du brin non transcrit

- Exploite les informations tirées des documents fournis pour préciser l’origine de la maladie héréditaire

- On ne guérit d’une maladie héréditaire. Donne ton point de vue puis argumente

Début et sens lecture

405 412

Séquence du bin normal : ACA ATA CCT CGG CCC TTC TCA GTT

Séquence du bin modifié : ACA ATA CCT TGG CCC TTC TCAGTT


EPREUVE 6 Tle D

Critères d’évaluation : Ta copie sera appréciée suivant les critères ci-après :

Critères minimaux :

- Pertinence de la production aux plans de la démarche et du contenu ;

- Cohérence interne de la production ;

Critères de perfectionnement :

- Présentation matérielle de la production (rature, lisibilité…)

- Originalité de la production

PARTIE I : Restitution organisée des connaissances.

Dans un texte structuré en trois parties, explique la régulation des gènes de structure chez les eucaryotes.

PARTIE II : Résolution de problème à partir des documents fournis

Situation-problème N°1

Dans le génie génétique, plusieurs espèces de bactéries sont utilisées dans la fabrication de divers produits. Parmi ces espèces, la plupart sont des organismes génétiquement modifiés (OGM). Afin d’étudier le mécanisme de la transformation génétique, on considère l’expérience historique de transgénèse chez les bactéries. Ces expériences sont représentées ci-dessous.

Les pneumocoques sont des bactéries dont certaines sont responsables de pneumonies chez les sujets qu’elles infectent. Il en existe plusieurs souches ; les deux souches utilisées ici sont très faciles à distinguer.

La souche « S » forme des colonies d’aspect lisse et les cellules sont pourvues d’une capsule repérable au microscope.

La souche « R » forme des colonies d’aspect rugueux et les cellules sont dépourvues de capsule.

Expérience 1


Expérience 2

Expérience 3

Expérience 4

Expérience 5

Expérience 6


Expérience 7

Exploite les expériences ci-dessus pour montrer l’ADN est le support chimique de l’information génétique


Toutes les cellules qui forment l’organisme pluricellulaire proviennent de la cellule œuf par mitoses successives dont le déterminisme fait l’objet de la curiosité chez un apprenant. Ce dernier entreprend une recherche documentaire qui a abouti à la collecte des documents 1 et 2 dont les interprétations lui causent des soucis.

Document1

Pour étudier le mécanisme de remplacement des cellules détruites dans un tissu, on réalise les expériences suivantes :

1ereexpérience : On détruit les 2/3 du foie d’un rat. Dès le lendemain, on constate de nombreuses divisions des cellules hépatiques ; en moins d’une semaine, la partie enlevée régénère et on constate l’arrêt des divisions.

2èmeexpérience : Si la circulation sanguine du rat opéré précédemment a été connectée à celle d’un rat normal, des divisions cellulaires sont déclenchées dans le foie de ce dernier.

3èmeexpérience : Sur un milieu de culture, si on dépose en des points différents quelques cellules de foie, celles-ci se divisent, s’étalent jusqu'à ce que toutes les cellules soient en contact, elles forment alors une monocouche continue et les divisions cessent.

4èmeexpérience : Si on déchire la monocouche précédente, (document 1, a) les cellules du bord de la déchirure entrent en division et s’étalent pour reconstituer une surface continue ; puis les divisions cessent (document 1 b et c).

Document2


a- Des cellules de crapaud placées dans un milieu de culture, se divisent activement pendant un certain temps. Elles sont ensuite reparties en deux (02) lots A et B.

Les cellules du lot B subissent l’amputation d’une portion de cytoplasme ; dès qu’elles ont retrouvé leur volume initial, elles sont de nouveau amputées et ainsi de suite. Ces cellules ne se divisent pas alors que celles du lot A continuent normalement de proliférer.

b- une technique permet de mesurer le volume cellulaire et le volume nucléaire. On peut ainsi suivre leur croissance entre deux divisions.

Les résultats sont donnés par le graphe ci- dessous.

c- On greffe à présent un noyau de la cellule nerveuse de crapaud (cellule différenciée qui ne se divise plus) dans le cytoplasme d’une cellule œuf de crapaud. Le noyau de la cellule nerveuse entre en division en même temps que celui de la cellule œuf.

Document 1 (a, b et c) : Graphe (document 2.)

Tâche : Exploite les documents 1et 2 pour expliquer à cet apprenant le déterminisme des mitoses.


EPREUVE 7 Tle C


Explique comment l’information génétique contenue dans une cellule œuf humaine est conservée dans les cellules embryonnaires ?

Partie II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis (12 pts)

Dans le génie génétique, plusieurs espèces de bactéries sont utilisées dans la fabrication de divers produits. Parmi ces espèces, la plupart sont des organismes génétiquement modifiés (OGM). Afin d’étudier le mécanisme de la transformation génétique, on considère l’expérience historique de transgénèse chez les bactéries. Ces expériences sont représentées ci-dessous.

Les pneumocoques sont des bactéries dont certaines sont responsables de pneumonies chez les sujets qu’elles infectent. Il en existe plusieurs souches ; les deux souches utilisées ici sont très faciles à distinguer.

La souche « S » forme des colonies d’aspect lisse et les cellules sont pourvues d’une capsule repérable au microscope.

La souche « R » forme des colonies d’aspect rugueux et les cellules sont dépourvues de capsule.

Expérience 1

Expérience 2

Expérience 3


Expérience 4

Expérience 5

Expérience 6

Expérience 7

Exploite les expériences ci-dessus pour montrer l’ADN est le support chimique de l’information génétique


EPREUVE 8 Tle AB

Compétences à évaluer :

Compétence disciplinaire : n°1

Compétence transversales n°1, n°2 et n°8

Critère d’appréciation de ta copie

Ta copie sera appréciée par rapport aux critères suivants :

Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu.

Cohérence interne de la production.

Présentation matérielle de la production et originalité.


Explique schéma à l’appui comment le brassage intra chromosomique participe à la diversité des gamètes lors de la gamétogénèse

Partir II : Résolution de problème à partie de documents. (12pts)

Le chat est l’un des animaux domestiques les plus appréciés par certains peuples. Un éleveur soucieux de satisfaire la demande de sa clientèle qui insiste sur des chats bigarrés effectue quelques croisements.

1er Croisement : Il croise une chatte à pelage bigarré avec un chat noir et obtient la descendance suivante

¼ de chats blancs

¼ de chats noirs

¼ de chattes noires

¼ de chattes bigarrées

2ème Croisement : Il effectue à nouveau un croisement entre un chat blanc et une chatte noire tous de race pure et obtient une descendance composée de :

½ chattes bigarrées

½ de chats noirs.

Consignes

- Explique le mécanisme de transmission de ce caractère chez le chat.

- Cet éleveur peut-il atteindre ces objectifs ? Justifie ta réponse


. EPREUVE 9 Tle D

PARTIE I: Restitution organisée des connaissances (06 pts)

Explique comment la phagocytose contribue à la sauvegarde de l’intégrité de l’organisme suite à une infection.

PARTIE II : Résolution de problèmes à partir des documents (12points).

Situation-problème n°1 : (06points)

Monsieur Agric, producteur de tabac qu’il commercialise est à la recherche, pour améliorer son rendement, d’une lignée pure à tige longue et pouvant résister à un parasite qui ravage sa culture. Récemment il a reçu d’un collègue ami des grains de pollen d’une plante de tabac N dont on ignore le phénotype mais qui résiste au parasite. Il se rapproche alors d’une entreprise de production de semences à laquelle il pose son problème et leur fait part de son désir. Les agents de cette entreprise, pour connaitre le phénotype et le génotype de la plante dont est issue ces grains de pollen, réalisent le croisement suivant.

Ils déposent ces grains de pollen sur le pistil d’une plante M double hétérozygote ayant une tige longue et des fleurs jaunes. La descendance obtenue comprend :

- 241 individus à tige longue et fleurs jaunes ;

- 80 individus à tige longue et fleurs blanches ;

- 238 individus à tige courte et fleurs jaunes ;

- 78 individus à tige courte et fleurs blanches ;

D’autre part, cherchant à satisfaire le désir de leur nouveau client, ces agents réalisent un deuxième croisement plus tard. Ils déposent une fois encore les grains de pollen de N souche résistante au parasite, sur le pistil de M souche sensible au parasite et ils obtiennent :

- 104 individus à tige courte et résistants au parasite ;

- 102 individus à tige longue et sensibles au parasite ;

- 105 individus à tige longue et résistants au parasite ;

- 101 individus à tige courte et sensibles au parasite.

NB : Par ailleurs le croisement de deux lignées pures dont l’une résistante et l’autre sensible donne 100% de souche résistance.


A partir des résultats du premier croisement, identifie le génotype de la plante de tabac N et du deuxième croisement, précise si le désir de Monsieur Agric serait satisfait.

Situation-problème n°2 : (06points)

Demoiselle X, enceinte depuis deux mois, déclare à Monsieur Y qu’il est l’auteur de sa grossesse. Ce dernier ayant contesté vigoureusement, la jeune fille alla voir monsieur Z qui contesta aussi. A la naissance de l’enfant, les parents de Demoiselle X demandent le groupage sanguin. Mais un médecin généticien averti exigea des examens plus approfondis pour établir la paternité de l’enfant. Les résultats des différents examens sont présentés par les documents ci-après.

Document1: Arbre généalogique de famille de Demoiselle X montrant la transmission des groupes sanguins du système ABO.

Les groupes sanguins du système ABO sont déterminés par un gène porté par le chromosome n°9 et ayanttrois allèles : l’allèle A, l’allèle B et l’allèle O.

Document 2 : Allèles du gène ABO présents chez Monsieur Y, Monsieur Z et l’enfant

Allèles

Monsieur Y

Monsieur Z

Enfant


A

0

1

0

B

1

0

0

O

1

1

2

Document 3 : Résultats d’analyse d’ADN

Le médecin fait réaliser les empreintes génétiques de Demoiselle X, de Monsieur Y, de Monsieur Z et l’enfant. Les résultats obtenus sont les suivants.

Exploite les informations tirées des documents proposés pour justifier la pertinence des examens approfondis demandés par le médecin généticien afin d’établir la paternité de l’enfant.

Critères de perfectionnement : 02points


. EPREUVE 10 Tle C

Partie I : Restitution organisée des connaissances.

Montre comment la reproduction sexuée permet aux enfants issus de mêmes parents d’être génétiquement différents.

Partie II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis.

Pour obtenir une nouvelle variété de pommes, un pépiniériste effectue les croisements suivants :

1er croisement :

Il croise deux variétés de pommes :

- l’une à coloration brune et à goût sucré ;

- l’autre à coloration rosée et à goût fade.

Il obtient en première génération F1 des pommes de couleur rosée et d’un goût fade.

2ème croisement :

Sur des plants provenant de cette première génération, il réalise l’autofécondation et on obtient en génération F2 1200 pommes réparties de la manière suivante :

689 pommes rosées et fades ;

220 pommes brunes et fades ;

215 pommes rosées et sucrées ;

76 pommes brunes et sucrées.

Exploite les résultats des croisements pour expliquer le transmission des caractères et ces caractères et précise les génotypes de la variété pomme rosée et sucrée.


. EPREUVE 11 Tle D

Critères minimaux (18pts) Critères de perfectionnement (02pts)

-pertinence de ta production au double plan de la démarche et du contenu.

-cohérence interne de la production

-présentation matérielle de la production (01pt)

-originalité de la production

Partir I : Organisation rationnelle des acquis

Explique comment les lymphocytes T acquièrent leur immunocompétence.

Partie II : Résolution de problème à partir de l’exploitation des documents.


A l’état sauvage, le serin ou plus simplement le canari est un petit passereau vert. L’élevage de ces oiseaux et l’utilisation de la Génétique ont permis de donner naissance à d’innombrables variétés. Les mutations les plus intéressantes atteignent la couleur et l’aspect du plumage. On se propose d’étudier les modalités de transmission de ces caractères à travers les croisements ci-après.

A- Un canari est dit Schimmel, lorsque son plumage est épais, duveteux, saupoudré de blanc. Il est dit intensif, lorsque son plumage est lisse serré.

Soient les deux croissements suivants :

Canari intensif croisé avec Canari intensif : on obtient

2/3 de canaris à plumage intensif et

1/3 de Canaris à plumage Schimmel

Canari intensif croisé avec Canari Schimmel : on obtient toujours 50% de canaris à plumage intensif et 50% de Canari à plumage Schimmel.

B- L’inhibition de la fixation des caroténoïdes, pigments permettant la coloration de plumage est due à l’une des versions d’un gène (B, b). En cas d’inhibition, le plumage est blanc, dans le cas contraire il est jaune. On réalise le croissement suivant :


Canari blanc hétérozygote intensif croisé avec Canari jaune intensif. On obtient :

2/6 de canaris blancs intensifs

2/6 de canaris jaunes intensifs

1/6 de canaris blancs Schimmel

1/6 de canaris jaunes Schimmel

Exploite les résultats des croissements pour expliquer la diversité phénotypique observée.


La phénylcétonurie est une maladie héréditaire grave due à un déficit enzymatique, entraînant chez l’enfant des troubles nerveux par accumulation de phénylalanine dans le sang. Une mutation génétique en est la cause. Pour comprendre le mécanisme de transmission de cette maladie et évaluer le risque pour certains couples de mettre au monde un enfant atteint, on te propose les documents ci-après :

Document 1 : Données relatives à la phénylcétonurie et l’arbre généalogique d’une famille à risque.

La mutation qui est l’origine de la phénylcétonurie affecte le gène responsable de la synthèse d’une enzyme, la phénylalanine – hydroxylase permettant normalement la transformation de la phénylalanine en tyrosine.

Bien que la maladie se déclare rarement (1 cas sur 1600 naissances), on estime qu’un individu sur 63 est porteur de la mutation dans la population européenne.

Fœtus (grossesse en cours)


Par ailleurs, le couple III(2,3) qui a déjà deux enfants malades décide de faire recours au diagnostic prénatal afin de connaitre l’état de l’enfant à naître (IV3).

Document 2 : Principe du diagnostic moléculaire et résultats obtenus

Les allèles du gène ont été isolés chez les deux (02) enfants de III2 et l’enfant à naître ( IV1, IV2, IV3). Pour chacun de ces allèles, l’analyse porte sur une séquence d’ADN de 387 paires de nucléotides susceptibles de contenir la mutation recherchée.

Cette séquence de nucléotides est dénaturée et les deux brins d’ADN séparés puis amplifiés par une technique appropriée. Il s’obtient ainsi, de nombreux simples brins de la séquence nucléotidique que l’on soumet ensuite à la digestion par une enzyme de restriction. Les différents fragments d’ADN obtenus à la suite de cette digestion ont les longueurs présentées dans le tableau ci-après pour chacun des allèles du gène considéré.

Fragment de taille 143




Allèle normal + + - -

Allèle muté - + + +

+= Présence du fragment

-= Absence du fragment

On soumet les fragments de restriction obtenus à partir des allèles des individus IV1, IV2 et IV3 à une électrophorèse (Southern Blot). Après migration les fragments d’ADN apparaissent sous forme de bandes sombres. Dans les conditions de cette électrophorèse, seuls les fragments dont la taille est supérieure à 50 nucléotides sont visibles.

Les résultats du Southern Blot sont présentés ci-après.


Consigne : Exploite les informations tirées des documents1 et 2 pour expliquer le mécanisme de transmission de la phénylcétonurie puis calcule pour chacun des couples III(2, 3) et III(5, 6) le risque de mettre au monde un enfant atteint. Détermine enfin avec précision l’état de l’enfant IV3 à naître.


. EPREUVE 12 Tle AB

Critères minimaux (18pts) Critères de perfectionnement (02pts)

-pertinence de ta production au double plan de la démarche et du contenu.

-cohérence interne de la production

-présentation matérielle de la production (01pt)

-originalité de la production

Partir I : Restitution organisée des connaissances.

Explique comment se forme le gamète mâle chez les mammifères.

Partie II : Résolution de problème.

Les aberrations chromosomiques telles que les monosomies et les trisomies sont les causes de nombreuses anomalies de traits de caractère chez les individus. On désire connaitre la cause de l’une de ces anomalies présentée dans le document1 ci-dessous :

Pour ce faire on mettre à votre disposition les documents 2 et 3.

Nos gamètes sont des cellules reproductrices contenant la moitié de notre garniture chromosomique et c'est la rencontre de deux gamètes (l'un male et l'autre femelle) lors de la fécondation qui engendre notre garniture chromosomique. La méiose (une mode particulière de division cellulaire) est


l'évènement principal qui préside à la formation des gamètes. Les figures ci-dessous présentent une illustration de la méiose normale et deux cas de méioses anormales.

Tu es invité (e) à expliquer à partir des seules informations mis à ta disposition l’origine de l’aberration chromosomique présentée dans le document 1.


EPREUVE 13 Tle C

Compétences à évaluer Critères d’appréciation de votre copie CD1 ; CT1 ; CT2 ; CT8 Critères minimaux (18pts)

- Pertinence de l’explication au double plan de la démarche et du contenu

- Cohérence interne de la production Critères de perfectionnement

- Présentation matérielle de la copie - Originalité de la production.

Partie I : Restitution organisée des connaissances (06pts)

Explique comment se fait le maintien de la garniture chromosomique chez les plantes à fleurs. Partie II : Résolution de problème à partir des documents fournis (12pts)

Pour un problème de stérilité depuis plusieurs années, Alain un richissime homme d’affaire consulte un médecin spécialiste qui non seulement réalise son caryotype, mais aussi lui fait faire des examens médicaux. Après analyse du caryotype, le médecin lui déclare : « Mr Alain, vous êtes un ‘’faux homme’’ car vous avez les chromosomes sexuels ‘’XX’’ d’une femme »

Ne comprenant rien de cette phrase car possédant un appareil génital mâle et bien apprécié au lit par les nombreuses femmes qu’il fréquente, Alain se rapproche de vous avec des documents suivants qu’il a pris chez son médecin. Document1 : Phénotypes sexuels et caryotypes chez les humains

N° 1 2 3 4 5 6 Caryotype 46, XY 46, XX 47, XXY 45, X0 46, XX 46, XY Phénotype

sexuel adulte Homme Femme Homme Femme Homme Femme

Gonades Testicules Ovaires

Testicules sans

cellules germinales

Ovaires atrophiés

sans follicules

Testicules sans

cellules germinales

Ovaires atrophiés

sans follicules

Organes génitaux externes

Mâle Femelle Mâle Femelle Mâle Femelle

Reproduction Fertile Fertile stérile Absence de règles

stérile stérile

Absence de règles

stérile

Fréquence Très fréquent

Très fréquent Rare Rare Très rare Très rare

Document2 : Le gène SRY


Le locus du gène SRY est positionné sur le bras court du chromosome Y. le gène SRY est homologue à de nombreux gènes du développement. Les cellules œufs de souris de caryotype xx se développent normalement en souris de phénotype sexuel féminin. Si l’on introduit par transgénèse dans des cellules œufs de souris de caryotypes XX un fragment d’ADN contenant SRY, ces cellules-œufs donnent des souris de phénotype sexuel mâle. Document 3 : Mécanisme de recombinaison possible en entre les chromosomes X et Y lors de la méiose chez le mâle.

Méiose Prophase I Méiose Télophase I Méiose Télophase II

A partir des informations tirées des documents1, 2 et 3 ; explique le phénotype

surprenant d’Alain.

Crossing over entre régions homologues

Gamètes portant des chromosomes X et Y complètes.

X Y X Y

Crossing over impliquant des régions non homologues

X Y X Y X X

Y Y Sens SRY

Portant SRY

Partie homologue de X et Y Partie spécifique

de X Partie spécifique de Y

SRY SRY

SRY

SRY


EPREUVE 14 Tle C

Partie I : Restitution organisée de connaissances

Explique comment se fait la double fécondation chez les plantes à fleurs.

Partie II : Résolution de problèmes à partir de l’exploitation de documents.

Le taux de galactosidase présente dans le colibacille

En 1947, Monod eut l’idée de fournir aux bactéries non pas une seule source de sucre mais un « cocktail » de deux glucide : glucose + lactose. Il observe alors un phénomène curieux : après une première phase de croissance immédiate, les bactéries cessent de se diviser puis recommencent à le faire quelques heures plus tard. Des analyses lui montrent que : - A la fin de la première phase de croissance, le

glucose a disparu du milieu, la quantité de lactose n’est pas modifiée

- A la fin de la deuxième phase de croissance, tout le lactose a disparu.

Les graphes ci-contre représentent les résultats obtenus

Les colibacilles de phénotype lac+ sont capables d’utiliser le lactose (diholoside : glucose + galactose). Dans un milieu de culture sans glucose, mais avec lactose, on peut caractériser dans le cytoplasme des cellules lac+, les enzymes nécessaires à ‘utilisation du lactose :

- Une lactose perméase ; - Une galactosidase : hydrolase spécifique du

lactose (3000 molécules par cellule). Ces mêmes cellules lac+, lorsqu’elles vivent dans un milieu avec glucose sans lactose, ne contiennent pas ces deux enzymes. Si on dose la quantité de galactosidase présente dans une cellule lac+, on obtient, lorsqu’on la transfère du milieu sans lactose au milieu à lactose seul, le résultat graphique ci-contre:

Document 1 : Contrôle du taux de protéine (chez les procaryotes)


En 1961, Jacob et Monod ont montré que l’expression du gène de structure codant pour la synthèse de l’enzyme permettent l’utilisation du lactose (la -galactosidase) était régulée par trois segments d’ADN. Les schémas de la figure ci-dessous résument ce mécanisme d’expression du gène de structure.

Document 2 : Induction enzymatique

Document 3 : Mécanisme de régulation du gène lac+

Exploite les informations fournies par les documents 1, 2 et 3 pour expliquer le mécanisme de régulation de la -galactosidase.


EPREUVE 15 Tle AB

COMPETENCES A EVALUER : CDN° 1, CTN°1, CTN°2 et CTN°8

Critères d’appréciation de vos copies

Critères minimaux (18pts)

Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu.

Cohérence interne de la production.

Critères de perfectionnement (02 pts)

Présentation matérielle de la Production.

Originalité de la production.

Partie I : Restitution organisée de connaissances. (6pts)

Explique en quoi des enfants bien qu’issus de même parents, sont génétiquement différents.

Partie II : Résolution de problème à partir de documents fournis. (12pts)

Morgan et son équipe réalise les croissements suivant entre deux souches pures de drosophiles.

Ainsi, il croises des mâles aux yeux blancs avec des femelles aux yeux rouges. Il obtient en F1 des drosophiles mâles et femelles aux yeux rouges.

Par contre le croisement entre les mâles aux yeux rouges avec des femelles aux yeux rouges et des drosophiles mâles aux yeux blancs.

Le croisement effectué entre les hybrides (F1 et F1) du premier croisement donne une génération F2 comme suit :

- 48 drosophiles mâles aux yeux rouges.

- 101 drosophiles femelles aux yeux rouges.

- 51 drosophiles mâles aux yeux blancs.

Exploite les résultats issus des différents croisements pour expliquer la transmission du caractère étudie chez les drosophiles.


EPREUVE 16 Tle D

Critères d’appréciations des productions

Critères minimaux (18point) Critères de perfectionnement (02points)

- Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu ;

- Cohérence interne de la production ;

- Présentation matérielle de la copie ;

- Originalité de la production.

Partie I : Restitution organisée des connaissances (06 points)

Explique comment se fait le passage du gène au caractère chez les bactéries.

PARTIEII : RESOLUTION DE PROBLEME A PARTIR DE DOCUMENTS FOURNIS (12 PTS)

SITUATION PROBLEME N°1 (6 PTS)

Monsieur X, atteint d’un diabète de type 1, se trouve dans la salle d’attente de son médecin généraliste. La couverture d’un magazine scientifique l’interpelle : « Le GABA, une molécule prometteuse pour soigner le diabète de type 1 ».

Le diabète de type 1 est dû à une destruction auto-immune de certaines cellules pancréatiques : les cellules des îlots de Langerhans.

Document 1 : Photographie d’un îlot de Langerhans d’un individu sain observé au microscope optique.

Les cellules sécrètent de l’insuline, hormone hypoglycémiante.

Les cellules sécrètent du glucagon, hormone hyperglycémiante.


Document 2 : Traitements réalisés chez des souris.

Document 2a– Traitements avec la spectrozotocine et GABA.

Des souris de deux mois sont traitées avec des doses élevées de streptozotocine pour détruire leurs cellules . 10 jours plus tard deux lots de souris sont traitées par injection : un lot 1 avec une solution saline (témoin) et un lot 2 au GABA.

Document 2b – Les cellules productrices d’insuline apparaissent en clair au sein d’îlots de Langerhans (structures délimitées par des pointillés) chez 3 lots de souris.

Document 3 : Effets de GABA sur les cellules et et données génétiques

Document 3a – Pourcentage de cellules productrices de glucagon et de cellules productrices d’insuline dans des îlots de Langerhans humains 14 jours après l’injection d’une solution saline ou de GABA chez des individus sains.


Document 3b – Données génétiques et mode d’action du GABA.

– Lors de l’embryogénèse, l’expression du gène Arx induit la différenciation des cellules et l’expression du gène Pax4 la différenciation de cellules .

– Schéma simplifié du mode d’action du GABA au niveau cellulaire.

À l’aide de l’exploitation des documents ci-dessus, explique à Monsieur X comment le GABA pourrait, à l’avenir, soigner ce type de diabète.

SITUATION PROBLEME N°2 (6 PTS)

La tularémie est une maladie sévère, quelques fois mortelle, due à une bactérie, Francisella tularensis, qui infecte préférentiellement les cellules du foie et des poumons. La lutte naturelle de l’organisme contre cette bactérie, lorsqu’elle infecte un individu, se fait par une réaction immunitaire innée ou non spécifique qui se traduit par une réaction inflammatoire. On rencontre parfois des espèces


incapables de réaliser la lutte contre cette maladie. Les résultats des expériences ci-après te permettront de comprendre cette situation.

Document 1 :

On connaît, en laboratoire, deux lignées de souris (A et B) qui réagissent différemment à cette bactérie. Les souris de la souche A régulent et éliminent la bactérie, les souris de la souche B en sont incapables.

Document 1a : Evolution de la charge bactérienne (quantité de bactéries) chez les souris A et B après une infection par Francisella tularensis.

Document 1b : Production de cytokines (IL6 et TNF) par des cultures de macrophages des lignées A et B en présence de Francisella tularensis.

La reconnaissance du micro-organisme intrus par les macrophages grâce à leurs récepteurs TLR2 induit :

La libération par les macrophages de cytokines IL6 et TNF, qui sont des médiateurs chimiques de l’inflammation ;

La phagocytose de l’intrus.

Souris de

lignée A Souris de

lignée B Souris de

lignée A Souris de

lignée B


Document 2 : Tableau de fluorescence mesurée dans le cytoplasme des macrophages des lignées A et B.

Des macrophages de souris des lignées A et B ont été prélevés et mis en culture dans un milieu contenant des bactéries Francisella tularensis marquées par une substance fluorescente. Les macrophages sont récupérés après 15 minutes ou 45 minutes. Ils sont lavés et on mesure leur fluorescence interne, exprimée ici en unités arbitraires.

Macrophages de la lignée A

Macrophages de la lignée B

Fluorescence à T = 0 min

0 0


18 0,2


40,2 1,5

Document 3 : Séquences de gène du récepteur TLR2 et de gène du TNF

3a. Tableau de comparaison d’un extrait de la séquences du gène TLR2 des lignées A et B de souris

Toutes les cellules de l’immunité innée possèdent des récepteurs membranaires capables de reconnaître des molécules communes à différents agents pathogènes, ce sont des récepteurs de l’immunité innée. C’est le cas par exemple du récepteur TLR2.

Gène du récepteur TLR2 des souris de la lignée A

TCC TGA TGT CAC ATA…*

Gène du récepteur TLR2 des souris de la lignée B

TCC TAA TGT CAC ATA…*

* Le reste des séquences est similaire pour les deux lignées.

3b. Tableau de comparaison d’un extrait de la séquences du gène TNF des lignées A et B de souris


Gène du TNF des souris de la lignée A

CAA GCG ATC TTT ATT …*

Gène du TNF des souris de la lignée B

CAA GCG ATC TTT ATT …*

* Le reste des séquences est similaire pour les deux lignées.

Exploite les informations contenues dans les documents pour expliquer la résistance des souris de lignée A à l’infection par Francisella tularensis contrairement aux souris de lignée B.


EPREUVE 17 Tle AB Les critères minimaux C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu (12 pts) C2 : Cohérence interne de la production (6pts)

Les critères de perfectionnement Présentation matérielle (1pt) Originalité de la production (1pt)

SUJET

Partie I : restitution organisée de connaissances (06 points)

Chez les mâles des mammifères, les testicules sont les gonades ou glandes génitales. Explique comment la structure de ces gonades est à l’origine des fonctions reproductives chez l’homme.

Partie II : résolution de problèmes à partir de documents fournis (12points) Situation problème La drosophile de phénotype sauvage a des yeux de couleur rouge brique. On connaît des souches mutées dont les yeux sont jaunes citron (phénotype zeste). On veut étudier le mécanisme de transmission du gène zeste impliqué dans le caractère « couleur de l’œil ».

Document 1 : Données génétiques, résultats de 3 croisements

Le phénotype yeux rouges est noté [+] ; le phénotype yeux jaune citron est noté [z].

Individus croisés Résultats du croisement

Croisement n°1 Femelle [+] x Mâle [z] Races pures

100% phénotype [+]

Croisement n°2 Femelle [z] x Mâle [+] Races pures

1/2 phénotype [z], 1/2 phénotype [+]

Croisement n°3 Male [+] x Femelle [z] 1/2 mâles phénotype [z] et 1/2 femelles phénotype [+]

et rares femelles phénotype [z] Irradié aux rayons X

homozygote, non irradiée

Document 2

Document 2a : Les chromosomes des drosophiles

Femelle Mâle

Document 2b : Conséquences de l'irradiation


L'irradiation aux rayons X peut dans certains cas provoquer chez la drosophile des pertes de fragments de chromosomes. En cas de perte d'un fragment sur un des deux chromosomes, le chromosome ne présentant pas de perte forme une boucle dans la région où l'autre chromosome présente une perte. Le schéma suivant illustre une observation des deux chromosomes X d'une des rares femelles [z] du croisement n°3 du document 1

Exploite les informations des documents pour

- déterminer le mécanisme de transmission de la couleur des yeux chez la drosophile

- montrer que l'obtention de femelles de phénotype zeste dans le croisement n°3 du document 1 confirme une localisation du gène sur le chromosome X.

NB : pour la vérification utilise seulement les deux premiers croisements


EPREUVE 18 Tle C Les critères minimaux C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu (12 pts) C2 : Cohérence interne de la production (6pts)


SUJET


Établis une relation entre la double structure et les deux fonctions des testicules. Partie II : résolution de problèmes à partir de documents fournis (12points)

Les éleveurs, avec l’aide des biologistes, cherchent par des techniques différentes à sélectionner des races nouvelles et à les reproduire si elles présentent des caractères intéressants. Les résultats d’une expérimentation entre deux lots de lapins différents sont schématisés sur le document ci-dessous. Consigne

En t’appuyant sur un raisonnement, clair, fondé sur l’analyse des données, expliquer les résultats obtenus au deuxième croisement (F2). Vous schématiserez avec des couleurs le comportement des chromosomes qui, au cours de la méiose, permet d’expliquer la nature et les propositions des gamètes produits par la F1.


EPREUVE 19 Tle D Critères d’appréciation de votre copie (20 points)

Les critères minimaux C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu (12 pts) C2 : Cohérence interne de la production (6pts)


SUJET


Explique comment une anomalie chez un parent affectant une cellule mère de gamètes diploïde au cours de sa première division de la méiose, peut aboutir, après fécondation, à l’apparition de la trisomie 18 dans le caryotype d’un enfant. Partie II : résolution de problèmes à partir de documents fournis (12points) Situation problème 1 (6 points)

Le curare est un poison qui peut entraîner des paralysies mortelles. Il a une formule chimique voisine de celle de l’acétylcholine et est capable de se fixer sur les récepteurs à l’acétylcholine. Les documents suivants te sont proposés pour t’aider à fournir une explication à ce sujet.

Document 1 : Expériences de Claude Bernard (1856)

Claude Bernard isole deux muscles gastrocnémiens (muscles du mollet) de grenouille, ainsi que le nerf sciatique qui les innerve. « Dans un verre de montre A, contenant une solution de curare, nous avons mis à tremper le tronc nerveux d’un de ces muscles, le muscle lui-même restant en dehors. L’excitation électrique de ce nerf baigné dans le curare détermine dans le muscle des contractions très évidentes. L’autre préparation B montre le muscle baigné dans la solution de curare, tandis que le nerf reste en dehors. L’excitation électrique du nerf ne détermine dans le muscle aucune contraction. En revanche, la stimulation électrique du muscle déclenche sa contraction. »

Document 2 : Études électrophysiologiques des années 1950 L’utilisation de microélectrodes pour enregistrer le potentiel de membrane des cellules excitables, neurones et fibres excitables a permis à Fatt et Katz d’étudier la réponse des fibres musculaires aux stimulations par le nerf moteur. - Des chercheurs isolent un muscle de grenouille et son nerf moteur, et ils placent cette préparation dans un liquide physiologique. Ils isolent dans ce muscle plusieurs fibres musculaires et repèrent la plaque motrice de ces fibres. Ils ont alors inséré une microélectrode E1 dans la fibre musculaire au niveau de la plaque motrice et une électrode de référence dans le liquide physiologique. Les deux électrodes sont reliées à un oscilloscope O1. Le même dispositif a été réalisé avec une seconde microélectrode E2 insérée dans la fibre musculaire, mais en dehors de la plaque motrice à 2,5mm de celle-ci et reliée à un oscilloscope O2 (document a).


- Le document 2b indique les potentiels membranaires enregistrés suite à une seule stimulation électrique du nerf moteur. - Les chercheurs ont ensuite réalisé la même expérience, mais cette fois ci avec un muscle placé dans un liquide physiologique contenant du curare. Le document 2c indique les enregistrements obtenus au niveau de la plaque motrice (électrode E1) et à distance de celle-ci quand on stimule le nerf moteur.

c.

Document 3 : Acétylcholine et curare Avec un dispositif semblable à celui utilisé par Fatt et Katz, Nastuk a étudié les variations du potentiel membranaire d’une fibre musculaire, non plus quand on excite le nerf moteur, mais en réponse à l’acétylcholine, neuromédiateur impliqué dans le fonctionnement naturel de la synapse neuromusculaire. Les figures indiquent les enregistrements obtenus en E1 et E2 (document 2). Dans les conditions a, b et c la fibre est placée dans un liquide physiologique sans curare mais en d la fibre musculaire baigne dans une solution contenant du curare. Dans les différentes expérimentations, la solution d’acétylcholine utilisée a la même concentration. a : dépôt d’acétylcholine à la surface de la fibre, au niveau de la plaque motrice. b : injection d’acétylcholine dans la fibre, au niveau de la plaque motrice. c : dépôt d’acétylcholine à la surface de la fibre, en dehors de la plaque motrice. d : dépôt d’acétylcholine à la surface de la fibre musculaire, au niveau de la plaque motrice.

Exploite les informations extraites des documents 1 à 3, pour expliquer comment le curare entraîne des paralysies.


Situation problème 1 (6 points)

Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est une bactérie présente sur la peau et dans les voies nasales des êtres humains. Parfois, des souches virulentes de staphylocoques dorés peuvent causer une infection, le plus souvent locale mais qui peut aussi être généralisée et s’avérer potentiellement mortelle quand les bactéries pénètrent dans la circulation sanguine et se propagent à d’autres organes. Pour lutter contre cette bactérie, on dispose d’antibiotiques, substances chimiques permettant de détruire des bactéries ou d’empêcher leur développement ; mais ils sont parfois inefficaces et les rechutes (reprises de l’infection) sont fréquentes.

Des chercheurs ont tenté d’améliorer le traitement par antibiotiques en les combinant à des anticorps.

Document 1 : l’infection par le staphylocoque doré

Suite à une blessure par exemple, le staphylocoque doré peut pénétrer dans l’organisme. Face à sa multiplication dans le milieu extracellulaire, des défenses immunitaires innées se mettent en place ; ce qui se traduit par la phagocytose des bactéries par les macrophages. Cependant, les macrophages ne parviennent pas à détruire la totalité des staphylocoques phagocytés. En effet, certains staphylocoques peuvent échapper à la destruction et se multiplier à l’intérieur même des macrophages.

Staphylocoques dorés à l’intérieur du cytoplasme d’un macrophage 1h après phagocytose

Staphylocoques dorés à l’intérieur du cytoplasme d’un macrophage 24h après phagocytose

Photographie prises au microscope électronique d’un macrophage ayant phagocyté un staphylocoque doré 1 heure et 24 heures après la phagocytose

Document 2 : action des antibiotiques sur le staphylocoque doré

Le graphique ci-dessous montre l’action d’un antibiotique, injecté à t=0, sur le staphylocoque doré présent à l’extérieur des cellules (forme extracellulaire) ou à l’intérieur (forme intracellulaire) dans des cultures cellulaires de macrophages.

Document 3 : rôle des anticorps dans le traitement antibiotique contre le staphylocoque doré

Pour améliorer le traitement antibiotique contre les formes intracellulaires du staphylocoque doré, on associe un antibiotique inactif à un anticorps spécifique de la bactérie. Ces conjugués anticorps-antibiotiques inactifs reconnaissent les staphylocoques dorés et s’y accrochent. Ils pénètrent ainsi


avec les bactéries à l’intérieur des macrophages où ils subissent l’action de substances chimiques nommées protéases qui libèrent et activent les antibiotiques.

Document 4 : efficacité de l’action des antibiotiques contre le staphylocoque doré intracellulaire

On mesure la persistance de staphylocoques dorés intracellulaires dans les reins de souris 4 jours après le début de l’infection lors de différents traitements

Exploite les documents proposés pour expliquer comment la combinaison antibiotique-anticorps pourrait rendre plus efficace les traitements contre le staphylocoque doré et ainsi éviter les rechutes.


EPREUVE 20 Tle D

Critères d’appréciation de votre copie Les critères minimaux C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu (12 pts) C2 : Cohérence interne de la production (6pts)


PARTIE I : Restitution organisée des connaissances (06 points)

Explique comment le fonctionnement de deux muscles antagonistes aboutit à l’accomplissement du mouvement d’extension de la jambe.

PARTIE II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis

Situation problème n°1 Le potentiel d’action se manifeste par une variation momentanée de la polarisation

membranaire en un point du neurone. Il détermine les différents actes réflexes et volontaires chez les animaux.

On se propose de comprendre les phénomènes ioniques qui sont à la base du potentiel d’action. Pour cela on dispose du document 1, du document 2 et du document 3 suivants.

Document1 : Les variations de polarisation membranaire (potentiel d’action) d’un

axone géant de calmar.

Document 2 : Composition ionique des milieux extra et intracellulaires d’un axone géant de calmar au repos (en mmol.L

1).

Milieux Ions Na+ K+


Milieu extracellulaire 140 5

Milieu intracellulaire 14 140

Document 3: La technique du voltage imposé.

Cette technique permet d’imposer un voltage de durée et de valeur appropriées à la

membrane d'un axone géant de calmar et de mesurer la valeur des courants ioniques traversant

alors la membrane du neurone.

Expérience 1 : on impose un voltage de 0, c’est -à -dire que l’on annule le potentiel de

membrane. Les résultats enregistrés sont alors ceux du graphe A.

Par ailleurs, on note que si le voltage imposé est trop faible (on ne s’éloigne pas assez de la

valeur du potentiel de membrane au repos), aucun courant ionique ne traverse la membrane.

Graphe A : Variations

de courant ionique traversant la membrane d’un axone géant de calmar lorsqu’on élève le

potentiel de repos de -60 mV (voltage imposé = 0).

En haut : voltage imposé ; en bas : variations de courant membrane.

Expérience 2 : la tétrodotoxine, toxine isolée de certains organes du poisson Tétrodon, bloque

le mécanisme de perméabilité au sodium de l’axone géant de calmar. Lorsqu’on applique ce

poison à l’extérieur de la cellule et que le voltage imposé est de 0 mV, on observe les résultats

donnés dans le graphe B, courbe


Expérience 3 : l’ion tétraéthylammonium (TEA) bloque sélectivement la perméabilité aux ions

K . Lorsqu’on applique ce poison à l’intérieur de l’axone géant de calmar et que le voltage

imposé est de 0 mV, on observe les résultats du graphe B, courbe

Graphe B : Effet de l’ion tétraéthylammonium.

Exploite les informations fournies par les documents 1, 2 et 3 pour expliquer les phénomènes

ioniques qui sont à l’origine du potentiel d’action.


La polyarthrite rhumatoïde est une maladie inflammatoire articulaire douloureuse persistante, qui évolue par poussées inflammatoires et gagne peu à peu de nouvelles articulations. Des études ont montré que l'initiation et le maintien de l'état inflammatoire impliquaient les macrophages activés au niveau des articulations. On cherche à prouver que l'APR pourrait constituer un anti-inflammatoire pour soulager les malades atteints de polyarthrite rhumatoïde à partir des documents suivants. Pour cela on étudie sur des macrophages de souris les effets anti-inflammatoires d'un mélange de plantes médicinales appelé APR, les résultats sont présentés dans les documents suivants.


Document 1 : Schéma simplifié de l'activation d'un macrophage

COX-2 : enzyme Cyclo-Oxygénase permettant la synthèse des prostaglandines à partir

de l'acide arachidonique. L’acide arachidonique est un acide gras contenu l’huile d’arachide. Document 2 : Effet de I'APR sur l'expression du gène codant la COX 2 Des macrophages en culture sont traités pendant 12h selon 3 conditions faisant varier la

présence de LPS et d'APR. Leurs ARN messagers sont extraits. On recherche la présence d'ARNm issus de l'expression du gène codant la COX-2. Le document suivant montre le niveau d'expression de ces ARNm en fonction des conditions expérimentales choisies.

Conditions du traitement

Témoin : absence de LPS et de APR

LPS (1µg.mL-1) absence de APR

LPS (1µg.mL-1) + APR (150µg.mL-1)

Mesure de la présence d'ARNm 12h après traitement

Donnée : L'intensité de la bande noire est proportionnelle à la quantité de

molécules présentes LPS : Lipopolysaccharides impliqués dans l'activation du processus inflammatoire


Document 3 : Influence de l'APR sur la survie cellulaire Le pourcentage de survie des macrophages de souris cultivés in vitro a été mesuré à 12h

et 24h après traitement : - « témoin » : absence d'APR et LPS - « LPS » : présence de 1µg.mL-1 de LPS - « LPS + APR » : présence de 1µg.mL-1 de LPS et de 150 µg.mL-1 d'APR

Exploite les informations tirées des documents expliquer comment l'APR pourrait constituer un anti-inflammatoire pour soulager les malades atteints de polyarthrite rhumatoïde.


EPREUVE 21 Tle C

Les critères minimaux

C1 : Pertinence de la production au double plan

de la démarche et du contenu (12 pts)

C2 : Cohérence interne de la production (6pts)

Les critères de perfectionnement

Présentation matérielle (1pt)

Originalité de la production (1pt)

Sujet


Montre que les testicules sont les principaux organes de l’appareil reproducteur mâle.

Partie II : résolution de problèmes à partir de documents fournis (12points)

Situation problème

La drosophile est un matériel de choix pour l’étude de la transmission des caractères héréditaires.

La drosophile de phénotype sauvage a des yeux de couleur rouge brique. On connaît des souches mutantes dont les yeux sont jaunes citron (phénotype zeste). On veut étudier le mécanisme de transmission du gène impliqué dans le caractère « couleur des yeux » chez la drosophile. On dispose à cet effet des documents 1, 2 et 3 suivants.

Document 1 : Données génétiques, résultats de 3 croisements

Le phénotype yeux rouges est noté [+] ; le phénotype yeux jaune citron est noté [z].

Individus croisés Résultats du croisement

Croisement n°1 Femelle [+] x Mâle [z]

Races pures

100% phénotype [+]


Croisement n°2 Femelle [z] x Mâle [+]

Races pures

1/2 phénotype [z], 1/2 phénotype [+]

Croisement n°3 Male [+] x Femelle [z] 1/2 mâles phénotype [z] et 1/2 femelles phénotype [+]

et rares femelles phénotype [z] Irradié aux rayons X

homozygote,non irradiée

Document 2

Document 2a : Les chromosomes des drosophiles

FemelleMâle

Document 2b : Conséquences de l'irradiation

L'irradiation aux rayons X peut dans certains cas provoquer chez la drosophile des pertes de fragments de chromosomes. En cas de perte d'un fragment sur un des deux chromosomes, le chromosome ne présentant pas de perte forme une boucle dans la région où l'autre chromosome présente une perte. Le schéma suivant illustre une observation des deux chromosomes X d'une des rares femelles [z] du croisement n°3 du document 1

Exploite les informations tirées des documents pour expliquer la survenue des mouches femelles de phénotype zeste.


EPREUVE 22 Tle AB

Les critères minimaux

C1 : Pertinence de la production au double plan

de la démarche et du contenu (12 pts)

C2 : Cohérence interne de la production (6pts)


Présentation matérielle (1pt)

Originalité de la production (1pt)


Montre que les testicules sont les principaux organes de l’appareil reproducteur mâle.

Partie II : résolution de problèmes à partir de documents fournis (12points)

Situation problème

La phénylcétonurie est une maladie enzymatique rare qui empêche l’organisme de métaboliser correctement la phénylalanine et qui se traduit par un retard mental suite à l’accumulation d’un composé toxique dans le tissu nerveux. On s’étonne de la fréquence élevée de cette maladie dans la descendance du couple (III3-III4) de la famille dont l’arbre généalogique est présenté ci-dessous.

I 1 2

II 1 2 3 4 5 6

III 1 2 3 4 5 6

IV 1 2 3 4 5 6 7

Homme sain Femme saine

Homme malade Femme malade


1- Exploite les informations tirées de l’arbre généalogique pour expliquer la transmission de la phénylcétonurie. (utilise le couple III3 et III4 pour la vérification).

2- Exprime ta position par rapport au mariage consanguin puis argumente.


EPREUVE 23 Tle D

Critères d’appréciation de votre copie

Les critères minimaux C1 : Pertinence de la production au double plan de la démarche et du contenu (12 pts) C2 : Cohérence interne de la production (6pts)


Présentation matérielle (1pt) Originalité de la production (1pt)

PARTIE I : Restitution organisée des connaissances (06 points)

Explique comment le fonctionnement de deux muscles antagonistes

aboutit à l’accomplissement du mouvement d’extension de la jambe.

PARTIE II : Résolution de problèmes à partir de documents fournis Situation problème n°1 Le potentiel d’action se manifeste par une variation momentanée de la

polarisation membranaire en un point du neurone. Il détermine les différents actes réflexes et volontaires chez les animaux.

On se propose de comprendre les phénomènes ioniques qui sont à la base du potentiel d’action. Pour cela on dispose du document 1, du document 2 et du document 3 suivants.

Document1 : Les variations de polarisation membranaire (potentiel d’action)

d’un axone géant de calmar.

Document 2 : Composition ionique des milieux extra et intracellulaires d’un axone géant de calmar au repos (en mmol.L 1 ).

Milieux Ions Na+ K+

Milieu extracellulaire 140 5

Milieu intracellulaire 14 140

Document 3: La technique du voltage imposé.


Cette technique permet d’imposer un voltage de durée et de valeur appropriées à la membrane d'un axone géant de calmar et de mesurer la valeur des courants ioniques traversant alors la membrane du neurone.

Expérience 1 : on impose un voltage de 0, c’est -à -dire que l’on annule le potentiel de membrane. Les résultats enregistrés sont alors ceux du graphe A.

Par ailleurs, on note que si le voltage imposé est trop faible (on ne s’éloigne pas assez de la valeur du potentiel de membrane au repos), aucun courant ionique ne traverse la membrane.

Graphe A : Variations de courant ionique traversant la membrane d’un axone géant de calmar lorsqu’on élève le potentiel de repos de -60 mV (voltage imposé = 0).

En haut : voltage imposé ; en bas : variations de courant membrane.

Expérience 2 : la tétrodotoxine, toxine isolée de certains organes du poisson Tétrodon, bloque le mécanisme de perméabilité au sodium de l’axone géant de calmar. Lorsqu’on applique ce poison à l’extérieur de la cellule et que le voltage imposé est de 0 mV, on observe les résultats donnés dans le graphe B, courbe

Expérience 3 : l’ion tétraéthylammonium (TEA) bloque sélectivement la perméabilité aux ions K . Lorsqu’on applique ce poison à l’intérieur de l’axone géant de calmar et que le voltage imposé est de 0 mV, on observe les résultats du graphe B, courbe

Graphe B : Effet de l’ion tétraéthylammonium.

Exploite les informations fournies par les documents 1, 2 et 3 pour expliquer les phénomènes ioniques qui sont à l’origine du potentiel d’action.



La polyarthrite rhumatoïde est une maladie inflammatoire articulaire douloureuse persistante, qui évolue par poussées inflammatoires et gagne peu à peu de nouvelles articulations. Des études ont montré que l'initiation et le maintien de l'état inflammatoire impliquaient les macrophages activés au niveau des articulations. On cherche à prouver que l'APR pourrait constituer un anti-inflammatoire pour soulager les malades atteints de polyarthrite rhumatoïde à partir des documents suivants. Pour cela on étudie sur des macrophages de souris les effets anti-inflammatoires d'un mélange de plantes médicinales appelé APR, les résultats sont présentés dans les documents suivants.

Document 1 : Schéma simplifié de l'activation d'un macrophage

COX-2 : enzyme Cyclo-Oxygénase permettant la synthèse des prostaglandines

à partir de l'acide arachidonique. L’acide arachidonique est un acide gras contenu l’huile d’arachide.

Document 2 : Effet de I'APR sur l'expression du gène codant la COX 2 Des macrophages en culture sont traités pendant 12h selon 3 conditions faisant

varier la présence de LPS et d'APR. Leurs ARN messagers sont extraits. On recherche la présence d'ARNm issus de l'expression du gène codant la COX-2. Le document suivant montre le niveau d'expression de ces ARNm en fonction des conditions expérimentales choisies.

Conditions du traitement

Témoin : absence de LPS et de APR

LPS (1µg.mL-1) absence de APR

LPS (1µg.mL-1) + APR (150µg.mL-

1) Mesure de la

présence d'ARNm 12h après traitement

Donnée : L'intensité de la bande noire est proportionnelle à la quantité de

molécules présentes LPS : Lipopolysaccharides impliqués dans l'activation du processus

inflammatoire


Document 3 : Influence de l'APR sur la survie cellulaire Le pourcentage de survie des macrophages de souris cultivés in vitro a été

mesuré à 12h et 24h après traitement : - « témoin » : absence d'APR et LPS - « LPS » : présence de 1µg.mL-1 de LPS - « LPS + APR » : présence de 1µg.mL-1 de LPS et de 150 µg.mL-1 d'APR

Exploite les informations tirées des documents expliquer comment l'APR pourrait constituer un anti-inflammatoire pour soulager les malades atteints de polyarthrite rhumatoïde.


EPREUVE 24 Tle D

Compétences à évaluer CD1 ; CT1 ; CTI2 ; CT8 Critères d’évaluation Ta copie sera appréciée en fonction des critères ci-dessous- : -Pertinence de la démarche d’élaboration de l’explication. -Justesse de l’explication élaborée ; -Présentation correcte de la copie Partie I Restitution organisée de connaissances Explique comment la biosynthèse des protéines intervient dans la détermination des caractères chez un individu eucaryote Partie 2 : Résolution de problème par exploitation des documents Situation problème N°1 Après cinq (05) de mariage sans enfant, Monsieur F emmène son épouse chez un gynécologue. No satisfait des résultats du bilan qui n’a rien révélé d’anormal, il choisit de consulter un autre spécialiste, qui après avoir pris connaissance des résultats de Madame F, décide plutôt d’occuper de mari » Je ne suis pas venu ici pour moi-même déclare monsieur F très complexe ». Les explications du médecin l’amènent à accepter les investigations dont les résultats sont présentés à travers les documents ci-après. Document de référence Présentation partielle de la gamétogenèse le Schéma ci-après replace les différentes étapes de la méiose dans la spermatogenèse,


Document 1 : Spermogramme de Monsieur F

Les analyses réalisées sur le sperme prélevé chez Monsieur F ont donné les résultats consignés dans le tableau suivant.

Paramètres

Caractéristiques du sperme

Sperme de Monsieur F Sperme normal

Volume de l’éjaculat

3,1 mL 3 à 5 mL

Numération des spermatozoïdes

5 millions par mL Entre 20 et 200 millions par mL

Mobilité après 1 h 51 % de forme mobiles Supérieure à 50% de formes mobiles

Document 2 : Comparaison du taux d’ADN des cellules germinales de Monsieur F et d’un homme fertile Monsieur G. Chez Monsieur F, on dose l’ADN de cellules germinales de testicule prélevées par biopsie. On définit trois (03) population différentes et on compare les effectifs de ces populations avec ceux obtenus pour un homme fertile, monsieur G.


Consigne : Exploite les informations tirées des documents fournis pour expliquer la stérilité du couple F. Donne ton point de vue argumenté sur la déclaration de monsieur F.

Situation problème N°2

La mucoviscidose est une maladie héréditaire très répandue : elle touche un enfant sur 2.500. Elle se manifeste par des anomalies dans les échanges cellulaires qui entraînent la production d’un mucus très épais susceptible de bloquer progressivement les fonctions respiratoires et digestives. Les enfants atteints par la maladie n’atteignent l’âge adulte qu’avec l’aide de traitements adaptés. Leurs parents ne présentent aucun signe de mucoviscidose.

Document 1 : données sur la protéine CFTR.

Document 2 : séquence de deux allèles du gène de la CFTR (brin d’ADN non transcrit) Séquence B allèle présent chez la plupart des individus normaux : …AAA GAA ATT ATC TTT GGT GTT TCC TAT… 503 512 Séquence B allèle delta F 508 présent chez les individus malades… …AAA GAA ATT ATC ATC GGT GTT TCC TAT… 503 511 Consigne : Exploite l’ensemble des documents fournis pour expliquer l’enchaînement des causes génétiques de la mucoviscidose.

La protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator) est une protéine des membranes cellulaires Humaines. Elle est constituée par 1.480 acides aminés. Son gène a été identifié. On en connaît plus de 200

REVISION SVT BAC TCHEKELes progrès récents de la biologie moléculaire ont permis de découvrir...

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