Exercice I L’identité biologique des organismes
Exercice I
Chaque proposition peut comporter une ou plusieurs réponses justes.
Repérez seulement les lettres correspondant à la (ou les) réponses (s) exactes (s)
1-Un tissu est caractérisé par :
a) La localisation dans un seul et même organe de cellules semblables;
b) Un ensemble de cellules présentant la même différenciation;
c) Un ensemble de cellules toutes identiques dans leur forme et leur fonction;
d) Un ensemble de cellules assurant une fonction particulière dans l’organisme.
2.
a) La cellule est l’unité de structure des êtres vivants;
b) La cellule est l’unité fonctionnelle des êtres vivants;
c) Toutes les cellules ont un noyau ;
d) Les cellules eucaryotes ont un noyau;
e) Les cellules procaryotes n’ont pas de noyau.
3.
a) La différenciation cellulaire est un processus qui aboutit à la formation d'une cellule œufs ;
b-La différenciation cellulaire est un processus par lequel une cellule acquiert une spécialisation lui permettant d’assurer une fonction spécifique;
c-La différenciation cellulaire est un processus par lequel une cellule spécialisée perd sa spécificité fonctionnelle.
4.
a) La mitose est un processus par lequel une cellule donne deux cellules-filles ayant les mêmes caractéristiques génétiques;
b) La mitose est un processus par lequel une cellule diploïde donné deux cellules filles haploïdes;
c) Au cours de la mitose, il y a répartition de deux lots de chromosomes identiques entre les cellules filles;
d) Les chromosomes des cellules filles sont identiques aux chromosomes contenant les noyaux de la cellule mère ;
e) Au cours de la mitose, la répartition dos chromosomes est inégale;
f) Les mitoses successives permettent la formation des cellules sexuelles;
g) Les mitoses successives permettent la croissance et le renouvellement des tissus;
h) Une mitose se déroule en quatre étapes successives : prophase, métaphase, anaphase, télophase;
i) Une mitose se déroule en quatre étapes successives : prophase, métaphase, télophase, métaphase. 5.
a) Le caryotype est le génome d'une cellule;
b) Le caryotype est l’ensemble des chromosomes d'une cellule classes par paires homologues en tenant compte de leur taille et de la position du centromère;
c) Le caryotype est obtenu par photographie de cellules dont la mitose a été bloquée en métaphase ; d-Le caryotype est obtenu par chromatographie de l’ADN d'une cellule.
6. Les chromosomes :
a) Sont constamment présents dans la cellule;
b) Sont toujours formés d'une chromatide;
c) Représentent le support du programme génétique;
d) Sont séparés en deux lots égaux lors de la prophase de la mitose;
e) Sont formés de deux chromatides unies par un centromère à l’anaphase;
f) Sont dupliques au moment de l‘interphase.
7-Le renouvellement cellulaire :
a) Concerne toutes les cellules de l'organisme;
b) S'effectue grâce à des mitoses;
c) Modifie systématiquement les « marqueurs d’identité » des cellules;
d) Commerce à se manifester chez l'individu âgé ; e-N’utilise pas le programme génétique.
8. Le programme génétique :
a) Est transmis par le père ou la mère, rarement par les deux parents;
b) Est progressivement perdu lors des mitoses successives, les cellules spécialisées n‘en possédant plus qu'une petite partie;
c) Contrôle la production des protéines membranaires qui définissent l'identité Chimique des cellules de l'individu;
d) Est porté par des chromosomes;
e) Est identique chez les vrais jumeaux ou chez les individus constituant un clone.
9-La mitose :
a) Assure une distribution des chromosomes entre les deux cellules filles qui reçoivent des parties à peu près équivalente du programme génétique de la cellule mère;
b) Succède toujours à une interphase au cours de laquelle le matériel génétique a été répliqué;
c) Sépare systématiquement les deux chromatides constituant un chromosome métaphasique;
d) Est le seul moment de la vie cellulaire où le matériel chromosomique est présent dans la cellule.
10.
a) Chaque étape du développement embryonnaire est une conséquence de celle qui la précède;
b) L’œuf humain contient à l'état préformé des différentes parties du futur individu et le développement embryonnaire est la croissance de ces différentes parties;
c) Au cours du développement embryonnaire, la différenciation des organes se réalise progressivement à partir d'un état initial simple.
Exercice II L’identité biologique des organismes
Exercice II
A. Les affirmations suivantes sont toutes inexactes. Modifier les phrases (en remplaçant, en supprimant ou en complétant certaines parties) pour les rendre exactes.
1- Contrairement aux cellules embryonnaires, les cellules d’un individu adulte sont génétiquement très différentes ;
2- Une greffe entre jumeaux n’est jamais rejetée :
3 -Les chromosomes sont toujours observables au microscope optique dans le noyau cellulaire;
4 -Les cellules en culture se multiplient indéfiniment à condition de contrôler la composition du milieu;
5- L’identité biologique est en grande partie dépendante de l’alimentation de l'individu.
B. Utiliser chaque groupe de trois mots (ou expressions) pour construire une ou deux phrases exprimant une idée Importante présentée en cours
1. Programme génétique — Cellule œuf — Cellules de l'individu.
2. Individu original — Marqueurs d'identité — Programme génétique.
3. Chromosomes — Chromatine — Cycle cellulaire.
4. Duplication en interphase — Partage en anaphase — Transmission intégrale.
5. Rejet — identité chimique — Greffon.
6. Renouvellement cellulaire — Mitose — Caractéristiques cellulaires
Exercice III L’identité biologique des organismes
Exercice III
Le dessin ci-contre représente l'observation microscopique d’une cellule de racine d'oignon en division dont les chromosomes ont étés colorés.
Ce végétal possède 8 paires de chromosomes (2n = 16)
1- À quel moment de la division se situe cette observation ?
2- Combien le lot A contient-il de chromosomes?
3- Schématisez cette phase de la division en limitant le nombre de chromosomes à 2n = 6.
4-Quand on observe une coupe d'extrémité de racine d'oignon, on voit de nombreuses cellules en interphase ou en prophase; en revanche, les figures de métaphase et d’anaphase sont nettement plus rares. Comment expliquez-vous cette observation?
5- Schématisez en précisant la phase qui précédé celle-ci.
Exercice IV L’identité biologique des organismes
Exercice IV
L'observation d'une culture d‘Amibes, montre à tout moment des cellules en division tandis que d'autres sont en croissance. Toutes les Amibes de la culture se trouvant dans les mêmes conditions extérieures, on se demande quel est le (ou les) facteurs (s) interne (s) qui provoque (nt), à un moment donné, l'entrée en division d'une cellule.
1. Les amibes supportant très bien toute intervention de microchirurgie, on réalise l'expérience suivante : Quinze heures après la fin d'une division, on ampute |’amibe d'une partie de son cytoplasme, puis on la laisse croître à nouveau. Dès que le volume cellulaire atterrit la valeur qu'il avait avant l'amputation, on l’ampute à nouveau et ainsi de suite. On constate alors que l’amibe ne se divise pas.
Quelles interprétations peut-on donner de cette expérience ?
Une technique permet de mesurer les volumes cellulaire et nucléaire de tels organismes. On peut ainsi suivre leur croissance entre 2 divisions. Les résultats sont donnés par le graphique du document ci-dessous
2. Analysez méthodiquement ce graphique.
3. Les hypothèses émises en 1° étaient-elles fondées?
4. Quelles autres hypothèses peut-on émettre en observant l'évolution de ces courbes, surtout pendant les quelques heures qui précèdent la mitose?
Exercice V L’identité biologique des organismes
Exercice V
Des cellules isolées peuvent vivre et se multiplier dans un milieu de culture approprié contenant, entre autres, des bases azotées utilisables pour les synthèses d’ADN, au début d'une interphase, on ajoute dans le milieu de la thymine rendue radioactive grâce à du tritium H. les brins d’ADN ayant incorporé la thymine radioactive peuvent impressionner une plaque photographique et y former des tâches a l'endroit où se trouvent les atomes radioactifs.
Après une interphase dans ce milieu radioactif, les cellules sont replacées dans un milieu normal, donc non radioactif. On constate a la fin de la mitose que toutes les cellules filles contiennent des molécules d’ADN radioactives.
1. En utilisant une représentation simplifiée d'un fragment de molécule d’ADN, représentez ce fragment en début d’interphase, en cours d'interphase et en fin d’interphase.
2. Retrouvez l'explication au fait qu'à la fin de la mitose suivant cette interphase toutes les cellules filles contiennent des molécules d’ADN radioactives.
3. Que se passera-t-il à l’interphase suivante si le milieu est non radioactif? À la fin de la mitose qui lui succédera?
Exercice VI L’identité biologique des organismes
Exercice VI
On réalise des dosages de la quantité d’ADN dans une culture de cellules dont les divisions ont été rendues synchrones.
1. Représentez graphiquement la variation de la quantité d’ADN contenue dans une seule cellule au cours de temps.
2. Indiquez sur le graphique les différentes phases du cycle cellulaire. Déterminez sa durée
3. Évaluez la quantité totale d’ADN et le nombre de cellules à la 38ieme heure, sachant que le milieu n'est pas limité en éléments nutritifs pour la croissance cellulaire.
Exercice VII L’identité biologique des organismes
Exercice VII
Les figures A et B ci-dessous représentent les phases du déroulement d'un phénomène de la vie d'une cellule :
1. De quel phénomène s’agit-il?
2. De quel type de cellule s’agit-il ? Justifier votre réponse à l'aide de deux arguments
3. A quel stade se trouve :
a) La cellule de figure A?
b) La cellule de la figure B?
4. Sans reproduire la figure A, annoter la en utilisant les chiffres indiqués Ci-dessus.
5. Combien y a-t-d’éléments n° 3 sur la figure A ?
6. Quel sera le résultat du phénomène décrit par les figures A et B (on précisera le nombre de chromosomes de chaque cellule finale) et son importance dans l‘organisme (2 arguments).
Exercice VIII L’identité biologique des organismes
Exercice VIII
Les schémas ci-dessus représentant les caryotypes de cheval et de bœuf domestique.
1. Quel est le nombre de chromosomes caractéristique du cheval?
Du bœuf domestique?
2. À part le nombre de chromosomes, quels autres caractères définissent le caryotype du cheval? Du bœuf domestique ?
3. Les deux animaux concernés sont-ils du même sexe? Justifiez votre réponse.
4. En conclusion, montrer en quoi chaque caryotype est caractéristique d’une espèce.
Exercice IX L’identité biologique des organismes
Exercice IX
A. Questions à réponses ouvertes
1. Citer deux molécules constitutives des chromosomes.
2. Quelles sont les bases azotées présentes dans I’ADN?
3. Quelles sont, dans la molécule d'ADN, les paires de bases possibles?
4. Quelles sont les molécules constitutives d’un nucléotide?
5. À quel moment du cycle cellulaire s'effectue la réplication de l’ADN?
B. Utiliser chaque groupe de trois mots (ou expressions) pour construire une ou deux phrases exprimant une idée scientifiquement acceptable.
1- Chaines nucléosomique - Nucleofilament de la chromatine - Chromosome
2- Brins d'ADN - Bases complémentaires - Double hélice
3- Nucléotides- information génétique codée - Séquence
4- Copie du programme génétique – Réplication - Phase S d’interphase.
C. Le dosage de la quantité d‘ADN contenue dans le noyau puis dans chacun des lots de chromosomes présents dans une cellule en division (cellule de l'extrémité d'une racine de poids) a donné les résultats consignés dans le tableau ci-dessous.
Temps (h) | 0 | 1 | 1h45 | 1h50 | 3 | 5h30 | 7 | 9 | 10 | 12 | 13h45 | 13h50 | 15 |
Quantité d'ADN nucléaire | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 | 4 | 5 | 7 | 8 | 8 | 8 | 4 | 4 |
1. Tracer la courbe d ‘évolution du taux d‘ADN en fonction du temps.
2. sachant que, pour ces cellules, la mitose dure environ une heure, que la prophase et la métaphase représentent 75 % du temps de la division, indiquez sur le graphe le début et la fin d'une mitose.
3. évaluez la durée d’un cycle cellulaire.
4. interprétez les variations de taux observées entre la 2eme et la 14eme heure.
Exercice X L’identité biologique des organismes
Exercice X
Chez différentes espèces, on a déterminé les quantités de base azotées présentes dans |’ADN. Les résultats de ces mesures (exprimés en unité arbitraire) sont consignés dans le tableau ci-dessous.
Origine de l'ADN | Adénine | Thymine | Guanine | Cytosine |
Colibacille (Bactérie) | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
Veau (Thymus) | 0,29 | 0,28 | 0,21 | 0,22 |
Levures (Champignon) | 0,32 | 0,33 | 0,18 | 0,18 |
Bactériophage (Virus) | 0,25 | 0,33 | 0,24 | 0,18 |
1-En faisant appel a vos connaissances, quelles conclusions pouvez-vous tirer des résultats présentés dans les trois premières lignes du tableau (colibacille, veau. levure)?
2.a En quoi les résultats concernant le bactériophage (virus parasite de bactéries) peuvent-ils paraître surprenant?
2.b Proposez une hypothèse pour rendre compte de ces résultats.
Exercice XI L’identité biologique des organismes
Exercice XI
Chez l’homme il existe une maladie héréditaire grave, et rare, appelée syndrome de Lesch-Nyhan, caractérisée entre autres symptômes par une sécrétion excessive d'acide urique.
On rappelle que, chez un individu sain, les nucléotides sont essentiellement dégradés (hydrolysés) en libérant des bases azotées. Une partie de ces bases est dégradée selon le schéma :
Nucleotide \( \to \) Base azotees \( \to \) Hypoxanthine \( \to \) Acide urique
1. Rappeler la structure d’un nucléotide.
2. Les nucléotides sont les unités constituant les acides nucléiques.
a-Quelles sont, plus particulièrement, les structures des nucléotides composant les deux sortes d'acides ?
b-Retrouver, en les schématisant, les structures des deux grandes catégories d’acide nucléiques.
3- La plus grande partie de l’hypoxanthine est continuellement récupérée pour synthétiser de nouveaux nucléotides. Cette synthèse nécessite l’intervention d‘un catalyseur biologique ou enzyme nommée E pour simplifier qui permet la réaction :
Hypoxanthine \(\overbrace \to ^E\) Bases azotees \( \to \) Nucleotides
Représenter sur un seul schéma les réactions décrites dans l'ensemble du texte précédent.
4- On pense que les malades atteints du syndrome de Lesch-Nyhan ne possèdent pas cette enzyme E. Montrer en quoi l'absence d’enzyme s‘accompagne d’une accumulation d'acide urique.
5- On cultive, dans un milieu contenant de l’hypoxanthine, deux sortes de cellules, les unes proviennent d'un individu sain et les autres d'un individu malade.
On observe que dans un tel milieu, les cellules provenant d'un individu sain se multiplient alors que celles provenant d'un individu malade ne se multiplient pas. Sachant que la multiplication cellulaire nécessite la synthèse de nouvelles molécules d’ADN,
Trouver une explication aux observations précédentes.
Exercice XII L’identité biologique des organismes
Exercice XII
À la 60eme heure de la vie, l’embryon humain possède 16 cellules et mesure environ 250 µm de diamètre. Un œuf humain contient 46 chromosomes dans son noyau. Un organisme humain adulte est formé de plusieurs centaines de milliards de cellules.
Les données numériques ci-dessous se rapportent à différentes cellules humaines.
Volume nucléaire | Quantité d'ADN / cellule | |
Lymphocytes | 100 \(\mu {m^3}\) | 6,5 \( \times {10^{ - 12}}\) g |
Cellules épidermiques | 250 \(\mu {m^3}\) | 6,5 \( \times {10^{ - 12}}\) g |
Neurone | 3000 \(\mu {m^3}\) | 6,5 \( \times {10^{ - 12}}\) g |
1. Combien y a- t-il eu de mitoses depuis la cellule œuf initiale jusqu’au stade 16 cellules? Quelle a été la durée d'un cycle cellulaire?
2- Combien y a-t-il de chromosomes dans une cellule nerveuse ?
Combien y a-t-il de chromosomes dans une cellule de peau ?
Combien y a-t-il de chromosomes dans une cellule de rein? Justifier.
3- Quelles observations peut-on faire quant aux valeurs données dans le tableau?
Exercice XIII L’identité biologique des organismes
Exercice XIII
Voici la séquence (S) d'un des brins d'une chaîne double d’ADN.1-Etablissez la structure complète de la chaîne double d’ADN pour ce fragment.
2. Cette séquence (S) peut permettre la synthèse d'un ARN ; écrivez cette séquence.
3. Sur cet ADN, juste avant la réplication et pendant un temps très court, on fait agir une substance qui altère la Cytosine; cette Cytosine altérée ne peut alors s’associer qu'à Adénine.
Écrivez les deux molécules d‘ADN issues de la réplication qui a suivi le traitement.
Exercice XIV L’identité biologique des organismes
Exercice XIV
La drépanocytose est une maladie héréditaire liée à la présence d’une hémoglobine anormale appelée « hémoglobine S ». Outre la modification de forme de ses hématies dites « falciformes » (document 1 ci-dessous fiig 1 et 2)
Le sujet atteint montre une anémie grave.
On connaît bien la structure des chaînes protéiques formant une partie de la molécule d’hémoglobine. Vous trouverez sur le document ci-dessous une représentation schématique d’une même portion très limitée d'une chaîne d'hémoglobine normale (HbN) et de la chaîne qui lui correspond dans l'hémoglobine anormale (HhS).
1. Préciser, en étudiant l’ensemble des documents 2 et 3, quelle est la différence entre les deux hémoglobines.
2. Reconstituer la séquence de l‘ARNm en cause dans les deux cas, et déterminer de façon précise, quelle est la cause première de cette maladie héréditaire.
Exercice XV L’identité biologique des organismes
Exercice XV
La séquence 1 présente la succession de nucléotides le long d'un fragment de brin transcrit d’ADN.
Les séquences 2, 3 et 4 présentent trois mutations de cette séquence initiale.
1. Établissez la séquence polypeptidique codée par la séquence 1 (voir tableau du Code génétique)
2. Que devient cette séquence à la suite de chacune des trois mutations envisagées ?