Exercice I les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice I
A On observe les cellules de la paroi du tube séminifère d’un insecte. Le schéma ci-dessous représente les chromosomes d’une cellule en division :
1- Identifier les structures indiquées par des flèches.
2- De quel stade s’agit-il? Pourquoi?
3- Quel est le caryotype de l’individu propriétaire de cette cellule?
Écrire la formule chromosomique possible.
4- Schématiser le stade faisant suite à celui qui est représenté ci-dessus.
B- Il est possible de cultiver isolément in-vitro des spermatocytes d'insecte et de mesurer la masse d’ADN d’une telle cellule et des cellules qui en dérivent.
Expliquer les régions du tracé obtenu.
Exercice II
Exercice II
Les dessins ci-dessous correspondent à des cellules en cours de division dans les tubes séminifères des testicules. Elles subissent des mitoses puis une méiose avant d’être transformées en gamètes. Seules deux paires de chromosomes ont été représentées.
1. Classez dans l’ordre chronologique ces trois cellules. Indiquez la phase de division pour chaque dessin et commentez-la brièvement.
2. Faites correspondre chaque cellule A. B et C. aux étapes l, 2et 3 du graphique ci-dessous.
3. Les cellules à la périphérie des tubes séminiféres sont des spermatogonies. Elles contiennent 2n chromosomes et subissent des mitoses.
Elles s’accroissent ensuite ct forment des spermatocytes I qui subissent la première division de méiose pour donner les spermatocytes II transformés ensuite en spermatides après la seconde division de méiose. Ces spermatides, comme les spermatozoïdes auxquels ils donneront naissance, sont des cellules haploïdes.
On a représenté dans le dessin ci-dessous des chromosomes présents dans les cellules des tubes séminifères
Retrouvez à quelle cellule ils appartiennent. Justifier votre réponse.
Exercice III les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice III
La levure est un champignon unicellulaire dont le cycle de développement est représenté ci-dessous.
Une spore donne une levure (l) qui se divise {étape A). Avant et après cette division: (A), le nombre de chromosomes est de 17 dans la levure (1).
1. Quelle est cette division ? Quelle sont les caractéristiques des cellules filles les unes par rapport aux autres?
2. Une levure (l) peut fusionner avec une levure (2), les deux levures ayant chacune 17 chromosomes, Quel nom donne-t-on à ce phénomène ?
3. Une fois les noyaux réunis, il se forme une levure (3). Quel nom donnez-vous à celle-ci ? Combien de chromosomes contient-elle ?
4. Comment qualifier, en fonction du contenu de leur noyau, les levures (1) et (2) d’une part et (3) d’autre part ?
5. La levure (3) peut subir deux types de division selon les conditions du milieu. Dans le premier, noté (B), la division donne des levures (4) dont le nombre de chromosomes reste constant : dans le second (C), Ce nombre diminue de moitié pour former des spores. Que représente cette division (C)?
6. Sachant que les phases du cycle correspondent aux levures (1) et (2) d’une part et (3) d’autre part ont une importance équivalente. Comment qualifier ce cycle ?
Exercice IV les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice IV
Le tableau ci-dessous traduit l’évolution de la quantité d’ADN nucléaire dans les cellules au cours de la spermatogenèse chez l’homme.
ADN (\({10^{ - 12}}\) g) | 7.3 | 7,3 | 14,6 | 14,6 | 7,3 | 7,3 | 14,6 |
Jours | 0 | 3,5 | 6,5 | 10 | 10,1 | 13,5 | 16 |
14,6 | 7,3 | 7,3 | 14,6 | 14,6 | 7,3 | 7,3 | 3,6 | 3,6 |
19,5 | 20 | 41,5 | 45,2 | 49,5 | 50,6 | 52 | 55 | 60 |
1. Représentez dans un repère orthogonal la courbe de la variation de la quantité d’ADN nucléaire en fonction du temps dans cette cellule. .
2. Identifiez les différents phénomènes que la courbe permet de déceler
3. En déduire les différentes phases de la spermatogenèse observée
4. Interprétez cette courbe en fonction des étapes de la spermatogenèse
5. Situez les trois schémas ci-dessous sur la courbe obtenue.
6. Expliquez, en vous aidant des schémas simples, les phénomènes qui affectent chaque molécule d’ADN au cours de l’interphase.
7-Précisez l'importance de ces phénomènes.
Exercice V les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice V
Le champignon, avec son pied et son chapeau (fig. 1), constitue un lacis (enchevêtrement) de mycéliums formés d’éléments binucléés (2 noyaux), séparés par des cloisons (fig.2). A la face intérieure du chapeau se trouve les lamelles qui portent des spores.
l- Ccs lamelles sont tapissées par des éléments terminaux binucléés de filaments mycéliens (fig.3). Dans la majorité de ces éléments terminaux, la fusion de ces deux noyaux les transforme en cellule uni nucléée (fig. 4).
Que représente cette fusion?
2. Cette cellule est le siège de deux divisions successives et les spores qui en résultent, au lieu d’achever leur formation dans cette cellule, la terminent à l’extérieur à partir de quatre diverticules apicaux dans chacun desquels émigre un des noyaux formes (fig.5). La cellule où s’est produite cette double division est appelée baside et les spores sont des basidiospores
a) Pouvez-vous dire si ces spores sont haploïdes on diploïdes ? Justifiez votre réponse ?
b) Comment peut-on appeler ces deux divisions successives ?
c) Que représente la cellule appelée baside? Justifiez votre réponse
3-Ces spores tombent sur le sol ct sont disséminées. Elles germent ct donnent chacune des filaments ramifiés, cloisonnés en articles contenant chacun un noyau. L’allongement de ces derniers se fait par mitose. Ces filaments sont appelés mycéliums primaires (fig.6). Les noyaux des cellules de ces filaments sont-ils haploïdes ou diploïdes ? Justifiez votre réponse.
4- A un certain moment, deux articles de ces filaments issus de deux spores différentes sexuellement appelé filament + et ─ fusionnent pour donner un nouveau filament à articles contenant deux noyaux chacun. Ce filament est appelé mycélium secondaire et son allongement se fait grâce à des mitoses qui conservent des articles à 2 noyaux (fig.7). C’est l’enchevêtrement de ces filaments qui va constituer le pied et le chapeau (fig.1).
Peut-on considérer cette fusion des cytoplasmes des cellules (articles) comme une fécondation ?
5.a) A l’aide des figures 1 à 8, reconstitue le cycle de développement de ce champignon.
b) Marquez la place de la fécondation et de la méiose.
c) Marquez par deux flèches la diplophase et par une flèche l’haplophase. Quelle difficulté rencontrez-vous ?
d) Quelle remarque peut-on faire quant au stade représente par le mycélium secondaire ?
6. Sachant qu’une cellule provient de la fusion de 2 noyaux haploïdes de types sexuellement différents + et ─ et subit une méiose qui produit 4 spores.
Quel sera le nombre de spores de type + et de type ─ ?
Justifiez votre réponse. (Pur résoudre cette question, considérez les types + et ─ comme des chromosomes homologues).
Exercice VI les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice VI
Chez les abeilles, la reine est fécondée une seule fois par des mâles appelés « Faux-bourdons » lors du vol nuptial. Elle garde les spermatozoïdes reçus alors dans la poche appelée « vésicule séminale ». Les ovocytes sont fécondés au moment de leur passage dans les voies génitales femelles par des spermatozoïdes. Tous les œufs qui en résultent sont disposes dans les rayons de la ruche, et selon qu’ils sont nourris de gelée royale ou non, ils vont donner soit les reines (femelles), soit les ouvrières (femelles sans développement des organes génitaux).
Certains ovocytes ne sont pas fécondés par les spermatozoïdes, mais ils se développent quand même et deviennent des males appelés faux-bourdons.
l-Que peut-on dire de ces individus « faux-bourdons », issus du développement des ovocytes non fécondés ?
2-Si le nombre de chromosomes chez l’abeille ouvrière est 16, combien de chromosomes trouvera-t-on dans les cellules somatiques (non reproductrices) des faux-bourdons (mâles) ?
3-a) Expliquer à quel moment de la gamétogenèse on voit apparaître des « bivalents » chez la plupart des êtres vivants.
b) Combien en verra-t-on chez le mâle « faux-bourdon » ?
c) Combien en verra-t-on chez la femelle« reine» ?
Exercice VII les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice VII
A- Les chlamydomonas (fig. l) sont des organismes microscopiques unicellulaires ciliés d’eau douce.
l-Quel est l’organite présent dans ces êtres vivants qui vous permet de les classer parmi les unicellulaires animaux ou parmi les unicellulaires végétaux ?
2- Dessinez un chloroplaste en coupe tel qu’on peut le voir au microscope électronique.
Annotez ce dessin.
B - On a résumé le cycle de chlamydomonas sur la figure;
Dans certaines conditions, on observe à l’intérieur d’une cellule de chlamydomonas (a) une série de divisions donnant naissance à 8 cellules (b) plus petites que la précédente mais présentant la même morphologie. Les 8 cellules (c) sont libérées dans l’eau. Elles s’accolent 2 à 2 avec des cellules analogues (b’) provenant d’une autre chlamydomonas puis fusionnent pour donner une cellule unique (c) qui s’entoure d’une paroi épaisse et qui peut rester longtemps à l’état de repos. Si les conditions sont favorables, son enveloppe se rompt et laisse échapper 4 cellules (d) qui grandissent et deviendront semblables à (a).
l- Sachant que l’individu (a) est haploïde, que représentent les cellules (d) issues directement de la double division de (c).
2- Les cellules (b) sont haploïdes et sont issues des cellules (a) par division. De quel type de division s’agit-il?
3. Comment peut-on considérer les cellules (b) qui fusionnent?
4. Chez les chlamydomonas, il existe deux types sexuels (+) et (─). Si la cellule (a) est de type (+) comment seront les cellules (b) ? Pourquoi ?
5-a) Reproduisez le cycle de chlamydomonas et indiquez sur le schéma sa partie haploïde par un trait simple et sa partie diploïde par un double trait.
b) Qu’a de remarquable le cycle de chlamydomonas ?
c- Chez chlamydomonas, aucune différence morphologique ne permet de distinguer les cellules de type (+) des cellules de type (─) ni au stade de spore, ni au stade de gamète. Les cellules b et b’ qui fusionnent sont de types sexuels différents (+) et (─). La cellule (c) qui en résulte subit comme l’indique la figure 4, deux divisions consécutives et produit 4 cellules haploïdes, dont 2 sont de type + et de type ─.
On veut savoir si un couple d’allèles peut rendre compte du rapport (+) (─).
a) Vous préciserez d’abord la signification d’un couple d’allèles ou caractères allélomorphes.
b) Vous expliquerez ensuite votre réponse en utilisant les représentations d'une cellule de type (+) et d’une cellule de type (─) selon le principe indiqué sur la figure 3.
2. Quel autre mode de détermination du sexe pourrait-on envisager ?
Exercice VIII les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice VIII
Un liquide contenant environ 2 millions de gamètes mâles est mélangé au liquide contenant le gamète femelle.
l-A quel événement majeur va-t-on assister ?
2. Le document ci-dessous représente en désordre les principales phases de cet événement.
a- Donnez un titre précis à chaque schéma.
b- Retrouver leur ordre chronologique de déroulement.
c-Quelle différence fondamentale existe-t-il entre les deux phases ?
d- Que signifie « 2n-4 » ?
Exercice IX
Exercice IX
La levure est un champignon unicellulaire chez lequel on peut observer différents modes de formation des cellules : division conformes ou mitoses, divisions méiotiques, la fécondation. La figure 1 représente le cycle de développement de cette levure. Lorsque les conditions de culture sont favorables, les levures se reproduisent par bourgeonnement. Les petites cellules formées à leur périphérie comportent beaucoup moins de cytoplasme que la cellule dont elles sont issues. Mais contiennent dans leur noyau la même information génétique. Le bourgeonnement, qui se produit toutes les 90mn, se poursuit tant que l’environnement des levures reste convenable.
Dans des conditions particulières, deux levures peuvent fusionner (étape x)
Si les ressources nutritives du milieu de culture viennent à s'épuiser, la levure C subit deux divisions successives (étape Y) qui aboutissent à la formation de quatre cellules, appelées spore, contenues dans un asque. Le graphe de la figure 2 indique l’évolution de la quantité d’ADN par noyau cellulaire au cours de l'étape Y.
A.1 Quels sont les phénomènes fondamentaux d'un cycle de développement?
2 Qu’appelle-t-on haplophase d’un cycle de développement?
3 – Qu’appelle-t-on diplophase d'un cycle de développement?
B.1.a) A quel type de division cellulaire correspond le bourgeonnement de la cellule de levure ?
b) Donner un schéma annoté de la levure en bourgeonnement.
2) Comment peut-on nommer la population cellulaire issue du bourgeonnement d'une seule cellule de levure ?
3. Comment peut-on nommer la partie du cycle qualifiée ici de «étape X »
4- a) Combien de divisions subit la cellule C à l'étape Y pour aboutir à un asque à quatre spores ?
b) A quoi correspondent ces deux divisions successives ?
c) Quel est le nombre de chromosomes de chaque ascospore ?
5 - Relevez et complétez le graphe de la figure 2 en faisant figurer l’évolution de la quantité d’ADN contenue dans un noyau cellulaire lorsqu'une cellule issue de la germination d'une spore produit une autre cellule par bourgeonnement.
6. Sachant que chez la levure, le nombre haploïde « n » est égale à 17, donnez le nombre de chromosomes des cellules A, B et C ainsi que des spores figurant sur le cycle de développement
Exercice X les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice X
A. Le document 1, présente le déroulement d’un phénomène biologique dans la vie cellulaire.1. Donner un titre à chaque phase de ce phénomène.
2 a) Comparer dans deux tableaux différents (2 éléments de comparaison) les phases A et C d’une part et C et D d’autre part.
b) En déduire de quel phénomène il s’agit ici.
c) Dans quel type de cellule se déroule-t-elle? Justifier votre réponse.
3. Sachant que 2n = 8 chromosomes, faites un schéma annoté pour A et C.
4. Le document 2 présente un type « d’accident » qui survient généralement à la phase D.
Mettre dans l'ordre chronologique les étapes du déroulement de ce’: accident et le nommer.
5 - a) Cet accident produit un type de brassage chromosomique, lequel ?
b) Quelle peut être la conséquence de ce brassage sur le plan génétique ?
Exercice XI les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice. XI
Chez le mais, au moment de la fécondation, le tube pollinique qui entre dans le pistil renferme trois noyaux (A, B, C); d'autre part le sac embryonnaire renferme 8 noyaux (1, 2, 3. 4, 5, 6, 7. 8) (document ci-dessous).
1. Sachant que, A est le noyau végétatif et, 7 et 8 les synergides, lesquelles des combinaisons suivantes: ABC, 45C, A6. 768. BC6, 12C. B6, 123 donneront :
- L’œuf embryon ?
- L'œuf albumen?
2 - Comparer les deux combinaisons choisies du point de vue chromosomique.
3 - De ces deux œufs, lequel donnera la plantule dans la graine mûre ? Pourquoi ?
Exercice XII les mécanismes fondamentaux de la reproduction sexuée chez les mammifères, les spermaphytes et les organismes haploïdes.
Exercice XII
Les schémas ci-dessous représentent le cycle de développement de l'Ulve ou laitue de mer, Algue très commune sur les côtes de la Manche, formant des lames (= thalles) minces, à bords ondulés, de 20 cm à 40 cm d’envergure.
Les cellules marginales de ces lames se transforment, à certains moments, en cellules flagellées qui s'échappent par une perforation circulaire de la paroi cellulaire :
- Les cellules à quatre flagelles, formées par division d'une cellule en quatre ou en huit, se développent en un thalle ayant deux fois moins de chromosomes que celui qui leur a donné naissance. Ces thalles sont de deux types, reconnaissables à maturité, à la couleur de leur marge ;
- Les cellules à deux flagelles sont plus nombreuses et plus petites.
1 - À partir de l'analyse du texte; dire quel type de division cellulaire permet la formation des cellules à quatre flagelles.
2. Quelle est la garniture chromosomique de chacun des thalles A, B et C.
3 Parmi les cellules a deux flagelles, lesquelles peuvent être considérées comme :
- gamète femelle ?
- gamète mâle ?
- Justifiez votre réponse.
4 Les deux cellules qui fusionnent étant morphologiquement distinctes comment qualifie-t-on une telle fécondation ?
5 Dessinez le cycle de développement de cette algue et placez la réduction chromosomique, la caryogamie et en déduire le type de cycle.
Exercice XIII
Exercice XIII
A - L'observation microscopique des cellules du tube séminifère permet de réaliser les trois schémas d'interprétation suivants. Ils correspondent à des étapes différentes de la mitose qui précède la spermatogenèse, et de la méiose lors de la maturation. Pour simplifier les schémas, on a limité le nombre de chromosomes représentés, tout en conservant la même proportion de chromosomes figurés.
A partir des connaissances acquises et des trois schémas ci-dessus, donner les démarches permettant de déterminer chacune des étapes auxquelles ils correspondent.
B - On dose la quantité d'ADN dans une cellule de la lignée spermatique. Les valeurs sont :
Temps (en h) | 0 | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 8,5 | 9 | 9,5 | 10 | 12 |
Masse ADN (UA) | 2C | 2C | 2C | 3C | 4C | 4C | 2C | 2C | C | C | C |
l. Tracer le graphique représentant l'évolution de la quantité d'ADN en fonction du temps.
2. Associer a chaque partie ‘du graphique un moment de la spermatogenèse».
3. Expliquer les variations de la quantité d'ADN constatées.