QCM et exercices rédactionnels (école IFMK – Croix-Rouge française, Limoges)

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Énoncé

Exercice 1
Répondre par vrai (V) ou par faux (F) pour chaque affirmation.
1. Concernant l'homéostat glycémique normal chez l'homme, nous pouvons dire que :
a. l'homéostat régule la glycémie, même si les apports glucidiques sont discontinus.
b. sous l'action de l'insuline, du glucose est libéré par le tissu adipeux en direction du foie.
c. l'insuline et le glucagon sont deux hormones hyperglycémiantes sécrétées par les cellules des îlots de Langerhans.
d. le phénotype associé à un diabète de type 1 est lié à une destruction progressive des cellules alpha des îlots de Langerhans.
2. La méiose :
a. Au cours de celle-ci peuvent survenir des perturbations lors de la répartition des chromosomes.
b. précède toujours la fécondation.
c. ne concerne que les organismes diploïdes.
d. aboutit systématiquement à la formation de gamètes possédant le même patrimoine génétique.
3. La morphogenèse chez les végétaux :
a. est sous la dépendance de la croissance méristématique.
b. dépend d'hormones végétales telles que l'auxine et la cytokinine.
c. n'est en aucun cas influencée par le milieu environnant.
d. est provoquée par une modification de la turgescence cellulaire et de la plasticité pariétale.
4. L'ADN :
a. signifie Acide Désoxyribonucléique.
b. D est composé de bases azotées que sont l'adénine, la thymine, l'uracile et la cytosine.
c. Il est formé de deux brins s'enroulant pour former la double hélice de Watson et Crick.
d. Les bases sont reliées par des liaisons phosphodiesters.
5. La spécificité enzymatique :
a. dépend de la conformation spatiale de l'enzyme.
b. est possible grâce à la présence du site actif et en aucun cas à son site de reconnaissance du substrat.
c. est définie pour une certaine température.
d. ne se retrouve que dans le règne végétal.
6. Une jeune fille non pubère et une femme ménopausée :
a. possèdent des follicules primordiaux dans les zones corticales de l'ovaire.
b. possèdent de forts taux sanguins de progestérone.
c. possèdent des restes de corps jaunes encore visibles.
d. ont leur endomètre qui se développent sous l'action des hormones ovariennes.
7. La différenciation du sexe :
a. ne fait intervenir que la testostérone.
b. est due au gène SRY qui code pour la testostérone.
c. s'effectue en quatre étapes.
d. ne fait pas intervenir d'hormones chez la femme.
8. Homo habilis :
a. a vécu en Europe.
b. constitue la première espèce du genre Homo apparue il y a environ 2 millions d'années.
c. possède une capacité crânienne proche de 1 000 cm3.
d. utilisait des galets aménagés de type choppers.
9. L'hominisation repose sur certains critères qui sont :
a. le développement d'activités culturelles.
b. un trou occipital en position centrale.
c. un pouce opposable aux autres doigts.
d. une capacité crânienne importante.
10. Le réflexe myotatique :
a. implique une voie monosynaptique.
b. correspond à la contraction d'un muscle suite à son propre étirement.
c. implique une fibre afférente et une fibre efférente.
d. implique un motoneurone.
11. La mitose :
a. assure la formation de deux cellules filles identiques à la cellule mère.
b. précède l'interphase nécessaire à la réplication de l'ADN.
c. se déroule exclusivement dans les organes reproducteurs.
d. est composée de 4 phases successives qui sont la prophase, l'anaphase, la métaphase et la télophase.
12. Les lymphocytes T4 :
a. orientent la réponse immunitaire grâce aux hormones que sont les interleukines.
b. reconnaissent l'antigène présenté par une cellule modifiée par la présence de peptides issus de l'antigène.
c. sont les cibles du HIV.
d. participent activement à la réponse immunitaire en sécrétant des anticorps.
13. La vaccination :
a. est une exploitation de la mémoire immunitaire.
b. induit une protection immédiate.
c. consiste en l'injection d'anticorps spécifiques.
d. est un acte curatif.
14. Le HIV :
a. a principalement comme cibles les macrophages et les monocytes.
b. gagne l'intérieur de ses cibles grâce à des protéines membranaires auxquelles il s'amarre.
c. Une personne séropositive possède des immunoglobulines circulantes spécifiques de ce virus.
d. Une personne traitée sous trithérapie n'est nullement contagieuse.
15. Une jeune femme pubère n'ayant jamais eu d'enfant décide d'utiliser le moyen contraceptif le plus efficace et le moins contre-indiqué. Elle pourra utiliser :
a. le RU 486.
b. un contraceptif oral associant des œstroprogestatifs.
c. un stérilet.
d. une méthode consistant à prendre sa température au réveil.
Exercice 2
Immunité
Un jeune couple décide de se marier. Ils doivent au préalable effectuer chacun une prise de sang. La méthode utilisée est le test . Les résultats parvenus, ils découvrent leurs séronégativités pour le VIH.
1. Définissez le tenne « séronégativité » en une phrase.
2. Expliquez brièvement le principe du test ELISA.
Cependant, il apparaît également sur la prise de sang de la future mariée que la recherche d'Hcg est positive.
3. Que signifie Hcg ?
4. Que peut en conclure cette jeune femme ?
Le même jour, un ami du couple apprend sa séropositivité pour le VIH.
5. Expliquez le terme « séropositivité » en une phrase.
Son médecin recherche alors les concentrations sanguines en lymphocytes T et en anticorps anti-VIH. Le taux est proche de 100 (unité arbitraire), cependant le taux d'anticorps est assez faible. Les résultats sont fournis dans le document 3.
6. Dans quelle phase se situe cet individu ?
Zoom
L'évolution des concentrations sanguines de lymphocytes T, d'anticorps anti-VIH et de VIH.
L'évolution des concentrations sanguines de lymphocytes T, d'anticorps anti-VIH et de VIH.
7. Quelles sont les cellules cibles du VIH ? Quelles seront les conséquences immédiates de la destruction et de l'infection de ces cellules ?
8. Ce malade dans quelques années sera victime de maladies opportunistes.
a. Définissez le terme « maladies opportunistes ».
b. Quelles sont les raisons de ces infections répétées et fatales ?
Exercice 3
Phylogénèse
Le tableau suivant donne l'état des caractères de 4 espèces de vertébrés.
Caractère
Perche
Souris
Cachalot (mammifère)
Cœlacanthe (poisson)
A. Amnios
0
1
1
0
B. Appendices charnus pairs (pattes)
0
1
1
1
C. Poumon fonctionnel
0
1
1
0
D. Vertèbre cervicale
0
1
1
0
E. Demi-mâchoire à plusieurs os
0
1
1
0
F. Poils
0
1
1
0
G. Allaitement
0
1
1
0
H. Fenêtre antéorbitaire
0
0
0
0
I. Aile
0
0
0
0
J. Gésier
0
0
0
0
K. Membrane nictitante (œil)
0
0
0
0
L. Fenêtre mandibule
0
0
0
0
M. Fosses temporales
0
0
0
0
N. Iris à muscles striés
0
0
0
0

0 : caractère à l'état primitif 1 : caractère à l'état dérivé
1. Recopier et placer chacune des caractéristiques sur l'arbre phylogénétique.
2. Quelles sont les caractéristiques de l'ancêtre commun à la souris et au cachalot ? Placer cet ancêtre sur le schéma.
3. Le cœlacanthe est-il plus proche de la perche ou de la souris ? Justifier.
Exercice 4
Questions à réponses courtes
Répondre dans l'ordre aux questions et en une phrase.
1. Quel est le neuromédiateur de la synapse neuromusculaire ?
2. À quel moment du cycle sexuel la filance de la glaire cervicale est-elle maximale ?
3. Citez deux organes lymphoïdes secondaires.
4. Définissez le potentiel d'action.
5. Combien y a-t-il de chromatides dans un gamète de chimpanzé ?
6. Qu'est-ce que la pilule du lendemain ?
7. Les plus anciens des hominidés pouvaient-ils chasser des dinosaures ?
8. Citez la caractéristique des jumeaux monozygotes.
9. Qu'est-ce qu'un protoplaste ?
10. Quel est le support génétique du VIH ?
11. Qu'est-ce qu'un allèle ?
12. Qu'est-ce qu'un pIasmocyte ?
13. Définissez le terme ICSI.
14. Quelles cellules produisent la testostérone ?
Exercice 5
L'immunité
Le document suivant résume le déroulement de trois expériences sur trois souris A, B et C.
Ces animaux n'ont jamais été mis en contact auparavant avec de la toxine tétanique (TT) ou de l'anatoxine tétanique (AT) qui est de la toxine atténuée par un traitement au formol.
Répondre par Vrai ou Faux :
a. La mort de la souris A est due à l'absence de mémoire de cellules mémoires, actives immédiatement.
b. La survie de la souris C s'explique par l'injection de lymphocytes T le même jour que la TT.
c. La TT est combattue par une immunité acquise.
d. L'injection de sérum issu de la souris B à la souris C permet d'affirmer que la souris C est vaccinée.
Exercice 6
Activité enzymatique
On réalise « in vitro » l'étude de l'action de la salive sur l'empois d'amidon. Le tableau suivant donne la composition du contenu des différents tubes et les résultats des tests effectués sur ceux-ci après quarante-cinq minutes d'incubation.
a. Analyser chaque tube, puis dégager les facteurs du milieu influençant l'activité de l'amylase salivaire.
b. Préciser la double spécificité de l'amylase.
c. Présenter très simplement le déroulement de la réaction enzymatique.
d. Nommer les acteurs de la réaction enzymatique dans le cas présent.
N° tube
Contenu du tube
Température d'incubation
pH
Test eau iodée
Liqueur de Fehling
1
Salive
35 °C
7


2
Empois d'amidon
35 °C
7
+

3
Empois d'amidon + salive
35 °C
7

+
4
Empois d'amidon + salive bouillie
35 °C
7
+

5
Empois d'amidon + salive
0°C
7
+

6
Empois d'amidon + salive à 0 °C
35 °C
7

+
7
Empois d'amidon + salive + HCL
35 °C
2
+

8
Empois d'amidon + salive + NaOH
35 °C
10
+


Exercice 7
La mitose
Sachant qu'à la soixantième heure de sa vie, l'embryon humain possède seize cellules et qu'un œuf humain possède quarante-six chromosomes dans son noyau :
a. Déterminer le nombre de mitoses depuis la cellule œuf jusqu'au stade seize cellules.
b. Donner la durée d'un cycle.
c. À quelles phases du cycle cellulaire rencontre-t-on les événements suivants ?
1. Spiralisation et condensation des chromosomes.
2. Réplication de l'ADN.
3. Migration des chromatides sœurs aux pôles de la cellule.
4. Période durant laquelle la cellule n'est pas en mitose.
5. Phase durant laquelle a lieu la cytodiérèse.
6. Formation de la plaque équatoriale.
d. Répondre par Vrai ou Faux.
En métaphase une cellule renferme :
1. 23 molécules d'ADN.
2. 46 molécules d'ADN.
3. 92 molécules d'ADN.
4. des chromosomes très condensés.
5. des chromosomes en début de condensation.
Exercice 8
QCM sur la reproduction
Répondre par Vrai ou Faux.
1. La testostérone :
a. est une hormone produite par les tubes séminifères.
b. a un taux sanguin constant car sa sécrétion est en permanence exactement équilibrée par sa dégradation dans l'organisme.
c. est sécrétée de façon pulsatile, c'est-à-dire sous forme d'épisodes de libération intenses mais brefs.
d. exerce une rétroaction positive sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.
2. Les gonadostimulines :
a. sont des hormones produites par les gonades.
b. comprennent LH et FSH
c. sont sécrétées de façon pulsatile.
d. sont susceptibles de restaurer l'activité testiculaire chez un sujet dont l'hypophyse est défaillante.
3. La GnRH :
a. est une hormone produite par certains neurones de l'hypothalamus.
b. stimule directement la sécrétion de l'hormone ovarienne.
c. est déversée dans le sang sous forme de pulses.
d. est conduite jusqu'aux cellules de I'antéhypophyse par les axones des neurones sécréteurs.
4. La régulation des taux d'hormones femelles :
a. fait intervenir des mécanismes nerveux et hormonaux.
b. est fondée sur un système de rétroactions négatives et positives entre les ovaires et les organes des voies génitales.
c. aboutit à réunir les conditions optimales pour une fécondation et une nidation.
d. est responsable de l'évolution cyclique de l'endomètre.
5. Le RU 486 est dite contragestive car :
a. elle empêche la fécondation de l'ovocyte.
b. elle provoque le délabrement de l'endomètre et interdit ainsi la poursuite de la gestation.
c. elle détruit la progestérone, hormone indispensable à la gestation, d'où son effet sur l'endomètre.
d. elle se fixe sur les mêmes récepteurs qu'une hormone sexuelle naturelle.
Exercice 9
La méiose
Répondre par Vrai ou Faux.
La méiose :
a. est une série de deux divisions cellulaires ou mitose.
b. intervient lors de la formation des gamètes chez les mammifères.
c. est formée d'une division équationnelle et d'une mitose.
d. assure une séparation des chromosomes homologues lors de la division 1.
e. est caractérisée par un appartement des chromosomes homologues en prophase de division 2.
f. permet le passage d'une cellule haploïde à une cellule diploïde.
Exercice 10
Déterminer la durée d'un cycle sexuel
Les graphes représentent les variations de concentrations plasmatiques de progestérone, d'œstradiol et d'hormone lutéinisante observées chez une rate entre le 12 novembre et le 17 novembre.
1. Donner l'origine précise des trois hormones citées.
2. Déterminer la durée du cycle sexuel chez la rate.
3. Indiquer l'origine du pic de LH.
Exercice 11
ADN
L'insuline est une substance organique extraite du pancréas. Le document 1 montre une représentation de cette molécule et le document 2 le code génétique.
a. À partir des documents 1 et 2, dégager la nature chimique de cette molécule.
Document 1 : Molécule d'insuline de bœuf
Document 2
b. Écrire la séquence nucléotidique du fragment d'ARNm.
c. Déduire la séquence des acides aminés obtenue à partir de ce fragment d'ADN.
d. Nommer et localiser dans la cellule chacune des étapes.
e. Le nucléotide 13 est changé en A : qualifier ce phénomène.
f. Donner les conséquences d'un tel changement.
Exercice 12
Immunité
Deux boîtes de Pétri, contenant de la gélose, sont percées de puits. Différentes solutions de protéines sont déposées dans les puits périphériques, à égale distance les uns des autres.
Puits 1 : albumine humaine (protéine du sérum humain).
Puits 2 : sérum humain.
Puits 3 : albumine de lapin.
Puits 4 : albumine de bœuf.
Dans le puis central de la boîte A, on dépose du sérum de lapin, ayant reçu, trois semaines auparavant, de l'albumine humaine.
Dans le puits central de la boîte B, on dépose le sérum d'un lapin qui n'a pas reçu d'injection d'albumine humaine. Les molécules peuvent diffuser dans le gel. Les résultats sont lus 48 heures plus tard.
1. Répondre par Vrai ou par Faux.
a. La protéine albumine humaine déclenche, chez le lapin, une réaction immunitaire acquise.
b. Un arc de précipitation correspond à la formation d'un complexe immun.
c. Le sérum de lapin renferme des anticorps contre l'albumine de bœuf.
d. La spécificité d'un anticorps, pour un antigène, est liée à la forme spatiale de la partie variable de sa molécule.
2. Nommer ce type de test.
Exercice 13
Origine de certaines couleurs des yeux chez la drosophile
Les yeux de drosophiles de type sauvage ont une couleur rouge sombre due à la présence simultanée de deux pigments, l'un rouge, l'autre brun. Si le pigment brun manque, l'œil est rouge vif. Si le pigment rouge manque, l'œ est brun. Sans ces deux pigments, l'œil est blanc. La synthèse du pigment brun nécessite plusieurs étapes dont les deux dernières font intervenir deux gènes : N et S, codant pour des enzymes et portés par des autosomes. Pour ces deux gènes, on connaît des allèles récessifs (notés respectivement n et s) ; chacun ne permet pas la synthèse du pigment brun. Les allèles dominants, n+ et s+, permettent la synthèse du pigment. On croise des drosophiles de lignée pure aux yeux rouge vif. Les femelles possèdent les allèles n+ et s et les mâles les allèles n et s+.
1. Quels sont les allèles présents dans les gamètes produits par la femelle ? Par le mâle ? (se limiter aux gènes N et S).
2. Quelle est la couleur des yeux des individus obtenus en F1 ? Justifier.
Pour rechercher si les gènes N et S sont situés sur le même chromosome, on croise les individus de F1 avec un individu double homozygote récessif. On obtient quatre types d'individus :
  • 25 % des mouches ont des yeux rouge sombre (phénotype sauvage) ;
  • 25 % des mouches ont des yeux blancs ;
  • 50 % des mouches ont des yeux rouge vif.
On a pu montrer que, parmi ces mouches aux yeux rouge vif, la moitié est capable de fabriquer l'enzyme N et non l'enzyme S et que l'autre moitié, en revanche, produit l'enzyme S et non l'enzyme N.
3. Nommer ce type de croisement.
4. À partir de ces résultats, démontrer si les gènes N et S sont liés ou indépendants.

Corrigé

Exercice 1 : QCM
1. Bonne réponse : a.
Commentaires
c. L'insuline est hypoglycémiante. Le glucagon est hyperglycémiant.
d. Les cellules détruites sont les cellules β des îlots de Langerhans.
2. Bonne réponse : a.
Commentaires
a. Certaines de ces perturbations sont à l'origine de la trisomie, en particulier de la trisomie 21.
b. La méiose ne précède la fécondation que dans le cas des espèces diploïdes.
c. Les haploïdes subissent aussi la méiose, mais qui a lieu juste après la fécondation.
d. Il existe une grande diversité génétique des gamètes, du fait des brassages ayant lieu au cours de la méiose.
3. Réponses : a, b.
Commentaires
a. Le méristème est la zone où se produisent les divisions cellulaires qui participent à la mise en place des organes, donc à la morphogénèse d'un végétal.
d. Une cellule végétale est naturellement turgescente. Il n'y a pas de modification de turgescence lors de la croissance, mais apparition d'une plasticité pariétale sous l'effet de l'auxine.
4. Réponses : a, c.
Commentaires
b. Dans l'ADN, il n'y a pas d'uracile, mais de la guanine.
d. Les bases sont reliées par des liaisons « hydrogène ».
5. Réponses : a, c.
Commentaires
b. La reconnaissance du substrat se fait au niveau du site actif.
c. La spécificité enzymatique dépend de la conformation spatiale du site actif de la molécule d'enzyme, et cette conformation peut être altérée par des températures trop élevées.
d. La spécificité enzymatique existe aussi bien dans le règne végétal que dans le règne animal.
6. Bonne réponse : a.
Commentaires
a. De la puberté à la ménopause, on observe une diminution progressive des follicules primordiaux de 6 à 7 millions à 10 000 vers la ménopause Une femme ménopausée possède encore des follicules primordiaux dans ses ovaires, mais ceux-ci ne parviennent plus à maturité.
b. Dans ces deux cas, il n'y a pas de sécrétion de progestérone car celle-ci est sécrétée au cours du cycle ovarien. Or les cycles ovariens n'ont pas encore eu lieu chez la jeune fille impubère, et n'existent plus chez la femme ménopausée.
c et d. Ces deux femmes n'ont pas de corps jaune et leur endomètre n'évolue pas pour les mêmes raisons qu'au b.
7. Réponses : c, d.
Commentaires
a. La différenciation du sexe nécessite aussi l'AMH, c'est-à-dire l'hormone anti-müllérienne.
b. Le gène SRY ne code pas pour la testostérone, mais pour une protéine TDF, responsable de la différenciation de la gonade indifférenciée en testicule (qui lui-même sécrétera la testostérone).
c. Les quatre étapes sont :
  • l'appareil génital indifférencié ;
  • la différenciation des gonades ;
  • la différenciation des voies génitales ;
  • la puberté avec l'acquisition de la fonctionnalité de l'appareil génital.
8. Réponses : b, d.
Commentaires
a. L'Homo habilis a vécu en Afrique. C'est l'Homo erectus qui aurait quitté le premier le berceau africain.
c. Sa capacité crânienne est plus faible, de l'ordre de 700 cm3.
9. Réponses : a, b, d.
Commentaires
a. Bien que le développement d'activités culturelles ne soit pas apparu chez les premiers hominidés, toute trace fossile d'une activité culturelle provient d'un représentant de la lignée humaine. Il s'agit d'un caractère dérivé, typique de la lignée humaine.
b. L'avancée du trou occipital en position centrale sous la boite crânienne est en relation avec la bipédie.
c. Le pouce opposable aux autres doigts existe aussi dans la lignée simienne.
d. Le volume crânien passe de 450 cm3 chez les australopithèques à 500 cm3 en moyenne chez l'homme de Cro-Magnon.
10. Réponses : a, b, c, d.
Commentaires
c. La fibre afférente se trouve dans la racine dorsale du nerf rachidien, tandis que la fibre efférente se situe dans la racine ventrale.
d. Le motoneurone impliqué dans le réflexe myotatique possède un axone qui correspond à la fibre efférente.
11. Bonne réponse : a.
Commentaires
c. La mitose a lieu dans tout organe capable de croissance ou de renouvellement cellulaire (ex. : les os, la peau).
d. La mitose est composée de ces 4 étapes successives :
  • la prophase ;
  • la métaphase ;
  • l'anaphase ;
  • la télophase.
12. Réponses : a, b, c.
Commentaires
a. Les interleukines stimulent les clones de LB et/ou de LT8 sélectionnés pour lutter spécifiquement contre l'élément étranger. En l'absence de LT4, la réponse immunitaire ne peut avoir lieu (cas d'un individu atteint de SIDA).
c. Le HIV peut pénétrer dans les LT4 grâce aux récepteurs CD4 qu'ils portent sur leur membrane.
d. Ce sont les LB qui sécrètent des anticorps.
13. Bonne réponse : a.
Commentaires
La protection n'est pas immédiate car la vaccination est une méthode de protection active de la part de l'organisme. Elle induit une réponse du système immunitaire qui nécessite un certain délai.
La vaccination consiste en l'injection de tout ou partie d'un antigène inactivé.
La vaccination est un acte préventif.
14. Réponses : b, c.
Commentaires
a. Le HIV a pour cible toutes les cellules portant des récepteurs CD4, c'est-à-dire les macrophages, les monocytes mais aussi les LT4.
b. Les protéines membranaires qui sont nécessaires à l'amarrage du virus sont les récepteurs CD4.
15. Bonne réponse : b.
Commentaires
a. Le RU 486 est une substance chimique qui interrompt une grossesse. Il s'agit d'une méthode contragestive.
c et d. Les deux méthodes proposées ici sont moins efficaces que le contraceptif oral.
Exercice 2 : Immunité
1. La séronégativité est le fait de ne pas posséder d'anticorps circulant dans le plasma contre un agent infectieux précis.
Ex. : pour le VIH, un individu est séronégatif s'il ne présente pas d'anticorps anti-VIH dans son plasma sanguin.
2. Le test ELISA consiste à repérer par une réaction colorée la présence d'anticorps anti-VIH dans le sang d'un individu. La réaction utilisée est une réaction immunoenzymatique ; elle met en jeu des anticorps spécifiques qui reconnaissent les anticorps anti-VIH et se fixent sur eux. Ces anti-anticorps (anticorps contre les anticorps anti-VIH) sont couplés à une enzyme. Après le rinçage du milieu par un tampon qui élimine les anti-anticorps non fixés, la présence des anti-anticorps fixés est révélée par une réaction colorée entre l'enzyme qu'ils portent et un substrat spécifique que l'on ajoute au milieu réactionnel.
3. HCG signifie hormone chorionique gonadotrope ou gonadotrophine chorionique humaine.
4. La jeune femme est enceinte, étant donné que la HCG est sécrétée par des cellules du jeune embryon.
5. Un individu est séropositif s'il présente dans son sang des anticorps spécifiques du VIH.
6. Cet individu se situe en phase de primo-infection, c'est-à-dire que ses défenses immunitaires ne sont pas encore atteintes et que son organisme commence juste à fabriquer des anticorps anti-VIH.
7. Les cellules cibles du VIH sont toutes celles qui possèdent des récepteurs CD4 :
  • les LT4 principalement ;
  • les cellules phagocytaires avec les macrophages (dans les tissus) et les monocytes (dans le sang).
8. a. Une maladie opportuniste est due à un germe habituellement peu agressif, mais susceptible de provoquer de graves complications en affectant des personnes ayant un système immunitaire très affaibli. C'est notamment le cas des personnes atteintes du sida.
b. Ces infections répétées sont dues à l'affaiblissement du système immunitaire lors de la destruction des LT4 par le VIH.
Exercice 3 : Phylogénèse
1. Arbre phylogénétique complété :
2. Les relations de parenté sont établies sur le principe du « partage des états dérivés ».
Cela signifie qu'un ancêtre commun et tous ses descendants possèdent les mêmes états dérivés des caractères.
Selon ce principe, l'ancêtre commun à la souris et au cachalot possède donc tous les caractères à l'état dérivé partagés par ces deux espèces, à savoir :
  • appendices charnus ;
  • amnios ;
  • poumons fonctionnels ;
  • vertèbres cervicales ;
  • demi-mâchoires à plusieurs os ;
  • poils ;
  • allaitement.
Tous les autres caractères étudiés sont à l'état primitif, c'est-à-dire qu'ils sont absents (fenêtre antéorbitaire, aile, gésier, membrane nictitante, fenêtre mandibulaire, fosses temporales, iris à muscles striés).
3. Le cœlacanthe et la perche ne partagent aucun état dérivé des caractères étudiés.
Le cœlacanthe et la souris partagent un caractère à l'état dérivé : les appendices charnus pairs.
Comme les relations de parenté reposent sur le partage des états dérivés, on peut affirmer que le cœlacanthe est plus proche de la souris que de la perche.
Exercice 4 : Questions à réponses courtes
1. Le neuromédiateur de la synapse neuromusculaire est l'acétylcholine.
2. La filance de la glaire est maximale en période ovulatoire, c'est-à-dire autour du 14e jour du cycle.
3. La rate et les ganglions lymphatiques sont des organes lymphoïdes secondaires où sont stockés les lymphocytes.
4. Un potentiel d'action est une inversion rapide et transitoire de la différence de potentiel existant entre l'intérieur et l'extérieur de la membrane d'un axone.
5. Le chimpanzé est une espèce à 48 chromosomes : son gamète contient donc 24 chromatides.
6. La pilule du lendemain est une méthode abortive hormonale qui vise à rendre l'utérus impropre à la nidation d'un œuf par ingestion d'une forte dose d'un dérivé de la progestérone (le lévonorgestrel).
7. Les plus anciens hominidés ont disparu il y a 6 à 7 millions d'années. Ils ne peuvent donc pas avoir chassé les dinosaures qui datent de 65 millions d'années.
8. Les jumeaux monozygotes issus de la même cellule œuf possèdent exactement le même patrimoine génétique.
9. Un protoplaste est une cellule végétale privée de sa paroi, soit par action mécanique, soit par action chimique (hydrolyse de la paroi par l'utilisation d'enzymes produites par des champignons).
10. Le matériel génétique du VIH est contenu dans deux molécules d'ARN.
11. Un allèle est une forme possible d'un gène.
12. Un plasmocyte est une cellule immunitaire issue de la différenciation d'un lymphocyte B.
13. ICSI signifie injection spermatique intracytoplasmique.
14. Les cellules de Leydig du tissu intersticiel du testicule produisent la testostérone.
Exercice 5 : L'immunité
Réponse bonne : a.
Commentaires
b. La survie de la souris C s'explique par l'injection de sérum de la souris B. Ce sérum contient des anticorps contre la toxine tétanique. Ces anticorps ont été produits par des plasmocytes, issus de lymphocytes B.
c. La TT est combattue par immunité acquise dans le cas de la souris B : l'injection d'anatoxine l'a vaccinée et a provoqué le développement des cellules mémoires.
La TT est combattue par immunité passive chez la souris C qui a seulement reçu des anticorps contre cette toxine.
d. L'injection de sérum est une méthode d'immunisation passive alors que la vaccination est une méthode d'immunisation active. La souris C n'est pas vaccinée; au prochain contact avec le même antigène tétanique, elle va développer la maladie et probablement mourir.
Exercice 6 : Activité enzymatique
1. Analyse des différents tubes :
N° tube
Disparition de l'amidon
Apparition de sucres réducteurs
Hydrolyse
Facteurs du milieu influençant l'activité de l'amylase salivaire
1
oui
non
non
 
2
non
non
non
 
3
oui
oui
oui
 
4
non
non
non
température
5
non
non
non
température
6
oui
oui
oui
température
7
non
non
non
pH
8
non
non
non
pH

Commentaire :
Tubes 1 et 2 : Il s'agit des tubes témoins. La salive ne contient pas d'amidon (tube 1).
L'empois d'amidon seul ne contient pas de sucres réducteurs (tube 2).
Tube 3 : Toutes les conditions sont réunies pour une hydrolyse de l'empois d'amidon par la salive. À 37°C et à pH 7, en présence de salive, l'amidon est hydrolysé et libère des sucres réducteurs.
Tube 4 : Par comparaison au tube 3, on peut dire que l'absence d'hydrolyse est due au traitement subi par la salive. La salive bouillie a perdu ses propriétés d'hydrolyse. L'enzyme préalablement chauffée a été dénaturée : elle a perdu sa conformation spatiale et ne peut plus se lier à son substrat.
Tube 5 : Il n'y a pas d'hydrolyse. Par comparaison au tube 3, on peut affirmer que le changement de température a une influence sur la réalisation de la réaction. Une température de 0°C ne convient pas pour cette hydrolyse. À cette température, l'enzyme est inactive.
Tube 6 : La salive soumise à un froid préalable n'a pas perdu ses propriétés. Elle est encore capable d'hydrolyse lorsqu'elle est placée en présence de son substrat dans des conditions de température et de pH optimales.
Tube 7 et 8 : Il n'y a pas d'hydrolyse. Un pH trop acide ou trop basique, mais proche du pH optimum, modifie la charge des acides aminés qui composent l'enzyme ; le fonctionnement de son site actif est altéré. Pour un pH plus éloigné de la valeur optimale, la structure spatiale de l'enzyme est modifiée et devient inactive.
Les facteurs du milieu dont l'influence est ici mise en évidence sont la température et le pH.
En ce qui concerne la température, il faut considérer non seulement la température de réalisation de la réaction, mais aussi les températures préalables auxquelles a été soumise l'enzyme.
b. L'amylase salivaire présente une double spécificité :
  • spécificité d'action : elle ne peut réaliser qu'un seul type de réaction chimique, à savoir une hydrolyse ;
  • spécificité de substrat : elle ne peut agir que sur un seul substrat, à savoir l'amidon.
c. L'amylase salivaire se lie temporairement à une portion de la molécule d'amidon, au niveau de son site actif où existe une complémentarité de forme entre les deux molécules. Il se crée un complexe enzyme-substrat. La rencontre entre les deux types de molécules est favorisée par l'agitation moléculaire en relation avec la température du milieu.
La formation du complexe favorise l'hydrolyse. Les produits formés se détachent alors du site actif. La molécule d'enzyme est donc disponible pour une nouvelle liaison avec une molécule de substrat.
d. Les acteurs de la réaction enzymatique sont :
  • l'enzyme : l'amylase salivaire ;
  • le substrat : l'amidon ;
  • les produits formés : le maltose (sucre réducteur).
Exercice 7 : La mitose
a. Chaque mitose donne deux cellules. La progression du nombre de cellules est donc géométrique de formule 2n, n étant le nombre de divisions.
Pour 2n = 16, on a n = \sqrt{16} = 4, soit 4 divisions.
b. \frac{60}{4} = 15
Un cycle dure donc 15 heures.
c. 1. Prophase
2. Interphase (phase S)
3. Anaphase
4. Interphase
5. Télophase
6. Métaphase
d. 1. Faux
2. Faux
L'ADN est alors répliqué et chaque chromosome est à 2 chromatides (il contient 2 molécules d'ADN). Dans l'espèce humaine, il y a 46 chromosomes, soit à cette étape 92 molécules d'ADN (cf. réponse 3).
3. Vrai
4. Vrai
5. Faux.
La condensation des chromosomes se fait dès la prophase.
Exercice 8 : QCM sur la reproduction
1. a. Faux. La testostérone est produite par les cellules de Leydig du tissu intersticiel.
b. Faux. Son taux est constant car sa sécrétion est soumise à une régulation par rétrocontrôle négatif.
c. Vrai
d. Faux
2. a. Faux. Les gonadostimulines sont produites par l'antéhypophyse.
b. Vrai
c. Vrai
d. Vrai
3. a. Vrai
b. Faux. La GnRH stimule les cellules de l'antéhypophyse qui libèrent les gonadostimulines. Ce sont ces dernières qui agissent sur les sécrétions ovariennes.
c. Vrai
d. Faux. La GnRH est libérée par les terminaisons axoniques des neurones de l'hypothalamus. Elle est ensuite conduite par voie sanguine jusqu'aux cellules de l'antéhypophyse.
4. a. Vrai. Les mécanismes nerveux concernent les neurones de l'hypothalamus libérant la GnRH. Les mécanismes hormonaux concernent les gonadostimulines.
b. Faux. Les rétroactions s'exercent entre les ovaires et le complexe hypothalamo-hypophysaire.
c. Vrai
d. Vrai. L'évolution de l'endomètre est contrôlée par les œstrogènes et la progestérone, dont l'évolution est elle-même cyclique
5. a. Faux
b. Vrai
c. Faux
d. Vrai. Le RU 486 se fixe sur les récepteurs de la progestérone.
Exercice 9 : La méiose
a. Faux. Les deux divisions présentent des différences avec une mitose.
b. Vrai
c. Faux. La 1re division de la méiose est une division réductionnelle qui sépare les chromosomes homologues.
d. Vrai
e. Faux. L'appariement des chromosomes homologues a lieu en prophase de division 1. Dans la division 2, il n'y a plus de chromosomes homologues.
f. Faux. La méiose permet le passage d'une cellule diploïde à 4 cellules haploïdes.
Exercice 10 : Déterminer la durée d'un cycle sexuel
1. L'origine de l'œstradiol dépend de la phase du cycle où l'on se situe :
  • en phase folliculaire, l'œstradiol est sécrété par les cellules de la thèque interne et de la granulosa du follicule en croissance ;
  • en phase lutéale d'un cycle, il est sécrété par les cellules lutéales du corps jaune.
La progestérone est sécrétée par les cellules lutéales du corps jaune, tandis que la LH par des cellules de l'antéhypophyse.
2. En prenant comme référence la courbe de sécrétion d'œstradiol, on constate que 2 points en même position sur les 2 cycles représentés sont espacés de 4 jours. Chez la rate, la durée d'un cycle sexuel est donc de 4 jours.
3. Le pic de LH est déclenché par un rétrocontrôle positif des œstrogènes sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.
Exercice 11 : ADN
a. L'analyse du document 1 montre que la molécule d'insuline est une protéine constituée de l'association de 2 chaînes polypeptidiques comportant chacune une succession d'acides aminés (respectivement 21 et 30 acides aminés), soit un total de 51 acides aminés. Ces chaînes sont codées par l'ADN.
Le tableau à triple entrée du document 2 indique la correspondance entre un acide aminé et un triplet de nucléotides de l'ARNm ou codon (phénomène de traduction).
L'ARNm est une chaîne simple de nucléotides obtenus par transcription d'un des 2 brins de la molécule d'ADN (chaîne transcrite).
Ainsi, à la succession des nucléotides de l'ADN correspond une succession d'acides aminés dans la protéine.
b. Le principe de la complémentarité des bases entre le brin transcrit et la chaîne d'ARNm donne la séquence suivante : GGC AUC GUG GAG CAG (sachant que sur l'ARNm, les T sont remplacés par des U).
c. La séquence des acides aminés est la suivante : Gly-Ile-Val-Glu-Gln.
d. La transcription de l'ADN en ARNm a lieu dans le noyau. La traduction de l'ARNm en séquence polypeptidique a lieu dans le cytoplasme.
e. Il s'agit d'une mutation ponctuelle.
f. Le codon initial CAG devient AAG. L'acide aminé Gln est remplacé par l'acide aminé Lys.
Exercice 12 : Immunité
1. a. Vrai
La formation d'un arc de précipitation dans la boîte A entre les puits 1/ 2 et le puits central correspond à la formation d'un complexe immun entre l'albumine humaine contenue dans ces 2 puits et des anticorps contenus dans le sérum de lapin.
La boîte B est un témoin montrant qu'en l'absence d'injection d'albumine, le sérum de lapin ne contient pas d'anticorps anti-albumine.
Le système immunitaire du lapin a répondu à l'injection de l'albumine humaine en développant des anticorps contre cette protéine. Il s'agit d'une réaction immunitaire active.
b. Vrai
Un arc de précipitation est un amas moléculaire trop gros pour diffuser dans la gélose. Il est constitué de l'association entre des molécules d'antigène (ici l'albumine humaine) et des molécules d'anticorps spécifiques.
c. Faux
Dans la boîte A, on n'observe pas d'arc de précipitation entre le puits central et le puits 4 contenant de l'albumine de bœuf. Il n'y a donc pas d'anticorps contre l'albumine de bœuf dans le sérum de lapin.
d. Vrai
2. Il s'agit d'un test d'Ouchterlony.
Exercice 13 : Origine de certaines couleurs des yeux chez la drosophile
1. La femelle aux yeux rouge vif et de lignée pure a pour génotype : (n+/n+, s/s).
Le mâle aux yeux rouge vif et de lignée pure a pour génotype : (n/n, s+/s+).
Les gamètes produits par la femelle seront donc (n+, s) et par le mâle (n, s+).
2. Les individus F1 seront hétérozygotes pour les deux gènes et auront pour génotype (n+/n, s+/s).
La couleur de leurs yeux sera rouge sombre car les allèles n+ et s+ sont dominants et la synthèse du pigment brun pourra se faire.
3. Il s'agit d'un test-cross (croisement entre un individu hétérozygote et un homozygote récessif pour les 2 gènes considérés).
4. Selon le principe du test-cross, l'apparition de 4 types de descendants en proportions égales prouve que l'individu F1 hétérozygote a produit 4 types de gamètes en proportions égales (25 % de chaque type). Il n'y a pas de prédominance des gamètes parentaux (n+, s+) et (n, s). Il y a donc eu recombinaison totale entre les deux gènes N et S : les gamètes produits par F1 sont : (n+/s+), (n+, s), (n/s+), (n/s).
Les gènes sont indépendants, c'est-à-dire localisés sur 2 chromosomes différents.
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