Exercice 1 Pour mettre en évidence le rôle de certains phénomènes biologiques dans la transmission de l’information génétique au cours

de la gamétogenèse on exploite les observations et expériences suivantes : Les figures du document 1 montrent quelques étapes de 2 phénomènes

biologiques (pour

faciliter on a choisi 2

paires de

chromosomes

autosomes)

1- Quelles sont les

phases représentées

par les figures du

document 1 ? En

déduire le nom de chaque phénomène.

2- Représentez par un schéma la phase qui suit celle de la figure 2 du document 1 puis comparez l’information génétique dans

les 2 cellules filles et expliquez les différences constatées.

3-Schématisez la deuxième position de la phase représentée par la figure 2 du document 1, nommez le phénomène qui en est

responsable et montrez son importance.

L’ADN est le constituant essentiel des chromosomes. Le

document 2 montre l’évolution de la quantité d’ADN en fonction

du temps dans une cellule mère de gamète au cours de la

gamétogenèse

4 – Identifiez les étapes A, B, C et D.

5–Attribuez chaque figure du document 1 à l’étape correspondante du document 2.

6 – En vous appuyant sur les documents 1 et 2, complétez le tableau 1 et comparez les résultats.

Exercice 2

Le testicule produit de la testostérone de façon constante grâce à un système de régulation que l’on se propose de

découvrir en réalisant les expériences suivantes.

Expérience 1

On injecte des gonadostimulines, hormones antéhypophysaires, à un animal mâle impubère ayant des cellules

testiculaires normalement inactives. Les conséquences de ces injections sur trois types de cellules testiculaires sont

représentées dans le document 1.

Hormones hypophysaires

Cellules testiculaires Injection de LH Injection de FSH

Spermatogonies inactives activées

Cellules de Sertoli Non développées Développées

Cellules de Leydig activées Inactives

Document 1

1- Préciser le rôle : des cellules de Sertoli, des spermatogonies et des

cellules de Leydig.

2- Analyser les résultats de l’expérience 1 et en dégager les cellules

cibles de chacune des hormones hypophysaires LH et FSH.

Expérience 2

Des cellules de Leydig sont extraites de testicules de porc et cultivées in

vitro. On ajoute, au milieu de culture, différentes molécules, LH et/ou

TNFα, et on mesure en parallèle la production de testostérone. La TNFα

est une molécule qui bloque l’action de la LH en se fixant sur les

récepteurs de ses cellules cibles. Le document 2 montre les effets de la

LH sur ces cellules.

3- Déterminer, d’après le document 2, comment les cellules de Leydig sont-elles activées.

Expérience 3

Etapes Fin A Fin B Fin C Fin D

Quantité d’ADN

Formule chromosomique 2n

Tableau 1

Afin d’étudier l’action de certains types de cellules sur l’activité des cellules hypophysaires, on réalise trois cultures

dans des milieux appropriés et on mesure le taux de gonadostimulines libérées dans le milieu d’incubation

(document 3).

Conditions expérimentales

Activité des cellules

hypophysaires

Milieu 1 Milieu 2 Milieu 3

Cellules hypophysaires

seules

Cellules hypophysaires

+

cellules de rein ou de rate

Cellules hypophysaires

+

cellules de Leydig

Libération de FSH 100% 100% 100%

Libération de LH 100% 100% 60%

4- Interpréter les résultats de l’expérience 3.

5- Préciser le type de rétrocontrôle mis en évidence par l’expérience 3. Justifier la réponse.

Exercice 3

On recherche les traitements destinés à palier des difficultés de Mme X à procréer. On réalise alors le traitement

suivant : Mme X prend pendant 5 jours consécutifs une dose de 50 mg/j de citrate de clomifène chimiquement

voisin d'un œstrogène de synthèse. Cette prise induirait une ovulation à condition que les fonctions hypothalamiques

ne soient pas altérées.

Au cours du traitement précédent et au 14ème jour on a

prélevé dans l'une des trompes de Mme X l'élément

représenté par le document 4.

1- Titrer et annoter le document 4 et préciser le

stock chromosomique des éléments 1, 4 et 5

2- L'élément représenté par le document 4 est récupéré avec

précaution puis, placé dans des conditions

propices en présence de spermatozoïdes prélevés chez Mr X. Le

document. 5 représente dans le

désordre quelques stades de l'évolution du phénomène qui se

produit.

a - Identifier le phénomène représenté par ces stades puis, annoter et titrer les stades.

b -Classer dans l'ordre chronologique les différents stades.

3- Deux ou trois jours après, le "produit" obtenu est déposé sur la muqueuse utérine bien développée de Mme X.

a -Que va-t-il se passer au niveau de la muqueuse utérine dans les jours qui suivent ?

b -Préciser comment va être modifiée l'activité sexuelle de Mme X ?

Exercice 4

Pour étudier le déterminisme hormonal du cycle sexuel chez la femme, des expériences ont été réalisées chez la

guenon (femelle de singe) dont le cycle sexuel est semblable à celui de la femme.

On soumit cette guenon à une série d’expériences :

1ère

série d’expériences :

1°- Interprétez les résultats de ces expériences.

Expériences Résultats

1- Stimulation électrique de certains noyaux

de l’hypothalamus.

Elévation du taux sanguin des

gonadotrophines (FSH et LH)

hypophysaires

2- Lésions de l’hypothalamus

Chute du taux sanguin de LH et de FSH

3- Injection discontinue de Gn-RH extraite de

l’hypothalamus selon un protocole expérimental

approprié

Augmentation du taux de FSH et de LH

2°- Que peut-on déduire quant au rôle de

l’hypothalamus ?

2ère

série d’expériences :

A l’instant T0 : on fait l’ablation des deux

ovaires.

A l’instant T1 : on fait une perfusion continue

d’œstradiol qui maintient le taux sanguin à

une valeur proche de 60 pg.ml-1

.

A l’instant T2 : on injecte une dose

d’œstradiol de l’ordre de 600 pg.ml-1

.

A l’instant T3 : on injecte une faible dose d’œstradiol et de progestérone.

On dose à chaque fois le taux plasmatique d’une hormone hypophysaire (LH).

Les résultats sont consignés dans les graphiques suivants

1°- Analysez les courbes du document 3 en mettant en

relation les variations du taux des hormones ovariennes et

hypophysaires

2°- En déduire le principe de la contraception hormonale

(pilule combinée).

3°- En intégrant les informations fournies par ces

expériences, dressez un schéma fonctionnel illustrant le

déterminisme hormonal de l’ovulation.

Exercice 5

Trois types d’hormones jouent un rôle important au cours de la grossesse chez la femme. A fin de préciser le rôle de

ces hormones, on réalise les expériences suivantes :

Expérience 1 :

Chez la femme enceinte, l’ablation des ovaires, pratiquée avant 3 mois, provoque l’avortement.

En revanche, si l’intervention est effectuée plus tard, elle n’a pas d’influence majeure sur la grossesse qui se

poursuit normalement.

Expérience 2 :

Chez une femme sui n’est pas enceinte, l’injection

d’une hormone, la HCG, pendant 10 jours en phase

lutéale entraîne le maintient du corps jaune et le taux

des hormones ovariennes est comparable à celui

observé au cours d’une grossesse.

Interprétez ces deux expériences en précisant les

structures responsables de la sécrétion de ces hormones

au cours de la grossesse tout en vous aidant du

document 2.

Exercice 6 I- Une fibre nerveuse géante de seiche est placée dans le dispositif expérimental du document 1 ci-dessous.

Après avoir fait pénétrer la micro

électorale R1 à l’intérieur de la fibre, on

porte sur celle – ci trois excitations

séparées et dont l’intensité est

respectivement s1,s2 et s3.Les

enregistrement obtenus représentés dans

le document 2.

1- Nommez les enregistrements a et c.

2°)- A quoi correspondent les dates t0 et t1

3°)- Précisez les propriétés de la fibre nerveuse que peuvent fournir

les enregistrements b,c et d.

II- On utilise le dispositif

expérimental du document

On applique sur la fibre

nerveuse une excitation

efficace et on recueille la

réponse grâce à des micro- électorodes RA, RB, RC et RD placées

respectivement aux points A,B,C et D de la fibre. Les enregistrements

obtenus sont représentés sur le document 4.

1°)- Calculez la vitesse (V) de la

propagation du potentiel d’action au

niveau de cette fibre sachant que la

distance qui sépare les points A et B

est d(A-B) =3mm.

2°)- Calculez la distance d(C-D)

3°)- Des expériences montrent que la

présence de la gaine de myéline au

niveau d’une fibre myélinique,

augmente considérablement la vitesse

de la propagation du potentiel

d’action.

Expliquez cette constatation et

argumentez votre réponse à l’aide de

schémas clairs et légendés.

Exercice 7

Le réflexe myotatique est une réponse musculaire déclenchée par un stimulus dont le récepteur est le fuseau

neuromusculaire.

On applique des percussions sur

le tendon d’Achille ce qui

provoque des étirements de

longueur variable du muscle

extenseur du pied. En même

temps, on enregistre le message

nerveux véhiculé le long d’une

fibre nerveuse issue du fuseau

neuromusculaire de ce muscle.

Les résultats figurent dans le document 1.

1- Interpréter les enregistrements obtenus. Que peut-on en déduire ?

Les fibres issues du fuseau neuromusculaire sont connectées dans la moelle épinière, directement ou par

l’intermédiaire d’interneurones, aux motoneurones de deux muscles : l’un est extenseur et l’autre, fléchisseur.

On enregistre l’activité de ces motoneurones en réponse à un message afférent. Les résultats figurent dans le

document 2. Pour chaque enregistrement obtenu, la flèche "1" correspond au début de la stimulation et la flèche "2"

à la fin de la stimulation.

2- Comparer les enregistrements obtenus.

3- Expliquer le rôle de la moelle épinière dans l’élaboration de ce réflexe en

précisant les circuits neuroniques impliqués.

On enregistre l’état de tension des muscles extenseur et fléchisseur du pied au

cours de ce réflexe. Les résultats figurent dans le document 3.

4- Préciser le mouvement réalisé. Justifier la réponse d’après les documents 2 et

3.

5- Comment qualifie-t-on ces deux muscles ? Justifier la réponse.

Exercice 8 l - Le document 1 représente un montage destiné à étudier expérimentalement la préparation nerf-muscle d'une

grenouille. La voie I de l'oscilloscope traduit les phénomènes mécaniques de la contraction musculaire, grâce au dispositif

noté T sur le schéma. Deux paires d'électrodes sont reliées à la voie II :

- D et F sont des électrodes de références ; placées dans le liquide physiologique ;

- C est une microélectrode réceptrice, placée à la surface du nerf et E est

une microélectrode réceptrice, placée à la surface du muscle.

Une stimulation unique d'amplitude et de durée suffisante est portée sur le

nerf. On obtient alors l'enregistrement représenté dans le document 2.

1) Identifiez les courbes A, B et C.

2) Indiquez pour chacune d'elles les différentes phases qui la

composent et, pour la courbe C, la durée de ses phases.

3) Calculez en justifiant

votre calcul, la vitesse de

conduction de l'influx par le nerf.

4) En déduire le temps t qui

devrait séparer les perturbations A et

B.

5) Evaluez ce temps tel qu’ 'il apparaît sur l’enregistrement.

6) Comparez les deux valeurs (calculée et mesurée). Donnez une explication.

On déconnecte les électrodes C et D. Seuls restent reliés à la préparation neuromusculaire

les électrodes E et F et le dispositif T. On envoie alors, une série de stimulations rapprochées

(40 stimulations par seconde).

7) Représentez l'allure des enregistrements obtenus, en la justifiant.

II - Pour connaître le mécanisme de la contraction musculaire, on réalise trois types

d'expériences jugées complémentaires.

On étudie l'effet d'une stimulation électrique sur une

fibre musculaire isolée. Grâce à un dispositif

expérimental approprié, on peut enregistrer en

même temps ;

- la variation du potentiel de membrane provoquée

par stimulation,

- la concentration de Ca++

libre dans le sarcoplasme

- et la réponse mécanique de la fibre musculaire

(document 3)

1) A partir des informations tirées de l'analyse du

doc ment 3, proposez, une hypothèse sur le rôle du

Ça++

.

On peut observer, au microscope électronique, l'effet que produit sur une fibre

musculaire une injection de calcium dans son cytoplasme.

Dans le document 4, la figure 4b correspond à l'état observé après injection de Ça++

.

2) Annotez le plus complètement possible l'une des figures du document 4.

3) Quelle information complémentaire apporte cette observation par rapport à l'expérience précédente ?

En utilisant un colorant spécifique de l'adénosine triphosphate (ATP), on peut suivre la variation de sa concentration sur des

coupes transversales de muscle. Le document 5 montre l'aspect de telles coupes pour un faisceau de fibres musculaires au

repos (5 a) et après excitations répétées d'une seule fibre nerveuse motrice (5 b).

4) Que pouvez-vous déduire de l'analyse de ce document ?

5) A partir des différents faits et observations cités, résumez, à l'aide d'un schéma très simplifié, les événements qui se succèdent

dans l'ordre chronologique depuis la stimulation de la fibre nerveuse jusqu'à la réaction de la fibre musculaire.

Exercice 9

Le document 1 représente un bloc diagramme d’une jonction entre

deux cellules différentes A et B.

1- Identifiez ces deux cellules et légendez le document 1 en indiquant

le 1 nom correspondant aux numéros.

2-La naissance d’une dépolarisation au niveau de la membrane 10

provoque l’augmentation de la concentration en ions Ca++

dans

l’élément 1 indiqué par la flèche 13 et conduit à la contraction de

l’élément 14.

a- En vous basant sur vos connaissances, expliquez, schéma à l’appui]

l’augmentation de la concentration des ions Ca++

dans l’élément 13;

suite à la dépolarisation de la membrane 10

b- Exposez, schéma à l’appui, l’effet des ions Ca++

sur la contraction

de l’élément 14.

3- En absence d’oxygène où à la suite de l’utilisation d’un poison métabolique, l’activité de l’organite 9 est bloquée, ce

qui empêche la contraction prolongée de l’élément 14

Expliquez l’importance de l’oxygène et de l’organite 9 dans l’activité de l’élément 14

Exercice 10 La constance de la pression artérielle résulte d’une synergie et d’une coordination harmonieuse de deux systèmes de régulation,

l'un est nerveux et l'autre est hormonal.

A- Le système neurovégétatif joue un rôle fondamental dans la régulation nerveuse de la pression artérielle.

1- Nommez les nerfs du système neurovégétatif innervant le système cardio-vasculaire (cœur + vaisseaux sanguins)

2- Indiquez les médiateurs chimiques libérés par les nerfs parasympathiques et les nerfs orthosympathiques.

3- Afin de comprendre les réflexes correcteurs de la variation de la pression artérielle, reproduisez et complétez le tableau

suivant :

B- La régulation hormonale de la pression artérielle met en jeu plusieurs hormones telle que l’adrénaline

1- Nommez la glande sécrétrice de cette hormone.

2- Précisez l’action de cette hormone sur le rythme cardiaque et sur la vasomotricité.

C- On dit que le stress est la maladie de la vie moderne.

1- Donnez une définition au stress

2- Indiquez ses causes et ses effets sur l'organisme

3- Dégagez les mesures de protection contre ces effets

Réflexe correcteur de l’hypertension Réflexe correcteur de l’hypotension

Nerfs stimulés (activés)

Nerfs inhibés (freinés)

Centres nerveux stimulés

Centres nerveux inhibés

Exercice 11 Lors de l’étude du fonctionnement du cœur chez un Mammifère, on a mis

en évidence des nerfs qui relient:

• le bulbe rachidien au sinus carotidien (nerf a),

• le bulbe rachidien a l’oreillette droite (nerf b),

• la moelle épinière au myocarde ventriculaire (nerf c).

Pour déterminer le rôle des structures citées ci-dessus dans la régulation

de l’activité cardiaque, on réalise les expériences suivantes:

Expérience 1 : On ligature l’artère carotide entre la crosse aortique et le

sinus carotidien (ligature L1, document 14). On enregistre alors la

pression artérielle et l’activité électrique au niveau du sinus carotidien,

ainsi que l’activité électrique des nerfs b et c. Le document B1,

représentes les résultats obtenus.

1- Analysez briévement ces enregistrements.

2- Quelle hypothèse pouvez-vous émettre quant au rôle du sinus

carotidien ?

Expérience 2: On enlève la ligature L1, et on place une autre ligature en

aval du Sinus carotidien (ligature L2, document 14). On réalise les mêmes

enregistrements que ceux de l’expérience 1. Le document B3 traduit les

résultats obtenus.

3- De l’analyse de cette deuxième série d'enregistrements, déduire le rôle

du sinus carotidien.

4- En vous aidant des résultats expérimentaux précédents et de vos

connaissances, expliquez comment le cœur réagit a une importante perte

de sang (hémorragie)

5- Complétez le document A en plaçant les voies et les centres nerveux qui interviennent dans la régulation de l’activité cardiaque.

Exercice 12 Afin de déterminer l’origine possible du diabète chez des animaux, on traite des coupes microscopiques de

pancréas par un marqueur radioactif de l’insuline ou par un marqueur radioactif du glucagon. Le document 1

traduit schématiquement les résultats pour un animal X ayant une glycémie normale, et le document 2 exprime

les résultats pour un animal Y souffrant d’une hyperglycémie sévère.

1- Relever, à partir du document 1, la structure à l’origine de la

sécrétion de l’insuline et du glucagon ainsi que leurs localisations dans

ces coupes. Justifier la réponse.

2- Préciser la cause de l’hyperglycémie chez l’animal Y. Justifier la

réponse en comparant les documents 1 et 2.

L’animal Z présentant une autre forme de diabète, fournit des coupes de

pancréas similaires à celles du document 1.

3- Formuler deux

hypothèses expliquant

l’origine possible du

diabète de l’animal Z.

La glycogène synthétase

et la glycogène

phosphorylase sont des

enzymes hépatiques

impliquées

respectivement

dans la synthèse du

glycogène et dans la dégradation du glycogène. Chacune de ces

enzymes existe sous deux

formes : la forme a qui est active (fonctionnelle) et la forme b qui est inactive (non fonctionnelle). Les documents

ci-dessous révèlent les variations des pourcentages de ces enzymes en fonction du temps chez

les animaux X (document 3) et Z (document 4).

4- Les résultats obtenus dans les documents 3 et 4, valident-ils les hypothèses formulées dans la question 3 ?

Justifier la réponse.

5- Expliquer, en se référant au document 3 et aux connaissances acquises, le mode d’action de l’insuline sur les

cellules hépatiques et son effet sur la glycémie.

Exercice 13 A- On sait que la glycémie est une caractéristique importante du milieu intérieur. Chez le rat, elle est d’environ 1

g/l. Après un repas riche en glucides, le taux de glycogène dans les cellules du foie est voisin de 3 % (exprimé par

rapport à la masse totale du tissu hépatique). Si le rat est soumis à un jeûne prolongé, le taux s’abaisse à 0,1 %. Si le

rat ingère du sucre, le taux s’élève à 5 %. En tenant compte uniquement de ces données et de la position

anatomique du foie, expliquez comment celui-ci intervient dans le maintien de la constance de la glycémie.

B - On veut étudier, sur le foie de rat, les effets de deux substances extraites du pancréas : l’insuline et le glucagon.

Les foies de rats sacrifiés 2 heures après qu'on leur eut servi un repas, sont prélevés et perfusés avec du sang

provenant de rats à jeun depuis 20 heures. Le sang, rendu incoagulable et approvisionné en oxygène est envoyé

dans le foie par la veine porte et en sort par les veines sus-hépatiques. On mesure la concentration du sang en

glucose à l'entrée et à la sortie du foie.

On peut ainsi déterminer le bilan hépatique du glucose qui est la quantité de glucose globalement libéré par le foie

dans le sang (bilan positif) ou capturé par le foie à partir du sang (bilan négatif). Ce bilan s'exprime en mg de

glucose/g de foie/minute. Après 1 heure de perfusion, le bilan est nul. On ajoute alors dans le sang de la veine porte

des quantités variées d'insuline et de glucagon et on détermine le bilan hépatique du glucose dans ces différentes

situations expérimentales. Les résultats sont indiqués dans le document 1.

Justifier le protocole expérimental au regard de l’objectif proposé et en fonction de vos connaissances. Que pouvez-

vous déduire du document 1 ?

C- On veut maintenant, étudier d’autres effets de l'insuline. Le document 2 indique la consommation de glucose de

fragments de tissu musculaire en présence de doses croissantes d’insuline.

Du tissu adipeux de rat est incubé, à 37°, dans un milieu renfermant du glucose radioactif et de l'insuline. On

constate une nette augmentation de l’incorporation de la radioactivité dans les lipides de ce tissu lorsqu'on

augmente la concentration d'insuline du milieu. Quels sont les effets de l’insuline mis en évidence par ces

expériences?

Glucagon (µg) Insuline (µg) Bilan hépatique (mg

glucose/g de foie/min.)

0 0 0

0,03 0 + 0,25

0,10 0 + 0,36

0,10 1.2 + 0,32

0,10 4,0 + 0,28

0,10 12,0 + 0,12

0,30 0 + 0,51

0,30 1.2 + 0,46

concentration du milieu en insuline (ng/ml) 0 2,5 4 10 40

Consommation de glucose par le muscle (mg/g de muscle/heure) 2,5 3,2 3,5 4,5 6,0

Document 2

Exercice 14

1. La vaccination avec une souche virale de la grippe bien conservée depuis quelques années, se montre inefficace.

Quelle hypothèse peut-on avancer pour expliquer ce

résultat ?

2. On prélève des lymphocytes à partir du sang d’un

individu A vacciné contre la grippe depuis un mois. Ces

lymphocytes sont mis en présence de cellules humaines

préalablement infectées avec le même virus. Ces

cellules infectées proviennent de trois individus :

l’individu A déjà cité, un individu B et un individu C

vrai jumeau à A.

1. Indiquez, en justifiant votre réponse, le type de réaction immunitaire mise en jeu dans ces expériences.

2. Expliquez pourquoi il y a destruction des cellules infectées dans les expériences 1 et 3 et absence de destruction

dans l’expérience 2.

Exercice 15 Chez l’Homme, il existe plusieurs maladies affectant le système

immunitaire.

Quand on dose la quantité d’immunoglobulines G (anticorps de

type gamma) présentes dans le sang d’un fœtus et d’un nouveau-

né, on obtient le résultat du document 1 ci-contre.

1. Sachant que pendant la vie fœtale, il n’y a pas de fabrication

d’IgG, analysez et interprétez le graphe du document 1 en

précisant l’origine des IgG chez le fœtus puis chez le nouveau-né.

2. Certains nourrissons ont une très grande sensibilité aux infections bactériennes à partir du 3ème mois. Le dosage

des IgG de ces enfants montre les résultats représentés par le document 2 ci-contre.

a) Que se passe-t-il chez cet enfant ?

Une analyse précise montre que le taux de cellules immunitaires est déprimé.

b) Quelle(s) catégorie(s) de lymphocytes est-il possible de mettre en cause ?

Exercice 16 LE VIH est un virus particulier responsable de l’apparition, chez les séropositifs, d’une maladie mortelle : le sida.

1- Définissez : rétrovirus et individu séropositif

2- Quel doit être l’évolution du rapport T4 / T8 chez un séropositif au cours du temps ? Justifiez votre réponse

N.B : - T4 = Nombre de lymphocytes T auxiliaires

- T8 = Nombre de lymphocytes T cytotoxiques.

3- Représentez à l’aide d’un schéma clair et bien légendé, le mode d’action du VIH, depuis l’infection de la cellule

cible jusqu’à la production de nouvelles particules virales.

4- En déduisez l’effet du VIH sur le système immunitaire.

5- Citez les moyens de la transmission du VIH et en-déduisez pour chaque cas, les moyens permettant d’éviter la

contamination par ce virus.

Exercice 17 Une réponse immunitaire peut mettre enjeu des réactions à médiation

humorale et à médiation cellulaire.

1- Définissez chaque type de réaction.

2- Le document ci-après représente une expérience qui illustre l'une

des deux réactions sus-indiquées. Identifiez le type de réponse mis

enjeu en indiquant les données qui permettent d'affirmer.

Pour connaître les caractéristiques de la réponse immunitaire (spécifié, mémoire) on dispose de souris, de la toxine tétanique, de l’anatoxine

tétanique, de la toxine diphtérique et de l’anatoxine diphtérique

Expériences Résultats

1. Lymphocytes de A +

cellules infectées de A

Les cellules infectées sont

détruites

2. Lymphocytes de A +

cellules infectées de B

Les cellules infectées ne

sont pas détruites

3. Lymphocytes de A +

cellules infectées de C

Les cellules infectées sont

détruites

3- Définissez les termes suivants : antigène, anticorps, toxine, anatoxine.

4- En utilisant les souris et les substances qui conviennent parmi celles indiquées ci-dessus (toxines et anatoxines) et en vous

basant sur vos connaissances, décrivez deux expériences qui permettent de dégager les notions de spécificité et de mémoire

immunologique. Appuyez votre réponse par des illustrations appropriées (schémas ou autres).

Exercice 18:

On croise deux races pures de Maïs, l’une à grains colorés et ridés, l’autre à grains incolores et lisses. Les hybrides F,

sont croisés avec une race pure à grains incolores et lisses. On obtient une génération F2 comprenant :

47,5 % de grains colorés et ridés,

1,8 % de grains colorés et lisses,

1,7 % de grains incolores et ridés.

49,0 % de grains incolores et lisses.

1- Quelles sont les dominances ? Pourquoi?

2- Quel pourcentage de grains s'attendrait-on à obtenir ?

3- Comment expliquez-vous les résultats obtenus ?

On croise deux races pures de Maïs, l'une à grains ridés, riches en amidon, l’autre à grains lisses, riches en dextrines.

Les hybrides F1 sont croisés avec une race pure à grains ridés et riches en dextrines. On obtient une génération F,

comprenant :

40,4 % de grains ridés, riches en amidon,

8,9 % de grains ridés, riches en dextrines,

9,4 % de grains lisses, .riches en amidon,

41,3 % de grains lisses, riches en dextrines.

4- Cette expérience, jointe à la précédente, vous permet-elle

de tirer des conclusions concernant la place relative des 5n trois gènes ? (illustrez vos hypothèses).

5- Au cas où il y aurait une ambiguïté, imaginez une troisième expérience d’hybridation permettant d’éliminer cette

ambiguïté et donnez approximativement les proportions qu’on doit s’attendre à trouver.

6-Plus simplement, pour déterminer la place des gènes, on aurait pu remplacer les trois expériences d’hybridation

précédentes par une seule. Donnez-en le pri e.

Exercice 19

La couleur, grise ou noire, du corps des drosophiles est déterminée par un couple d’allèles. On croise entre elles des

drosophiles ♀ à corps gris et des drosophiles ♂ à corps noir. Tous les descendants du croisement ont le corps gris.

1-Que peut-on déduire de ce résultat concernant la dominance des allèles mis en jeu ?

Le couple d’allèles qui gouvernent la couleur grise ou noire du corps est porté par un couple d’autosomes.

On se propose maintenant de préciser le génotype de quelques individus à corps gris et ailes droites provenant d’un

stock génétiquement mal connu. Pour cela, on réalise des croisements avec des individus à corps noir et ailes

recourbées, de lignée pure.

a- Une ♀ à corps gris et ailes droites croisée avec un mâle à corps noir et ailes recourbées donne la descendance

suivante :

— 164 drosophiles à corps gris, ailes droites ;

— 153 drosophiles à corps noir, ailes recourbées ;

— 125 drosophiles à corps gris, ailes recourbées ;

— 118 drosophiles à corps noir, ailes droites.

b-Une deuxième ♀ à corps gris, ailes droites, croisée avec un mâle à corps noir, ailes recourbées, donne la

descendance suivante :

— 109 drosophiles à corps gris, ailes droites ;

— 106 drosophiles à corps noir, ailes recourbées ;

— 139 drosophiles à corps gris, ailes recourbées ;

— 146 drosophiles à corps noir, ailes droites.

On admettra que l’aspect droit ou recourbé est déterminé par un unique couple d’allèles.

2-L’allèle responsable du caractère « ailes recourbées » est récessif. Démontrez-le en vous servant du croisement a).

Comment appelle-t-on ce type de croisement ?

3-Les deux gènes responsables, respectivement, de la couleur du corps et de la forme des ailes sont liés. L’analyse du

croisement a) permet-elle de le démontrer ? Justifiez votre réponse à l’aide de schémas.

4-En quoi les génotypes des deux femelles à corps gris et ailes droites utilisées respectivement dans les croisements a)

et b) diffèrent-ils ?

Exercice 20

Le document 4 représente le pédigrée d’une famille dont certains

membres sont atteints d’une maladie héréditaire.

1-Exploitez les données du pédigrée représenté par le document 4

pour :

a- préciser si l’allèle responsable de la maladie est récessif ou

dominant. Justifiez votre réponse

b- indiquer si le gène responsable de la maladie est porté par le

chromosome sexuel X ou par un autosome. Discutez chacune des

deux hypothèses.

2-Une technique appropriée a montré que la femme IIi ne possède

pas l’allèle responsable de la maladie,

a- Exploitez cette information afin de préciser la localisation du

gène responsable de la maladie.

b- Précisez les génotypes certains ou possibles pour chacun des

individus suivants I2, II2, II3, III2, III3, III4 et IV.

3-La femme III2 est inquiète quant à l’état de santé de son futur

enfant (fœtus). Pour se rassurer, elle consulte son médecin.

Celui-ci réalise la technique d’électrophorèse de l’ADN

correspondant au gène de la maladie de certains membres de la

famille. Les résultats sont représentés par le document 5.

4-Identifiez parmi les allèles ai et a2 l’allèle normal de l’allèle

responsable de la maladie. Justifiez votre réponse.

b- Déterminez le phénotype et le génotype du fœtus

Exercice 21 La chorée de Huntington est une maladie neurologique qui apparaît tardivement entre 30 et 50 ans, et qui se caractérise par

des mouvements épileptoïdes et de la démence.

Voici l’arbre généalogique d’une

famille dont certains membres, figurés

en noir; sont atteints (figure 1). D’autres données permettent d’affirmer

que le sujet II2 est homozygote.

1-Comment se fait la transmission de la

maladie ?

a-L ’allèle de la maladie est-il récessif ou

dominant ?

b-S ’agit-il d’une hérédité liée au sexe ?

Justifiez vos réponses d’après le pedigree.

2-Comment expliquez-vous la maladie chez II1 ?

3- Les sujets IV4 et IV5 risquent-ils d’être atteints ? Justifiez votre réponse.

4- Si IV2 avait épousé IV7, les risques que ce couple ait des descendant atteints de la maladie auraient-ils été plus grands que

dans le cas de la question3 ?

Exercice 22

L’albinisme est une mutation due à l’absence d’un pigment sombre, la mélanine,] dans les cellules épidermiques et

notamment dans celles des racines des poils.

1. La figure 1 représente le pedigree d’une famille A dont

certains membres sont albinos

Question : Par un raisonnement logique et rigoureux, vous

déterminerez :

- s’il y a dominance ;

- si la transmission est liée à un chromosome sexuel.

Vous donnerez alors les génotypes possibles ou sûrs des individus II4 et II5 et de leurs trois enfants.

2-Une seconde famille B présente aussi des individus albinos. Son

pedigree est représenté sur la figure 2.

Question : Sachant que tous les enfants de cette famille sont, légitimes,

est ce que l’analyse de ce pedigree confirme vos résultats précédents ?

Quel problème apparaît alors ?

3-Pour résoudre ce problème, des études approfondies sur la synthèse de

la mélanine ont montré que ce pigment était dû à deux réactions

chimiques successiveS dans le cytoplasme des cellules.

1e réaction : Un précurseur chimique P est transformé en tyrosine par

une enzyme El.

2e réaction : La tyrosine est ensuite transformée en mélanine par une seconde enzyme E2.

L'analyse des racines des cheveux des individus II3 et II4 de la famille B a montré la présence normale du précurseur

P chez ces deux individus. On plonge alors pt racine de quelques cheveux de II3 et II4 dans une solution de tyrosine.

La racine des cheveux de II3 devient sombre et l’analyse montre la présence de mélanine mais la racine des cheveux

de II4 reste incolore.

1e question : Par un raisonnement logique, à partir de ces résultats expérimentaux vous préciserez quel est, bu quel

pourrait être, l’équipement enzymatique lis cellules de II3 et II4 expliquant l’albinisme de ces deux individus

2e question : En admettant que chaque enzyme El et E2 est synthétisée grâce à l’action d’un gène spécifique (les deux

gènes n’étant pas liés), et que la présence d’un seul allèle normal d’un gène suffit à commander la synthèse de

l’enzyme correspondante, vous envisagerez tous les génotypes possibles pour II3 et pour II4.

Par contre, on appellera E1 et E2 les allèles normaux des deux gènes concernés, et O1 et O2 les deux allèles mutés de ces mêmes

gènes (c'est-à-dire en fait l’absence des allèles normaux.)

Exercice 23 Le croisement d’une souche d’Ascomycète à mycélium normal (n) et à spores claires (c) avec une autre souche de la

même espèce à mycélium frisé (f) et à spores sombres (s) conduit aux résultats suivants :

44 % de spores sombres donnant un mycélium frisé à spores sombres,

44 % de spores claires donnant un mycélium normal à spores claires,

6 % de spores sombres donnant un mycélium normal à spores sombres,

6 % de spores claires donnant un mycélium frisé à spores claires.

1-Que vous apprend l’analyse de ces résultats ?

2-Comment expliquez-vous l’apparition de champignons à mycélium frisé et à spores claires et des champignons à

mycélium normal et à spores sombres ? Illustrez votre réponse par des schémas simples.

Exercice 24 On croise deux souches de Neurospora (Champignon haploïde), l’une à spores

noires et rondes, l'autre à spores roses et ovales.

1- Comment se sont formés les asques représentés ci-dessous ? Accompagnez

votre réponse de schémas précis.

2 -Doit-on s’assurer que les souches de Neurospora sont de race pure ? Si oui,

quelle expérience proposez-vous ?