Seconde · SVT
Contrôle n°5 — La reproduction sexuée et la diversité génétique
Évaluation sur les mécanismes de la méiose, la formation des gamètes et leur rôle dans le brassage génétique.
1h30 · Difficile · 3 exercices · Barème sur 20 points
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Sujet
Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.
Exercice 1 — Comparaison mitose et méiose (7 points)
Un élève affirme : « La mitose et la méiose sont deux processus de division cellulaire qui produisent des cellules génétiquement identiques entre elles et à la cellule mère. » Cette affirmation est-elle exacte ? Rédigez une réponse argumentée en comparant précisément le nombre de divisions, le nombre de cellules filles produites et la constitution génétique de ces cellules filles pour chaque processus.
Exercice 2 — Problème de génétique simple (7 points)
Chez le pois, la forme lisse (L) est dominante sur la forme ridée (l). On croise une plante homozygote à pois lisses avec une plante à pois ridés. Tous les pois de la première génération (F1) sont lisses.
1. Quel est le génotype de la plante homozygote à pois lisses ? Et celui de la plante à pois ridés ?
2. Quel est le génotype des plantes F1 ?
3. On croise entre elles deux plantes de la F1. Représentez l'échiquier de croisement (ou énumérez les possibilités). Quelle proportion de plantes à pois ridés attend-on dans la génération F2 ?
Exercice 3 — Analyse de caryotypes (6 points)
Deux caryotypes humains sont présentés.
- Caryotype A : 46 chromosomes, dont deux chromosomes X.
- Caryotype B : 47 chromosomes, avec trois chromosomes sur la paire n°21 (trisomie 21).
Questions :
1. Déterminez le sexe de l'individu du caryotype A. Justifiez.
2. Quel est le nom de l'anomalie chromosomique visible sur le caryotype B ? À quel moment de la formation des gamètes (méiose) un accident peut-il être à l'origine de cette anomalie ?
3. Expliquez pourquoi la reproduction sexuée, avec la fécondation qui mélange les gamètes de deux parents, contribue à la diversité génétique des individus.
Corrigé et barème
Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.
Exercice 1 — Comparaison mitose et méiose : 7 points
Cette affirmation est inexacte. La mitose, division d'une cellule somatique, comprend une division et produit deux cellules filles génétiquement identiques entre elles et à la cellule mère. La méiose, division permettant la formation des gamètes, comprend deux divisions successives et produit quatre cellules filles (gamètes). Ces gamètes ne sont pas identiques à la cellule mère (ils sont haploïdes, n chromosomes) et ne sont pas identiques entre eux, grâce au brassage génétique (crossing-over et répartition aléatoire des chromosomes) qui se produit lors de la première division de méiose. La méiose est source de diversité génétique.
Exercice 2 — Problème de génétique simple : 7 points
1. Plante homozygote lisse : LL. Plante ridée (phénotype récessif) : ll.
2. Le croisement LL x ll donne à la F1 des plantes hybrides de génotype Ll (hétérozygotes). L'allié L étant dominant, leur phénotype est lisse.
3. Croisement F1 : Ll x Ll. Gamètes possibles : L et l pour chaque parent.
Échiquier : L x L = LL (lisse) ; L x l = Ll (lisse) ; l x L = Ll (lisse) ; l x l = ll (ridé).
Proportions génotypiques : 1/4 LL, 1/2 Ll, 1/4 ll.
Proportion phénotypique : 3/4 de pois lisses (LL + Ll) et 1/4 de pois ridés (ll).
Exercice 3 — Analyse de caryotypes : 6 points
1. Caryotype A : Individu de sexe féminin. La présence de deux chromosomes X (XX) est caractéristique du caryotype féminin humain. Le caryotype masculin serait XY.
2. L'anomalie est une trisomie 21 (présence de trois chromosomes 21 au lieu de deux). Cet accident (non-disjonction des chromosomes homologues) peut se produire lors de la première division de méiose, ou de la seconde division, lors de la formation des gamètes (ovule ou spermatozoïde). Un gamète anormal avec deux chromosomes 21, fécondé par un gamète normal, donnera un zygote à trois chromosomes 21.
3. La reproduction sexuée contribue à la diversité par deux mécanismes principaux. D'abord, la méiose produit des gamètes génétiquement uniques (brassage intrachromosomique par crossing-over et brassage interchromosomique). Ensuite, la fécondation, union aléatoire d'un gamète mâle et d'un gamète femelle parmi des millions de possibilités, crée une combinaison génétique nouvelle et unique : le zygote.
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