Examen national 2019 – SM – Session rattrapage
Sujet
Partie I : Restitution des connaissances (5 points)
I – Répondez, sur votre feuille de rédaction, aux questions suivantes :
- 1 – Définissez : La sélection artificielle – la race pure. (1 pt)
- 2 – Citez deux importances de la sélection artificielle dans la variation génétique. (1 pt)
II – Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez, sur votre feuille de production, les couples ci-dessous et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte. (2 pts) (1,….), (2,….), (3,….), (4, ....)
- 1 – Dans l’étude quantitative de la variation d’un caractère héréditaire suite à une sélection efficace, la courbe des fréquences unimodale signifie que la population obtenue :
- a – est constituée d’une seule race pure pour ce caractère ;
- b – est constituée de plus d’une race pure pour ce caractère ;
- c – renferme plusieurs phénotypes pour ce caractère ;
- d – renferme plusieurs génotypes pour ce caractère.
- 2 – La représentation graphique de la variation continue d’un caractère héréditaire se réalise à l’aide :
- a – d’un diagramme en bâtonnets et sa conversion en une courbe de fréquences ;
- b – d’un diagramme en bâtonnets et sa conversion en un polygone de fréquences ;
- c – d’un histogramme de fréquences et sa conversion en une courbe de fréquences ;
- d – d’un diagramme en bâtonnets et sa conversion en un histogramme de fréquences.
- 3 – Dans l’étude quantitative de la variation, le mode est une constante qui représente :
- a – la dispersion des valeurs d’une variable continue, d’un caractère héréditaire, autour d’une moyenne arithmétique ;
- b – la valeur de la variable qui correspond à la plus grande fréquence dans la distribution d’un caractère héréditaire ;
- c – le rapport de la somme des carrés des écarts de la variable à la moyenne arithmétique sur le nombre des individus d’un échantillon d’une population ;
- d – le résultat de la division de la somme des valeurs d’une variable sur le nombre des individus d’un échantillon d’une population.
- 4 – Pour un caractère héréditaire donné, l’étude quantitative de la variation permet :
- a – de sélectionner des races hybrides de rendement meilleur ;
- b – de sélectionner des races pures de rendement meilleur ;
- c – de poursuivre la transmission des caractères héréditaires qualitatifs, d’une génération à l’autre ;
- d – de déterminer le mode de transmission des caractères héréditaires qualitatifs.
III – Recopiez sur votre feuille de production la lettre correspondante à chaque proposition parmi les propositions suivantes (a, b, c et d), puis écrivez devant chaque lettre « vrai » ou « faux ». (1pt)
- a – Le phénotype des individus d’une population, résultant d’une modification génétique au niveau des cellules somatiques se transmet d’une génération à l’autre.
- b – La variation génétique au niveau du génotype entraîne un changement au niveau du phénotype des individus d’une population.
- c – Dans la variation discontinue des caractères héréditaires quantitatifs, le caractère prend toutes les valeurs au sein du domaine de la variation.
- d – Dans la variation continue des caractères héréditaires quantitatifs, le caractère prend un nombre limité de valeurs au sein du domaine de la variation.
Partie II : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 points)
Exercice 1 : (7 points)
Pour mettre en évidence le rôle de la méiose et de la fécondation dans le maintien du caryotype (formule chromosomique), dans la diversité génétique et déterminer le mode de transmission de quelques gènes responsables des caractères héréditaires, on propose les données suivantes :
I – Derbesia est une algue verte filamenteuse qui pousse sur des rochers près de la ligne de marée basse ou sur d’autres algues de taille plus grande. Le cycle de développement de cette algue est caractérisé par l’alternance du stade sporophyte filamenteux avec un stade gamétophyte vésiculeux nommé Halicystis.
Le document 1 présente les caractéristiques du cycle de développement de cette algue et le document 2 représente les schémas, en désordre, de quelques étapes de ce cycle.
1 – En vous basant sur vos connaissances et en exploitant les documents 1 et 2 :
a – Donnez la formule chromosomique du sporophyte filamenteux et des plantes du stade Halicystis. (0.5 pt)
b – En utilisant uniquement les lettres (A, B, C … et H) du document 2, réalisez le cycle de développement de Derbesia, puis déterminez l’étape où se déroule la méiose. (0.75 pt)
2 – Réalisez le cycle chromosomique de Derbesia, et déterminez son type. (0.75 pt)
II – Des variétés de Muflier diffèrent par la forme de la corolle (corolle de forme normale ou de forme anormale) et par la couleur de la corolle (corolle de couleur rouge ou de couleur blanche). Afin d’étudier le mode de transmission de ces deux caractères héréditaires, on propose les croisements suivants :
- Premier croisement : Entre plantes de deux variétés de races pures :
- La variété A : plantes à corolle de forme normale et de couleur rouge ;
- La variété B : plantes à corolle de forme anormale et de couleur blanche.
On sème les graines issues de ce croisement. Toutes les plantes obtenues ont des fleurs à corolle de forme normale et de couleur rose (génération F1).
3 – Que déduisez-vous des résultats du premier croisement ? (0.75 pt)
Utilisez les symboles (N, n) pour les allèles responsables du caractère ´´forme de la corolle´´ et les symboles (R, r) ou (B, b) pour les allèles responsables du caractère ´´couleur de la corolle´´.
- Deuxième croisement : Par autofécondation des fleurs de la génération F1, on obtient des graines dont la germination donne naissance à une deuxième génération F2 composée de :
- 370 plantes avec des fleurs à corolle de forme normale et de couleur rose.
- 189 plantes avec des fleurs à corolle de forme normale et de couleur rouge.
- 187 plantes avec des fleurs à corolle de forme normale et de couleur blanche.
- 126 plantes avec des fleurs à corolle de forme anormale et de couleur rose.
- 63 plantes avec des fleurs à corolle de forme anormale et de couleur rouge.
- 62 plantes avec des fleurs à corolle de forme anormale et de couleur blanche.
Pour expliquer la répartition statistique des phénotypes obtenus dans la génération F2, un groupe d’apprenants a proposé ce qui suit : les deux gènes responsables de la forme et de la couleur de la corolle sont indépendants.
4 – Réalisez l’interprétation chromosomique du premier et du deuxième croisement, puis déterminez si la proposition de ce groupe concorde avec les résultats obtenus. (3.5 pts)
- Troisième croisement : Entre des plantes de la génération F2 dont les fleurs sont à corolle de forme normale et de couleur blanche, hétérozygotes pour le caractère forme de la corolle, et des plantes avec des fleurs à corolle de forme anormale et de couleur rouge.
5 – A l’aide d’un échiquier de croisement, déterminez les pourcentages des phénotypes attendus de ce croisement. (0.75 pt)
Exercice 2 : (3 points)
En vue d’étudier le mode de transmission de la myopathie de Duchenne, maladie héréditaire liée au chromosome sexuel X et caractérisée par la dégénérescence des fibres musculaires chez l’Homme ; on propose ce qui suit :
- Le document 1 présente l’arbre généalogique d’une famille dont un des enfants est atteint de la myopathie de Duchenne.
1 – Déterminez à partir de cet arbre si l’allèle responsable de cette maladie est dominant ou récessif. (0.5 pt)
2 – Écrivez en justifiant votre réponse le génotype des individus I2, et II1. (0. 75 pt)
Utilisez le symbole « N » ou « n » pour l’allèle responsable du phénotype normal et le symbole « M » ou « m » pour l’allèle responsable de la maladie.
3 – Déduisez, à partir d’un échiquier de croisement, la probabilité pour que le fœtus II4 soit atteint de cette maladie. (0.75 pt)
- Afin de s’assurer que leur enfant attendu (II4) sera atteint ou non de la myopathie de Duchenne, un médecin a proposé aux parents I1 et I2 de faire un diagnostic prénatal. Le document 2 présente les étapes de la technique adoptée dans l’analyse de l’ADN. Cette technique permet de détecter le fragment d’ADN du gène responsable de cette maladie. Le document 3 présente les résultats obtenus chez quelques membres de cette famille après photographie du gel d’agarose.
4 – En exploitant le document 3, déterminez si l’enfant attendu II4 sera, ou non, atteint de la myopathie de Duchenne. Justifiez votre réponse. (1 pt)
Exercice 3 : (5 pts)
I – Afin de mettre en évidence l'effet de quelques facteurs de variation sur la structure génétique d’une population d’escargots de Théba pisana, on propose les données suivantes :
- Chez les escargots de Théba pisana, un gène à deux allèles codominants contrôle l’aspect de la coquille : l’allèle B responsable des bandes claires (fig a du document 1) et l’allèle N responsable des bandes sombres (fig b du document 1). Ces escargots colonisent les différents végétaux des dunes littorales.
- Dans une région littorale, et pour répondre à la demande touristique, une partie de la dune a été aménagée en plage. Entre 1960 et 2007, une étude de l’évolution du peuplement (végétal et animal) de cette dune a permis d’obtenir les résultats suivants :
- Le document 2 présente la couverture végétale de la dune : figure (a) en 1960 et figure (b) en 2007 où la dune est désormais subdivisée en 2 zones ; la zone des oyats où le développement des oyats s’est poursuivi de façon normale et la zone de la plage où se sont développés d’autres végétaux à cause de la fréquentation des visiteurs.
- Le document 3 présente le nombre d’individus de chaque phénotype des escargots de Théba pisana dans la zone des oyats et dans la zone de la plage en 2007.
Nombre des escargots (en 2007) | |||
Zone des oyats | Zone de la plage | ||
Phénotypes | Escargots avec coquilles à bandes claires | 25 | 90 |
Escargots avec coquilles à bandes sombres | 70 | 10 | |
Document 3 |
1 – a – Comparez, dans chaque zone, le nombre des escargots pour chaque phénotype. (0.5 pt)
b – À partir des données précédentes, déduisez l’effet de l’aménagement de la dune sur le nombre des escargots de chaque phénotype. (0.5 pt)
- Des oiseaux, comme la grive du bord de mer, se nourrissent des escargots de Théba pisana (figure a du document 4). Des études ont permis de déterminer le pourcentage des escargots consommés, par cet oiseau, selon le type de leur coquille dans les deux zones étudiées. La figure (b) du document 4 présente les résultats obtenus.
Remarque : le nombre des oiseaux de la grive du bord de mer est identique dans les deux zones.
2 – Pour chacune des deux zones (zone des oyats et zone de la plage) comparez les pourcentages des escargots consommés puis expliquez l’origine de la différence observée. (1 pt)
II – Pour mettre en évidence les facteurs qui agissent sur l’évolution de la fréquence des allèles B et N responsables de la couleur des bandes des coquilles de la population d’escargots de Théba pisana, dans la zone des oyats et dans la zone de la plage, on a simulé cette évolution grâce à un outil numérique dans lequel on a appliqué la pression de sélection exercée par la grive pour les deux allèles.
La figure (a) du document 5 représente l'évolution de la fréquence de l’allèle B responsable des bandes claires et la figure (b) du même document représente l’évolution de la fréquence de l’allèle N responsable des bandes sombres, dans la population des escargots dans les deux zones étudiées.
3 – Décrivez l’évolution de la fréquence de l’allèle B d’une part et de l’allèle N d’autre part dans les deux zones étudiées. (1 pt)
4 – À partir de ce qui précède et de vos connaissances, montrez comment agit le facteur de variation génétique intervenant sur les fréquences des deux allèles B et N chez les populations d’escargots de Théba pisana, dans la zone des oyats et dans la zone de la plage. (2 pts)
Correction
Partie I : Restitution des connaissances (5 points)
I-
II-
III-
Partie II : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 points)
Exercice 1 : (7 points)
1-a-
1-b-
2-
3-
4-
5-
Exercice 2 (3 pts)
1-
2-
3-
4-
Exercice 3 (5 pts)
1-a-
1-b-
2-
3-
4-