LYCEE PILOTE DE SFAX
DEVOIR DE SYNTHÈSE N° 1
M. KHARRAT
Sciences de la Vie et de la Terre
4 Sc. Exp. 1
4 DÉCEMBRE 2012
Durée : 3H
A)
QCM : 3 points
Pour chacun des items suivants, il y a une ou deux affirmation (s) exacte (s). Relevez sur votre copie le numéro de l’item et la (ou les) lettre (s) qui correspond (ent) à la (ou aux) affirmation (s) exacte (s).
Toute erreur annule la note attribuée à l’item. 1) L’ovulation se produit :
a) le premier jour de la phase lutéinique. b) le dernier jour de la phase folliculaire. c) toujours le 14ème jour du cycle sexuel.
d) le dernier jour de la phase menstruelle.
2) Le (ou les) point (s) commun (s) entre la LH et la HCG : a) elles sont de même origine.
b) elles stimulent les caractères sexuels. c) elles sont lutéinisantes.
d) elles agissent sur l’ovaire.
3) La glaire cervicale devient perméable aux spermatozoïdes grâce à : a) la progestérone.
b) l’œstradiol. c) la HCG. d) la LH.
4) La pilule combinée a une action anti-nidatoire car elle : a) stimule les contractions du myomètre.
b) bloque le cycle ovarien.
c) permet un développement anormal de l’endomètre. d) contient des hormones de synthèse.
5) L’injection d’une faible dose d’œstradiol à une guenon pubère ovariectomisée entraîne : a) une chute du taux de LH.
b) un pic de FSH.
c) une augmentation du taux de Gn-RH.
d) un freinage du fonctionnement du complexe hypothalamo-hypophysaire.
6) On a dénombré 16 types de gamètes. Sachant que le brassage intrachromosomique a affecté une seule paire de chromosomes, alors la cellule mère contient :
a) 2n = 6. b) 2n = 8. c) 2n = 4. d) 2n = 10.
B)
La procréation : 5 points
1) Le schéma du document 1 représente une étape de la fécondation dans l’espèce humaine. On a
volontairement réduit le nombre des chromosomes à 2n = 4, dont une paire d’autosomes (A1 et A2) et la
paire de chromosomes sexuels (X et Y).
a) Annotez ce schéma. 0.75
b) Précisez, l’origine des éléments désignés par les flèches
et
, les moments et les lieux de leur apparition. (présentez votre réponse sous forme d’un tableau).1,25
c) Faites un schéma soigné et annoté de la structure
à la fin de la fécondation en précisant, avec deux couleurs, l’aspect des chromosomes. Citez les conséquences de la fécondation qu’on peut déduire à partir de ce schéma ?1.25
Document 1DEVOIR DE SYNTHESE N° 1 4 Sc 1 2012 / 2013 Page 2 sur 4 2) Le document 2 suivant est un schéma d’interprétation d’une portion d’un organe intervenant dans la
grossesse. Les flèches (en gras) indiquent le sens de la circulation sanguine dans les vaisseaux sanguins.
a) Identifiez cet organe et annotez les éléments désignés par les flèches. 0.75 b) En citant quelques éléments chimiques existant dans le sang maternel (vaisseau sanguin n°) et
dans le sang fœtal (vaisseau sanguin n°), expliquez brièvement les rôles de cet organe au cours du
7ème mois de la grossesse. 1
I) Reproduction humaine : 7 points
On se propose d’étudier quelques aspects de la reproduction humaine à partir des résultats des expériences suivantes.
1) Expérience 1 :
Le document 3 montre les résultats de dosages sanguins de deux hormones sexuelles
Ⓐ
et Ⓑ chez une femme au cours de deux cycles sexuels successifs.a) À partir de l’analyse des graphes et de vos connaissances :
identifiez les hormones
Ⓐ
et Ⓑ. reconnaissez les 3 évènements.
déduisez la nature des deux cycles.
b) Comment expliquez – vous la disparition des règles à partir du jour 56. 2,5
Côté maternel Côté fœtal Sens de circulation sanguine
Document 2 4 0 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 20 10 0 40 30 100 1 10Hormone
Ⓐ
(ng/ml) Hormone Ⓑ (UI/L)Jours Evènement 1 Evènements 1 + 2 Evènement 3 Règl es Règl es
Ⓐ
ⒷⒶ
Cycle 1 Cycle 2 Document 32) Expérience 2 :
Afin de préciser la relation entre les hormones
Ⓐ
et Ⓑ, on dose la concentration plasmatique moyenne de l’hormoneⒶ
chez une femme ayant des cycles de 28 jours, dans trois situations différentes : Situation 1 : cycle normal.
Situation 2 : cycle normal avec injections de l’hormone Ⓑ du 21ème au 24ème jour du cycle. Situation 3 : cycle fécond.
Le document 4 suivant présente les résultats obtenus pour les trois situations.
Comparez les tracés obtenus afin de proposer une hypothèse sur la nature de la relation entre les
hormones
Ⓐ
et Ⓑ. 1.253) Expérience 3 :
Afin de tester la validité de cette hypothèse, on réalise des dosages sanguins de l’hormone
Ⓐ
chez des femelles macaques au cours des trois semaines qui suivent l’évènement 2 du document 3.Les résultats obtenus sont présentés par le document 5 suivant :
Observations et résultats
Lot A : Femelles macaques
gestantes La concentration plasmatique de l’hormone
Ⓐ
augmente régulièrement et passe de 5 ng.mL-1 à 10 ng.mL-1 L’endomètre se maintient développé. La gestation se poursuit.Lot B : Femelles macaques
gestantes recevant des injections de substances anti-hormone Ⓑ à
24 heures d'intervalle à partir du 18ème jour de gestation.
La concentration
plasmatique de l’hormone
Ⓐ
chute et passe de 5 ng.mL-1à 1,5 ng.mL-1.Un avortement spontané se produit et les règles apparaissent.
L’exploitation de ces résultats confirme – t – elle l’hypothèse précédente ? Justifiez votre réponse. 1,25 4) Expérience 4 :
On pratique l’ablation de l’hypophyse chez une femelle macaque dans deux situations différentes :
Situation 1 Situation 2
Etat de la macaque Non gestante Gestante
Résultats
Arrêt des cycles sexuels.
Pas de sécrétion de l’hormone
Ⓐ.
Gestation continue.
Taux de l’hormone
Ⓐ
croissant.
Quelles déductions peut-on tirer à partir de l’analyse de ces résultats ? 1
5) A partir des conclusions tirées des expériences précédentes, complétées par cetaines de vos connaissances,
élaborez un schéma bilan fonctionnel montrant les interactions hormonales entre les organes intervenant au
début de la grossesse. 1 Document 6 14 21 28 35 42 Jours après le début du cycle Hormone
Ⓐ
(ng/ml) 5 10 20 30 Cycle normalCycle avec injections de l’hormone Ⓑ du 21ème au 24ème jour
Cycle fécond
0
Document 4
DEVOIR DE SYNTHESE N° 1 4 Sc 1 2012 / 2013 Page 4 sur 4
II)
Génétique : 5 points
On se propose d’étudier la transmission de deux couples d’allèles chez la drosophile :
Un couple d’allèles contrôlant l’aspect de l’abdomen : rayé ou uni,
Un couple d’allèles contrôlant l’aspect du thorax : portant ou dépourvu (non portant) de soies. On dispose de 3 souches de drosophiles
Ⓐ
, Ⓑ et Ⓒ.1) 1er croisement :
Croisement
❶
Drosophile femelle
Ⓐ
:abdomen uni et thorax portant des soies
X
Drosophile mâle Ⓑ :
abdomen rayé et thorax dépourvu de soies
1ère génération F
1 100 % Drosophiles à abdomen uni et thorax portant des soies
Que pouvez-vous en déduire ? 1
2) 2ème croisement :
Croisement
❷
Drosophile femelle Ⓒ :
abdomen uni et thorax portant des soies
X
Drosophile mâle Ⓑ :
abdomen rayé et thorax dépourvu de soies
Descendance
⅜ drosophiles à abdomen uni et thorax dépourvu de soies.
⅜ drosophiles à abdomen rayé et thorax portant des soies.
⅛ drosophiles à abdomen uni et thorax portant des soies.
⅛ drosophiles à abdomen rayé et thorax dépourvu de soies.
a) Analysez les résultats de ce 2ème croisement afin de préciser :
si les deux gènes contrôlant les caractères étudiés sont liés ou indépendants.
les génotypes des souches
Ⓐ
, Ⓑ, et Ⓒ. 1.75b) Expliquez les résultats du 2ème croisement. Quelle information supplémentaire pouvez – vous dégager ?
1.25
3) 3ème croisement :
Croisement
❸
Drosophile femelle Ⓒ :
abdomen uni et thorax portant des soies
X
Drosophile mâle de F1 :
abdomen uni et thorax portant des soies
Descendance
?
Corrigé du DS1 4 ScE 1
2012/2013
Barème
1
ère
partie : 8 points
A) QCM 1. 2. 3. 4. 5. 6. b c-d b c a-d a 6 x 0,5 = 3 points B) 1) a. Légende : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1er GP Ovotide Aster Zone pellucide 2ème GP Pronucléus ♀ Pronucléus ♂
0,75
b.
Origine Moment Lieu 1er GP DR de l’ovocyte I Avant ovulation Ovaire
2ème GP DE de l’ovocyte II Après pénétration d’un
spz dans l’ovcyte II Trompe
1,25
c. Schéma d’une cellule œuf en métaphase de mitose avec 2n = 4 ch dont une
paire d’autosomes et une paire des chromosomes sexuels X et Y. chromosomes dupliqués, et chaque chr sur une fibre du fuseau achromatique.
Conséquences de la fécondation à déduire :
Rétablissement de la diploïdie. Sexe mâle Schéma et légende : 1 point Déduction : 0,25 2) a. Identification : placenta 1. 2. 3. 4. 5. 6. Veine maternelle Artère maternelle Villosité placentaire Artère ombilicale Cordon ombilical Veine ombilicale 0,75 = 0,25 + 0,5 b. L’artère maternelle contient de l’O2, des nutriments, des anticorps, …
L’artère ombilicale contient de l’urée, CO2, déchets métaboliques, …
Rôles du placenta au 7ème mois de grossesse :
Rôle trophique : passage de la mère au fœtus de nutriments, oxygène … Passage du fœtus à la mère : CO2, urée, déchets métaboliques…
Rôle protecteur : passage des anticorps de la mère au fœtus ; barrière contre certains microbes
Rôle endocrinien : sécrétion d’œstrogènes et de progestérone pour le maintien de l’endomètre… 0,25 + 0,75 = 1
2
ème
partie : 12 points
I) Reproduction humaine : 7 points
1) a) Expérience 1 :
Hormone Analyse Identification
A
Pour le 1er et le 2ème cycle : pas de sécrétion pendant les 14
premiers jours.
Pour le 1er cycle : un pic au J
21 de17 ng/ml.
Pour le 2ème cycle : sécrétion croissante à partir du 42ème
jour, légère baisse au J49 puis élévation jusqu’au J68, le taux
atteint 33 ng/ml
A = progestérone
B Absente durant le premier cycle Sécrétion croissante au 2ème cycle à partir du 49ème
jour, elle passe de 0 à 90 UI/L
B = HCG
Evènements : 1 : ovulation. 2 : fécondation. 3 : nidation
Nature des cycles : cycle1 : normal ou non fécond. cycle 2 : cycle fécond ou avec grossesse.
b) la disparition des règles est expliquée par le maintien de l’endomètre grâce à la sécrétion croissante de progestérone. (2,5) Analyse 1 Identification : 0.5 Evènement : 0.5 Nature des cycles 0.25 0,25 2) Expérience 2 : Comparaison des tracés :
Ressemblance : même allure : le taux de P augmente entre le 14ème et le 21ème jour (18 ng/ml)
Différences :
Cycle normal Cycle avec injection de B Cycle fécond
Le taux progestérone diminue et s’annule au
28ème jour
Le taux de P continue à augmenter jusqu’au J26 (27 ng/ml) puis chute
et s’annule au J37
Légère baisse entre J21 et J23
puis nouvelle augmentation dépassant 30 ng/ml HYPOTHESE : il existe une relation de causalité : la HCG stimule la sécrétion de la progestérone.
(1,25) Ress : 0.25
Diff : 0.75 Hyp : 0.25
Suite du Corrigé du DS1
4 ScE 1
2012/2013
Barème
3) Expérience 3 :
Exploitation et information
Lot A Lot témoin : l’augmentation du taux de progestérone maintient l’état de l’endomètre et le bon déroulement de la grossesse
Lot B Les injections des substances anti-HCG aux femelles macaques gestantes entrainent une chute du taux de progestérone suivie d’un avortement et apparition des règles
Conclusion : l’hypothèse précédente est confirmée : la HCG stimule la sécrétion de progestérone au début de la gestation pour maintenir l’état de l’endomètre et assurer un bon déroulement de la grossesse.
(1,25)
= 0.5 + 0.5 + 0.25 4) Expérience 4 : Situation 1 Situation 2 AnalyseChez la femelle macaque non gestante, l’hypophysectomie entraine l’arrêt des cycles sexuels et l’absence de sécrétion de progestérone
Chez la femelle macaque gestante, l’hypophysectomie n’a aucun effet sur le déroulement normal de la gestation, et sur la sécrétion de progestérone
Déductions L’hypophyse contrôle les cycles sexuels
et stimule la sécrétion de progestérone.
Pendant la gestation, l’hypophyse n’exerce aucun contrôle
(1)
= 0.5 x 2
5) Schéma bilan :
(1)
II)
Génétique : 5 points
1) Déductions à dégager :
Transmission de deux caractères dihybridisme.
F1 homogène 1ère loi de Mendel vérifiée parents homozygotes et F1 hybride
Pas d’apparition de nouveau phénotype en F1 cas de dominance absolue
1er caractère : dominance de Uni sur rayé couples d’allèles (U, r) avec U > r
o U uni [U] et o r rayé [r]
2ème caractère : dominance de portant de soies sur dépourvu de soies couple
d’allèles (P, d) avec P > d
o P portant des soies [P] et o d dépourvu de soies [d]
(1)
2)
a) Analyse du croisement 2
Le croisement de C [UP] (de génotype inconnu) avec A [rd] double récessif est un test cross.
La descendance obtenue est hétérogène, montrant 4 phénotypes équiprobables deux à deux :
Deux phénotypes majoritaires [Ud] et [rP] > à 50 % : ce sont des ph. parentaux. (75%)
Deux phénotypes minoritaires [UP] et [rd] < à 50 % : ce sont des ph. recombinés. (25%)
Hypothèse 1 : les deux gènes sont indépendants
On doit s’attendre aux résultats de ¼, ¼, ¼ et ¼ or ce n’est pas le cas hypothèse infirmée.
Hypothèse 2 : les deux gènes sont totalement liés
Dans ce cas on n’obtient que deux phénotypes parentaux [Ud] et [rP] or ce n’est pas le cas donc hypothèse 2 infirmée
Conclusion : les deux gènes sont partiellement liés Génotypes des souches A, B et C
Souches A B C Génotype UP ====== rd ===== Ud UP rd rP
(0.25)
(025)
(0.25)
(0.25)
(0.75)
Complexe HH Ovaire Utérus HCG (+) Trophoblaste Œstrogènes + progestérone (+) Œstrogènes + progestérone RC(-)Suite du Corrigé du DS1
4 ScE 1
2012/2013
Barème
b) Explication des résultats du croisement 2 :
Souches C x B Phénotype [UP] [rd] Génotype Ud ====== ====== rd rP rd Gamètes Ud rP UP rd rd proportions 1 – p 2 1 – p 2 P 2 P 2 100% Echiquier Femelle Mâle Ud 1 – p 2 rP 1 – p 2 UP p 2 rd p 2 rd 100% Génotype Ud rd [Ud] 1 – p 2 Génotype rP rd [rP] 1 – p 2 Génotype UP rd [UP] p 2 Génotype rd rd [rd] p 2 Recherche de p :
P = nombre des recombines = 2/8 = ¼ = 0,25 Total d gg = p x 100 = 25 cM
(1.25)
3) Croisement 3 : Croisement ❸ Drosophile femelle Ⓒ : abdomen uni et thorax portant dessoies
Drosophile mâle de F1 :
abdomen uni et thorax portant des soies
Phénotype [UP] [UP]
Génotype Ud ====== UP ====== rP rd Gamètes Ud rP UP rd UP rd Proportions ⅜ ⅜ ⅛ ⅛
½
½
Echiquier Ud ⅜ rP ⅜ UP ⅛ rd ⅛ UP ½ [UP] 180 3/16 [UP] 180 3/16 [UP] 60 1/16 [UP] 60 1/16 rd ½ [Ud] 180 3/16 3/16 [rP] 180 1/16 [UP] 60 1/16 [rd] 60 On obtient :Phénotype Proportion Effectif sur 960
[UP] 9/16 540
[Ud] 3/16 180
[rP] 3/16 180
[rd] 1/16 60
