Épreuve de Sciences de la Vie Nom : No : Série : E2 Date : 26/05/2014 Classe : 3e Durée : 60 minutes Sciences de la Vie Cette épreuve est constituée de quatre exercices. Elle comporte deux pages numérotées 1/2 et 2/2. Exercice 1 : Les divisions cellulaires (5 points) Une cellule à 2n = 4 chromosomes subit une mitose suivie d’une méiose. Les phases de chaque division ont été illustrées ci-dessous dans un ordre quelconque. B C D E F G H MÉIOSE MITOSE A ? ? 1. La mitose a. Classer par ordre chronologique les schémas : A, B, C et D. Donner un titre à chacun d’eux. b. Justifier le nom « mitose » attribué à cette division. 2. La méiose a. La méiose présente deux divisions successives. Laquelle est représentée par les schémas cidessus (E, F, G et H) ? b. Classer par ordre chronologique les schémas : E, F, G et H. Donner un titre à chacun d’eux. c. Compléter et annoter le schéma E. 3. Indiquer l’effet de la mitose et celui de la méiose sur le caryotype et le programme génétique. 4. Donner le nombre de cellules obtenues à la fin des deux divisions (une mitose et une méiose). 1/2 Exercice 2 : Hérédité de la couleur des yeux chez l’Homme (5 points) La couleur des yeux est déterminée par un gène possédant deux allèles localisés sur une paire d’autosomes : l’allèle v responsable de la couleur verte des yeux est récessif par rapport à l’allèle B responsable de la couleur brune. Un homme aux yeux verts épouse une femme aux yeux bruns. Trois enfants naissent de ce mariage : un garçon et une fille aux yeux bruns et une fille aux yeux verts. 1. Construire l’arbre généalogique de cette famille. Noircir les cases des individus aux yeux verts. 2. Écrire le génotype de chacun des individus suivants : le père, la mère et la fille aux yeux bruns. Justifier chaque génotype. 3. La fille aux yeux bruns épouse un homme aux yeux bruns hétérozygote pour ce caractère. Faire une analyse factorielle permettant de déterminer les génotypes et les phénotypes probables de leurs futurs enfants. Exercice 3 : Action de la levure de bière sur le saccharose (5 points) Trois tubes à essais contiennent respectivement : - tube A : eau + saccharose + levure de bière - tube B : eau + saccharose + levure de bière portée à ébullition - tube C : eau + saccharose Ces trois tubes sont placés dans un bain-marie à 37 oC. 30 minutes plus tard, le test de Fehling est uniquement positif pour le tube A. 1. Analyser ces expériences. 2. Formuler une hypothèse sur le contenu de la levure de bière. 3. Le saccharose est remplacé par de l’empois d’amidon. 30 minutes plus tard, on pratique sur ces trois tubes le test à l’eau iodée et le test de Fehling. Les résultats figurent dans le tableau ci-contre. Interpréter les résultats obtenus. Tube A B C Eau iodée + + + Fehling - - - Test 4. Quelles propriétés enzymatiques peut-on déduire de cette expérience ? Exercice 4 : La circulation pulmonaire (5 points) On donne la liste suivante : oreillette droite ; oreillette gauche ; ventricule droit ; ventricule gauche ; artère aorte ; artère pulmonaire ; veines caves ; veines pulmonaires ; poumons ; organes. 1. Parmi les termes de la liste, relever ceux qui se rapportent à la circulation pulmonaire. Écrire ces termes dans l’ordre chronologique. 2. Indiquer les modifications subies par le sang au niveau des poumons. Écrire les deux équations qui traduisent ces modifications. 3. Nommer la phase de la révolution cardiaque durant laquelle le sang quitte le cœur et donner sa durée. Indiquer l’état des valvules durant cette phase ainsi que leur fonction. BON TRAVAIL ! 2/2 Classe de 3e Examen 2, le 26/05/2014 Sciences de la Vie Corrigé Barème Exercice 1 : Les divisions cellulaires (5 points) 1. La mitose a. Les phases de la mitose sont, par ordre chronologique : prophase (schéma D) ; métaphase (B) ; anaphase (A) ; télophase (C). 1 pt b. On constate, d’après les schémas, que les deux cellules-filles obtenues à la fin de la division (schéma C) sont identiques à la cellule-mère (schéma D). Puisqu’il y a conservation du nombre de chromosomes (2n = 4), on déduit que cette division est une mitose. ½ pt 2. La méiose a. Les schémas illustrent les phases de la 1re division méiotique ou division réductionnelle. En effet, on observe la séparation des tétrades au cours de cette division. ¼ pt b. Les phases de la division réductionnelle sont, par ordre chronologique : prophase I (schéma G) ; métaphase I (F) ; anaphase I (H) ; télophase I (E). 1 pt c. Schéma de la télophase I Chromosome dupliqué Cellules-filles à n = 2 chromosomes ¾ pt 3. La mitose maintient le caryotype et assure la transmission intégrale du programme génétique. La méiose réduit le caryotype de 2n à n et diversifie le programme génétique dans les gamètes. 1 pt 4. Une cellule donne par mitose 2 cellules-filles. Chacune de ces cellules donne par méiose 4 cellules-filles. Donc la cellule donne, après une mitose et une méiose, 8 cellules (8 gamètes). ½ pt Exercice 2 : Hérédité de la couleur des yeux chez l’Homme (5 points) 1. Arbre généalogique de la famille I ♂ aux yeux bruns ♀ aux yeux bruns ♂ aux yeux verts ♀ aux yeux verts 1 pt II 2. Génotypes des membres de la famille Le père a les yeux verts. Ce phénotype récessif ne se manifeste qu’à l’état pur. Le père est donc v homozygote de génotype . v La mère a les yeux bruns (phénotype dominant). Elle possède donc un allèle B dans son génotype. Or, sa fille aux yeux verts homozygote a hérité d’un allèle v de chaque parent. Donc B la mère possède également un allèle v ; elle est hétérozygote de génotype . v La fille aux yeux bruns a hérité obligatoirement d’un allèle B de sa mère et d’un allèle v de son B père homozygote. Elle est donc hétérozygote de génotype . v 2 pts 1/2 Corrigé Barème 3. Analyse factorielle P Phénotypes : ♂ [B] B v Génotypes : Gamètes : x ♀ [B] x B v Échiquier de croisement ♂ ♀ B v B v ½ ½ ½ ½ B ½ v ½ B B B B v ½ ¼ ¼ v ½ B ¼ v v ¼ v 2 pts Analyse de l’échiquier Génotypes des enfants : Phénotypes des enfants : ¼ v B B ;½ ;¼ B v v ¾ [B] ¼ [v] Exercice 3 : Action de la levure de bière sur le saccharose (5 points) 1. Analyse des expériences réalisées Dans le tube A, le résultat positif du test de Fehling révèle la présence d’un sucre réducteur. On en déduit que le saccharose, sucre non réducteur, a été transformé en sucre réducteur en présence de la levure de bière. Dans le tube B, le test de Fehling négatif indique l’absence de sucre réducteur. Donc la levure de bière bouillie n’a eu aucun effet sur le sacccharose ; elle est devenue inactive. Dans le tube C, le test de Fehling négatif révèle l’absence de sucre réducteur. Donc l’absence de levure de bière a empêché la transformation du saccharose dans ce tube. ¾ pt ¾ pt ¾ pt 2. Hypothèse sur le contenu de la levure de bière Les expériences réalisées montrent que la présence de la levure de bière dans le tube est nécessaire à la transformation du saccharose. Donc la levure de bière doit contenir une enzyme (la saccharase) responsable de la transformation du saccharose en sucres réducteurs. ¾ pt 3. Interprétation des résultats obtenus Les résultats des tests pratiqués sur les trois tubes à la fin des expériences indiquent l’absence de sucre réducteur (test de Fehling négatif) et la présence d’amidon (test à l’eau iodée positif). Donc la levure de bière n’agit pas sur l’empois d’amidon. 1 pt 4. Propriétés enzymatiques déduites Les expériences réalisées nous permettent de déduire deux propriétés des enzymes : - les enzymes sont spécifiques (la levure de bière n’agit que sur le saccharose) ; - les enzymes sont sensibles à la température : elles agissent à une température de 37 oC et sont inactivées à haute température (elles sont détruites par la chaleur). ½ pt ½ pt Exercice 4 : La circulation pulmonaire (5 points) 1. Trajet du sang dans la circulation pulmonaire Ventricule droit → artère pulmonaire → poumons → veines pulmonaires → oreillette gauche. 1 ¼ pt 2. Modifications subies par le sang Au niveau des poumons, le sang s’appauvrit en dioxyde de carbone et s’enrichit en dioxygène. En effet, la carbaminohémoglobine se dissocie au niveau des poumons et libère le dioxyde de carbone. L’équation correspondante est : HbCO2 → Hb + CO2 L’hémoglobine fixe le dioxygène pou former l’oxyhémoglobine. L’équation correspondante est : Hb + 4 O2 → HbO8 ½ pt 3. Révolution cardiaque et état des valvules Le sang quitte le cœur durant la systole ventriculaire qui dure 0,3 seconde. Les valvules sigmoïdes sont ouvertes pour laisser passer le sang des ventricules vers les artères pulmonaire et aorte, et les valvules auriculo-ventriculaires (tricuspide et mitrale) sont fermées pour empêcher le retour du sang dans les oreillettes. ¾ pt ½ pt ½ pt 1 pt ½ pt 2/2
