Correction de la composition n°1 de SVT – Novembre

Correction de la composition n°1 de SVT – Novembre 2009 – TS1
Sujet 1 : Le maintien du caryotype
Introduction
Définir caryotype, bien préciser que l'étude portera sur un organisme haploïde qui a donc un
chromosome de chaque paire dans ses cellules.
On doit donc débuter l'étude par la fécondation et terminer par la méiose.
Problématique : comment ces deux mécanismes permettent-ils le maintien du caryotype au cours de
la reproduction sexuée ?
Première partie : La fécondation : le passage de l'haploïdie à la diploïdie
Deuxième partie : La méiose : le passage de la diploïdie à l'haploïdie
I – La fécondation
1 – Définition
La fécondation correspond à la réunion de deux cellules haploïdes. On obtient à l'issue une cellule
oeuf diploïde.
2 – Etude de cas
Ici deux cellules haploïdes n=3 fusionnent pour donner une cellule oeuf diploïde 2n=6 constituée
donc de 3 paires de chromosomes à une chromatide.
Chaque paire est constituée d'un chromosome de chacune des cellules parentales.
Schéma
La fécondation chez les haploïdes, modifie donc le caryotype puisqu'elle multiplie par deux le
nombre de chromosomes. Elle assure le passage de l'état haploïde à l'état diploïde.
Comment est alors rétabli le caryoptype ?
II – La méiose
1 – Définition
La méiose est toujours précédée d'une réplication de l'ADN qui permet d'obtenir des chromosomes
à 2 chromatides.
La méiose s'effectue ensuite en deux étapes :
–
–
La première division dite réductionnelle aboutit à la création de 2 cellules haploïdes contenant
chacune un chromosme à deux chromatides de chaque paire.
La seconde division dite équationnelle ne modifie le nombre de chromosomes mais permet la
séparation des chromatides. On obtient donc à l'issue de cette seconde division 4 cellules
haploïdes constituées de chromosomes à 1 chromatide.
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2 – Etude de cas
Ici la cellule oeuf constituée de 3 paires de chromosomes à une chromatide va subir la méiose après
la réplication de l'ADN.
A l'issue de la première division deux cellules haploïdes constituées de 3 chromosomes à deux
chromatides (un chromosome de chaque paire) seront produites. La seconde division aboutira à la
création de 4 cellules haploïdes constituées de 3 chromosomes à une chromatide.
Schéma
La méiose, en permettant le passage de la diploïdie à l'haploïdie, rétablit le caryotype de l'espèce
haploïde. Elle permet le retour à n=3 chromosomes, caryotype identique à celui des cellules
parentales.
Conclusion
Chez les haploïdes la fécondation et la méiose assurent le maintien du caryotype des espèces au
cours des générations successives.
Ces deux mécanismes correspondant à la reproduction sexuée sont donc présents chez tous les êtres
vivants haploïdes ou diploïdes.
Ils sont à l'origine également de la diversité au sein d'un espèce car ils assurent le brassage de
l'information génétique.
Sujet 2a : L'histoire évolutive des opsines
On cherche à montrer que le document proposé valide le modèle de l'histoire évolutive des gènes
des gènes des opsines proposé par le document de référence.
Document a : description rapide puis étude
La localisation des gènes sur les chromosomes est en accord avec le document de référence qui
montre que les gènes R et V sont situés sur le même chromosome et que le gène B est situé sur un
autre chromosome. Les 3 opsines sont donc bien issues de l'expression de 3 gènes différents.
Document b : description puis étude
La grande ressemblance des séquences nucléotidiques de ces 3 gènes permet de dire qu'ils sont
homologues et donc dérivent d'un gène ancestral commun dont ils sont issus par duplication. Ils
constituent donc une famille multigénique.
Les mutations expliquent les différences entre ces 3 séquences.
Le fait que les gènes R et V possèdent peu de différences au niveau de leurs séquences
nucléotidiques indique une divergence récente et donc un nombre faible de mutations.
Par contre, la ressemblance moins marquante entre ces deux gènes et le gène B montre que la
divergence entre ce gène et les deux autres est plus éloignée.
Ceci est bien compatible avec les données du document de référence.
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Toutes ces informations confirment donc l'histoire évolutive des 3 gènes des opsines.
Ces 3 gènes sont issus de la duplication du même gène ancestral et constituent donc une famille
multigénique. Ils se retrouvent grâce à des transposition sur des chromosomes différents et différent
à cause de nombreuses mutations subies.
Sujet 2b : Structure de la feuille et photosynthèse
La feuille est l'organe chlorophyllien principal chez les végétaux. La photosynthèse s'y déroule
donc. On se demande comment les structures de cette feuille interviennent dans le déroulement de
la photosynthèse.
On répondra à cette question grâce à l'étude des 3 documents proposés.
Document 3 : La structure de la feuille et le rôle des stomates
Partie a :
Description du doc
la feuille est constituée de deux catégories de cellules chlorophylliennes : les cellules du
parenchyme palissadique et les cellules du parenchyme lacuneux. Ces dernières sont en contact
avec un espace ouvert sur l'extérieur grâce aux stomates.
Comment interviennent les stomates sur la photosynthèse ?
Parties b et c :
Description des docs
On s'aperçoit que l'ouverture des stomates est maximale entre 9 et 11 heures et entre 15 et 17
heures. C'est durant ces périodes que l'intensité de la photosynthèse est la plus importante.
On peut donc en déduire que les stomates constituent l'interface entre l'extérieur et l'intérieur de la
feuille. Lorsqu'ils sont ouverts le CO2 pénètre dans les lacunes et peut ensuite être utilisé pour la
photosynthèse.
Où se déroule cette dernière et comment le CO2 est-il utilisé ?
Document 2 : Devenir du CO2 et localisation de la photosynthèse.
Description du doc.
La carboxylase, enzyme qui permet d'incorporer le CO2 dans des molécules organiques, se retrouve
dans les chloroplastes des cellules des deux parenchymes.
Le CO2, une fois dans les lacunes, va donc être absorbé par les chloroplastes des cellules des
parenchymes et se retrouver incorporé grâce à la carboxylase dans les molécules organiques.
Ces conditions sont-elles suffisantes pour la photosynthèse ?
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Document 1 : Le rôle de la lumière
Description du doc
Le CO2 ne se retrouve dans les glucides qu'au niveau des parties éclairées de la plante. La lumière
est donc nécessaire à la photosynthèse.
C'est la chlorophylle présente dans les cellules des parenchymes qui est responsable de l'absorption
de la lumière et donc de la photosynthèse.
Synthèse
En journée les stomates sont ouverts, les CO2 peut donc pénétrer dans la feuille. Il va ensuite être
absorbé au niveau des chloroplastes des cellules des parenchymes. Enfin en présence de lumière, les
carboxylases vont permettre son incorporation dans les molécules organiques.
Au cours de cette étude, on a montré le rôle important des différentes structures foliaires dans la
photosynthèse.
Schéma de synthèse.
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