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Maestris 2016-2017 Durée : 2 heures Mercredi 26 octobre 2016 CONCOURS BLANC BIOLOGIE Prépa scientifique (E 03) Partie 1 : 4 points - QCM Chaque question est sur 0,2 point et comporte 1 ou plusieurs réponses justes. Les reporter dans le tableau page . 1. La méiose : 1. au cours de celle-ci peuvent survenir des perturbations lors de la répartition des chromosomes 2. précède toujours la fécondation 3. ne concerne que les organismes diploïdes 4. aboutit à la formation de gamètes possédant le même patrimoine génétique 2. L’ADN : 1. signifie acide désoxyribonucléique 2. est composé de bases azotées que sont l’adénine, la thymine, la cytosine et l’uracile 3. est formé de deux brins s’enroulant pour former la double hélice de Watson et Crick 4. les bases sont reliées par des liaisons phosphodiesters 3. La mitose : 1. assure la formation de deux cellules filles identiques à la cellule mère 2. précède l’interphase nécessaire à la réplication d’ADN 3. se déroule exclusivement dans les organes reproducteurs 4. est composée de 4 phases successives qui sont la prophase, l’anaphase, la métaphase et la télophase 4. Le polymorphisme génétique dans la population humaine : 1. tous les individus possèdent les mêmes gènes 2. tous les individus possèdent les mêmes allèles 3. une modification de l’a séquence d’ADN d’un gène est appelée mutation 4. une mutation n’est jamais silencieuse 5. aucune des propositions ci-dessus n’est exacte 5. La fécondation dans les espèces diploïdes : 1. un seul spermatozoïde féconde l’ovule 2. une fécondation consiste en la rencontre de deux gamètes haploïdes 3. les mammifères sont des espèces diploïdes 4. les aneuploïdies sont des aberrations chromosomiques les plus fréquentes 5. aucune des propositions ci-dessus n’est exacte 6. Acides aminés et protéines : 1. les protéines sont composées d’une séquence en acides aminés 2. il existe 24 acides aminés différents 3. une protéine peut comporter plusieurs milliers d’acides aminés 4. la vitesse de certaines réactions chimiques peut être accélérée par des protéines (enzymes) 5. aucune des propositions citées ci-dessus n’est exacte 7. L’expression du patrimoine génétique : 1. la séquence de nucléotide d’un gène permet l’assemblage d’acides aminés qui constituent une protéine 2. l’ARN messager est composé d’acides aminés 3. l’intégralité de l’ADN présent dans le noyau est exprimée sous la forme de synthèses protéiques 4. les mitochondries possèdent leur propre ADN 5. aucune des propositions citées ci-dessus n’est exacte Page 1/7 26. Le comportement sexuel des mammifères autres que l’Homme : est indépendant des facteurs environnementaux aboutit à un accouplement dans le but de se reproduire est inhibé chez les individus des deux sexes en cas de castration est indépendant de la concentration plasmatique des hormones sexuelles 27. Le cycle cellulaire : 8. Les hétérochronies : G1 est une phase de repos de la cellule entraînant la division 1. sont dues à des modifications dela laphase durée ou de la vitesse d’un ou de plusieurs stades de développement d’une lors de la phase S, on peut observer des yeux de réplication espèce en G2, chaque chromosome porte deux chromatides à deux molécules d’ADN chacune 2. sont à l’origine des caractères propres à l’homme l’ARN polymérise est indispensable à la réplication semi-conservative la phase G1 est unedes phase de croissance de la cellule avant mitose 3. sont appelées néologies quand elles provoquent anomalies du développement à un adulte qui gardera un phénotype juvénile ou larvaire l’interphase est une étape du cycle cellulaire commune à la mitose et la méiose 4. sont dues à des mutations de28. gènes homéotiques Choisir la ou les réponses exactes : il s’agit d’une méiose de cellules gonadiques 9. Choisir la ou les réponses exactes : la photo A représente une anaphase photo B correspond à une prophase 1. il s’agit d’une méiose de celluleslagonadiques la photo A représente la photo C est observable chez un végétal en une anaphase division mitotique 2. la photo B correspond à une prophase la photo D montre un appariement des chromosomes 3. la photo C est observable chez un végétal enhomologues division mitotique 4. la photo D montre un appariement des chromosomes homologues 29. Le classement chronologique des photos cicontre serait : 10. Le classement chronologique des photos ci- contre serait : A-B-C-D 1. A-B-C-D C-D-B-A B-A-C-D 2. C-D-B-A 32. D'après ce graphique, B-A-D-C on peut affirmer que : 3. B-A-C-D la méiose commence au temps 1 et s'achève au 4. B-A-D-C MAESTRIS 32. D'après peut affirmer que :PrépaOctobre temps 5ce graphique, 30. Enon observant l’arbre phylogénétique suivant 2015 le gorille est l’espèce la plus évoluée laméiose deuxième division de au méiose commence au temps 1 et s'achève au 32. D'après ce graphique, onla peut affirmercommence que : le gibbon est l’ancêtre commun à toutes 11. D'après ce graphique, affirmer que : 5 temps et peut s'achève temps la méiose commence au temps 1 et s'achève au aules temps 54on espèces présentes tempsde 1 et s'achève au temps 5 la deuxièmeau division méiose est temps 5 1. la méioselacommence deuxième division l’orang-outan de méiose commence est dépourvu de au sinus frontal 2. division la deuxième division de méiose commence au temps 4 et réductionnelle la deuxième de méiose commence au l’homme et le5chimpanzé partagent deux temps 4 et s'achève au temps temps 4 et s'achève au temps 5 autemps temps53, la cellule est diploïde s'achève au caractères homologues laau deuxième de réductionnelle méiose estcapable de bipédie la deuxième de méiose est 4, temps cellule contient des est chromosomes seul l’homme 3. division la deuxième division deladivision méiose est réductionnelle permanente à la deux chromatides 4. au tempsréductionnelle 3, cellule est diploïde au temps 3, la cellule est diploïde au temps 3,contient la cellule diploïde à deux 5. la au temps 4, la cellule desest chromosomes au temps 4, cellule contient des chromosomes 31. Le groupe monophylétique des hominidés au temps 4, la cellule contient chromosomes chromatides à deux chromatides est composé de des : Prépa MAESTRIS Octobre 2015 Prépa MAESTRIS Octobre 2015 à deux chromatides toutes les espèces présentes sur l’arbre l’orang-outan, l’homme, le chimpanzé et le gorille situation ci-contre l’homme, le chimpanzé et 33.La le gorille 12.La situation l’homme et le ci-contre chimpanzé: ne peut exister que dans une cellule en 1.nesituation peut exister danspremière une seul l’homme estque un hominidé 33.La ci-contre division de méiose Page 4 sur 12 cellule en première division de en ne peut exister que dans une cellule correspond à deux chromosomes homologues première méiosedivision de méiose suppose y a eu obligatoirement un crossing 33.Laqu'il situation ci-contre correspond à deux chromosomes homologues 2.correspond à deux chromosomes homologues over suppose qu'il y a eu obligatoirement unne crossing peut exister que dans une cellule en 3.suppose qu'il y a eu obligatoirement un crossing-over ne peut exister que dans une cellule diploïde over première division de méiose ne peut pas exister 4.ne peut exister que dans une cellule diploïde ne peut pas exister ne peut exister que dans une cellule diploïde correspond à deux chromosomes homologues ne peut pas exister suppose qu'il y a eu obligatoirement un crossing over ne peut exister que dans une cellule diploïde 13. Chez Sordaria, organisme haploïde 34. Chez Sordaria, organisme haploïde à corps gris et à ailes1.longues, l'autre à de développement, lors du cycle toutes les cellules sont haploïdes ne peut pas exister 34. Chez Sordaria, organisme haploïde Prépa MAESTRIS Octobre 2015 lors du cycle de développement, toutes les cellules sont haploïdes 2. développement, la méiose conduit cellules lors du cycle de toutes à lesdes cellules sont haploïdes haploïdes ues. la méiose conduit à des cellules haploïdes la méiose conduit àlades cellules haploïdes 3. méiose est subie par la cellule-œuf oir et ailes vestigiales, on obtient des F2BC est subie par la cellule-œuf la méiose la méiose est 4. subielapar la cellule-œuf fécondation forme une cellule haploïde la fécondation la fécondation forme une cellule haploïde forme une cellule haploïde 5. aucuneaucune réponse réponse aucune réponse 34. Chez Sordaria, organisme haploïde Chez(nSordaria (n =obtenir 7), onles peut asques lors du croisement 35. Chez14. Sordaria = 7), 35. on peut asques suivants lorsobtenir du suivants Chez Sordaria (nobtenir = 7), onles peut les suivants du lors du cycle de développement, toutes lesasques cellules sont lors haploïdes d'une souche à spores noires et souche d'une souche à spores blanches. croisement d'une souche àcroisement spores noires et d'une à spores d'une souche à spores noires et d'une souche à spores la méiose à des cellules haploïdes blanches. On peut affirmer que conduit : blanches. On peut affirmer que : la méiose est subie 1. les asques 1, 3 affirmer et 4 sontque le par résultat d'un brassage intrachromosomique On peut : la cellule-œuf les asques 1, 3 et 4 sont le résultat d'unforme brassage la fécondation une cellule haploïde les asques 1, 3 et 4 sont le résultat d'un brassage 2. les asques 2, 3 et 4 sont le résultat d'un brassage intrachromosomique lus fréquents intrachromosomique aucune réponse intrachromosomique noritaire par les rapport aux trois autres 3. chacune des 8 spores contient 7 chromosomes asques 2, 3 et 4 sont le résultat d'un brassage liquer que siintrachromosomique un crossing est intervenu les8asques 3 et 4 sont résultat d'un brassage 4. over chacune des spores2,donnera unelecellule-œuf es sont indépendants intrachromosomique chacune des 8 spores contient 7 Sordaria chromosomes 5.chacune des 8 spores estles issue d'une suivants lors du 35. Chez (n = 7), on peut obtenir asques chacune des 8souche spores contient 7 chromosomes chacune des 8 spores donnera une cellule-œuf fécondation croisement d'une à spores noires et d'une souche à spores chacune des 8 spores est issue d'unedes fécondation chacune 8 spores donnera une cellule-œuf ière division blanches. chacune des 8 spores est issue d'une fécondation 15.Le On peut affirmer que : caryotype suivant : 1.est celluled'un haploïde les asques 1, 3 et 4 celui sont d'une le résultat brassage 2.est celui d'une cellule humaine ayant subi la première division de méiose intrachromosomique 36. Le cliché suivant provientobligatoirement d'une cellule de Drosophile (2n = 8).féminin 3.provient d'un organisme lesPour asques 2, 3 eton4peut sont le résultat cette cellule, affirmer que : d'un brassage 4.peut être celui d'une cellule humaine end'une mitose 36. Le cliché suivant provient cellule de Drosophile (2n = 8). il s'agit d'une cellule en prophase 1 de méiose intrachromosomique 5.aucune réponse Pour cette cellule, on peut affirmer que : il s'agit d'une cellule en anaphase 1 de méiose chacune des 8 spores contient 7 chromosomes il s'agit d'une cellule en prophase 2 de méiose il s'agit d'une cellule en prophase 1 de méiose chacune spores donnera cellule-œuf il s'agitdes d'une8cellule en anaphase 2une de d'une méiose il s'agit cellule en anaphase 1 de méiose chacune spores est issue d'une fécondation il s'agitdes d'une8cellule en télophase 2 de méiose il s'agit d'une cellule en prophase 2 de méiose 39.La pilule du lendemain : provoque un rétrocontrôle négatif Page sur 12 2 de méiose il s'agit d'une cellule en5anaphase il s'agit d'une cellule en télophase 2 de méiose Page 5 sur 12 Page 2/7 les asques 2, 3 et 4 sont le résultat d'un brassage intrachromosomique chacune des 8 spores contient 7 chromosomes chacune des 8 spores donnera une cellule-œuf chacune des 8 spores est issue d'une fécondation 16. Le cliché suivant provient d'une cellule de Drosophile (2n = 8). Pour cette cellule, on peut affirmer que : 1. il s'agit d'une cellule en prophase 1 de méiose 2. il s'agit d'une cellule en anaphase 1 de méiose 3. il s'agit d'une cellule en prophase 2 de méiose 4. il s'agit d'une cellule en anaphase 2 de méiose 5. il s'agit d'une cellule en télophase 2 de méiose 36. Le cliché suivant p Pour cette cellule, on p il s'agit d'une cellule il s'agit d'une cellule il s'agit d'une cellule il s'agit d'une cellule il s'agit d'une cellule 17. Un crossing-over inégal : 1. Est à l’origine d’une duplication génique 2. Permet la présence d’un même gène à plusieurs loci du chromosome 3. Est un gain de fonction permettant l’évolution des espèces 4. Est une mutation étendue, donc rare, aléatoire et spontanée 5. Est à l’origine de la constitution de familles multigéniques 18. Les innovations génétiques : 1. Sont toujours à l’origine de nouvelles espèces 2. Sont des accidents fréquents 3. Permettent de calculer la vitesse d’évolution de certaines molécules 4. Sont indépendantes de l’environnement 5. Sont toujours transmises à la descendance 19. Les mutations des gènes du développement : 1. Peuvent entraîner des changements morphologiques d’organisation de grande ampleur 2. N’interviennent pas sur la chronologie relative du développement 3. Sont à l’origine du plan d’organisation commun à tous les vertébrés 4. Peuvent provoquer un retard dans le développement embryonnaire d’une structure morphologique 5. Peuvent être neutres 20. Les transferts horizontaux de gènes sont : 1. Rares chez les être animaux supérieurs 2. Fréquents chez les végétaux, pouvant représenter jusqu’à 50% du patrimoine génétique 3. Transmis de génération en génération s’ils touchent des cellules somatiques 4. Réalisés le plus souvent par un vecteur viral 5. A l’origine de cancérisations Partie 2 : 4 points - QROC (0,5 pt/ question) Répondez aux questions ci-dessous en 5 lignes maximum. a. En quoi une mutation peut-elle conduire à une spéciation ? b. Qu’est-ce qu’une famille multigénique et d’où provient-elle ? c. Quelle(s) différence(s) faîtes-vous entre spéciation allopatrique et sympatrique ? d. Quels sont les deux moteurs de l’évolution ? e. Donner la définition d’une espèce selon Mayr (1942) et précisez en quoi elle est incomplète. f. Donner trois origines possibles à une aneuploïdie. g. Quelles sont les quatre types de modifications chromosomiques observables lors de la comparaison d’un caryotype humain et celui d’un chimpanzé ? h. Pourquoi considère-t-on les gènes hométotiques comme essentiels dans le développement ontologique ? Page 3/7 (la calculatrice n’est pas autorisée) Le sujet est composé de 7 pages et de 5 exercices indépendants. Les pages 5, 6 et 7 sont à rendre avec la copie. EXERCICE 1 - Espèces et spéciation Partie 3 : 3 points - Exercice (4 points) Source : www.ac-grenoble.fr (modifié) ; Livre TS Nathan, 2012 Le lac Apoyo est un petit lac de cratère au Nicaragua (Amérique centrale) qui date de 23 000ans, il mesure 5km de diamètre et 200m de profondeur. On y trouve deux espèces de poissons du même genre : Amphilophus citrinellus et Amphilophus zaliosus. On a constaté que ces deux espèces, bien que vivant dans le même lac et bien que proches, ne s'hybrident jamais. Des analyses génétiques ont permis d’étudier les liens de parenté entre les deux espèces et les poissons d’Amphilophus citrinellus des lacs environnants. Ces études montrent que les poissons du lac Apoyo proviennent d’une seule colonisation du lac. Consigne : A partir des documents et de vos connaissances, expliquer comment s’est déroulée la spéciation dans le cas présenté. Les mécanismes de la spéciation sont attendus. Document 1. Carte de localisation du lac Apoyo et de ses lacs voisins Lac Managua Lac Xloa Lac Masaya Lac Apoyo Lac Nicaragua Document 2. Tableau comparatif de la localisation, de la morphologie, du régime alimentaire et des parades nuptiales d’Amphilophus citrinellus et d’Amphilophus zaliosus Critère de comparaison Répartition Morphologie Amphilophus citrinellus Amphilophus zaliosus Lac Apoyo, Managua et Xloa. Uniquement le lac Apoyo. Proche de celle de zaliosus. L'essentiel des différences se trouve au niveau de la cavité buccale. On observe la présence de dents semblables à des molaires (rôle de broyage), et un « bec » large. Proche de celle de citrinellus. L'essentiel des différences se trouve au niveau de la cavité buccale. On observe uniquement la présence de petites dents pointues (pas de « molaires ») et un « bec » peu large. Régime alimentaire L'analyse du contenu des estomacs montre que L'analyse du contenu des estomacs ce poisson se nourrit plutôt en eau profonde : montre que ce poisson se nourrit plutôt prépondérance de biofilms (couches de microprès du rivage : prépondérance d'algues. organismes) et d'insectes trouvés dans la vase. Parade nuptiale Parades nuptiales différentes pour les deux espèces. Page 4/7 à I'extrémitéde neurones? 50. Laquellen'est ni une hormone ni une neuro-hormone? Partie 4 : 3 points - Exercice Le systèmeLuthéranest un systèmede groupessanguinstotalementindépendanrdes sysrèmesABO er Rhésus.Les personnesLuthéran*possèdentsur leur hématiesun marqueurparticulieret les personnesLuthéran-ne le possèdentpas. La synthèsede ce marqueurestgouveméepar un gènedont on connaîtdeux allèles: Lu* qui permetla synthèseet Lu' qui ne le permetpas.L'allèle Lu* est dominant. Dans la salive de certainsindividus, on trouve à l'état dissousles marqueursdes groupessanguinsdu systèmeABO. Cesindividus sont dits < sécréteurs>. Les autresindividusdont la salivene contientpas cesruuqueurssont dits (<non sécréteurs>' Ce phénotypeparticulierest sousla dépendance d'un gènedont on connaîtdeux allèles: Se*qui fait que l'cn estsécréteur et Se-qui fait que l'on estnon sécréteur. L'allèle Se-est dominant. Les deux gènessont liés. Des enquêtesrelativesà la transmissionde cesdeux phénotlipesont portésur l6 familles : - pour tous les couplesconsidérés,I'un des parentsétait de phénofype JLu* Se*l et I'autre fl,u Se-1,de plus le parent [Lu* Se*létait hétérozygotepour les deux gènes. - dansla descendance de la majoritédescouples,on a trouvéles effectifssuivants: Nonbru ct ptfootypc dcr enfentr Frmilhr I Lr* SG*I I Lr- SG-| I Lr' Sc-I lLd sc*I t 2 0 4 0 I 6 0 2 0 l") Expliquezen quoi cesrésultatsont amenéà considérerque les deux gènessont liés. 2") Indiquez à I'aide de schémaset aprèsjustification la dispositionla plus probabledesallèlesde cesdeux gènes sur les chromosomesd'un parent hétérozygotedu couple I et sur les chromosomesd'un parent hétérozygotedu couple2. Dans I'une des familles étudiées(parents[Lu* Se*] et [Lu-Se-l), la descendance est la suivante: I enfant [Lu*Se*1.0 enfant[Lu- Se-],3 enfants[Lu* Se-]et 5 enfants[Lu- Se*l 3") Quelle est chez le parent ILu* Se*]la dispositionla plus probable des allèlessur les chromosomes? (pas de justification) 4") Expliquez à I'aide de 3 schémasjudicieusementchoisis,légendéset non commentésle comportementdes chromosomesqui, au cours de la méiose,permet de comprendrele phénotypede I'enfant [Lu* Se"]. Page 5/7 Partie 5 : 6 points - Exercice Page 6/7 Tableau de réponses pour le QCM Nom : Prénom : Consigne : Mettre une croix dans chaque case correspondant à une affirmation correcte du QCM. 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Page 7/7
