Mitose, méiose et stabilité du caryotype (programme de 2nde — Le corps humain et la santé)
Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — ADN et structure chromosomique
Corrigé :
1. Un nucléotide est le monomère de l'ADN, composé de : un sucre (désoxyribose), un groupement phosphate, et une base azotée (A, T, C ou G).
2. Complémentarité : A s'apparie avec T (liaison double), C s'apparie avec G (liaison triple). Cette règle assure la fidélité de la réplication.
3. Brin complémentaire (orientation 3'→5') : 3'-TTACGGTA-5' (ou écrit en sens 5'→3' : 5'-ATGGCATT-3').
4. L'ADN est une longue molécule en double hélice. Un chromosome est constitué d'une molécule d'ADN enroulée autour de protéines. Un gène est une portion d'ADN (séquence spécifique) portant l'information pour synthétiser une protéine.
Exercice 2 — Le caryotype humain
Corrigé :
1. Le caryotype est la représentation ordonnée et photographique de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, classés par paires selon leur taille, forme et position du centromère. Il est obtenu à partir de cellules bloquées en métaphase, phase où les chromosomes sont les plus condensés et visibles.
2. 46 chromosomes, 22 paires d'autosomes, 1 paire de chromosomes sexuels.
3. Homme : 44 autosomes + XY (46,XY). Femme : 44 autosomes + XX (46,XX).
4. On suspecte une trisomie (présence de 3 chromosomes d'une même paire au lieu de 2). Exemple : trisomie 21 (syndrome de Down), avec 3 chromosomes 21 — caryotype 47,XX,+21 ou 47,XY,+21.
Exercice 3 — Mitose et méiose
Corrigé :
1. Tableau :
Exercice 4 — Stabilité du caryotype et fécondation
Corrigé :
1. La méiose réduit de moitié le nombre de chromosomes (2n → n), produisant des gamètes haploïdes. La fécondation réunit deux gamètes haploïdes (n + n) pour former un zygote diploïde (2n). Sans méiose, les gamètes seraient diploïdes ; la fécondation donnerait des individus à 4n, puis 8n à la génération suivante : le caryotype doublerait à chaque génération. L'alternance méiose–fécondation est donc indispensable pour maintenir 2n constant.
2. Si les gamètes se formaient par mitose, ils seraient diploïdes (2n = 24). La fécondation produirait un zygote à 4n = 48. À chaque génération, le nombre de chromosomes doublerait : 24 → 48 → 96 → ..., ce qui est incompatible avec la stabilité de l'espèce.
Exercice 5 — Les mutations : analyse d'un cas
Corrigé :
1. Le code génétique est redondant : plusieurs triplets de bases (codons) peuvent coder le même acide aminé. Si la substitution aboutit à un codon synonyme (même acide aminé), la protéine est identique et la mutation est neutre. De plus, si la substitution se situe dans une région non codante, elle n'affecte pas la protéine.
2. Une mutation est transmissible à la descendance uniquement si elle survient dans une cellule germinale (qui donnera un gamète) ou dans le zygote, car ces cellules transmettent leur ADN aux générations suivantes par fécondation et mitose. Une mutation dans une cellule somatique n'est pas transmise.
3. Les UV sont des agents mutagènes : ils modifient la séquence d'ADN des cellules de la peau (kératinocytes, mélanocytes). Si la mutation touche des gènes contrôlant la division cellulaire (proto-oncogènes, gènes suppresseurs de tumeur), la cellule peut se diviser de façon incontrôlée par mitose. L'accumulation de mutations augmente le risque de cancer (mélanome, carcinome).
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