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La complexification des génomes : transferts horizontaux et endosymbioses
Transferts horizontaux de gènes (bactéries, virus), endosymbioses à l'origine des mitochondries et des chloroplastes, gènes d'origine virale (programme de Terminale spécialité SVT)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 24 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 8 questions
Un transfert génétique horizontal se fait :
- A. de parents à descendants lors de la reproduction
- B. entre organismes sans lien de filiation
- C. uniquement entre cellules d'un même organe
- D. exclusivement pendant la méiose
Réponse
B. entre organismes sans lien de filiation — Horizontal signifie entre organismes qui ne sont pas parent et descendant, souvent d'espèces différentes ; la transmission des parents aux descendants est verticale.
La conjugaison bactérienne nécessite :
- A. un bactériophage
- B. de l'ADN libéré dans le milieu extérieur
- C. une division cellulaire
- D. un contact entre deux bactéries
Réponse
D. un contact entre deux bactéries — Le plasmide passe par un pont cytoplasmique (pilus) qui relie la donneuse et la receveuse : le contact est indispensable.
Le transfert d'ADN d'une bactérie à une autre par l'intermédiaire d'un virus s'appelle :
- A. la transduction
- B. la transformation
- C. la conjugaison
- D. la transcription
Réponse
A. la transduction — Dans la transduction, un bactériophage emporte par erreur un fragment d'ADN de la bactérie infectée et l'injecte dans une autre bactérie.
Les mitochondries dérivent d'une bactérie apparentée aux :
- A. cyanobactéries
- B. archées hyperthermophiles
- C. α-protéobactéries
- D. bactéries lactiques
Réponse
C. α-protéobactéries — Les séquences d'ARN ribosomique mitochondriales se rangent parmi celles des α-protéobactéries ; les cyanobactéries sont à l'origine des chloroplastes.
Les chloroplastes dérivent :
- A. de mitochondries modifiées
- B. de champignons unicellulaires
- C. de cyanobactéries
- D. de virus à ARN
Réponse
C. de cyanobactéries — Les chloroplastes sont issus d'une endosymbiose primaire avec une cyanobactérie, bactérie photosynthétique.
Un rétrovirus endogène est :
- A. une séquence virale transmise à la descendance
- B. un virus qui infecte exclusivement les bactéries
- C. une protéine de l'enveloppe du noyau
- D. un plasmide de résistance aux antibiotiques
Réponse
A. une séquence virale transmise à la descendance — C'est un provirus intégré dans la lignée germinale : il fait partie du génome et se transmet verticalement.
Chez les mammifères placentaires, la syncytine intervient dans :
- A. la réplication de l'ADN mitochondrial
- B. la photosynthèse des chloroplastes
- C. la conjugaison entre bactéries
- D. la formation du placenta
Réponse
D. la formation du placenta — La syncytine fait fusionner des cellules du trophoblaste en syncytiotrophoblaste, couche d'échanges du placenta.
Lequel de ces caractères rapproche la mitochondrie d'une bactérie ?
- A. un noyau entouré d'une enveloppe
- B. un ADN circulaire propre
- C. des chromosomes linéaires à histones
- D. une paroi de cellulose
Réponse
B. un ADN circulaire propre — Comme les bactéries, la mitochondrie possède un ADN circulaire, sans histones ; elle n'a ni noyau ni paroi.
Niveau moyen — 8 questions
On mélange une souche résistante à un antibiotique X et une souche résistante à un antibiotique Y, puis on étale sur milieu X + Y. Des colonies n'apparaissent que si les souches sont en contact. Le mécanisme est :
- A. la transformation
- B. la transduction
- C. la conjugaison
- D. une mutation spontanée
Réponse
C. la conjugaison — Seule la conjugaison exige un contact entre cellules ; une mutation spontanée se produirait aussi sans contact.
L'ajout d'une DNase au milieu empêche :
- A. la transformation
- B. la conjugaison
- C. la transduction
- D. la réplication des plasmides
Réponse
A. la transformation — La DNase détruit l'ADN libre du milieu. Dans la transduction l'ADN est protégé par la capside, dans la conjugaison il passe de cellule à cellule.
Une bactérie a reçu un plasmide portant un gène de résistance. Ses descendants par division :
- A. perdent aussitôt le plasmide
- B. deviennent sensibles à l'antibiotique
- C. ne peuvent plus faire de conjugaison
- D. héritent en général du plasmide
Réponse
D. héritent en général du plasmide — Le plasmide se réplique et ses copies sont réparties entre les cellules filles : après le transfert horizontal, la transmission devient verticale.
Une protéine mitochondriale codée par un gène du noyau est synthétisée :
- A. par les ribosomes de la mitochondrie
- B. dans le cytosol, puis importée
- C. directement entre les deux membranes
- D. au sein de la matrice mitochondriale
Réponse
B. dans le cytosol, puis importée — L'ARNm quitte le noyau et est traduit par les ribosomes du cytosol ; la protéine est ensuite importée dans la mitochondrie.
Un rétrovirus s'intègre dans le génome d'un lymphocyte d'un adulte. Cette séquence :
- A. ne sera pas transmise aux enfants
- B. sera transmise à tous ses enfants
- C. sera transmise à la moitié des enfants
- D. deviendra un gène de syncytine
Réponse
A. ne sera pas transmise aux enfants — Le lymphocyte est une cellule somatique : seule une intégration dans la lignée germinale est transmise à la descendance.
Chez les bactéries, les transferts horizontaux permettent surtout :
- A. de réduire la taille du chromosome
- B. de remplacer la division par scissiparité
- C. d'acquérir vite de nouvelles fonctions
- D. de supprimer les mutations
Réponse
C. d'acquérir vite de nouvelles fonctions — Un gène reçu est déjà fonctionnel (résistance, nouvelle voie métabolique) : la bactérie acquiert la fonction en une seule étape.
Un bactériophage transducteur apporte à la bactérie receveuse :
- A. uniquement des protéines de la bactérie donneuse
- B. un fragment d'ADN de la bactérie donneuse
- C. le plasmide F de la bactérie receveuse
- D. des ribosomes de la bactérie donneuse
Réponse
B. un fragment d'ADN de la bactérie donneuse — Lors de l'assemblage des phages, un fragment d'ADN de la bactérie donneuse est empaqueté par erreur dans une capside, puis injecté dans une autre bactérie.
Un chloroplaste isolé et placé dans un milieu nutritif :
- A. se divise indéfiniment comme une bactérie
- B. se transforme en cyanobactérie libre
- C. fabrique toutes ses protéines lui-même
- D. ne peut pas se multiplier durablement
Réponse
D. ne peut pas se multiplier durablement — La plupart de ses protéines sont codées par le noyau et importées : isolé, le chloroplaste ne peut pas les obtenir.
Niveau difficile — 8 questions
Les syncytines de la souris et de l'Humain :
- A. sont codées par le même gène hérité d'un ancêtre commun
- B. sont issues de protéines bactériennes transférées
- C. sont absentes du placenta de ces deux espèces
- D. proviennent de captures indépendantes de rétrovirus
Réponse
D. proviennent de captures indépendantes de rétrovirus — Elles dérivent de gènes env de rétrovirus différents, situés à des positions différentes : ce ne sont pas des gènes homologues.
Une bactérie devient résistante après une transformation. Un élève conclut que l'antibiotique a fait apparaître le gène. Son erreur :
- A. l'antibiotique a détruit le gène de résistance
- B. le gène existait déjà ; l'antibiotique trie
- C. la transformation n'existe que chez les virus
- D. la résistance ne se transmet jamais
Réponse
B. le gène existait déjà ; l'antibiotique trie — Le gène préexistait chez la bactérie donneuse ; l'antibiotique élimine les bactéries sensibles et laisse se multiplier celles qui l'ont reçu.
Le génome mitochondrial est bien plus petit que celui des α-protéobactéries actuelles car :
- A. des gènes ont été perdus ou transférés au noyau
- B. la mitochondrie a perdu son ADN au profit du cytosol
- C. les α-protéobactéries ont dupliqué tout leur génome
- D. l'ADN mitochondrial est dépourvu de gènes
Réponse
A. des gènes ont été perdus ou transférés au noyau — Au cours de l'endosymbiose, l'endosymbiote a perdu des gènes inutiles et beaucoup d'autres ont été transférés dans le noyau de l'hôte.
Un élève affirme qu'une double membrane et un ADN propre suffisent à prouver l'origine bactérienne d'un organite. Que répondre ?
- A. oui : ces deux critères suffisent à conclure
- B. oui : seul un organite bactérien a de l'ADN
- C. non : le noyau a aussi ces deux caractères
- D. non : un ADN propre signe une origine virale
Réponse
C. non : le noyau a aussi ces deux caractères — Le noyau possède une double enveloppe et de l'ADN sans être d'origine bactérienne : l'argument décisif est la parenté des séquences.
Lequel de ces transferts est vertical ?
- A. le passage d'un plasmide entre deux espèces
- B. l'ADN mitochondrial reçu de la mère
- C. l'intégration d'ADN bactérien dans une plante
- D. l'apport d'un gène par un bactériophage
Réponse
B. l'ADN mitochondrial reçu de la mère — La mitochondrie a une origine endosymbiotique, mais son ADN se transmet aujourd'hui des parents (surtout la mère) aux descendants : transfert vertical.
Un gène acquis par transfert horizontal dans un génome bactérien se reconnaît notamment par :
- A. une présence chez toutes les espèces du groupe
- B. une séquence identique à celle de ses voisins
- C. une absence totale de mutation
- D. une composition en bases inhabituelle
Réponse
D. une composition en bases inhabituelle — Un gène venu d'une autre lignée garde souvent une composition en bases différente du reste du génome ; il est aussi absent chez les proches parents.
Les transferts horizontaux et les endosymbioses complexifient les génomes car ils :
- A. remplacent les mutations comme source de diversité
- B. ne concernent que les procaryotes
- C. ajoutent en bloc des gènes déjà fonctionnels
- D. suppriment les gènes inutiles de l'hôte
Réponse
C. ajoutent en bloc des gènes déjà fonctionnels — Ils s'ajoutent aux mutations sans les remplacer, concernent aussi les eucaryotes et apportent d'un coup des gènes fonctionnels venus d'une autre lignée.
Une mutation empêche l'importation de protéines dans les chloroplastes d'une plante. Conséquence la plus probable :
- A. des chloroplastes privés de la plupart de leurs protéines
- B. aucun effet, car le chloroplaste fabrique lui-même toutes ses protéines
- C. des chloroplastes plus nombreux mais plus petits
- D. la perte immédiate de l'ADN chloroplastique
Réponse
A. des chloroplastes privés de la plupart de leurs protéines — La majorité des protéines du chloroplaste sont codées par le noyau et importées : sans importation, l'organite ne fonctionne plus.
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