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Reproduction asexuée : stabilité génétique et évolution clonale
Mitose et clone (cellules séparées ou associées), accumulation des mutations et sous-clones, estimation du nombre de mutations d’un organisme, accidents irréversibles pérennes pour la lignée, clones en santé (cancers, lymphocytes B, bactéries), reproduction asexuée chez les êtres vivants et distinction entre reproduction et sexualité.
À propos de cette page
Les 36 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 ★ — 12 questions
Les cellules d’un clone sont génétiquement identiques :
- A. sans aucune exception
- B. à quelques mutations près
- C. seulement dans un tissu solide
- D. seulement chez les bactéries
Réponse
B. à quelques mutations près — La réplication est très fidèle mais pas parfaite : des mutations rares apparaissent à chaque division.
Un sous-clone est formé :
- A. des cellules du clone restées sans mutation
- B. des cellules qui se divisent le plus vite
- C. des cellules d’un autre clone mêlées au premier
- D. de toute la descendance d’une cellule mutée
Réponse
D. de toute la descendance d’une cellule mutée — La mutation passe à toute la descendance de la cellule où elle est apparue : ces cellules forment un sous-clone.
Les cellules sanguines issues d’une même cellule souche forment un clone de cellules :
- A. séparées
- B. soudées
- C. haploïdes
- D. issues de méioses
Réponse
A. séparées — Elles circulent isolées dans le sang, contrairement aux cellules d’un tissu solide.
Dans un clone sans échange génétique avec l’extérieur, la diversité génétique provient :
- A. des brassages méiotiques
- B. de la fécondation au hasard
- C. de mutations successives, accumulées
- D. des transferts de plasmides
Réponse
C. de mutations successives, accumulées — Sans méiose, sans fécondation et sans transfert, seule l’accumulation des mutations diversifie le clone.
Quel accident génétique est irréversible dans un clone ?
- A. La substitution d’un seul nucléotide
- B. Une mutation silencieuse
- C. La perte d’un gène par délétion
- D. Le remplacement d’un codon par un autre
Réponse
C. La perte d’un gène par délétion — Un gène perdu ne peut pas réapparaître ; une substitution pourrait, en théorie, être effacée par une autre au même site.
Dans une leucémie myéloïde chronique, le chromosome Philadelphie est présent :
- A. dans toutes les cellules leucémiques du malade
- B. dans une cellule sur deux du sang
- C. dans les gamètes des parents du malade
- D. dans toutes les cellules du corps du malade
Réponse
A. dans toutes les cellules leucémiques du malade — Toutes les cellules leucémiques le portent : elles forment un clone issu de la cellule où s’est produite la translocation.
Un lymphocyte B et tous ses descendants produisent :
- A. deux anticorps
- B. autant d’anticorps que de cellules
- C. tous les anticorps du sang
- D. un seul anticorps
Réponse
D. un seul anticorps — Chaque clone de lymphocytes B produit un seul anticorps, avec une seule sorte de chaîne légère.
Selon le modèle de l’évolution clonale des tumeurs, une tumeur :
- A. naît de la fusion de plusieurs cellules saines
- B. dérive le plus souvent d’une seule cellule
- C. est faite de cellules toutes identiques
- D. provient toujours d’une infection
Réponse
B. dérive le plus souvent d’une seule cellule — Une seule cellule fonde la tumeur ; ses descendantes accumulent ensuite des mutations et forment des sous-clones.
La parthénogenèse est :
- A. le développement d’un ovule sans fécondation
- B. la fusion de deux ovules produits par une même femelle
- C. la division d’un individu en deux
- D. la formation d’un bourgeon sur la mère
Réponse
A. le développement d’un ovule sans fécondation — C’est une reproduction sans fécondation, comme chez les pucerons en été.
La sexualité, au sens du programme, correspond à :
- A. la production de nouveaux individus, avec ou sans partenaire
- B. la formation d’un bourgeon
- C. la réunion de génomes d’origines différentes
- D. toute division d’une cellule
Réponse
C. la réunion de génomes d’origines différentes — La production d’individus est la reproduction ; la sexualité réunit des génomes d’origines différentes.
Chez l’adulte, les cellules du sang sont produites :
- A. une fois pour toutes avant la naissance
- B. par la division des globules rouges circulants
- C. par le foie, à partir des aliments digérés
- D. en permanence par des cellules souches de la moelle
Réponse
D. en permanence par des cellules souches de la moelle — Les cellules souches de la moelle osseuse se divisent toute la vie : chacune fonde un clone de cellules sanguines.
L’imatinib, utilisé contre la leucémie myéloïde chronique :
- A. supprime la translocation
- B. bloque la protéine BCR-ABL
- C. détruit tous les lymphocytes B
- D. arrête la réplication de tout l’ADN
Réponse
B. bloque la protéine BCR-ABL — Il bloque la protéine produite par le gène de fusion ; la translocation, elle, reste dans les cellules.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Combien de divisions faut-il au minimum pour qu’une cellule donne un clone de 5 × 10⁶ cellules ?
- A. Environ 2,5 × 10⁶
- B. Environ 22
- C. Environ 5 × 10⁶
- D. Environ 10⁷
Réponse
C. Environ 5 × 10⁶ — Chaque division ajoute une cellule : 5 × 10⁶ − 1 divisions. 22 correspond aux générations synchrones (2²² ≈ 4,2 × 10⁶ : il en faut 23), pas aux divisions.
Un clone de 10⁸ cellules est né d’une cellule ; un gène y mute avec un taux de 2 × 10⁻⁸ par division. Combien de mutations de ce gène attendre ?
- A. 2
- B. 0,2
- C. 20
- D. 200
Réponse
A. 2 — 10⁸ divisions × 2 × 10⁻⁸ = 2 mutations.
Dans un clone synchrone, une mutation apparue à la génération 3 se retrouve dans :
- A. 1/3 du clone
- B. 3/8 du clone
- C. 1/6 du clone
- D. 1/8 du clone
Réponse
D. 1/8 du clone — Génération 3 : une cellule sur 2³ = 8 à cette génération, donc 1/8 de toutes ses descendantes.
Un clone synchrone compte 2¹⁴ = 16 384 cellules. Une mutation est apparue à la génération 2. Combien de cellules la portent ?
- A. 8 192
- B. 4 096
- C. 2 048
- D. 16 382
Réponse
B. 4 096 — 16 384 ÷ 2² = 4 096 cellules.
Deux cellules sœurs viennent de naître d’une division ; chacune a reçu 3 mutations nouvelles. Elles diffèrent l’une de l’autre par :
- A. 6 mutations
- B. 3 mutations
- C. aucune mutation
- D. 1,5 mutation
Réponse
A. 6 mutations — Les mutations de chacune sont propres à sa copie du génome : 3 + 3 = 6 différences entre les deux sœurs.
Sous traitement, un sous-clone résistant de 10⁴ cellules double à chaque génération. Après 10 générations, il compte environ :
- A. 2 × 10⁵ cellules
- B. 10⁵ cellules
- C. 10⁷ cellules
- D. 2 × 10⁴ cellules
Réponse
C. 10⁷ cellules — 10⁴ × 2¹⁰ = 10⁴ × 1 024 ≈ 10⁷ cellules.
Un clone synchrone de 2²⁰ cellules ; 3 mutations par cellule et par division. Combien de mutations porte en moyenne une cellule finale, par rapport à la cellule de départ ?
- A. 3 × 2²⁰
- B. 60
- C. 3
- D. 20
Réponse
B. 60 — Chaque lignée a traversé 20 divisions : 20 × 3 = 60. 3 × 2²⁰ est l’ordre de grandeur du total du clone, pas d’une cellule.
Une levure a perdu un gène par délétion. 500 générations plus tard, sans échange génétique, la part des cellules de sa lignée qui ont retrouvé le gène est :
- A. proche de la moitié
- B. de 1 sur 10⁹ environ
- C. de 100 %
- D. nulle
Réponse
D. nulle — Un gène perdu ne réapparaît pas : sans apport extérieur, la perte reste dans toute la lignée.
Valeurs choisies : taux de mutation de 10⁻⁹ par nucléotide et par division, génome de 6 × 10⁹ nucléotides : combien de mutations par division ?
- A. 0,6
- B. 60
- C. 6 × 10¹⁸
- D. 6
Réponse
D. 6 — 6 × 10⁹ × 10⁻⁹ = 6 mutations par division.
1 000 femelles asexuées donnent chacune 2 filles puis meurent ; leurs filles font de même. Combien de femelles après 3 générations ?
- A. 6 000
- B. 8 000
- C. 2 000
- D. 1 006
Réponse
B. 8 000 — L’effectif double à chaque génération : 1 000 × 2³ = 8 000.
Taux de mutation de 3 × 10⁻¹⁰ par nucléotide et par division ; un gène de 3 000 nucléotides. Taux de mutation de ce gène par division :
- A. 9 × 10⁻⁷
- B. 10⁻¹³
- C. 9 × 10⁻¹³
- D. 10⁻⁷
Réponse
A. 9 × 10⁻⁷ — 3 × 10⁻¹⁰ × 3 × 10³ = 9 × 10⁻⁷.
Un lymphome B, né d’une seule cellule, compte environ 2³⁰ cellules. Quelles chaînes légères y trouve-t-on ?
- A. κ et λ à parts égales
- B. Deux tiers κ, un tiers λ
- C. Une seule sorte, κ ou λ
- D. Une sorte différente par cellule
Réponse
C. Une seule sorte, κ ou λ — Toutes les cellules dérivent d’un même lymphocyte B : elles gardent sa seule chaîne légère.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Pourquoi une mutation précoce de l’embryon se trouve-t-elle dans bien plus de cellules qu’une mutation tardive ?
- A. Elle se recopie dans les cellules voisines
- B. Elle mute plus souvent que les autres
- C. Les cellules mutées se divisent plus vite
- D. Elle a eu une descendance plus nombreuse
Réponse
D. Elle a eu une descendance plus nombreuse — Une mutation se transmet à toute la descendance de la cellule mutée : plus elle est ancienne, plus cette descendance est grande.
Une personne est (R//r) pour un gène qui freine les divisions ; r est non fonctionnel et récessif. Une de ses cellules perd R. Conséquence ?
- A. Toutes les cellules de son corps perdent le frein
- B. Son sous-clone n’a plus de frein fonctionnel
- C. La cellule redevient (R//r) à la mitose
- D. Ses enfants hériteront de cette perte
Réponse
B. Son sous-clone n’a plus de frein fonctionnel — Perte d’hétérozygotie dans une cellule du corps : tout son sous-clone est (−//r), sans frein ; les autres cellules et les gamètes ne sont pas touchés.
Une tumeur traitée régresse, puis rechute avec des cellules qui portent toutes une mutation de résistance. Explication la plus juste :
- A. Un sous-clone résistant préexistait et a été sélectionné
- B. Le traitement a provoqué la mutation dans toutes les cellules
- C. Les cellules se sont habituées au médicament
- D. Une tumeur sans aucun lien est apparue
Réponse
A. Un sous-clone résistant préexistait et a été sélectionné — Le traitement tue les cellules sensibles et laisse proliférer le sous-clone résistant, déjà présent avant lui.
Un clone de 10⁹ bactéries contient 10 sous-clones résistants, nés de 10 mutations. Pourquoi leurs tailles sont-elles très différentes ?
- A. Certaines mutations de résistance sont plus fortes que d’autres
- B. L’antibiotique a agi sur certains seulement
- C. Les mutations sont nées à des générations différentes
- D. Les sous-clones ont échangé des gènes
Réponse
C. Les mutations sont nées à des générations différentes — Une mutation ancienne a eu le temps de donner une grande descendance, une mutation récente une petite.
Quelle observation montre le mieux qu’un ensemble de cellules forme un clone ?
- A. Des cellules de même forme et de même taille
- B. Une même mutation rare dans toutes les cellules
- C. Des cellules qui expriment exactement les mêmes gènes
- D. Des cellules situées dans le même organe
Réponse
B. Une même mutation rare dans toutes les cellules — Une mutation rare partagée par toutes les cellules n’a pu apparaître qu’une fois, dans leur ancêtre commun.
Chez les bactéries, la conjugaison :
- A. donne deux bactéries filles identiques
- B. réunit deux bactéries en une cellule diploïde
- C. est une forme de reproduction asexuée
- D. transfère des gènes sans former de nouvel individu
Réponse
D. transfère des gènes sans former de nouvel individu — C’est une sexualité sans reproduction : des gènes changent de cellule, le nombre de bactéries ne change pas.
Un médecin trouve 99 % de lymphocytes B à chaîne κ dans un ganglion. Pourquoi cela oriente-t-il vers un clone qui prolifère ?
- A. Chaque clone n’a qu’une sorte de chaîne légère
- B. Les cellules κ sont toujours des cellules cancéreuses
- C. Les cellules λ ont été tuées par l’infection
- D. Un lymphocyte normal produit les deux chaînes
Réponse
A. Chaque clone n’a qu’une sorte de chaîne légère — Normalement, d’innombrables clones donnent environ deux κ pour un λ ; une seule chaîne presque partout signe un seul clone.
Un élève affirme : « les cellules d’une plante issue de bouturage n’ont aucune différence génétique entre elles ». Que répondre ?
- A. Il a raison, car les mitoses recopient parfaitement l’ADN
- B. Elles diffèrent par les brassages de la méiose
- C. Elles ont accumulé des mutations au fil des mitoses
- D. Elles diffèrent par leurs chromosomes sexuels
Réponse
C. Elles ont accumulé des mutations au fil des mitoses — La plante est un clone, mais un clone n’est identique qu’aux mutations près : chaque lignée de cellules accumule les siennes.
Le chromosome Philadelphie est absent des cellules de la peau d’un malade atteint de LMC. On en déduit que :
- A. il a été hérité de l’un des deux parents du malade
- B. il a disparu de la peau par réparation
- C. l’anomalie est née dans une cellule de la moelle
- D. il apparaît partout au même moment
Réponse
C. l’anomalie est née dans une cellule de la moelle — Une anomalie héritée serait dans toutes les cellules ; absente de la peau, elle est née après la cellule-œuf, dans une cellule à l’origine des cellules sanguines.
Pourquoi les accidents défavorables persistent-ils dans une lignée asexuée ?
- A. Aucun brassage ne donne de descendants qui en sont privés
- B. Les mitoses amplifient ces accidents à chaque nouvelle division
- C. La sélection naturelle épargne les clones
- D. Seules les femelles réparent leur ADN
Réponse
A. Aucun brassage ne donne de descendants qui en sont privés — Chaque descendant reçoit tout le génome du parent, accident compris : seule une reproduction sexuée pourrait produire des descendants sans lui.
Dans un clone synchrone, une mutation est trouvée dans 0,4 % des cellules. Elle est apparue :
- A. vers la génération 4
- B. vers la génération 25
- C. dans la cellule de départ
- D. vers la génération 8
Réponse
D. vers la génération 8 — 0,4 % ≈ 1/256 = 1/2⁸ : vers la génération 8. Une mutation de la cellule de départ serait dans 100 % des cellules.
Laquelle de ces affirmations sur reproduction et sexualité est exacte ?
- A. Toute reproduction suppose une sexualité
- B. Chacune peut exister sans l’autre
- C. Toute sexualité augmente l’effectif
- D. La sexualité n’existe que chez les animaux
Réponse
B. Chacune peut exister sans l’autre — La reproduction asexuée est une reproduction sans sexualité ; la conjugaison est une sexualité sans reproduction.
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