Pratique du raisonnement scientifique

  

La question met en jeu la capacité de pratiquer des raisonnements scientifiques et valide ainsi la compétence méthodologique.
Elle propose des documents originaux visant à la résolution d'un problème scientifique. Le bilan des informations tirées de l'analyse des documents permet de construire de façon argumentée une synthèse permettant de résoudre le problème posé.
L'évaluation prend en compte la précision de l'analyse, la rigueur du raisonnement et la qualité de la synthèse des conclusions.Les connaissances sont utiles pour comprendre les documents, mais ne constituent pas un objet d'évaluation. Cette évaluation des compétences dans la pratique du raisonnement scientifique concerne:
!
!- la saisie des données
- l'analyse et la mise en relation de ces données
- la formulation d'un problème scientifique
- l'élaboration d'hypothèses- la conception de protocoles expérimentaux
- l'analyse pertinente de résultats d'expériences- l'interprétation de ces résultats
- la conclusion (réponse au problème formulé).

Elle doit aboutir à la réalisation d'une synthèse à partir des informations fournies et éventuellement de connaissances plus larges et/ou à l'élaboration d'un schéma fonctionnel qui met en évidence des liens dynamiques entre structures biologiques ou encore à la représentation du fonctionnement régulé et hiérarchisé de l'organisme.

1- Ce qu'il faut faire au brouillon!!
a) D'abord, analyser le sujet
- Analyser attentivement les documents et noter au brouillon les informations utiles pour résoudre la question posée;
- Poser le problème biologique à partir des informations recueillies.

b) Ensuite, construire la réponse
- formulation d'hypothèses, analyse des données, interprétation, conclusion......
- illustrer si nécessaire par un schéma de synthèse bien soigné. !


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Exercices corrigés pour certains

Exercice 1: Les relations endocrines
Des lésions de l'hypophyse entraînent des troubles graves de la sexualité. Pour connaître la nature des mécanismes qui lient l'hypophyse à la sexualité, différentes expériences ont été réalisées.
!
1°) Chez la femme adulte, ces lésions entraînent un arrêt des cycles ovarien et utérin et la régression des caractères sexuels secondaires. Chez l'homme adulte, elles entraînent l'atrophie des testicules, la diminution du volume de la prostate et des vésicules séminales ainsi que la régression des caractères sexuels secondaires.

Quelles hypothèses peut-on à priori formuler sur la nature du lien fonctionnel existant entre l'hypophyse et les caractères sexuels?
!
2°) Pour mettre en évidence le mode d'action de l'hypophyse, on travaille sur le rat mâle.

!a) L'ablation du lobe antérieur de l'hypophyse chez un rat mâle adulte A entraîne l'atrophie testiculaire et une diminution du volume de la prostate et des vésicules séminales.

b) chez un rat hypophysectomisé et castré, l'injection de testostérone rétablit le volume de la prostate. L'injection d'extraits hypophysaires n'a aucun effet.

c) On met en parabiose le rat A avec un rat B castré. On constate que les prostates de A et de B sont normaux et que les testicules de A retrouvent une activité et un volume normaux.

Analysez ces données expérimentales.

3°) a) Chez une rate pubère, l'ablation du lobe antérieur de l'hypophyse provoque un arrêt des cycles ovariens, une diminution du volume de l'utérus et un arrêt des cycles utérins.

b) L'injection ou la prise orale d'oestradiol restaure le volume de l'utérus, mais ne rétablit pas les cycles.

c) Une rate pubère A non gestante hypophysectomisée est mise en parabiose avec une rate pubère B non gestante et ovariectomisée. Les utérus de A et B retrouvent leur volume et leurs cycles normaux. Ces cycles sont parallèles et synchronisés avec ceux des ovaires de A.

Commentez ces expériences.

4°) Quelle conclusion doit-on tirer de l'ensemble de ces résultats?

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!!!
Exercice 2: Hérédité et génétique
Le croisement d'une plante grande verte avec une plante naine jaune donne en F1 20 plantes grandes vertes et 20 plantes naines vertes.

Un autre croisement d'une plante grande verte avec une plante naine jaune (plantes différentes du premier croisement) donne en F1, 19 plantes grandes vertes et 21 plantes grandes jaunes.

Interpréter ces résultats.

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Exercice 3: Système nerveux et comportement moteur

Pour capturer un guépard qui a échappé d'une réserve naturelle d'animaux sauvages, un garde se sert d'une petite flèche enduite d'atropine. L'animal blessé devient incapable de tout mouvement.
!

1) Quelle problématique peut-on poser?

!
2) Formuler deux hypothèses valables expliquant l'action de l'atropine.
!
3) Pour comprendre l'action de l'atropine, on réalise les expériences suivantes sur une préparation vivante nerf sciatique- muscle innervé:
!
!Expérience 1:
Le nerf sciatique seul est placé dans une solution physiologique contenant de l'atropine.
Une stimulation efficace du nerf entraîne une secousse musculaire.

Expérience 2:
Le nerf sciatique et le muscle sont introduits dans la solution physiologique contenant de l'atropine.
Une stimulation efficace du muscle entraîne une secousse musculaire;
Une stimulation efficace du nerf ne provoque aucune secousse musculaire.

• Schématiser le protocole expérimental.
• Quelles déductions tirer de ces résultats?

4) Citer trois hypothèses plus précises expliquant l'action de l'atropine.

5) En déposant une petite dose d'acétylcholine à l'aide d'une micropipette au niveau de la jonction neuromusculaire, on observe une secousse musculaire en l'absence de toute excitation.
Sachant qu'après la stimulation du nerf dans la deuxième expérience, on a mis en évidence dans la solution physiologique de l'acétylcholine, quelle hypothèse formulée précédemment est ainsi validée?
!
6) Expliquer les résultats des expériences relatées dans la partie 3).
!
7) Conclure.
!!                                               Accès au corrigé


Exercice 4: Extrait bac Sénégal 2016 - Série S2 - Noté sur 08 points
                                  Hérédité humaine

La polykystose rénale est une pathologie humaine qui se manifeste par l’apparition de kystes, principalement  au niveau des reins. Il s’agit dans la plupart des cas d’une maladie héréditaire. Il en existe plusieurs formes, dont les modalités d’apparition (notamment l’âge des premiers signes) et les symptômes sont variables. On se propose d’étudier le mode de transmission de cette maladie.

Donnée 1 : Dans la famille A, la polykystose rénale est présente. Elle se manifeste vers 40 ans et                            conduit à une insuffisance rénale importante nécessitant une hémodialyse.
                   L’arbre généalogique de la famille A est présenté dans le document 1 suivant.

Document 1: Arbre généalogique de la famille A

Donnée 2 : L’individu I1 de la famille A est décédé à 92 ans sans jamais présenter de kystes. Ses ascendants aussi n’ont jamais présenté la maladie.

Donnée 3 : Des analyses génétiques réalisées sur plusieurs familles présentant cette forme de la pathologie ont montré que la présence de 2 allèles de la polykystose rénale chez un même individu (état homozygote) conduit à la mort de l’individu au stade embryonnaire.

1. Indiquez en analysant les données 1 et 2, si l’allèle impliqué dans la maladie de la famille A est dominant ou récessif. (1 point)

2. Précisez, en la justifiant, la localisation autosomique ou gonosomique de l’allèle
impliqué. (1,5 point)

3. Précisez le génotype de chacun des individus II1, II2, III1 et III4. (1 point)

4. Indiquez si on peut prévoir d’après l’arbre généalogique si l’individu III5, âgé de 21 ans, présentera ou non une polykystose. (1 point)

5. Précisez les différents types de gamètes que les individus III1 et III4 peuvent produire. (1 point)

6. Déduisez de la question précédente et en utilisant un échiquier de croisement la probabilité pour que les enfants des individus III1 et III4 (désireux de se marier entre eux) soient atteints de polykystose rénale. (1 point)

Donnée 4 : La famille B, présente également des cas de polykystose rénale. L’arbre généalogique de cette famille est présenté dans le document 2.

Document 2: Arbre généalogique de la famille B

Donnée 5 : L’individu IV1 du document 2 provient d’une famille dans laquelle il n’y a jamais eu de cas de polykystose rénale.

7. Analysez l’arbre généalogique du document 2 et déduisez-en si l’allèle présent dans la famille B est dominant ou récessif. (0,5 point)

8. III5 est une femme malade dont le père II4 est sain. Que peut-on déduire de cette observation sur la localisation chromosomique de l’allèle responsable de la maladie ? (1 point)


Exercice 5: Extrait Bac Sénégal 2016 - Série S1 - Noté sur 08 points
                           Hérédité Humaine

L’absence de pigmentation dans le fond de l’oeil est nettement repérable lors d’un examen
ophtalmologique : le fond de l’oeil ne présentant pas de pigment, les vaisseaux sanguins choroïdiens apparaissent très visibles ; cette anomalie entraîne pour le sujet touché une vision très diminuée.

Le document 1 montre la transmission au sein d’une famille de cette anomalie qualifiée d’albinisme oculaire.

Document 1

Le document 2 montre le fond de l'oeil de différents sujets.

Document 2

[a] s’observe notamment chez II1 ; II3 et III3 du document 1.

[b] s’observe notamment chez II2 et III2 du document 1.

[c] s’observe chez tous les sujets atteints d’albinisme oculaire du document 1.

1) L’allèle responsable de la maladie est-il dominant ou récessif ? Justifiez votre réponse. (1 point)

2) L’allèle responsable de la maladie est-il lié au sexe ? Justifiez votre réponse. (2 points)

3) Pourquoi le phénotype [b] ne peut-il être observé que chez les femmes ? (1 point)

4) Donnez les génotypes des individus suivants : II1, II2, III2, III4. (2 points)

5) La femme III2, après une union avec l’homme III3, épouse son cousin III1.

Quelle est la probabilité pour ce couple d’avoir un enfant atteint :

- si c’est un garçon ?

- si c’est une fille ? (2 points)

Exercice 6: Extrait Bac Sénégal 2014 - Série S2 - Noté sur 08 points
                        Régulation de la glycémie

1) Le taux moyen de glucose dans le sang est de 1g/l. Au niveau d’une partie des reins, le sang est filtré (filtration glomérulaire) ; tout le glucose du sang passe dans l’urine mais une réabsorption (nouveau passage dans le sang) s’opère au niveau d’autres éléments des reins, les tubules. Le document 4 montre l’évolution de ces deux phénomènes.

Déterminez graphiquement à l’aide du document 4 la valeur approximative de la glycémie à partir de laquelle on observe une glycosurie. Justifiez votre réponse. (1 pt)

2) De nombreuses observations ont montré que le mauvais fonctionnement du pancréas était la cause d’un grand nombre de diabètes.

Le document 5 représente une coupe histologique de pancréas de chien vue au microscope optique.

On distingue deux types de cellules :

-Cellules X sécrétrices de suc pancréatique évacué par des canaux aboutissant au tube digestif.

-Cellules Y formant des îlots de Langerhans parcourus par de nombreux vaisseaux sanguins.

On pratique des expériences sur trois lots de chiens.

1^er lot. On ligature les canaux excréteurs des cellules X : on ne détecte que des troubles digestifs.

2^ème lot. On injecte de l’alloxane, substance chimique qui provoque des lésions au niveau des îlots de Langerhans : on observe une hyperglycémie mais pas de troubles digestifs.

3^ème lot. On pratique une ablation totale du pancréas puis on le greffe au niveau du cou : on constate des troubles digestifs, mais pas de diabète.

-         Quelles conclusions pouvez-vous tirer des résultats de chaque expérience ? (1 point)

3) Les graphiques 1 et 2 du document 6 montrent l’évolution de la glycémie et de l’insulinémie chez un sujet normal et chez un sujet diabétique.

a) Analysez  le document 6. (1,5 point)

b) Formulez une hypothèse sur la cause du diabète du sujet diabétique. (1 point)

c) La stimulation électrique d’un noyau hypothalamique entraîne une augmentation de la sécrétion d’insuline.

-Que peut-on en déduire ? (0,5 point)

d) Cette sécrétion d’insuline n’apparaît pas si l’on sectionne les nerfs pneumogastriques qui innervent le pancréas ou si l’on détruit certaines zones du bulbe rachidien.

La stimulation du bout central des nerfs sectionnés est sans effet alors que celle du bout périphérique déclenche une forte sécrétion d’insuline.

-Quelle(s) information(s) apportent ces résultats ? (1 point)

e) On obtient également une importante sécrétion d’insuline après l’injection de plasma hyperglycémique dans le noyau hypothalamique.

-Interprétez ce résultat. (1 point)

f) A partir des informations obtenues en 3c, 3d et 3e, faites un schéma de synthèse montrant le mécanisme qui déclenche la sécrétion d’insuline. (1 point)

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Exercice 7: Extrait Bac Sénégal 2014 - Série S1 - Noté sur 08 points
                                  Hérédité humaine

Un enfant de sexe masculin présente des troubles de l’excrétion urinaire en raison de difficultés à éliminer l’adénine. Cette base azotée est normalement dégradée avant d’être éliminée, par une chaîne de réactions faisant intervenir plusieurs enzymes dont l’Adermine phosphoribosyltracosférase (APTR). Des analyses ont montré que l’activité de l’APTR chez cet enfant était quasi nulle. Les dosages de cette activité chez des membres de sa famille ont donné les résultats suivants :

- Père : 50%

- Mère : 50%

- Grand-père maternel : 50%

- Grand-mère maternelle : 100%

- Demi-frère (issu d’un mariage précèdent de sa mère avec un homme dont l’activité enzymatique est maximale) : 100%.

REMARQUE : aucun de ces individus n’est malade

1. Schématisez l’arbre généalogique de la famille de cet enfant. (1,5 point)

2. L’allèle responsable de ces troubles est-il récessif ou dominant? Justifiez votre réponse. (1 point)

3. Comment peut-on expliquer une activité enzymatique égale à 50%? (1,5 point)

4. L’allèle est-il porté par un chromosome sexuel ou par un autosome? Justifiez votre réponse. (2 points)

5. Ecrivez le (ou les) génotype(s) possible(s) de chaque membre de la famille, y compris le père du demi-frère. (2 points)

Exercice 8: Extrait Bac Sénégal Juillet 2013 - Série S2 - Noté sur 08 points
                     Hérédité humaine

Les arbres généalogiques suivants montrent la transmission dans deux familles, d’une maladie héréditaire.

1) Le gène allèle responsable de la maladie est-il dominant ou récessif ? Justifiez votre réponse. (01 point)

2) Le gène allèle responsable de la maladie est-il localisé sur un autosome ou sur un gonosome ?

En utilisant les informations issues des deux arbres généalogiques, envisagez et discutez chaque éventualité. (02,25 points)

3)      Le tableau ci-dessous montre la descendance de pères ou de mères atteints mariés à des conjoints sains.

Quelle précision l’étude du tableau précédent apporte-t-elle sur le mode de transmission du gène responsable de la maladie ? (01,5 pt)

4) Indiquez le ou les génotypes possibles des individus de la famille B. (01,75 pt)

5) Quelle serait la probabilité d’avoir un enfant atteint pour un couple dont le mari et la femme sont atteints mais le père de la femme est sain ?

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Exercice 9: Extrait Bac Sénégal Juillet 2013 - Série S1 - Noté sur 08 points
                        Hérédité humaine

L’hypercholestérolémie est une maladie héréditaire consistant en un taux excessif de cholestérol dans le sang. Dans toutes les populations humaines, on trouve trois catégories d’individus :

- ceux à risque très élevé (RE) développent dès l’enfance une athérosclérose fulminante et meurent souvent d’infarctus du myocarde avant l’âge de quinze ans ;

- ceux à risque moyen (RM) sont atteints assez tôt d’athérosclérose et souvent frappés d’infarctus du myocarde vers la quarantaine ;

- les autres sont à risque faible (RF).

 Le cholestérol, substance non protéique indispensable aux cellules, est transporté dans le sang par plusieurs molécules. Les LDL (Low Density Lypoproteine = protéine + cholestérol) assurent les trois quart de ce transport. Chaque LDL se fixe sur un récepteur spécifique de nature protéique, placé sur la surface des cellules. Celui-ci fait alors pénétrer la LDL dans la cellule où le cholestérol est utilisé.

Le tableau ci-dessous résume, de façon simplifiée la variation de quelques paramètres selon les trois catégories d’individus.

1. En partant de l’hypothèse la plus simple (un gène à deux allèles seulement, non lié au sexe), et en justifiant la réponse, indiquez s’il y a un phénomène de dominance-récessivité ou de dominance intermédiaire. (01 point)

2. Compte tenu de la réponse à la question N°1, identifiez, parmi les trois catégories d’individus, les homozygotes et les hétérozygotes. (01,5 point)

3. a) Comment peut-on expliquer « génétiquement » la naissance des individus appartenant à la catégorie RE ? (0,5 point)

b) Pour un couple qui peut donner naissance à des individus RE, quelle est la probabilité d’avoir effectivement des descendants RE ? (0,5 point)

c) Quel lien existe-t-il entre la probabilité déterminée à la question 3-b et la fréquence des individus RE indiquée dans le tableau ? (01 point)

4. Précisez si ce gène est responsable de la présence des LDL ou de leur récepteur. Justifiez votre réponse. (02 points)

5. Comment l’expression de ce gène chez les individus RE induit-elle les différents symptômes de la maladie ? (01,5)

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Exercice 10: Extrait Bac Sénégal session Août 2012 - Série S2 - Noté 08 points
                    Hérédité et génétique
A / Chez une plante à sexes séparés appelée lychnis, la détermination du sexe est de type XY. Un gène lié au sexe contrôle la taille des feuilles : l’allèle dominant B est responsable des grandes feuilles et l’allèle récessif b est responsable des petites feuilles. Les grains de pollen qui portent l’allèle récessif ne sont pas viables.

1 - Donnez les phénotypes et les génotypes des parents ainsi que ceux de leur descendance directe dans les deux croisements suivants :

a. Plant femelle hétérozygote à grandes feuilles X plant mâle à petites feuilles. (01,25 point)

b. Plant femelle hétérozygote à grandes feuilles X plant mâle à grandes feuilles. (01,25 point)

 2 - Quel est le croisement qui donnerait uniquement des plants mâles tous à grandes feuilles ?

Justifiez votre réponse. (01,5 point)

B / Chez le maïs, on réalise un croisement entre individus de lignées pures : un maïs à grains pleins et albumen coloré croisé avec un maïs à grains rétractés et albumen non coloré.

1 - En pratique, quelles précautions faut-il prendre lorsque les plants de maïs fleurissent pour être

certain de réaliser le croisement désiré ? (0,75 point)

2 - La F1 est homogène. Elle est à grains pleins et à albumen coloré. Que peut-on en déduire ?

(0,25 point)

3-. Les plants issus de la germination des grains de la F1 font l’objet d’un croisement avec des plants résultant de la germination de grains rétractés et albumen non coloré. La descendance comprend :

- 149 grains rétractés et à albumen coloré ;

- 4035 grains rétractés et à albumen incolore ;

- 152 grains pleins et à albumen incolore ;

- 4032 grains pleins et à albumen coloré.

a. Expliquez les résultats numériques obtenus et réalisez l’échiquier de croisement qui rend compte

des résultats obtenus. (01,5 point)

b. Estimez la distance séparant les gènes qui déterminent les caractères étudiés et construisez la carte factorielle. (01,5 point)

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Exercice 11: Extrait Bac Sénégal session Août 2012 - Série S1 - Noté 08 points
                  Hérédité humaine

Soient deux maladies M1 et M2 dont la transmission de chacune est décrite respectivement par les documents 4 et 5. Ces maladies sévissent respectivement dans les familles A et B.

1. Par un raisonnement rigoureux, faites une étude des modes de transmission de ces

maladies (dominances et localisations chromosomiques). (04 points)

La fille 12 de la famille A épouse le garçon 17 de la famille B. Leurs familles respectives

leur prédisent une descendance directe où les maladies M1 et M2 seront très fréquentes.

2. Sachant que chacune des familles est totalement épargnée de la maladie de l’autre,

discutez cette prédiction. (04 points)

NB : pour chaque gène, l’allèle « malade » sera symbolisé par « M » ou « m » et

l’allèle « sain » par « S » ou « s » selon qu’ils sont dominants ou récessifs.

Vous préciserez pour chaque lettre l’indice 1 pour la maladie M1 et l’indice 2 pour la maladie M2.

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Exercice 12: Extrait Bac Sénégal 2011 - Série S2 - Noté sur 08 points   
                     Hérédité et génétique
Les canaris de type sauvage sont des oiseaux ayant un plumage verdâtre avec du noir sur les ailes et la queue. On connaît aujourd’hui chez les canaris une grande variété de plumages résultant de mutations.

PARTIE I

Selon l’aspect du plumage, les canaris peuvent être dorés ou argentés:

- le croisement de  canaris argentés entre eux donne toujours 2/3 de canaris argentés et 1/3 de canaris dorés. On remarque que certains œufs ne parviennent pas à l’éclosion.

- le croisement de canaris  dorés avec des canaris argentés donne une descendance composée de 50% de canaris argentés et 50% de canaris dorés.

Interprétez les résultats obtenus et donnez le génotype des différents individus de ces deux croisements.   (1,5 point)

PARTIE II

Selon la couleur du plumage, les canaris peuvent être de type isabelle, agate, bronze ou brun. Ces différentes colorations sont dues à deux gènes :

- un gène est responsable de la présence ou non de la couleur noire (les allèles correspondants seront notés : n+ pour la présence de noir et n pour l’absence de noir),

- un autre gène est responsable de la présence ou non de la couleur brune (les allèles correspondants seront notés : b+ pour la présence de brun et b pour l’absence de brun).

A/ On réalise des croisements entre des canaris de type agate et des canaris de type isabelle. Le plumage de ces oiseaux ne présente pas de couleur brune, la seule différence est la présence ou non de la couleur noire.

- Le type agate présente un plumage avec du noir.

- Le type isabelle a un plumage sans couleur noire.

Deux croisements de canaris de lignée pure donnent les résultats suivants :

 - Des canaris femelles de type isabelle sont croisés avec des canaris mâles de type agate.

On obtient 100% de canaris de phénotype agate.

 - Des canaris mâles de type isabelle sont croisés avec des canaris femelles de type agate.

On obtient 50% de canaris mâles de phénotype agate  et 50% de canaris femelles de phénotype isabelle.  

1) En utilisant les symboles n+ et n, b+ et b, écrivez le phénotype agate et le phénotype isabelle. (0,5 point)

2) En comparant les résultats des deux croisements, émettez une hypothèse sur la localisation chromosomique des gènes responsables du phénotype agate et du phénotype isabelle. (01 point)

3) Interprétez alors les résultats des deux croisements en précisant les génotypes et les phénotypes des individus. (01,5 point)

B/ On croise maintenant des canaris de phénotype isabelle et des canaris de phénotype bronze. 

La couleur du plumage de ces oiseaux diffère par la présence ou non de la couleur noire et la présence ou non de la couleur brune.

     - Le type bronze est dû à la présence simultanée de la couleur noire et de la couleur brune.

     - Le type isabelle correspond à un plumage sans couleur brune.

L’allèle b+ responsable de la couleur brune est dominant. Le croisement de deux lignées pures de canaris : canaris mâles de type isabelle et canaris femelles de type bronze donne 50% de canaris mâles de phénotype bronze, 50% de canaris femelles de phénotype isabelle.

Donnez le génotype des parents puis construisez l’échiquier de croisement permettant de vérifier les résultats obtenus. (02 points)

C/ On réalise le croisement d’un canari femelle au plumage isabelle et doré avec un canari mâle au plumage bronze et argenté.

En utilisant vos réponses dans les parties I et II, écrivez les génotypes possibles des canaris croisés. (01,5 point)

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Exercice 13: Extrait Bac Sénégal 2011 - Série S1 - Noté sur 08 points

                    Immunologie.

La phase de primo-infection par le virus du SIDA (le VIH) est suivie d’une période très variable de quelques mois à quelques années, durant laquelle aucun symptôme n’apparaît : on parle de porteur asymptomatique. Le sujet peut ensuite développer toute une série d’infections et de tumeurs, constituant dans sa forme la plus grave le SIDA, conséquence d’une atteinte profonde des défenses immunitaires.

On se propose d’en étudier certains aspects.

1- Après prélèvement chez un individu parfaitement sain, on effectue des cultures de lymphocytes B (dont la maturation s’est effectuée dans la moelle osseuse), et de lymphocytes T (dont la maturation s’est effectuée dans le thymus), en présence de macrophages et d’antigènes divers.

Dans une première série d’expériences, l’antigène présenté est le virus d’Epstein-Barr (EBV).

Document 1 : Résultats des cultures en présence du virus d’Epstein-Barr

+++ : Présence du paramètre étudié ; 0 : absence du paramètre étudié

1.1  Quelle(s) conclusion(s) pouvez-vous tirer de l'analyse du document 1 ? (01,5 point)

Dans une deuxième série d’expériences, l’antigène présenté est une substance extraite d’une plante, le Pokeweed (voir document 2).

Document 2 : Résultats des cultures en présence de l’antigène pokeweed

1.1.        1.2. Quelle(s) conclusion(s) tirez-vous de l’analyse du document 2 ? (01,5 point)

2- On renouvelle les expériences 1 et 5, mais en ajoutant un extrait d’une culture de cellules infectées par le VIH.

Document 3 : Résultat des cultures avec un extrait de culture de cellules infectées par le VIH.

2.1. Analysez précisément ces expériences. (01 point)

2.2. Quelle hypothèse pouvez-vous alors formuler quant au mode d’action du VIH sur le système immunitaire ? (01,5 point)

2.3. La culture d’un mélange de lymphocytes T4 et T8 extraits d’un ganglion lymphatique de malade atteint du SIDA a permis la production du virus VIH. Mais rapidement la population de cellules décline et la production de virus diminue. Elle reprend si on ajoute des lymphocytes T4 venant d’un individu sain, puis s’arrête à nouveau.

On n’obtient pas ces résultats en introduisant des lymphocytes T8.

2.3.1. En quoi ces données confirment-elles l’hypothèse précédente ? (01,5 point)

2.3.2. Quelles nouvelles informations apportent-elles ? (01 point)

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!Exercice 14: Les relations endocrines
--------------  Extrait Bac Sénégal 2010 - Série S2 - Noté sur 3,5 points


Diverses observations ont été réalisées sur des sujets malades:
!
-Le malade présente une pigmentation exagérée de la peau et des muqueuses. A cette mélanodermie s'ajoutent de nombreux troubles métaboliques graves, souvent mortels.
!
- A l'autopsie on découvre des destructions pathologiques au niveau des capsules surrénales.
(Voir document 1 ci-dessous)
!
- L'administration d'un extrait actif de cortico-surrénale est capable d'améliorer l'état des malades.
!
Par ailleurs de nombreuses expériences effectuées sur différents animaux ont donné les résultats suivants:
!
a) L'hypophysectomie entraîne une atrophie des glandes surrénales.
!
b) L'administration prolongée d'extraits cortico-surrénaliens a des effets tout à fait comparables à ceux de l'hypophysectomie.
!
c) La surrénalectomie unilatérale est suivie par une hypertrophie compensatrice de la glande surrénale restée en place, tandis que certaines cellules de l'hypophyse antérieure présentent des signes d'hyperactivité.
!
d) La section A de la tige hypophysaire (document 2) entraîne une atrophie notable du cortex surrénal. Des lésions pratiquées au niveau de l'hypothalamus provoquent les mêmes effets et, en outre, elles s'opposent à l'hypertrophie compensatrice habituellement consécutive à la surrénalectomie unilatérale.
!
1/ Analysez chacun des résultats a, b, c et d puis établissez les corrélations physiologiques entre les différents organes impliqués dans ces expériences. (1,5 points)
!
2/ Faites un schéma fonctionnel en faisant apparaître les mécanismes mis en jeu, en représentant les différents organes par des rectangles. (1 point)
!
3/ On a isolé des extraits de l'hypophyse antérieure, chez différentes espèces, un polypeptide désigné par le symbole ACTH.
!
-Le taux de cette substance augmente dans le sang des animaux soumis à la surrénalectomie.
!
-Il a été constaté que la teneur en ACTH était également supérieure à la moyenne dans le sang des malades.
!
A partir de ces nouvelles données, précisez les causes de cette maladie et complétez votre
schéma fonctionnel. (1 point)

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Exercice 15: Hérédité et génétique
-------------- Extrait bac Sénégal 2010- Série S2 noté sur 4,5 points
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L'analyse comparée du caryotype du chimpanzé et du caryotype humain a montré que les chimpanzés ont 48 chromosomes alors que l'Homme a 46 chromosomes.
Des techniques appropriées ont permis de faire apparaître des bandes sur ces chromosomes et de les comparer de manière précise.
!
1/ La figure 1 (ci dessous)permet de comparer les chromosomes n°2 de l'Homme avec les chromosomes n°2 du chimpanzé dont il existe deux types différents notés_ n°2p et n°2q.
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a)Quel constat se dégage de la comparaison des chromosomes n°2p et n°2q du Chimpanzé au chromosome n°2 de l'Homme? (0,5 point)
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b) A partir de cette comparaison, formulez une hypothèse permettant d'expliquer le passage du caryotype à 48 chromosomes du Chimpanzé au caryotype à 46 chromosomes de l'Homme.
(0,75 point)
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La figure 2 représente deux "couples" chromosomiques: (M,M) et (P,P) appartenant au caryotype d'un sujet à 48 chromosomes (sujet "normal" appartenant à la forme ancestrale), tandis que la figure 3 représente un "couple" chromosomique : (M,Mp) et un chromosome (P) appartenant au caryotype d'un sujet à 47 chromosomes (sujet dit "transloqué").
D'après la nature du chromosome transloqué Mp, deux types de disjonctions peuvent apparaître au cours de la méiose entraînant deux combinaisons chromosomiques en relation avec le nombre impair de chromosomes du sujet transloqué.
!
2/En utilisant uniquement les lettres M, Mp et P relatives aux chromosomes de la figure 3, indiquez les quatre types de gamètes qu'un sujet transloqué peut produire. (0,5 point)
!
3/ Etudions à présent le croisement de deux sujets transloqués. En utilisant les quatre types de gamètes trouvés précédemment, faites un échiquier de croisement permettant de préciser les caryotypes de la descendance d'un tel croisement. (1 point)
!
4/ Un patrimoine chromosomique est considéré comme anormal s'il renferme un chromosome en excès ou s'il lui manque un chromosome dans son caryotype.
En supposant que les descendants possédant un patrimoine chromosomique anormal ne sont pas viables, déterminez la descendance viable issue du croisement de deux sujets transloqués. (1 point)
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L'analyse de cette descendance viable permet-elle de valider ou de rejeter votre hypothèse formulée à la question 1/b? Justifiez.

!!!  

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Exercice 16: Hérédité et génétique

------------ Extrait Bac Sénégal 2010- Série S1- Noté sur 8 points

Madame D a des oreilles normales et trouve un goût amer à une substance, la P.T.C. ; elle est dite "goûteur". Son mari trouve cette substance sans saveur, il est dit "non goûteur" et par contre, il présente comme ses deux frères une hypertrichose des oreilles, c'est-à-dire qu'ils ont des touffes de poils dans l'oreille. Le père de Madame D est "goûteur" et a des oreilles normales, sa mère est "non goûteur" et a des oreilles normales. Le père de Monsieur D est "goûteur" et présente une hypertrichose des oreilles, sa mère est "goûteur" et a des oreilles normales. Monsieur D et Madame D ont trois enfants: une fille "non goûteur" à oreilles normales et deux garçons présentant tous les deux l'hypertrichose, l'un est "goûteur" et l'autre "non goûteur".
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1. Construisez l'arbre généalogique en utilisant les symboles suivants: (2,5 points)



2. Des deux allèles concernant l'aptitude à "goûter" la P.T.C., quel est celui qui est récessif? justifiez votre réponse. (1 point)
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3.a) Quelles remarques peut-on faire en ce qui concerne la transmission du gène responsable de la pilosité des oreilles? (1 point)
b) Proposez une hypothèse vraisemblable quant à la localisation de ce gène. (1 point)
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4. A l'aide d'un échiquier de croisement, donnez tous les cas d'union possibles entre les gamètes de Monsieur D et ceux de Madame D. On précise que le gène "aptitude à goûter" est autosomal. (0,5 point)
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5. Quelle probabilité y a-t-il pour qu'un enfant de ce couple ait : (2 points)
---a- Le génotype de sa mère?
---b- Le génotype de son grand-père paternel?
---c- Le génotype de sa grand-mère maternelle?
---d- Le génotype de sa grand-mère paternelle?

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Exercice 17: Hérédité humaine : Quelques anomalies génétiques
                   Extrait Bac Sénégal 2009- Série S2- Noté sur 8 points

Première partie :
On se propose d’étudier quelques anomalies chromosomiques connues dans l’espèce humaine.

A/ La figure 1 montre les chromosomes étalés d’une cellule humaine normale, fixée lors d’une étape de la gamétogenèse.

1) A partir de l’examen de la figure 1, précisez cette étape de la gamétogenèse ainsi que le sexe du sujet. Justifiez vos réponses. (01 point)
 

 2) En vous référant à la figure 2 qui représente le schéma d’interprétation de la structure A contenue dans la figure 1, et en utilisant des couleurs différentes, schématisez les aspects de chromosomes obtenus à la fin de chacune des divisions de méiose. (0,5 point)

B/ On s’intéresse par ailleurs à quelques caryotypes anormaux.

3) Le syndrome de Down :

Les individus atteints de cette anomalie présentent les symptômes suivants : petite taille, tête ronde, visage large, arriération mentale, etc. Ils sont féconds.

La figure 3 montre le caryotype d’un individu présentant ce syndrome.

3.1) Que déduisez-vous de l’analyse complète de ce caryotype ? (0,5 point)

3.2) On pense que le syndrome de Down résulte d’une anomalie qui s’est produite au cours de la gamétogenèse. Sachant que les deux parents sont normaux, expliquez avec des schémas à l’appui, comment cette anomalie a pu apparaître chez le sujet.

NB : On ne considèrera que les chromosomes de la 21^ème paire et les gonosomes. (01 point)

4) Les syndromes de Turner et de Klinefelter : 
Les personnes atteintes du syndrome de Turner sont de sexe féminin mais ne possèdent qu’un seul chromosome à la 23^e paire. Elles présentent entre autres symptômes, l’absence d’hormones ovariennes et un faible développement des caractères sexuels secondaires.

Les personnes atteintes du syndrome de Klinefelter  sont de sexe masculin et possèdent un chromosome X surnuméraire. Elles présentent les symptômes suivants : testicules atrophiés, arriération mentale, etc.

Ecrivez la formule chromosomique d’un sujet atteint du syndrome de Turner et d’un sujet atteint du syndrome de Klinefelter. (0,5 point)

Deuxième partie :

On se propose maintenant d’examiner quelques faits d’hérédité liés à ces anomalies.

C/ Les globules rouges de certaines personnes possèdent un agglutinogène (antigène) dont la synthèse est commandée par un gène « g ».

Si l’on transfuse le sang de ces personnes à d’autres personnes qui ne possèdent que l’allèle g^a du même gène, il se produit une légère agglutination.

5) Chez les individus présentant un caryotype normal, quand le père a le phénotype [g^a] et la mère le phénotype [g], les fils ont toujours  le phénotype [g] et les filles le phénotype [ga].

 Quand la mère a le phénotype [ga] et le père le phénotype [g], les fils comme les filles peuvent avoir l’un ou l’autre phénotype.

A l’aide d’un raisonnement rigoureux, précisez quel est le chromosome porteur du gène « g »puis déterminez la relation de dominance entre les allèles g et g^a, et expliquez les résultats obtenus. (01,5 point)

6) Un homme atteint du syndrome de Klinefelter a le phénotype [ga]. Son père a le phénotype [ga] et sa mère le phénotype [g].

6.1) Quel parent a produit le gamète défectueux ? Justifiez votre réponse. (0,75 point)

6.2) A quelle étape de la gamétogenèse a pu se produire l’anomalie ?  (0,25 point)

6.3) Quelle serait votre réponse à la question 6.1 si  le malade avait présenté le phénotype [g], les phénotypes parentaux restant identiques ? Justifiez votre réponse. (0,5 point)

D/ 7) Une femme atteinte du syndrome de Turner est en même temps daltonienne. On rappelle que le daltonisme est une anomalie de la vision des couleurs commandée par un gène porté par le chromosome X.

7.1) Comment expliquez-vous l’apparition de la maladie chez cette femme sachant qu’aucun de ses parents n’est daltonien ? (0,5 point)

7.2) Comment expliqueriez-vous l’apparition de la maladie chez cette femme si son père est lui-même daltonien tandis que sa mère a une vision normale des couleurs ? (0,5 point)

8) Enfin la situation suivante a été observée de manière exceptionnelle : chez des jumelles vraies, il peut arriver, dans des cas très rares, qu’une seule d’entre elles soit atteinte. On rappelle que les jumeaux vrais sont issus d’un zygote unique qui, au cours du développement embryonnaire, se scinde et donne naissance à deux embryons.
 

Expliquez alors comment, dans ces cas très rares, qu’une seule des jumelles vraies soit atteinte du syndrome de Turner. (0,5 point)

               Accès au corrigé                                        

                                        

Exercice 18: Les relations endocrines

     -----------Extrait Bac Sénégal 2009- Série S1

Diverses expériences ont été réalisées sur quelques aspects de la physiologie des capsules surrénales (glandes surrénales), situées au dessus des reins.

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1)- Chez des animaux sur lesquels on a réalisé une ablation totale des glandes surrénales, on a constaté une baisse de la volémie et par conséquent une baisse de la pression artérielle?

Formulez une hypothèse permettant d'expliquer ces résultats.

!2)- La mise en parabiose (suture des parois latérales) d'un chien normal et d'un chien surrénalectomisé entraîne la disparition des troubles évoqués précédemment chez le chien surrénalectomisé.

Que pouvez vous en déduire quant au mode d'action des glandes surrénales?
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!3)- Les résultats d'analyse de plasma sanguin et d'urine de mammifères sont regroupés dans le tableau suivant:

!Quelles autres informations vous apportent ces données sur les conséquences d'une surrénalectomie totale?
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4)- On mesure le taux d'aldostérone sécrété par la glande surrénale d'un sujet dont on fait varier les taux sanguins de K+ et de Na+.
Les résultats de cette expérience figurent dans les tableaux a et b suivants.
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Tableau A

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Tableau B


4.1) Tracez les deux courbes de variations de la sécrétion d'aldostérone: l'une en fonction du taux de Na+ et l'autre en fonction du taux de K+.

4.2) Que pouvez vous déduire de l'analyse de ces courbes?

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!5)- On a constaté que la diminution du taux sanguin de Na+ déclenche la sécrétion par le rein d'une enzyme appelée rénine.
!
- Cette substance injectée à un sujet entraîne l'apparition dans le sang d'une hormone, l'angiotensine.

- L'injection de cette hormone à un sujet normal entraîne une hausse du taux d'aldostérone.
!
A partir de ces expériences, montrez l'enchaînement des événements qui conduisent à la libération d'aldostérone.
!
6)- On sait par ailleurs qu'une réabsorption de Na+ s'accompagne d'une rétention d'eau par le rein.
Cette information permet-elle de valider l'hypothèse formulée à la question 1?

Justifiez votre réponse.

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Exercice 19: Action de l'ecstasy (drogue) sur le système nerveux 

                  Extrait Bac Sénégal 2008- Série S2 -Noté sur 8 points

Première partie: (5,5 points)

L’ecstasy est une drogue de synthèse, dérivée d’une amphétamine. Sa consommation donne des effets variables chez l’homme. Si la quantité d’ecstasy ingérée est limitée, le consommateur est euphorique, loquace et ressent un bain de bonheur. Cette phase peut durer deux à quatre heures selon la dose d’ecstasy consommée et selon la sensibilité de l’individu. Il s’en suit une période de trouble marqué par un abattement profond pouvant conduire à une dépression nerveuse.

Les résultats expérimentaux suivants permettent de comprendre le mode d’action de l’ecstasy.

A/ Les premiers résultats expérimentaux sont des enregistrements effectués sur un neurone à dopamine à la suite de stimulations portées sur un neurone à sérotonine. (document 5)

                                               Document 5

                                                  Document 6

1) A quoi correspondent les enregistrements obtenus en E₁ et en E₂ (document 6) pour les différentes stimulations ?  (1 point)

2) Quels liens peut-on établir entre les enregistrements obtenus en E₂ et ceux obtenus en E₁. (0,5 point)

3) Formulez une hypothèse permettant d’expliquer les différences entre les enregistrements obtenus en E₁. (0,5 point)

4) On injecte dans la fente synaptique F une substance X qui émet de la lumière en présence de sérotonine. En portant en S les stimulations d’intensités I₁ et I₂, on obtient une illumination plus importante avec I₂.

4.1) Interprétez ces résultats. (0,25 point)

4.2) Déduisez-en le rôle de la sérotonine (0,25 point)

4.3) Ces résultats vous permettent-ils de confirmer l’hypothèse formulée en 3) ? Justifiez votre réponse. (0,5 point)

B/ Les seconds résultats expérimentaux sont regroupés dans le tableau ci-dessous :

NB : Le nombre de + indique l’importance du phénomène.

5) Indiquez les effets de l’ecstasy de zéro à quatre heures après sa prise sur le neurone à sérotonine, puis au-delà de quatre heures. (1 point)

6) Utilisez votre réponse précédente pour expliquer les variations du paramètre mesuré au niveau du neurone à dopamine. (0,5 point)

7) Quelles relations peut-on établir entre les effets de l’ecstasy sur les différents neurones et les états d’euphorie puis de dépression consécutifs à la consommation d’ecstasy ? (1 point)

Deuxième partie :  (2,5 points)

On croise deux variétés pures de plantes P₁ et P₂, différentes par la couleur de leurs graines à albumen.

Par autofécondation, la variété P₁ produit des graines dont l’albumen et le germe sont de couleur rouge tandis que la variété P₂ produit des graines dont l’albumen et le germe sont de couleur blanche.

1^er croisement :

On dépose le pollen issu de la variété P₁ sur les stigmates des fleurs d’individus de la lignée P₂.

On obtient des graines à albumen rose clair et à germe rose.

2eme croisement :

On dépose du pollen issu d’individus de la variété P₂ sur le stigmate de fleurs d’individus de la variété P₁.

On obtient des graines à germe rose et à albumen rose foncé.

1) Dans l’hypothèse où le gène responsable de la couleur des graines est autosomal avec deux allèles, déterminez la relation de dominance entre les allèles « blanc » et « rouge ». Justifiez votre réponse. (0,5 point)

2) Faites une interprétation chromosomique des résultats de chacun des deux croisements. (1,5 point)

3) Expliquez alors les différences de couleurs constatées au niveau de l’albumen des graines issues des deux croisements. 

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Exercice 20: Hérédité et génétique

-------------    -Extrait Bac Sénégal 2008- Série S1- Noté 8 points

La drépanocytose ou anémie falciforme est une affection grave caractérisée par un aspect anormal des hématies qui prennent une forme de faucille. Ces hématies renferment une hémoglobine anormale, dite Hbs. Cette molécule présente une anomalie dans la séquence des acides aminés au niveau de la Chaîne β, par rapport à celle de l’hémoglobine normale HbA.

La drépanocytose est une maladie héréditaire. Elle est déterminée par l’allèle « s ». L’allèle « s » étant la forme mutée de l’allèle normale du gène responsable de la synthèse de la chaîne β de l’hémoglobine.

1. Le document 1 ci-dessous présente un arbre généalogique d’une famille dont certains membres sont atteints par cette affection.

a) En utilisant les renseignements fournis par ce document, démontrez si l’allèle s responsable de la maladie est dominant ou récessif. (1 point)

b) L’allèle est-il transmis par un gonosome ou par un autosome ?

---Justifiez votre réponse (1,5 point)

c) Ecrivez les génotypes du couple I₁, I₂ et de leurs enfants.

    Justifiez votre réponse. (1,75 point)

d) Calculer la probabilité pour le couple I₁, I₂ d’avoir des enfants malades. 

---Justifiez votre réponse. (1 point)

2. Les protéines sont des molécules qui, déposées sur une bande de cellulose et soumises à un champ électrique, migrent à des vitesses différentes en fonction de leur charge électrique. Cette technique, ou électrophorèse, peut ainsi être utilisée pour séparer les diverses hémoglobines notamment HbA et Hbs. Le document obtenu s’appelle un protéinogramme.

Les parents I₁, I₂ et leurs enfants ont « subi » ce test. Les protéinogrammes obtenus pour chacun d’entre eux sont représentés sur le document 2.

a) Ces résultats confirment-ils votre réponse à la question 1.a ? (1,75 point)

b) Dans quels cas les génotypes écrits à la question 1.c sont-ils confirmés ou précisés ?

---Justifiez votre réponse. (1 point)

!Exercice 21: Hérédité et génétique

------------    Extrait Bac Sénégal 2007- Série S2- Noté 8 points

A/  (3,25 points)

Chez une espèce d’insectes, on réalise deux croisements entre deux races pures , différentes par la couleur des yeux. Les résultats obtenus sont les suivants :

Premier croisement :

Parent femelle à œil rouge brique x Parent mâle à œil blanc donne :

                                                            

      100% de F1 à œil rouge brique

Deuxième croisement :

Parent femelle à œil blanc x Parent mâle à œil rouge brique donne :

       50% de F1 femelle à œil rouge brique

       50% de F1 mâle à œil blanc

1. Que peut-on déduire des résultats du premier croisement ? (0,5 point)

2. Quelle hypothèse les résultats du deuxième croisement permettent-ils de  formuler quant à la localisation  -----chromosomique du gène responsable de la couleur de l’œil ? (0,75 point)

Les caryotypes de la femelle et du mâle de cette espèce sont représentés ci-dessous :

3. En quoi l’examen de ces caryotypes permet-il d’appuyer l’hypothèse formulée précédemment à la question ---1..2  ? (1 point)

4. Donnez les génotypes des parents et des hybrides F1 dans chacun des deux croisements réalisés. (1 point)

B/  (4,75 points)

Première partie : Chez une espèce  de plante ornementale, il existe de nombreuses variétés qui se distinguent par la forme des feuilles et par la couleur des pétales.

On croise deux lignées pures, l’une à feuilles entières et à pétales blancs, l’autre à feuilles découpées et à pétales violets.

La première génération F1 obtenue comprend 237 plantes à feuilles entières et à pétales violets.

1. Que peut-on déduire de ces résultats ?

Le croisement des individus de la génération F1 entre eux donne une génération F2 composée de :

-          487 plantes à feuilles entières et à pétales violets ;

-          242 plantes à feuilles entières et à pétales blancs ;

-          245 plantes à feuilles découpées et à pétales violets.

2. Comment peut-on expliquer ces résultats ? (1 point)

3. Indiquez le génotype des parents, des individus de la génération F1 puis, établissez l’échiquier de croisement pour la génération F2. (1,5 point)

Deuxième partie : Un horticulteur réalise un croisement entre deux plantes à feuilles entières et à pétales violets, qui sont hybrides pour les deux caractères. Les graines obtenues et semées ont donné les résultats suivants :

-          84 plantes à feuilles découpées et à pétales blancs ;

-          42 plantes à feuilles découpées et à pétales violets ;

-          85 plantes à feuilles entières et à pétales violets ;

-          43 plantes à feuilles entières et à pétales blancs.

4. Comparez ces résultats à ceux du croisement effectué à la première partie de l’exercice. (0,5 point)

5. Faites une interprétation chromosomique des résultats obtenus par l’horticulteur. (1,25 point)

Exercice 22 : Hérédité et génétique

------------- - Extrait Bac Sénégal 2007- Série S1- Noté sur 08 points

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Le favisme est lié à une anomalie de l'enzyme glucose-6 phosphate déshydrogénase qui entraîne des problèmes lors de l'ingestion de certaines substances (fèves en particulier).

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1. En examinant l'arbre généalogique d'une famille dont certains membres en sont atteints (document ci-dessous), précisez si l'allèle responsable du favisme est dominant ou récessif. (1 point)

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2. Le gène responsable de l'anomalie (favisme) est-il porté par un autosome ou un chromosome sexuel? Justifiez votre réponse. (1,5 point)

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3. Quel est le génotype de l'individu II2 ? Justifiez votre réponse. (1 point)

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4. Quelle est la probabilité pour le couple III3 et III4 d'avoir :

---a) Un garçon malade (1,25 point)

---b) Une fille malade. (1,25 point)

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5. Les résultats statistiques d'une enquête menée dans la région où vivent les individus de l'arbre généalogique du document révèlent qu'une personne sur soixante prise au hasard parmi les femmes, présente le génotype de I2.

Calculez la probabilité pour III8 d'engendrer un garçon malade, s'il se marie dans la région. (2 points)

Exercice 23: Reproduction des mammifères: Contrôle de la sécrétion lactée 
                    Extrait Bac Sénégal 2002 - Série S2 -Noté sur 6 points

Chez la brebis, il est possible d’obtenir une production de lait au-delà du temps normal de lactation nécessaire au développement de l’agneau nouveau-né. Pour cela il suffit de vider régulièrement la mamelle deux fois par jour (voir figure 1 ci-après.)

Pour comprendre le mécanisme de cette lactation, on réalise une série d’expériences.

- Si on sectionne toutes les fibres nerveuses du mamelon (dénervation), on constate que la production de lait diminue puis cesse totalement bien que la traite soit pratiquée régulièrement.

- Si cette section est immédiatement suivie d’excitations régulières durant plusieurs minutes, trois fois par jour, portées sur le bout central de ces fibres, la sécrétion persiste, tandis que l’excitation du bout périphérique n’entretient pas cette sécrétion.

- La destruction de l’hypothalamus ou la section de la tige pituitaire ( voir figure 2) conduit aux mêmes résultats que la dénervation des mamelons même si l’on pratique régulièrement les traites. (La traite est l’action de tirer le lait)

1) Analysez avec soin ces résultats expérimentaux et précisez le rôle des organes mis en jeu dans la réaction étudiée. (01,5 pt)


2) Que pouvez-vous en déduire concernant les mécanismes possibles contrôlant cette production de lait ? (0,5pt)


3) Chez une femelle normale allaitante, on greffe des fragments de glande mammaire. Dès que la vascularisation est correctement réalisée, ces glandes supplémentaires fabriquent également du lait.


3.1 Que nous apporte ce résultat quant au contrôle de la sécrétion lactée ? (0,5pt)


3.2 Quelle(s) expérience(s) complémentaire(s) proposez-vous pour confirmer votre réponse ? (0,5pt)


4) Pour conclure, représentez, par un schéma intégrant les figures 1 et 2, les relations qui existent entre les différents organes envisagés au cours de cette étude. (01pt)

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Exercice 24 : Les relations endocrines 

------------    Extrait Bac Sénégal 2001 noté sur 4 points
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La thyroïde est une glande hormonale dont l'un des rôles est de permettre à un organisme vivant de lutter contre le froid.
Les hormones thyroïdiennes sont des dérivés iodés : il s'agit de la triiodothyronine (ou T3) et de la tétraiodothyronine (ou T4). L'exploration biologique de l'activité thyroïdienne peut être réalisée en injectant dans la voie sanguine (ou en l'ingérant) une certaine quantité d'iode radioactif 131I. Une étude cinétique de cette activité thyroïdienne peut alors être réalisée par dosage de la radioactivité présentée par la thyroïde en fonction du temps.
!
On se propose de rechercher et de comprendre par quel mécanisme les sécrétions hormonales thyroïdiennes sont régulées.
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1. On injecte à des rats sains une solution renfermant de l'iode radioactif  131I. Ces rats sont ensuite séparés en trois lots a, b, c :

• le lot a sert de témoin ;
• le lot b : les rats subissent une injection de T3 et de T4 ;
• le lot c : on injecte à ces rats des extraits hypophysaires contenant une fraction dénommée TSH.

On étudie ensuite en fonction du temps les variations de la radioactivité décelée au niveau de la thyroïde et traduisant l'activité de la glande. Les résultats sont représentés dans le document 1 suivant.

Document 1

Que déduisez-vous de ces résultats en ce qui concerne l'activité thyroïdienne ? (1 point)

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2. Cette activité thyroïdienne, appréciée selon la même technique que précédemment, est étudiée sur une chèvre sur qui on réalise toute une série d'expériences (voir documents ci-dessous)

!

--2.1 Après une injection de 131I, on provoque un refroidissement de l'hypothalamus de cette chèvre, puis une injection carotidienne de T3 ou T4 (voir document 2).

Document 2

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--2.2 On réalise ensuite sur cet animal une ablation de l'hypophyse. Après une période de repos, il subit une injection de 131I suivie d'un refroidissement de l'hypothalamus puis une injection de TSH (voir document 3).

Document 3

!

---a) Analysez et interprétez les résultats expérimentaux traduits par les graphes des documents 2 et 3. (2 points)

---b) En déduire le mécanisme régulateur de l'activité thyroïdienne sous forme d'un schéma. (1 point)

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!Exercice 25: Hérédité et génétique 

------------- Extrait Bac Sénégal 2001- Série S2-  Noté sur 4 points

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Chez la drosophile, on étudie la transmission de deux couples d'allèles :

• un couple d'allèles commandant la couleur du corps (corps gris, corps noir) ;
• un couple d'allèles déterminant la couleur des yeux (yeux rouges, yeux blancs).

On croise un mâle au corps gris et aux yeux rouges avec une femelle au corps noir et aux yeux blancs, ces deux parents sont de race pure. On obtient une génération F1 dont tous les individus ont le corps gris, mais dont les mâles ont les yeux blancs et les femelles les yeux rouges.

!

On croise une femelle au corps gris et aux yeux rouges avec un mâle au corps noir et aux yeux blancs. Ces deux parents sont également de race pure. On obtient une génération F1 dont tous les individus ont le corps gris et les yeux rouges.

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1. Précisez la localisation chromosomique des allèles responsables de la couleur du corps et de la couleur des yeux, en justifiant votre choix. (1 point)

!

2. Ces deux couples d'allèles sont-ils indépendants ou liés ? Justifiez votre réponse. (1 point)

!

3. Donnez le génotype des individus de la génération F1 obtenue au deuxième croisement. (1 point)

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4. Un mâle et une femelle de cette génération F1 de ce deuxième croisement s'accouplent, quelle sera la composition phénotypique et génotypique de la génération F2 obtenue ? (1 point)

Exercice 26: Hérédité et génétique

-------------  Extrait Bac Sénégal 2000- série S2- Noté sur 4 points
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Chez certains animaux comme le pigeon et le papillon, le sexe femelle est hétérogamétique et le sexe mâle homogamétique.
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1. Définir ces deux expressions (sexe hétérogamétique et sexe homogamétique) (0,5 point)
!
2. Un éleveur effectue plusieurs types de croisements entre deux variétés pures de pigeons.
!
----* Premier croisement : mâle bleu x femelle brune.
------Il obtient : 100% d'individus bleus femelles ou mâles.
----* Deuxième croisement : mâle brun x femelle bleue.
------Tous les mâles sont bleus et toutes les femelles sont brunes.
!
a) Quelles hypothèses pouvez-vous formuler sur la localisation des gènes d'après les résultats de ces deux croisements. (0,5 point)
!
b) Il procède à un troisième, puis un quatrième croisement.
!
      * Troisième croisement : mâle bleu issu du premier croisement x femelle brune de race pure. Il obtient les résultats suivants :
-------mâles : 50% bruns et 50% bleus
-------femelles : 50% brunes et 50% bleues.
!
----* Quatrième croisement : mâle bleu du deuxième croisement x femelle bleue de race pure. Il obtient les résultats suivants :
-------75% sont bleus (dont 2/3 de mâles et 1/3 de femelles)
-------25% sont des femelles brunes.
!
Vos hypothèses sont-elles vérifiées par les troisième et quatrième croisements? Justifiez sous forme d'échiquiers de croisements. (2 points)
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Chez cette race de pigeon combien de sortes de gamètes produiront respectivement la femelle et le mâle? (1 point)                                              

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Exercice 27: Régulation de la glycémie
-------------- Extrait Bac Sénégal 2000- Série S2- Noté sur 5 points
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A/ La glycémie ou teneur en glucose du sang est normalement de 1g/l. Malgré les apports alimentaires, elle fluctue très peu.
Afin de comprendre le mécanisme qui permet  de maintenir constante la glycémie, des chercheurs réalisent des expériences qui leur permettent de faire les observations suivantes :
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a) Le tableau du document 1 donne la mesure de la glycémie dans une artère de la cuisse chez un chien hépatectomisé (ablation du foie) et qui n'est pas immédiatement nourri après l'opération.

Document 1

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b) Aux moments des repas, la glycémie est élevée dans la veine porte hépatique et faible dans la veine sus-hépatique (voir document 2 : la vascularisation hépatique).

Document 2

c) Le tableau document 3 indique la teneur en glycogène hépatique de deux individus soumis à un jeûne prolongé, puis alimentés par des repas riches en glucides.

Document 3

1. Analysez de façon ordonnée ces informations. (0,75 point)

2. Émettre des hypothèses sur le(s) rôle(s) du foie dans la régulation glucidique. (0,5 point)

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B/ Des expériences ont été réalisées pour comprendre le rôle du foie dans cette régulation ainsi que le mécanisme de celle-ci.

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a) La pancrétectomie totale provoque une hyperglycémie et une glucosurie chez le chien qui meurt au bout d'un mois.

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b) Le document 4 précise la réponse physiologique consécutive à une greffe de pancréas sur un animal pancréatectomisé.

c) Le document 5a indique les réponses de deux substances pancréatiques (l'insuline et le glucagon), chez des personnes en bonne santé à la suite d'un repas riche en glucides.

Document 5a

Le document 5b représente le résultat des effets de ces deux substances sur le taux de glycogène hépatique.

Document 5b

d) Pour préciser l'action de l'insuline et du glucagon sur le foie isolé, on prélève du sang à l'entrée et à la sortie du foie afin d'en déterminer le taux de glucose. Il est alors facile de calculer le bilan hépatique du glucose. Le bilan est positif lorsqu'il sort plus de glucose qu'il n'en rentre. Au bout d'une heure de perfusion, on constate que ce bilan est quasi-nul (entrées = sorties) et reste stable. On ajoute alors des combinaisons variées d'insuline et de glucagon au sang et on étudie l'action de ces "combinaisons" sur le bilan hépatique du glucose.

Le tableau du document 5c indique les résultats obtenus.

Document 5c

1. Analysez dans l'ordre l'ensemble de ces données. (2 points)

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2. A partir uniquement des renseignements fournis par cette analyse, dégager les éléments qui interviennent pour réguler la glycémie. (0,75 point)

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C/ En tenant compte de toutes les données étudiées dans les parties A et B, proposer un schéma récaputilatif du mécanisme de la régulation de la glycémie. (1 point)

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