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1 CHAPITRE 811 STE Questions 1 à 17, A, B. Verdict 1 LES RESPONSABLES DES CARACTÈRES CHEZ LES ÊTRES VIVANTS (p ) 1. Observez les deux cellules ci-contre. a) Sous quelle forme apparaît l ADN dans la cellule 1? Sous la forme de chromosomes. b) Sous quelle forme apparaît l ADN dans la cellule 2? Sous la forme de chromatine. 2. Tous les individus d une même espèce comptent un nombre identique de chromosomes dans leurs cellules. a) Au total, combien de chromosomes l espèce humaine possède-t-elle dans la plupart de ses cellules? 46 chromosomes. b) Quel est le nom de la représentation obtenue quand on place de façon ordonnée, et par paires, nos chromosomes? Un caryotype. c) Comment appelle-t-on un segment d ADN formant les chromosomes et qui contient des informations pour fabriquer une protéine? Un gène. d) Donnez trois exemples de caractères qui sont exprimés grâce aux protéines que nous fabriquons. Réponses variables. Exemple. La couleur des cheveux, la couleur des yeux, la longueur du nez. 1

2 3. Observez l illustration ci-contre représentant l ADN de façon simplifiée. À partir des indices donnés sur l illustration, répondez aux questions suivantes. a) Nommez la base azotée représentée par la forme suivante : Donnez le nom complet. Thymine. b) Nommez la base azotée représentée par la forme suivante : Donnez le nom complet. Guanine. c) Nommez la base azotée représentée par la forme suivante : Donnez le nom complet. Adénine. d) Nommez la base azotée représentée par la forme suivante : Donnez le nom complet. Cytosine. e) Si représente un groupement phosphate, que représente? Un sucre, le désoxyribose. 4. On sait que les lettres sont les unités de base pour former des mots. a) Comment appelle-t-on les unités de base servant à former les protéines? Les acides aminés. b) L alphabet contient 26 lettres. Combien d unités de base différentes peuvent être utilisées pour former les protéines? 20 c) Vrai ou faux? Les unités de base pour former les protéines des bactéries et des champignons sont différentes de celles que nous utilisons pour fabriquer nos propres protéines. Expliquez votre réponse. Faux. Chez toutes les espèces vivantes, ce sont les mêmes 20 acides aminés qui entrent dans la composition des protéines. 5. L hormone de croissance stimule, entre autres, la croissance et le métabolisme. Cette molécule est une suite de 191 acides aminés. a) Pourquoi peut-on affirmer que cette hormone est une protéine? Parce qu elle est une molécule formée d une suite d acides aminés. b) L hormone de croissance a une fonction de contrôleur et de messager dans notre organisme. Nommez quatre autres rôles pouvant être joués par nos protéines. Soutien, transport de substances, immunité, catalyse. 2

3 6. La synthèse des protéines se réalise à la suite de certains processus dans la cellule. Placez les étapes ci-dessous dans l ordre. A. Un ARN m est formé. B. Des ARN t se lient à l ARN m. Des acides aminés sont liés les uns aux autres. C. La protéine synthétisée se détache et s enroule sur elle-même. D. Les deux brins de l ADN se séparent. E. Un ARN m s attache à un ribosome. D, A, E, B, C. 7. Précisez, pour chacun des énoncés suivants, s ils font référence à l ADN ou à l ARN. a) Mon nom complet est l acide ribonucléique. ARN. b) Le sucre qui entre dans ma composition est le désoxyribose. ADN. c) Je ne contiens pas de thymine. ARN. d) La plupart du temps, je suis une molécule comportant deux brins complémentaires. ADN. e) Une de mes bases azotées est de l uracile. ARN. f) Je suis un messager lors de la synthèse des protéines. ARN. 2 LES PRINCIPES DE L HÉRÉDITÉ (p ) 8. Pour conduire des expériences en génétique, des drosophiles, aussi appelées «mouches à fruits», sont souvent utilisées. Pour se reproduire, les spermatozoïdes des mouches mâles fécondent des ovules des mouches femelles et les œufs sont ensuite pondus par la femelle. Pourquoi peut-on affirmer que les drosophiles se reproduisent par croisement? Pour se reproduire, une drosophile mâle et une drosophile femelle échangent leurs gamètes, ces mouches se reproduisent donc par croisement. 9. Parmi les caractères étudiés chez la drosophile figure la longueur des ailes. Il existe deux formes possibles pour ce caractère, soit des ailes normales ou des ailes miniatures. Si on croise deux individus aux ailes normales d une lignée pure pour ce caractère, indiquez quelle proportion des drosophiles obtenues auront aussi des ailes normales. Expliquez votre réponse. 100 % des drosophiles obtenues auront des ailes normales puisque, lorsqu on croise deux individus d une lignée pure, tous leurs descendants sont porteurs du même caractère Drosophile aux ailes miniatures. 2. Drosophile aux ailes normales. 3

4 10. Lorsqu une drosophile possède un allèle pour les ailes normales et un allèle pour les ailes miniatures, son phénotype pour ce caractère est «ailes normales». a) S agit-il d un individu homozygote ou hétérozygote pour ce caractère? Expliquez votre réponse. Il s agit d un individu hétérozygote, car il possède les deux allèles différents pour ce caractère. b) Lequel de ces deux allèles est dominant? L allèle pour les ailes normales. c) Lequel de ces deux allèles est récessif? L allèle pour les ailes miniatures. d) Quel serait le ou les génotypes possibles pour une drosophile aux ailes normales? NN ou Nn. e) Quel serait le ou les génotypes possibles pour une drosophile aux ailes miniatures? nn. 11. Pour chacun des caractères suivants, indiquez s il est héréditaire ou non héréditaire. a) Le bronzage de la peau. Non héréditaire. b) La couleur des yeux. Héréditaire. c) La longueur des cheveux. Non héréditaire. d) La présence d une cicatrice. Non héréditaire. e) La grosseur de la main. Non héréditaire. f) Le fait de souffrir de la fibrose kystique. Héréditaire. g) Le fait de souffrir d une grippe. Non héréditaire. 12. Chez le cochon d Inde, l allèle (N) donnant une coloration noire au pelage est dominant par rapport à l allèle (n) donnant une coloration blanche. Un individu au pelage noir de lignée pure pour ce caractère est croisé avec un individu au pelage blanc. Quelle est la probabilité qu un individu noir issu de ce croisement soit hétérozygote pour ce caractère? Justifiez votre réponse à l aide d une grille de Punnett. La probabilité qu un individu noir issu de ce croisement soit hétérozygote pour ce caractère est de 100 %, comme on le voit dans la grille qui suit. Parents Pelage noir Pelage blanc Génotype NN nn 4

5 Gamètes possibles N N n n Grille de Punnett n n N Nn noir Nn noir N Nn noir Nn noir 13. Chez le lapin, l allèle (N) donnant une coloration noire au poil est dominant sur l allèle (n) donnant une coloration brune. De plus, l allèle (C) pour le poil court est dominant sur l allèle (c) pour le poil long. On croise un lapin au poil long et hétérozygote pour la couleur du poil avec une lapine au poil court et noir, homozygote pour ces deux caractères. À l aide d une grille de Punnett : a) précisez le ou les génotypes possibles des descendants issus de ce croisement ; NNCc et NnCc ou et b) précisez le ou les phénotypes possibles des descendants issus de ce croisement. Le seul phénotype possible est poil noir et court. Parents Poil long noir Poil Génotype ccnn CCNN Gamètes possibles cn cn cn cn CN CN CN CN 5

6 Grille de Punnett cn CN CN CN CN cn cn cn 14. Chez la tomate, l allèle (P) donnant une tige est dominant sur l allèle (p) donnant une tige verte. De plus, l allèle (R) donnant des fruits est dominant sur l allèle (r) donnant des fruits jaunes. On croise deux plants de tomates hétérozygotes pour ces deux caractères. À l aide d une grille de Punnett, si on obtient 160 descendants, déterminez théoriquement : a) le nombre de descendants qui auront une tige et des fruits jaunes ; 30 b) le nombre de descendants qui auront une tige et des fruits ; 90 c) le nombre de descendants qui auront une tige verte et des fruits jaunes ; d) le nombre de descendants qui auront une tige verte et des fruits Parents Tige Fruits Génotype PpRr PpRr 6

7 Gamètes possibles PR pr Pr pr PR pr Pr pr Grille de Punnett PR PR Pr pr pr PPRR PPRr PpRR PpRr Pr PPRr PPrr jaunes PpRr Pprr jaunes pr PpRR PpRr pprr verte pprr verte pr PpRr Pprr jaunes pprr verte pprr verte jaunes 3 LE CLONAGE (p ) 15. Pourquoi peut-on affirmer que les vrais jumeaux sont des clones l un de l autre? Comme ce sont de vrais jumeaux, cela signifie qu ils possèdent les mêmes gènes. Puisqu ils possèdent les mêmes gènes, ce sont des clones. 16. Distinguez clonage naturel et clonage artificiel. Donnez un exemple pour chacun. Réponses variables. Exemple. Le clonage naturel a lieu lorsque des individus ont recours à la reproduction asexuée. Par exemple, un framboisier peut produire d autres framboisiers par drageonnage, une forme de reproduction asexuée. Le clonage artificiel nécessite obligatoirement l intervention de l humain, par exemple, lorsqu on a cloné le taureau Starbuck pour obtenir Starbuck II. 7

8 17. Observez les deux figures suivantes. a) Laquelle des deux figures illustre le clonage? Expliquez pourquoi. La figure 1, puisque les deux têtards illustrés seront génétiquement semblables. b) S agit-il de clonage naturel ou artificiel? Justifiez votre réponse. Il s agit de clonage artificiel, car l intervention humaine est nécessaire. QUESTIONS SYNTHÈSES A. Pour répondre aux questions ci-dessous, lisez d abord le texte suivant. Au Canada, 1 personne sur souffre de la chorée de Huntington. Cette maladie entraîne la destruction de neurones dans le cerveau. La personne qui en est atteinte a alors de la difficulté à contrôler ses mouvements, jusqu à devenir totalement immobile et mourir. Sur notre quatrième paire de chromosomes, nous avons tous un gène appelé «gène de Huntington». Il contient les instructions pour la synthèse d une protéine appelée «huntingdine» dont la fonction exacte dans nos neurones est encore inconnue. On sait cependant que dans sa structure se trouve la répétition d un même acide aminé. Si cet acide aminé est répété moins de 35 fois de suite, la personne ne souffre normalement pas de la chorée de Huntington. Par contre, lorsqu il y a plus de 35 répétitions de suite, la personne est malade. Malheureusement, aussitôt qu une personne porte un allèle qui provoque la maladie de Huntington dans son ADN, elle développe la maladie. Normalement, les premiers symptômes de cette maladie héréditaire apparaissent entre l âge de 30 et 45 ans, si bien qu une personne aux prises avec cette maladie peut avoir des enfants avant de s en apercevoir. a) Quel ARN m aura la séquence de nucléotides la plus longue? Celui transcrit à partir de l allèle provoquant la chorée de Huntington ou celui transcrit à partir de l allèle qui ne la provoque pas? Expliquez votre réponse. L'ARN m transcrit à partir de l allèle provoquant la chorée de Huntington, parce que la protéine produite à partir de cet allèle contient plus d acides aminés ; il faut donc plus de nucléotides pour tous les coder. 8

9 b) Lequel de ces deux allèles est dominant? Celui qui provoque la maladie ou celui qui ne la provoque pas? Justifiez votre réponse. L allèle qui provoque la maladie est dominant parce que, aussitôt qu une personne porte l allèle qui provoque la maladie de Huntington dans son ADN, elle développe la maladie. Cet allèle s exprime donc même si l autre allèle que la personne possède pour ce caractère est différent. c) Quels sont le ou les génotypes possibles pour qu une personne soit atteinte de la maladie? Cc ou CC. d) Si le père d un enfant est hétérozygote pour ce caractère et que la mère n est pas atteinte de la chorée de Huntington, quelle est la probabilité que l enfant soit atteint de cette maladie? Vous pouvez utiliser une grille de Punnett pour répondre à cette question. La probabilité qu il soit atteint est de 50 %. Parents Malade Pas malade Génotype Mm mm Gamètes possibles C c c c Grille de Punnett C c c Cc malade cc pas malade c Cc malade cc pas malade 9

10 B. Préparez votre propre résumé du chapitre 11 en construisant un réseau de concepts. Voir la section «Réseaux de concepts» dans le guide B. Diagnostic 1. Pourquoi les chercheurs s intéresseraient-ils à la séquence de nucléotides du gène responsable de la synthèse du taxol? Réponses variables. Exemple. On pourrait introduire le gène dans des micro-organismes afin qu ils produisent le taxol; si les ifs en venaient à disparaître, on connaîtrait le gène qui permet de produire ce médicament. 2. Au Québec, la phytothérapie, c est-à-dire le traitement des maladies par les plantes, est de plus en plus populaire. Expliquez pourquoi la protection du patrimoine génétique est importante pour cette industrie. Réponses variables. Exemple. Plus le patrimoine génétique des différentes plantes sera conservé, plus il y aura de possibilités de développer de nouveaux traitements à base de plantes pour soigner certaines maladies ou certains malaises. 10

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