62 exercices pour t'entraîner sur L'ADN, support universel de l'information génétique en 2ⁿᵈᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Chez une cellule à noyau (eucaryote), comme une cellule de la peau de Yasmine, où se trouve principalement l'ADN ?
C
Chez les eucaryotes, l'ADN est logé dans le noyau, où il forme les chromosomes. Si tu as répondu B, tu as décrit le cas des procaryotes (les bactéries), qui n'ont pas de noyau et dont l'ADN baigne librement. Mémo de 3e : « noyau = coffre-fort de l'information ».
Que porte la molécule d'ADN dans une cellule ?
D
L'ADN (acide désoxyribonucléique) est la molécule qui porte l'information génétique d'un être vivant : le plan complet de l'organisme. Les autres propositions désignent des rôles cellulaires bien réels, mais qui ne sont pas la fonction de l'ADN. Mémo : ADN = mémoire, pas carburant.
Un chromosome, qu'est-ce que c'est, du point de vue chimique ?
A
Un chromosome n'est rien d'autre que de l'ADN très condensé (enroulé, compacté). Le chromosome et l'ADN ne sont donc pas deux choses différentes : c'est la même molécule, à un niveau de rangement différent. Si tu as répondu B, attention : des protéines aident à compacter l'ADN, mais le chromosome lui-même est d'abord de l'ADN. Mémo : chromosome = ADN replié pour tenir dans le noyau.
Quelle est la forme de la molécule d'ADN, élucidée par Watson et Crick en 1953 ?
B
L'ADN est formé de deux brins enroulés l'un autour de l'autre en double hélice : c'est l'image de l'échelle torsadée. Si tu as répondu C, tu as oublié qu'il y a deux brins, pas un seul, et qu'ils sont enroulés. C'est l'une des images les plus célèbres de la science.
Combien existe-t-il de bases azotées différentes dans l'ADN de tous les êtres vivants ?
4
Il n'existe que quatre bases : A (adénine), T (thymine), G (guanine) et C (cytosine). C'est l'alphabet — réduit à 4 lettres — avec lequel tout le vivant écrit son information. Quatre lettres seulement, mais des enchaînements de millions de bases : assez pour coder un organisme entier. Mémo : « A, T, G, C — quatre lettres pour tout le vivant ».
Dans la liste de lettres suivante, combien désignent réellement une base de l'ADN ? A, B, T, R, G, C
4
Les bases de l'ADN sont exactement A, T, G, C : dans la liste, on en compte donc 4 (A, T, G, C). Les lettres B et R sont des intrus : elles ne désignent aucune base. Garde en tête l'alphabet exact à quatre lettres : A, T, G, C. Toute autre lettre est à écarter d'office.
Dans la double hélice, à quelle base la base A est-elle toujours appariée ?
C
La règle de complémentarité est stricte : A fait toujours face à T, et G fait toujours face à C. Si tu as répondu A ou B, tu as confondu les paires : retiens les deux couples A–T et G–C, sans jamais les mélanger. Mémo : « A et T, deux lettres droites ; G et C, deux lettres rondes ».
Dans la double hélice de l'ADN, la base G est appariée à la base C.
A
C'est vrai : G s'apparie toujours à C, comme A s'apparie à T. Ce sont les deux seuls couples possibles. Retiens-les ensemble : A–T et G–C, jamais A–G ni T–C.
Un brin d'ADN porte la séquence A-T-G-C. Quelle est la séquence du brin complémentaire (lue base en regard) ?
D
On remplace chaque base par sa complémentaire : A→T, T→A, G→C, C→G. Donc A-T-G-C donne T-A-C-G. Si tu as répondu A, tu as recopié le brin à l'identique au lieu de le complémenter. Mémo : pour le brin complémentaire, on échange A↔T et G↔C, base par base.
Qu'est-ce qu'un gène ?
A
Un gène est une portion d'ADN qui porte une information précise, le plus souvent la « recette » d'un caractère. L'information d'un gène est inscrite dans l'ordre de ses nucléotides (sa séquence). Si tu as répondu D, attention : le gène code souvent pour une protéine, mais le gène lui-même est de l'ADN, pas la protéine. Échelle à retenir : ADN ⊃ gène ⊃ nucléotides.
L'information génétique est codée par l'ordre des nucléotides le long de l'ADN, comme un texte est codé par l'ordre de ses lettres.
A
C'est vrai. Avec seulement quatre lettres (A, T, G, C), c'est l'ordre dans lequel elles se succèdent qui constitue le message — exactement comme les 28 lettres de l'arabe suffisent à écrire toutes les phrases possibles. Changer l'ordre des bases, c'est changer le « texte », donc l'information.
Chez une bactérie (procaryote), l'ADN est enfermé dans un noyau, comme chez l'humain.
B
C'est faux. Les bactéries (procaryotes) n'ont pas de noyau : leur ADN baigne librement dans la cellule. La molécule d'ADN est la même que chez l'humain ; seul son rangement diffère (libre chez la bactérie, dans le noyau chez l'eucaryote). Mémo : pro-caryote = « avant le noyau », donc sans noyau.
Que signifie l'« universalité de l'ADN » ?
B
L'universalité de l'ADN signifie que tous les êtres vivants utilisent la même molécule d'ADN, faite des mêmes quatre nucléotides, et le même langage. Seule la séquence (l'ordre des bases) change d'une espèce à l'autre. Si tu as répondu A, c'est le piège : universel ne veut pas dire identique. L'unité est dans le support et le code ; la diversité, dans le message.
Qu'est-ce que la transgenèse ?
C
La transgenèse est le transfert d'un gène d'un organisme vers un organisme d'une autre espèce. L'organisme receveur (dit OGM) exprime alors le caractère codé par ce gène étranger. C'est l'expérience qui prouve l'universalité de l'ADN : le gène transféré fonctionne chez le receveur, donc le langage est commun.
Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme dans l'ADN duquel on a inséré un gène étranger.
A
C'est vrai. Un OGM est l'organisme receveur d'une transgenèse : on a inséré dans son ADN un gène venu d'une autre espèce, et il exprime alors le caractère codé par ce gène. Exemple : des bactéries dans lesquelles on a inséré le gène humain de l'insuline produisent de l'insuline humaine.
Qu'est-ce qu'un allèle ?
D
Un allèle est une version particulière d'un gène. Les différents allèles d'un même gène occupent le même emplacement et codent le même caractère, mais avec des séquences légèrement différentes. Si tu as répondu A, attention au piège classique : un allèle n'est pas un gène neuf, c'est une variante d'un gène existant. Exemple : « yeux marron » et « yeux bleus » sont deux allèles du même gène.
Qu'est-ce qu'une mutation ?
A
Une mutation est une modification de la séquence des nucléotides de l'ADN : changement, perte ou ajout d'une ou plusieurs bases. Une mutation dans un gène peut créer un nouvel allèle de ce gène. Mémo : la mutation change le « texte » de l'ADN, donc l'information qu'il porte.
Un neurone et une cellule de peau du même individu contiennent un ADN différent.
B
C'est faux. Toutes les cellules d'un même organisme contiennent le même ADN, donc la même information complète. Ce qui distingue un neurone d'une cellule de peau, ce n'est pas leur ADN, mais la partie de cet ADN que chacune utilise — une idée que tu approfondiras en Première. C'est aussi pourquoi un seul cheveu suffit à établir le profil génétique complet d'une personne.
De combien de brins est formée une molécule d'ADN ?
2
La molécule d'ADN est formée de deux brins enroulés en double hélice. C'est précisément parce qu'il y a deux brins, et qu'ils sont complémentaires (A face à T, G face à C), que connaître un brin permet de déduire l'autre. Mémo : « deux brins, une seule molécule ».
Amine s'étonne : « Comment la police scientifique peut-elle établir le profil génétique complet de quelqu'un à partir d'un seul cheveu ? » En une phrase, donne-lui l'explication.
Parce que toutes les cellules d'un individu contiennent le même ADN complet : une seule cellule (par exemple à la base du cheveu) porte donc déjà l'intégralité de l'information génétique de la personne.
L'idée clé est l'unité de l'ADN dans l'organisme : pas besoin de prélever « tout le corps », car chaque cellule contient déjà la totalité de l'information. C'est la même raison qui rend possible le profil génétique à partir d'un peu de salive. Mémo : une cellule = tout le plan, en entier.
Un brin d'ADN a pour séquence A-A-T-G-C-A. Quelle est la séquence du brin complémentaire, base en regard ?
Dans une molécule d'ADN, on mesure que la base A représente 30 % de l'ensemble des bases. Quel pourcentage de l'ensemble des bases représente la base T ?
Dans une molécule d'ADN, la base A représente 30 % des bases. Quel pourcentage de l'ensemble des bases représente la base G ?
Range ces quatre éléments du plus grand au plus petit : nucléotide, gène, chromosome, molécule d'ADN.
Deux séquences d'ADN qui ne diffèrent que par une seule base peuvent porter deux informations différentes.
On insère le gène humain de l'insuline dans des bactéries, et ces bactéries se mettent à fabriquer de l'insuline humaine. Que prouve principalement cette expérience ?
On transfère le gène d'une protéine fluorescente de méduse dans une plante : la plante devient fluorescente. Pourquoi le gène de méduse fonctionne-t-il dans une plante ?
Tous les humains possèdent le gène de la couleur des yeux, mais pas forcément le même allèle de ce gène.
Une mutation modifie la séquence d'un gène existant. Que produit-elle le plus souvent ?
Puisque l'ADN est universel, tous les êtres vivants ont la même séquence d'ADN.
Dans une molécule d'ADN, la base C représente 20 % des bases. Quel pourcentage de l'ensemble des bases représentent à elles deux les bases A et T réunies ?
Une cellule du foie et une cellule de peau de Yasmine ont le même ADN, mais ne se ressemblent pas du tout. Comment expliquer cette différence ?
Karim affirme : « Un gène de poisson ne peut pas fonctionner dans une tomate, parce qu'une tomate et un poisson sont trop différents. » Explique-lui en deux ou trois phrases pourquoi il se trompe.
Pourquoi l'universalité de l'ADN est-elle un argument en faveur d'une origine commune de tous les êtres vivants ?
Dans une palmeraie du sud marocain, les variétés de dattes (Mejhoul, Boufeggous…) se distinguent par des caractères différents. Au niveau de l'ADN, à quoi correspondent surtout ces différences ?
C'est grâce à la complémentarité des bases (A–T, G–C) que l'ADN peut se copier fidèlement avant une division cellulaire.
Connaître la séquence d'un seul brin d'ADN suffit à déduire la séquence de l'autre brin.
Salma veut écrire le brin complémentaire de G-G-A-T-C. Elle propose C-C-A-T-G. Sa réponse est-elle correcte ? Sinon, donne la bonne séquence et explique son erreur.
Amine dit : « Un gène, c'est la protéine elle-même. » Quelle correction lui apporter ?
Combien de bases différentes faut-il connaître pour pouvoir écrire n'importe quel brin complémentaire d'ADN, et pourquoi ?
Pendant une révision à la bibliothèque de Tanger, Karim résume à Yasmine : « En fait, c'est simple, un gène et un chromosome, c'est la même chose : les deux portent l'information génétique, donc autant employer un seul mot. » A-t-il raison ?
En cours, le professeur explique qu'on a inséré un gène de méduse dans une plante de Marrakech, et que la plante est devenue fluorescente. Salma proteste : « Ce n'est pas possible : une plante n'est pas une méduse, elle ne peut pas comprendre un gène qui n'est pas le sien. » Où est l'erreur de Salma ?
Karim reste persuadé qu'« insérer un gène de poisson dans une tomate, c'est de la science-fiction ». Reconstitue, en trois étapes numérotées, le principe réel de la transgenèse qui permet ce transfert, puis conclus en nommant la notion qui le rend possible.
Dans une molécule d'ADN, on mesure que la base G représente 15 % de l'ensemble des bases. En utilisant les règles de complémentarité, calcule le pourcentage de la base A.
Salma raisonne ainsi : « Yasmine a les yeux marron et Amine les yeux bleus, donc ils n'ont pas le même gène de la couleur des yeux. Et comme Amine a une couleur que Yasmine n'a pas, une mutation a créé chez lui un nouveau gène. » Repère et corrige les deux erreurs de Salma.
On part d'une cellule de peau et on « zoome » progressivement vers le plus petit niveau. Quel est l'ordre correct des structures rencontrées ?
Un brin d'ADN porte la séquence T-A-C-G-G-A-T. Quel est son brin complémentaire, lu base en regard ?
Karim affirme : « Si l'ADN est universel, alors tous les êtres vivants devraient être identiques. » Quelle proposition corrige le mieux son raisonnement ?
Yasmine demande : « D'où vient la diversité des individus au sein d'une même espèce, si tous possèdent les mêmes gènes ? » Réponds-lui en reliant, dans l'ordre, les trois notions : mutation → allèle → diversité génétique.
Un élève affirme qu'une molécule d'ADN peut contenir 40 % de A et 30 % de T. D'après les règles de complémentarité, cette mesure est possible.
Un fragment d'ADN double brin contient en tout 1 000 nucléotides (les deux brins réunis). On sait qu'il comporte 200 bases A. Combien ce fragment compte-t-il de bases G ?
Amine affirme : « Comme une bactérie n'a pas de noyau, elle ne peut pas avoir d'ADN, donc on ne peut pas lui transférer un gène humain. » Quelle proposition réfute le mieux ce raisonnement ?
On compare deux brins d'ADN : brin 1 = A-T-G-C-A-T et brin 2 = A-T-G-G-A-T. Que peut-on en déduire sur l'information qu'ils portent ?
Karim te demande : « Comment peut-on être sûr que le langage de l'ADN est vraiment le même chez une bactérie et chez un humain ? Donne-moi une preuve expérimentale, pas juste une affirmation. » Construis ta réponse en t'appuyant sur une expérience précise, puis tire la conclusion.
Dans une molécule d'ADN, la base T représente 40 % de l'ensemble des bases. Calcule le pourcentage de la base C.
Un chercheur compare l'ADN d'un neurone et l'ADN d'une cellule de foie d'un même individu : il y trouve exactement la même séquence. Ce résultat est cohérent avec ce que tu sais de l'ADN.
Salma dit : « Un OGM, c'est un être qui a reçu une substance chimique étrangère, complètement différente de son ADN. » Quelle est la correction scientifique la plus juste ?
On propose comme double hélice les deux brins suivants placés face à face : brin 1 = A-G-C-T et brin 2 = T-G-G-A. Cet appariement respecte la règle de complémentarité.
Dans la palmeraie familiale près de Zagora, Yasmine observe que toutes les variétés de dattiers (Mejhoul, Boufeggous…) appartiennent à la même espèce, mais donnent des fruits très différents. Son oncle dit : « Chaque variété doit avoir des gènes que les autres n'ont pas. » A-t-il raison ? Explique, en mobilisant les notions de gène, d'allèle et de mutation.
Un fragment d'ADN double brin comporte 600 nucléotides au total (les deux brins réunis). On y dénombre 150 bases C. Combien ce fragment contient-il de bases A ?
Quel est l'intérêt majeur, pour la cellule, que l'ADN soit fait de deux brins complémentaires plutôt que d'un seul ?
Parmi ces affirmations, laquelle est fausse ?