60 exercices pour t'entraîner sur Le programme génétique : ADN et chromosomes en 3ᵉ, du QCM à la démonstration. 20 corrigés en détail ci-dessous. Revoir le cours.
Dans une cellule, où se trouve l'information génétique ?
A
L'information génétique est contenue dans le noyau de chaque cellule : c'est lui le poste de commande qui dirige le fonctionnement de la cellule. Les expériences de transfert de noyau l'ont prouvé. Si tu as répondu D, attention : l'information n'est pas « répandue partout », elle est rigoureusement localisée dans le noyau. Mémo : le noyau, c'est le coffre-fort où est rangé le programme génétique.
Que sont les chromosomes ?
B
Les chromosomes sont les éléments du noyau qui portent l'information génétique. Ils ne deviennent visibles au microscope qu'au moment de la division cellulaire. Si tu as répondu D, tu as confondu chromosome et allèle : un allèle est une version d'un gène, pas un élément du noyau. Mémo : chromosome = bâtonnet porteur de l'information dans le noyau.
Combien de chromosomes contient chaque cellule du corps de Yasmine ? Donne le nombre.
46
Chaque cellule humaine contient 46 chromosomes, rangés en 23 paires : 23 chromosomes viennent de la mère et 23 du père. Attention à ne pas répondre 23 : 23 est le nombre de paires, pas le nombre total de chromosomes. Mémo : 23 paires, donc 23 × 2 = 46 chromosomes.
Quelle paire de chromosomes détermine le sexe d'un individu chez l'être humain ?
C
C'est la 23ᵉ paire qui détermine le sexe : XX pour une fille, XY pour un garçon. Les 22 autres paires sont identiques chez les filles et les garçons. Si tu as répondu B, tu penses sans doute à la trisomie 21, qui concerne la 21ᵉ paire mais n'a rien à voir avec le sexe. Mémo : 23ᵉ paire = chromosomes sexuels.
Sur le caryotype de Yasmine, on lit la 23ᵉ paire. Quelle combinaison de chromosomes sexuels correspond à une fille ?
D
Une fille possède deux chromosomes X (XX) sur sa 23ᵉ paire ; un garçon possède un X et un Y (XY). Si tu as répondu A, tu as donné la combinaison du garçon, comme celle d'Amine. Mémo : XX = fille, XY = garçon.
Qu'est-ce que l'ADN ?
A
L'ADN (acide désoxyribonucléique) est la molécule qui constitue les chromosomes et qui porte l'information génétique. Un chromosome est essentiellement une longue molécule d'ADN enroulée sur elle-même. Si tu as répondu C, attention : l'ADN n'est pas une cellule, c'est une molécule, donc un niveau d'organisation bien plus petit. Mémo : chromosome = ADN enroulé.
Quelle est la forme caractéristique de la molécule d'ADN ?
B
L'ADN a la forme d'une double hélice, comme une échelle souple dont on aurait tordu les montants en spirale. Cette structure permet à une molécule d'environ deux mètres de long de tenir dans le minuscule noyau d'une cellule. Mémo : ADN = double hélice, l'échelle vrillée.
Qu'est-ce qu'un gène ?
C
Un gène est une portion d'ADN porteuse de l'information responsable d'un caractère (couleur des yeux, groupe sanguin…). Si l'ADN est un long texte, un gène en est une phrase. Si tu as répondu D, tu as décrit un allèle (une version du gène), pas le gène lui-même. Mémo : gène = portion d'ADN responsable d'un caractère.
Qu'est-ce qu'un allèle ?
D
Un allèle est une version possible d'un gène. Un même gène (comme celui de la couleur des yeux) peut exister sous plusieurs allèles, qui donnent des variantes du caractère (yeux marron, yeux bleus…). Si tu as répondu B, tu as décrit l'ADN, pas l'allèle. Mémo : un gène, plusieurs allèles ; l'allèle est une « manière d'écrire » la même phrase.
« Les chromosomes ne sont visibles au microscope qu'au moment où la cellule se divise. » Cette affirmation est-elle correcte ?
A
C'est vrai. Les chromosomes ne deviennent visibles qu'au moment de la division cellulaire, parce que le matériel génétique se condense alors en bâtonnets. Le reste du temps, l'information génétique est toujours présente, mais sous forme de longs filaments fins et invisibles. Attention au piège inverse : « invisible » ne veut pas dire « absent » — l'information est là en permanence. Mémo : toujours présente, visible seulement pendant la division.
« L'ADN est la même molécule chez tous les êtres vivants, de la bactérie à l'être humain. » Cette affirmation est-elle correcte ?
A
C'est vrai : l'ADN est une molécule universelle. C'est la même molécule, de même nature, chez la bactérie, l'olivier, le poisson et l'être humain. Seule l'information qu'elle porte change d'une espèce à l'autre. Si tu as répondu Faux, tu as peut-être cru qu'un humain avait un ADN « spécial » : c'est le piège n° 5 du cours. Mémo : même molécule partout, seule l'information varie.
Les 46 chromosomes d'une cellule humaine se rangent en paires. Combien de paires cela fait-il ? Donne le nombre.
23 paires
46 chromosomes rangés deux par deux donnent 46 ÷ 2 = 23 paires. Tu reçois un chromosome de chaque paire de ta mère et l'autre de ton père : 23 venus de chacun. Si tu as répondu 46, tu as donné le nombre total de chromosomes, pas le nombre de paires. Mémo : 46 chromosomes = 23 paires chez l'humain.
Qu'est-ce qu'un caryotype ?
A
Le caryotype est l'image de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, rangés par paires et classés par taille. Il permet de les compter et de repérer une éventuelle anomalie de nombre, comme la trisomie 21. Si tu as répondu B, tu as décrit l'ADN ; si tu as répondu C, tu as décrit un gène. Mémo : caryotype = la photo classée de tous les chromosomes.
Sur la 23ᵉ paire du caryotype d'Amine, quelle combinaison de chromosomes sexuels correspond à un garçon ?
B
Un garçon possède un chromosome X et un chromosome Y (XY) sur sa 23ᵉ paire ; une fille possède deux X (XX). Si tu as répondu A, tu as donné la combinaison de la fille, comme celle de Yasmine. Mémo : XX = fille, XY = garçon.
Un gène est situé où, exactement ?
A
Un gène n'est pas un objet à part : c'est un morceau de la molécule d'ADN, situé à un endroit précis d'un chromosome. Si l'ADN est un long texte, un gène en est une phrase. Un chromosome porte un grand nombre de gènes alignés le long de son ADN. Si tu as répondu C, tu as confondu le gène (une portion) avec la paire de chromosomes (l'ensemble). Mémo : un gène = une portion d'ADN sur un chromosome.
De quelle cellule unique proviennent, par divisions successives, toutes les cellules du corps d'un individu ?
A
Tout individu commence par une seule cellule, la cellule-œuf, née de la rencontre d'une cellule reproductrice du père et d'une de la mère. Elle se divise en deux cellules identiques, puis quatre, puis huit, jusqu'aux milliards de cellules d'un corps. À chaque division, l'information génétique est recopiée à l'identique. Mémo : tout part de la cellule-œuf, qui transmet le même programme à toutes ses descendantes.
Une cellule ordinaire du corps humain possède 46 chromosomes. Combien de chromosomes possède une cellule reproductrice (spermatozoïde ou ovule) ?
23 chromosomes
Les cellules reproductrices font exception à la règle des 46 chromosomes : elles n'en possèdent que 23, soit la moitié. C'est ce qui permet, à la fécondation, d'obtenir 23 + 23 = 46 dans la cellule-œuf, moitié du père, moitié de la mère. Si tu as répondu 46, tu as appliqué la règle des cellules ordinaires sans penser à l'exception. Mémo : cellules reproductrices = 23 chromosomes ; leur rencontre reconstitue les 46.
La trisomie 21 correspond à la présence d'un chromosome en trop sur une paire précise. Sur quel numéro de paire se trouve ce chromosome surnuméraire ?
La 21ᵉ paire
Comme son nom l'indique, la trisomie 21 touche la 21ᵉ paire : elle compte trois chromosomes au lieu de deux (« tri- » = trois). La personne possède alors 47 chromosomes au total. Le caryotype la détecte en montrant un triplet là où on attend une paire. Mémo : trisomie 21 = trois chromosomes sur la 21ᵉ paire.
« Entre deux divisions, quand aucun chromosome n'est visible au microscope, la cellule ne contient plus d'information génétique. » Cette affirmation est-elle correcte ?
B
C'est faux. L'information génétique est toujours présente dans le noyau. Simplement, entre deux divisions, elle est déroulée en longs filaments fins et enchevêtrés, trop minces pour être vus au microscope. Elle ne se condense en chromosomes visibles qu'au moment de la division. « Invisible » ne veut pas dire « absent » : c'est le piège n° 1 du cours. Mémo : l'information est là en permanence ; seule sa visibilité change.
Deux cellules d'un même individu portent la même information génétique, mais ont des formes et des fonctions différentes. Comment appelle-t-on ce processus ?
A
C'est la spécialisation : des cellules porteuses de la même information génétique acquièrent des formes et des fonctions différentes parce que chacune n'utilise qu'une partie de ses gènes. Une cellule de peau et un neurone ont le même caryotype et les mêmes allèles ; ils activent seulement des gènes différents. Si tu as répondu B, la mutation est une modification de l'information, pas la cause des différences entre cellules d'un même corps. Mémo : même programme partout, chaque cellule n'en lit qu'une partie.
Dans une expérience, on retire le noyau d'une cellule A et on le remplace par le noyau d'une cellule B venant d'un autre individu. Que va fabriquer la cellule ensuite ?
Les 46 chromosomes d'Amine sont rangés en 23 paires. D'où proviennent les deux chromosomes d'une même paire ?
Sur le caryotype d'une personne atteinte de trisomie 21, la 21ᵉ paire compte trois chromosomes au lieu de deux. Combien de chromosomes cette personne possède-t-elle au total ?
Yasmine observe un caryotype pour son exposé. À quoi sert principalement cet outil ?
Karim affirme : « L'être humain possède un ADN spécial, plus évolué que celui d'une bactérie. » A-t-il raison ?
Quelle phrase décrit correctement la relation entre chromosome et ADN ?
Salma écrit : « Yasmine a les yeux marron et Amine les yeux noisette, donc ils n'ont pas le même gène de la couleur des yeux. » Cette phrase est-elle correcte ?
On compare une cellule de la peau de Yasmine et un neurone de son cerveau. Que peut-on dire de leur information génétique ?
Si toutes les cellules d'un individu portent la même information génétique, comment expliquer qu'une cellule de peau soit différente d'un neurone ?
Des scientifiques font fabriquer une protéine humaine (l'insuline) par des bactéries, en leur insérant un fragment d'ADN humain. Qu'est-ce qui rend cela possible ?
En révisant pour le Brevet à Rabat, Karim relit sa fiche et déclare : « Le chromosome et l'ADN, ce sont deux choses différentes : le chromosome est dans le noyau pendant la division, et l'ADN c'est une autre substance qui se trouve ailleurs dans la cellule. » Où est l'erreur de Karim ?
En révisant son caryotype pour le Brevet, Salma déclare : « Une cellule humaine contient 23 chromosomes. » A-t-elle raison ?
Karim raisonne ainsi : « Toutes les cellules d'un individu ont le même nombre de chromosomes ; donc un spermatozoïde possède 46 chromosomes comme les autres. » Où est l'erreur ?
Quelle phrase décrit correctement l'emboîtement des éléments génétiques, du plus englobant au plus fin ?
Amine possède 46 chromosomes, rangés en 23 paires. Dans chaque paire, un chromosome vient de son père et l'autre de sa mère. Combien de chromosomes Amine a-t-il hérités de sa mère ?
Tous les êtres humains possèdent le gène de la couleur des yeux. Pourtant, certains ont les yeux marron, d'autres bleus. Qu'est-ce qui explique cette différence ?
Sur un caryotype, comment repère-t-on concrètement une trisomie 21 ?
En regardant le caryotype d'Amine, Salma remarque un petit chromosome Y sur la 23ᵉ paire et s'inquiète : « Ce chromosome bizarre, différent de son voisin, c'est sûrement une anomalie ! » A-t-elle raison ?
On affirme dans le cours que « la plupart des cellules du corps portent la même information génétique », et non « toutes ». Parmi ces cellules, laquelle constitue une exception parce qu'elle ne possède pas de noyau une fois mature ?
« Une cellule de la peau et un neurone sont différents parce que chacun n'utilise qu'une partie de ses gènes, alors qu'ils portent le même programme génétique complet. » Cette affirmation est-elle correcte ?
Pour son exposé, Yasmine reçoit un caryotype anonyme. Elle y compte 23 paires de chromosomes, toutes formées de deux chromosomes, et lit sur la 23ᵉ paire un grand X et un petit Y. En t'appuyant sur le chapitre, explique-lui : (1) combien de chromosomes possède cette personne, (2) s'agit-il d'une fille ou d'un garçon, (3) y a-t-il une anomalie de nombre comme la trisomie 21 ?
Amine affirme : « Les cellules de mon cerveau sont plus compliquées que celles de ma peau, donc elles doivent contenir plus de chromosomes et plus de gènes. » A-t-il raison ? Justifie ta réponse en expliquant d'où viennent réellement les différences entre ces cellules.
Karim observe un rosier dans un jardin de Marrakech et déclare : « L'ADN qui colore les fleurs de ce rosier est forcément une substance différente de l'ADN qui colore les yeux de Yasmine, puisqu'une plante et un humain n'ont rien à voir. » Réponds-lui en distinguant clairement la molécule et l'information.
En TP, Salma observe au microscope des cellules de racine d'oignon. Dans certaines, elle voit nettement de petits bâtonnets ; dans les cellules voisines, le noyau apparaît uniforme, sans bâtonnet. Elle conclut : « Les cellules sans bâtonnets n'ont pas de chromosomes, donc elles n'ont pas d'information génétique. » Corrige son raisonnement.
On classe les éléments suivants du plus grand au plus petit : cellule, gène, noyau, chromosome. Quel classement est correct ?
Une élève écrit : « Comme tous les humains possèdent les mêmes gènes, ils devraient tous avoir exactement les mêmes caractères. » Cette affirmation est-elle correcte ?
Karim apprend que certaines plantes possèdent bien plus de 46 chromosomes. Il en déduit : « Donc ces plantes sont plus évoluées et plus complexes que l'être humain. » A-t-il raison ?
Pourquoi toutes les cellules du corps de Yasmine portent-elles rigoureusement la même information génétique ?
On dit que l'ADN est « un long texte », un gène « une phrase » et un allèle « une manière d'écrire cette phrase ». Avec cette image, laquelle de ces affirmations est correcte ?
Yasmine et Amine sont frère et sœur : ils se ressemblent beaucoup, mais ne sont pas identiques (yeux marron pour elle, noisette pour lui ; elle est une fille, lui un garçon). Leur cousine Salma demande : « Comment, avec les mêmes parents et le même ADN universel, peut-on à la fois autant se ressembler et rester différents ? » Construis une réponse complète, en mobilisant : l'origine des chromosomes, la 23ᵉ paire, et la notion d'allèle.
Au laboratoire d'un hôpital de Casablanca, on remet à Yasmine deux caryotypes anonymes pour un exercice de Brevet blanc.
À partir de ces documents, réponds de façon rédigée : (1) combien de chromosomes compte chaque personne, (2) quel est leur sexe, (3) l'une des deux présente-t-elle une anomalie, laquelle, et comment le caryotype permet-il de l'affirmer ?
Yasmine étudie une expérience pour son exposé. Des chercheurs prennent l'ovule d'une grenouille à peau verte et lui retirent son noyau. Ils y insèrent le noyau prélevé dans une cellule de peau d'une grenouille à peau brune. L'ovule se développe et donne un têtard qui devient une grenouille… brune.
En t'appuyant sur le chapitre, réponds de façon rédigée : (1) qu'est-ce qui, dans la cellule, a déterminé la couleur de la grenouille obtenue, (2) quelle propriété du noyau cette expérience démontre-t-elle ?
Pour un exposé, Karim trouve ce tableau du nombre de chromosomes de quelques espèces :
| Espèce | Nombre de chromosomes |
|---|---|
| Être humain | 46 |
| Chien | 78 |
| Poule | 78 |
| Pomme de terre | 48 |
| Mouche du vinaigre | 8 |
Karim conclut : « Le chien et la poule ont 78 chromosomes, l'être humain seulement 46 : donc le chien et la poule sont des espèces plus complexes et plus évoluées que nous. » En t'appuyant sur le tableau et sur le cours, dis si Karim a raison et justifie.
Une cellule humaine possède 46 chromosomes, dont une paire de chromosomes sexuels (la 23ᵉ). Combien de chromosomes non sexuels (portés par les 22 autres paires) contient-elle ?
Parmi ces affirmations qui relient toutes les notions du chapitre, laquelle est entièrement correcte ?
Karim réfléchit aux vrais jumeaux, qui possèdent exactement le même ADN. Il affirme : « Puisque toutes leurs cellules ont la même information génétique, deux vrais jumeaux sont deux exemplaires identiques en tout de la même personne. » Quelle est la meilleure façon de corriger ce raisonnement ?
Un médecin peut établir le caryotype de Yasmine à partir d'une cellule de sa peau, de son foie ou de son sang : il obtiendra toujours le même résultat. Quelle est la raison la plus juste ?
Yasmine est du groupe sanguin A et son frère Amine du groupe O, alors qu'ils ont les mêmes parents. En utilisant le vocabulaire du chapitre (gène, allèle, caractère), quelle explication est correcte ?
« Déroulé, l'ADN d'une seule cellule mesurerait environ deux mètres ; c'est sa forme en double hélice, enroulée et compactée, qui lui permet de tenir dans le minuscule noyau. » Cette affirmation est-elle correcte ?
Le cours affirme prudemment que « la plupart » des cellules d'un individu portent la même information génétique, et non « toutes ». Parmi ces cas, lequel n'est pas une raison valable justifiant cette nuance ?