\thumb

%%% 1

\begin{qcm}{Vérification des connaissances}{5} 
Choisissez la (ou les) réponses exacte(s).

\begin{questions}
\item Du plus petit au plus grand, on a :

\choix Atome, organite, molécule, cellule, organe;

\choix Atome, molécule, cellule, organite, organe;

\choix Atome, phospholipides, membrane, organite, cellule, organe.

\item On peut dire que :\resetchoix

\choix les atomes sont visibles au MET;

\choix la membrane plasmique mesure environ 7 µm d'épaisseur;

\choix la membrane est principalement constituée de lipides et glucides;

\choix on peut trouver du cholestérol (amphiphile) dans les membranes plasmiques animales.

\item Associez aux personnages suivants leur contribution à la théorie\linebreak cellulaire :\resetchoix

\Par

\begin{tabularx}{\linewidth}{@{}l@{\hspace*{5mm}}l@{\xspace}X@{}}
\choix[a] Hooke & \choix[i] & pose deux des trois piliers de la théorie\\
& & cellulaire\\
\choix[b] Van Leeuwenhoek & \choix[ii] & découvre la cellule de liège avec un\\
& & microscope rudimentaire\\
\choix[c] Pasteur & \choix[iii] & découvre des micro-organismes avec un\\
& & microscope plus puissant\\
\choix[d] Schwann & \choix[iv]  & permet d'invalider l'idée de génération\\
& & spontanée
\end{tabularx}

\item Classez du plus ancien au plus récent ces scientifiques pour leur contribution à la théorie cellulaire :\resetchoix

\choix Hooke, Pasteur, Schwann, Van Leeuwenhoek;

\choix Hooke, Van Leeuwenhoek, Pasteur, Schwann;

\choix Van Leeuwenhoek, Hooke, Schwann, Pasteur;

\choix Hooke, Van Leeuwenhoek, Schwann, Pasteur.

\item D'après l'observation suivante, on peut dire:\resetchoix
\Par
\begin{minipage}{0.48\linewidth}
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{072_03E-01}
\captionsetup{width=0.8\linewidth}
\figcaption{Portion de molécule d'ADN}
\end{center}
\end{figure}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{0.45\linewidth}
\begin{tabularx}{\linewidth}{@{}l@{\xspace}X@{}}
\choix & vue l'échelle, ce cliché n'a pas pu être pris au MET;\\
\choix & on peut voir une structure géométrique caractéristique d'un réseau cristallin;\\
\choix & ce cliché laisse supposer que l'ADN est une structure\newline enroulée.
\end{tabularx}

\vspace*{9mm}~
\end{minipage}

\item D'après le schéma ci-dessous: 
\Par
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{073_03E-02}
\figcaption{Protéine appelée \textit{aquaporine}}
\end{center}
\end{figure}
\Par
on peut dire que :\resetchoix

\choix la portion A est hydrophobe et la partie B est hydrophile;

\choix la portion A est lipophile et la partie B est lipophobe;

\choix la portion A est hydrophile et la partie B est lipophobe;

\choix la portion A est hydrophile et la partie B est lipophile.
\end{questions}
\end{qcm}

\begin{corrige}
\begin{questions}
\item Réponse \choix[c].
\item Réponse \choix[d]. Les atomes ne sont pas visible au MET, la membrane 
plasmique mesure 75~nm d'épaisseur et elle est composée surtout de lipides (en 
bicouche) et de protéines.
\item \choix[a] $\leftrightarrow$ \choix[ii].

\choix[b] $\leftrightarrow$ \choix[iii].

\choix[c] $\leftrightarrow$ \choix[iv].

\choix[d] $\leftrightarrow$ \choix[i].


\item Réponse \choix[d].


\item Réponse \choix[c].

\item Réponse \choix[d] : la portion A est au contact de molécules d'eau, elle 
est donc hydrophile. Au 
niveau de la portion B, les acides aminés de l'aquaporine sont au contact de la 
bicouche lipidique donc ils sont lipophiles.
\end{questions}
\end{corrige}

%%% 2 NOUVELLE VERSION

\begin{exo}{\fontsize{12}{12} \selectfont Et pourtant … Ce sont toutes des 
cellules. }{Lycée \og en forêt\fg{}, Montargis}{1}{15} 
\label{exo:ch3exo2}
 Voici les photos de deux cellules d'organismes bien différents.
\begin{figure}
\begin{center}
 \includegraphics{073_03E-03}
 \end{center}
 \figcaption{Photo d’une observation microscopique de cellule d’épiderme 
d’oignon rouge. (MO) Taille réelle de la cellule : 50 $\mu$m de long.}
\end{figure}


\begin{figure}
\begin{multicols}{2}
\begin{center}
\includegraphics{074_03E-04}
 \end{center}
 \captionsetup{width=0.8\linewidth}
 \figcaption{Photo d’une observation microscopique de cellule d’épithélium 
buccal humain. (MO)}
\end{multicols}
\end{figure}

\begin{questions}
 \item Calculez la taille réelle de la cellule d’épithélium buccal. Vous 
détaillerez vos calculs.
\item Qu’est-ce qui permet de dire que ces deux premières 
cellules sont des cellules eucaryotes ?
\item Quelles structures cellulaires permettent 
de dire que la 1ère photo est celle d’une cellule végétale ? 
\item Avec quel type de microscope ont été prises ces photos ? 
 \item Quelles structures aurait-on pu observer dans une cellule bactérienne 
?
\item Quel microscope doit-on utiliser pour observer les structures du 
cytoplasme d’une bactérie mesurant 2 $\mu$m ? 
\item En quoi ces observations permettent-elles de confirmer la théorie 
cellulaire ?
\end{questions}

\end{exo}

\begin{corrige}
 \begin{questions}
  \item Pour calculer la taille réelle d’une cellule, on utilise toujours la 
même 
méthode. 

Tableau de proportionnalité :
\begin{center}
\begin{tabular}{|>{\centering\arraybackslash}P{2cm}*2{|>{
\centering\arraybackslash}p{2.7cm}}|} \hline
\tabulartitle Objet & Taille sur la photo \linebreak (en cm) & Taille réelle 
\linebreak (en $\mu$m) \\ \hline
\'Echelle & 0,9 & 10 \\ \hline
Cellule & 2,3 & $?$ \\ \hline
\end{tabular}
\end{center}

$$\text{taille à calculer} = \dfrac{2,3 \times 10}{0,9} = 26 \text{ 
$\mu$m}.$$
Donc cette cellule mesure environ $25$ $\mu$m.


\begin{methode}
 Pour calculer la taille réelle d’une cellule, on s’aide de l’échelle. On mesure 
l’échelle en cm sur la photo et on calcule combien de fois elle a été agrandie. 
On appliquera ce même coefficient à la cellule. 
En pratique, on construit d’abord un tableau de proportionnalité :

\Par
\begin{center}
\begin{tabular}{|>{\centering\arraybackslash}P{2cm}*2{|>{
\centering\arraybackslash}p{2.7cm}}|} \hline
\tabulartitle Objet & Taille sur la photo \linebreak (en cm) & Taille réelle 
\linebreak (en $\mu$m) \\ \hline
\'Echelle & $x$ & $y$ \\ \hline
Cellule & $z$ & $?$ \\ \hline
\end{tabular}
\psline(-3.5,-0.6)(-3,-0.1)
\psline(-3,-0.1)(-3.5,-0.1)
\psline{->}(-3.5,-0.1)(-3,-0.6)
\end{center}

\Break

On cherche \og $?$ \fg{}, c'est-à-dire la taille réelle de la cellule. On suit 
la flèche, et on applique la formule : $\dfrac{z \times y}{x}$.

Il n'y a pas besoin de faire des conversions puisqu'on divise des cm par des cm 
; le résultat est alors en $\mu$m.
\end{methode}
\item On voit que ces deux cellules possèdent un noyau individualisé. La 
cellule 
végétale possède une vacuole, organite coloré. Dans le cytoplasme de la cellule 
animale, on voit des organites, petits grains plus sombres. Or on sait 
que les 
cellules eucaryotes sont des cellules compartimentées avec des organites et un 
noyau individualisé délimité par une enveloppe nucléaire. On en déduit donc que 
ces deux cellules sont des cellules eucaryotes.
\item Cette cellule possède une vacuole et elle est entourée par une 
paroi. On peut 
donc dire que c’est une cellule végétale. 
\item Sous chaque photo, le microscope utilisé est indiqué par les lettres 
\og MO\fg{}, elles ont donc été observées avec un microscope optique appelé 
aussi microscope photonique.
\item Dans une cellule bactérienne, on aurait pu voir un cytoplasme, 
de l’ADN, et 
une membrane plasmique la délimitant.
\item Le microscope électronique permet de grossir davantage que le microscope 
optique. Avec le MO on n’aurait pas pu voir les éléments à l’intérieur du 
cytoplasme. Il aurait donc fallu utiliser un microscope électronique. 
\item La théorie cellulaire indique que tous les êtres vivants sont constitués 
d’au moins une cellule et que ces cellules présentent une structure commune. Ces 
photos montrent des observations de différents tissus, issus 
d’animaux ou de végétaux. On voit que, malgré leur diversité, tous ces 
organismes sont 
constitués de plusieurs cellules, qui sont délimitées par une 
membrane 
et contiennent de l’ADN. On sait que les cellules bactériennes présentent elles 
aussi cette même organisation. Ces observations confirment donc une partie de la 
théorie cellulaire. 
 \end{questions}

\end{corrige}



%%% 3 NOUVELLE VERSION

\begin{exo}{Les liposomes à la rescousse}{Lycée Lavoisier, Paris}{1}{10} 
Les liposomes sont des vésicules artificielles, créées par l'Homme. On les 
utilise en cosmétologie ou thérapie anti-cancer. Les premiers liposomes étaient 
constitués d'une bicouche de phospholipides naturels. Ils ont une structure très 
proche de celle des membranes cellulaires, leur permettant de fusionner avec 
elles. 

Dans le traitement anti-cancer, on utilise cette structure particulière du 
liposome. On met le principe actif dans le liposome. Le liposome s'accroche à 
la cellule cancéreuse. Puis la membrane du liposome fusionne avec la membrane 
de la cellule cancéreuse ; le principe actif (molécule qui détruit la cellule 
cancéreuse) est alors libéré dans le cytoplasme de cette cellule. Ce traitement 
permet donc de détruire uniquement les cellules cancéreuses et pas les autres.

Le schéma à la page suivante présente des structures construites à partir de 
phospholipides.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.9]{075_03E-05}
 \end{center}
%  \figcaption{Schéma de structures construites à partir de phospholipides.}
 \label{fig:3.14}
\end{figure}

\begin{questions}
 \item  Parmi celles de la figure précédente, choisissez la structure qui 
permet de transporter un principe 
actif hydrophile. Justifiez votre réponse.
\item En vous aidant de ces 
représentations, proposez un schéma de liposome en milieu aqueux, transportant 
plusieurs principes actifs : un hydrophile, deux lipophiles et un amphiphile. 
Vous noterez les légendes : phase aqueuse, molécule amphiphile, molécule 
hydrophile, phospholipide, molécules lipophiles.
\end{questions}


\end{exo}

\begin{corrige}
\begin{questions}
 \item  La structure qui permet de transporter un principe actif 
hydrophile doit avoir deux propriétés :
\begin{itemize}
 \item Elle doit pouvoir 
englober le principe actif pour qu’il reste dans la structure ; donc 
cela ne peut 
être que la structure 1 ou la structure 2.
\item Le principe actif est hydrophile, il faut donc qu’il soit en contact avec 
des parties hydrophiles de la structure.
\end{itemize}
Parmi les structures 1 et 2, il s’agit 
de la 1, dont les têtes hydrophiles des phospholipides internes sont 
placées vers 
l’intérieur de la structure. 

Pour ces deux raisons, il s'agit du liposome. 
\item Voici la représentation d'un liposome en milieu 
aqueux : \begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{086_03E-06}
\end{center}
\end{figure}
\end{questions}
\end{corrige}


%%% 3

\begin{exo}{\fontsize{12}{12}\selectfont Localisation d'une protéine 
membranaire}{Lycée Pasteur, Neuilly}{2}{15} 
Au niveau de la membrane plasmique des hématies se trouvent des protéines 
appelées glycophorines. Les protéines sont des molécules constituées d'acides 
aminés. La glycophorine étudiée ci-dessous est constituée de 131 acides aminés. 
Une 
extrémité de la protéine présente un groupe COOH intracellulaire et l'autre un 
groupe $\rm NH_2$ et des motifs glucidiques. On peut établir le caractère 
hydrophobe ou hydrophile des acides aminés la composant. On obtient alors un 
profil d'hydrophobicité. Les valeurs positives indiquent la présence d'acides 
aminés hydrophobes et les valeurs négatives, celles d'acides aminés hydrophiles. 
Sur cette molécule, peuvent être fixés des groupes d'atomes de la famille des 
glucides.

% \enlargethispage{1cm}

\begin{figure}
\begin{minipage}{0.5\linewidth}
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.95]{075_03E-07}%{4cm}
\end{center}
\end{minipage}
\begin{minipage}{0.5\linewidth}
\captionsetup{width=0.75\linewidth}
\figcaption{Profil d'hydrophobicité de la glycophorine : schéma simplifié correspondant au profil}
\end{minipage}
\end{figure}

\Par

À partir de vos connaissances et des données proposées, schématisez comment 
pourrait être implantée cette glycophorine au niveau de la membrane plasmique 
des hématies. Vous justifierez votre réponse par un court texte.

On attend, en plus de l'épaisseur de la membrane plasmique, que soient bien localisés : 
\begin{itemize}
\item le groupe $\rm NH_2$, 
\item le groupe COOH, 
\item les 3 domaines verts (pouvant être déformés pour la schématisation),
\item les motifs glucidiques.
\end{itemize}

On utilisera les figurés suivants en plus des figurés classiques de la membrane plasmique :

\Par

\begin{center}
\includegraphics{076_03E-08}
\end{center}
\end{exo}

\begin{corrige}
On sait que la membrane est une bicouche de phospholipides mesurant 75 nm 
d’épaisseur. On voit que la partie centrale vert foncé est hydrophobe : elle 
sera donc enchassée dans la bicouche de phospholipides. Les deux autres 
parties, 
vert clair, sont hydrophiles, donc elles seront en dehors de la membrane. Le 
texte explique que seule la partie NH$_2$ extracellulaire porte des motifs 
glucidiques. La partie intracellulaire est l’extrémité COOH de la 
protéine.

On peut donc représenter la glycophorine dans la membrane plasmique 
d'une hématie de cette façon :
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{086_03E-09}
\end{center}
\end{figure}
\newpage
\end{corrige}


%%% 4

\begin{exo}{L'exocytose de neurotransmetteurs}{Lycée Montaigne, 
Bordeaux}{2}{20} 
Dans cet exercice, on étudie la circulation d’un message nerveux dans 
l’organisme humain. 
Les messages nerveux circulent sous forme électrique dans les cellules 
nerveuses 
appelées neurones. Il s’agit d’échanges d’ions de part et d’autre de la 
membrane 
plasmique de cette cellule. La propagation est unidirectionnelle, elle va 
toujours du corps cellulaire qui contient le noyau vers l’extrémité 
de 
l’axone, 
prolongement du cytoplasme.

\Par

Quand le message nerveux arrive à l’extrémité de l’axone, il doit être 
transformé en message chimique, à cause de l'espace qui existe entre 
les deux 
cellules. Cet espace empêche la circulation de message de forme électrique. 
L’arrivée du message électrique à l’extrémité de l’axone induit une migration 
des vésicules contenant des neurotransmetteurs vers la membrane plasmique. Ces 
vésicules fusionnent avec la membrane plasmique : les neurotransmetteurs 
contenus dans les vésicules sont alors libérés dans l’espace entre les deux 
neurones. Cet espace est appelé fente synaptique. Les neurotransmetteurs se 
fixent sur des récepteurs membranaires situés sur la membrane de la deuxième 
cellule nerveuse. L’association neurotransmetteur-récepteur ouvre un 
canal 
ionique qui modifie la polarité de la membrane post-synaptique : un message 
électrique est de nouveau formé dans le neurone post-synaptique. Ce 
fonctionnement est illustré dans la figure qui suit.
 
\Par

\enlargethispage*{5mm}
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=10.8cm]{077_03E-10}
\end{center}
\figcaption{Schéma illustrant une synapse entre deux neurones et photos de MET 
exposant les phénomènes qui ont lieu lors de la synapse.}
\end{figure}  
\Par

Stade A : vésicule de neurotransmetteurs non fusionnée avec la 
membrane 
plasmique.

\Par

Stade B : 

à gauche : vésicule ouverte déversant les neurotransmetteurs;

à droite : vésicule en cours de fusion avec la membrane plasmique.

\Par

Légendes :

\begin{enumerate}
\item Vésicule contenant des molécules hydrophiles (neurotransmetteurs) 
délimitée 
par une bicouche lipidique.
\item Membrane plasmique du neurone 1.
\item Espace entre les deux neurones (fente synaptique).
\item Membrane plasmique du neurone 2.
\item Neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique.
\end{enumerate}

\Par


À partir de vos connaissances sur l'organisation de la membrane plasmique et 
des informations données, proposez un schéma de ce qui se passe au niveau de 
l'encadré du stade A et de l'encadré du stade B.

\newpage

\textit{Données :}
\begin{itemize}
\item La membrane des vésicules peut être assimilée à une 
membrane plasmique.
\item Les neurotransmetteurs seront représentés par des 
boules bleues.
\end{itemize}


\end{exo}

\begin{corrige}
\begin{center}
\includegraphics{087_03E-11}
\end{center}
\end{corrige}




%%% 5

\begin{exo}{Pasteur vs Pouchet}{Lycée Richelieu, Rueil-Malmaison}{2}{25} 
Felix-Archimède Pouchet était partisan de la génération spontanée. Voulant 
démontrer qu'il avait raison, malgré les travaux de Pasteur, il réalisa 
l'expérience suivante : il porta à ébullition à 100~°C de l'eau de 
foin, 
c'est-à-dire une infusion de foin, pouvant contenir des micro-organismes. Cela 
était censé détruire tout micro-organisme. Il ferma hermétiquement son milieu 
de culture pour éviter toute contamination, comme Pasteur l'avait fait. Après 
quelques jours, il observa que des bacilles du foin (\textit{Bacillus 
subtilis}) 
s'étaient développés. Pour lui, cela validait la théorie de la génération 
spontanée : des micro-organismes s'étaient formés à partir de matière inerte.
	
\subsubsectionnn{Document 1 : Graphique présentant le taux de survie des
bacilles en fonction de la température de l'eau}

\begin{center}
\includegraphics{078_03E-12}
\end{center}
% 
% \vspace*{0.5cm}
% \begin{center}
%  \textit{Voir document 2 page suivante.}
% \end{center}
% \vspace*{0.5cm}
% \newpage

\subsubsectionnn{Document 2 : 
\'Electronographie d'endospore de $\text{\it Bacillus}$ $\text{\it subtilis}$}

\begin{center}
\includegraphics{078_03E-13}
\end{center}

\subsubsectionnn{Document 3 : Une nouvelle découverte}

De 1872 à 1876, Ferdinand Cohn établit qu'un bacille du foin, \textit{Bacillus 
subtilis}, peut former des endospores qui le rendent résistant à l'ébullition à 
100~°C. Les endospores furent découvertes grâce à l'observation au microscope 
optique. Les endospores sont des structures intracytoplasmiques capables de 
résister à des conditions habituellement défavorables à la survie d'un être 
vivant telles que la déshydratation, le rayonnement ou les fortes 
températures. Elles peuvent en conditions 
favorables germer et redonner des bacilles actifs. Désormais, il est établi 
qu'à 
plus de 120 °C et suffisamment longtemps, le cytoplasme coagule et les cellules 
(même résistantes comme les endospores bactériennes) meurent. Aujourd'hui, 
leur 
structure est bien connue grâce à l'avènement du MET.

\begin{questions}
\item En vous appuyant sur les données des documents, expliquez comment 
sont apparues les cellules de \textit{Bacillus subtilis} dans la culture 
chauffée à 100°C.
\item En quoi est-il compréhensible que Pouchet en soit arrivé à la 
confirmation de la génération spontanée ?
\item À la vue des connaissances acquises par 
Ferdinand Cohn, proposez une expérience correcte qui aurait mené Pouchet aux 
mêmes conclusions que Pasteur, c’est-à-dire invalider la théorie de la 
génération spontanée. 
\end{questions}
\end{exo}

\begin{corrige}
\begin{questions}
\item D'après le document 
1, il faut plus de 120 °C pour qu'il n'y ait plus de bacille vivant suite à 
une ébullition. Donc, même si Pouchet a 
fait bouillir de l'eau de foin à 100 °C, les endospores n'ont pas été 
détruites. 
Elles ont pu germer comme écrit dans le document 3 et redonner des cellules 
actives.

\item Ce n'est qu'entre 1872 et 1876 que Cohn a trouvé que des bacilles 
pouvaient produire des endospores, formes de résistance. Pouchet ne 
connaissait donc pas l'existence des endospores. Il a utilisé de l'eau de 
foin pouvant contenir des micro-organismes. Comme 
Pasteur, il a porté à ébullition cette eau de foin. Il a alors cherché à tuer 
les micro-organismes par usage d'une forte température. Et comme Pasteur, il 
a fait en sorte que l'eau bouillie ne soit pas en contact avec l'air, pour 
éviter de 
faire entrer des micro-organismes. Donc, selon son protocole, si une forme de 
vie se développait, ce serait parce qu'elle serait apparue spontanément à partir 
de l'eau de foin. Or, c'est ce que Pouchet observa. Donc, il est normal qu'il 
ait pu conclure, en fonction des connaissances au moment de son expérience, que 
la thèse de la génération spontanée était valide.

\item Il aurait fallu vérifier que le verre ne contenait pas d'endospore en le 
portant à plus de 120 °C assez longtemps, et faire de même avec de l'eau 
pure avec ajout de matière nutritive portée aussi à plus de 120 °C. Pourchet 
aurait dû éviter d'utiliser de l'eau de foin, car celle-ci peut contenir des 
endospores (c'est ce que 
préconisa Pasteur à Pouchet). Le reste de l'expérience est correct : éviter tout 
contact avec l'air après ébullition, ou tout objet potentiellement contaminé.
\end{questions}
\end{corrige}


%%% 7

\begin{exo}{\fontsize{12}{12}\selectfont Les levures, champignons 
unicellulaires}{Lycée Montaigne, Bordeaux}{2}{35} 
Les levures sont des champignons unicellulaires. Ce sont des cellules 
eucaryotes. Elles sont entourées par une paroi. La paroi des levures est 
constituée d'une macromolécule glucidique : la chitine, alors que celle des 
végétaux est constituée de cellulose. Les levures possèdent une vacuole mais 
pas de plaste.
\begin{figure}
\begin{minipage}{\dimexpr\linewidth-65mm}
\captionsetup{width=0.8\linewidth}
\figcaption{\'Electronographie d'une levure (champignon unicellulaire) observée 
au MET. \\ La membrane a été retravaillée pour être mieux vue.}
\end{minipage}
\begin{minipage}{60mm}
\includegraphics{079_03E-13}
\end{minipage}
\end{figure}
\enlargethispage*{5em}
\begin{questions}
\item Replacez les légendes suivantes sur le document : paroi, membrane
plasmique, noyau, mitochondries, vacuole, gouttelette de gras, cytoplasme.

On précise que :
\begin{itemize}
\item les mitochondries ont deux membranes dont une très repliée;
\item les gouttelettes de gras ressemblent à une vacuole mais ne sont pas 
entourées d'une membrane, contrairement à la vacuole;
\item le noyau peut présenter une structure arrondie foncée à l'intérieure : le nucléole.
\end{itemize}

\item Quelle est la taille de cette cellule ? Justifier vos calculs.
\item \`A partir de vos connaissances, argumentez afin de justifier qu'il s'agit 
bien d'une cellule eucaryote.
\item Trouver dans le texte des arguments qui font qu'on ne met plus les 
champignons dans le groupe des végétaux.
\end{questions}
\end{exo}

\begin{corrige}
\begin{questions}
\item \raisebox{-0.5\totalheight+2mm}{%
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{088_03E-14}
% \figcaption{\'Electronographie d'une levure (champignon unicellulaire) observée au MET}
\end{center}
\end{figure}}

\item On utilise la méthode vue précédemment (voir exercice 
\ref{exo:ch3exo2} page \pageref{exo:ch3exo2}).
\begin{center}
\begin{tabular}{|>{\centering\arraybackslash}P{2cm}*2{|>{
\centering\arraybackslash}p{2.7cm}}|} \hline
\tabulartitle Objet & Taille sur la photo \linebreak (en cm) & Taille réelle 
\linebreak (en $\mu$m) \\ \hline
\'Echelle & 0,9 & 1 \\ \hline
Cellule & 4,7  & $?$ \\ \hline
\end{tabular}
\end{center}

$$\text{taille à calculer} = \dfrac{4,7\times 1}{0,9} = 5,2\text{ 
$\mu$m}.$$

Donc cette cellule mesure en réalité $5,2$ $\mu$m.

\item On voit que cette cellule possède un cytoplasme compartimenté. Chaque 
compartiment est limité par une ou deux membranes. De plus, le matériel 
génétique est enfermé par une enveloppe nucléaire. Or, on sait qu'une cellule 
eucaryote possède des organites, compartiments cellulaires, et un vrai noyau. 
On en déduit que cette cellule est bien eucaryote.
\item Il est précisé dans le texte que la paroi de la levure est 
composée de chitine et non de cellulose, comme des cellules 
végétales. De plus, les levures ne contiennent pas de plastes 
(chloroplastes). Ce ne sont donc pas des cellules végétales.
\end{questions}
\end{corrige}


%%% 8

\begin{exo}{Les algues font bande à part}{Lycée Lavoisier, Paris}{3}{30} 
La classification des êtres vivants repose sur la recherche de caractères 
communs partagés. Il faut chercher les caractères ancestraux et déterminer 
ensuite les innovations évolutives qui ont pu apparaître en comparant les 
espèces étudiées à un groupe considéré comme proche d’un ancêtre commun. En 
étudiant les structures cellulaires et les molécules qui les composent, les 
scientifiques ont regroupé les algues en 3 groupes. Les algues ne 
constitueraient pas un groupe unique issu d’un seul ancêtre commun. Les 
chloroplastes qu’elles contiennent ont permis d’élaborer la théorie 
endosymbiotique et de reconstituer l’histoire évolutive de ces êtres vivants. 
Selon les groupes, des procaryotes différents auraient été phagocytés (sans être 
digérés) par des cellules eucaryotes. Ces procaryotes internalisés et encore 
vivants auraient alors apporté un avantage évolutif aux cellules eucaryotes ne 
les ayant pas détruites : la capacité de créer des glucides par le mécanisme de 
la photosynthèse.

\subsubsectionnn{Document 1 : rappel concernant la classification}

\begin{center}
\includegraphics{080_03E-15}
\end{center} 

\subsubsectionnn{Document 2 : classification simplifiée de quelques 
groupes d'eucaryotes}

\enlargethispage*{4em}

\begin{center}
\includegraphics{081_03E-16}
\end{center}

% \vspace*{0.5cm}
% \begin{center}
%  \textit{Voir document 3 page suivante.}
% \end{center}
% \vspace*{0.5cm}
% \newpage




%% NOUVELLE VERSION
\subsubsectionnn{Document 3 : principe de l'endosymbiose}

L'endosymbiose est la coopération mutuellement bénéfique entre deux organismes 
vivants, où l'un est contenu par l'autre. La figure suivante en montre un 
exemple.

\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics{081_03E-17}
\figcaption{Théorie de l'endosymbiose}
\end{center}
\end{figure}

Organite bleu : mitochondrie

1 : contact entre les deux cellules; 

2 : ingestion (phagocytose); 

3 : internalisation sans digestion.


\subsubsectionnn{Document 4 : comparaison de quelques groupes 
d'organismes photosynthétiques}

Le tableau de la page suivante permet de comparer les 
caractéristiques cellulaires et moléculaires de divers groupes 
évolutifs.

%% ANCIENNE VERSION
% \subsubsectionnn{Document 3}
% Le tableau suivant permet de comparer divers groupes évolutifs.
%%%%%%%


\begin{figure}
\rotatebox{90}{\scalebox{0.95}{
\begin{tabular}{|>{\centering\arraybackslash}M{2cm}|*6{>{\centering\arraybackslash}m{2cm}|}}
\tabulartitle\hline
 & 
Groupe évolutif &
Nombre de membranes des chloroplastes&
Matériel génétique des chloroplastes&
Pigments principaux&
Autres pigments&
Particularités des cellules reproductrices\\
\hline
\multirow{2}{*}{Procaryotes}
&
Cyanobactérie
&
\multicolumn{2}{c|}{}
&
chlorophylle a
&
Phycocyanine, Allophycocyanine, (Phycoérythrine)
&

\\\cline{2-2}\cline{5-7}

&
\fontsize{9}{9}\selectfont
Prochlorophytes
&
\multicolumn{2}{c|}{}
&
chlorophylles  a et b
&

&

\\\hline
\multirow{4}{*}{\begin{minipage}[c][12mm][c]{20mm}\centering\vfill
Eucaryotes
\end{minipage}}
&
Algues rouges
&
2
&
\multirow{4}{*}{\begin{minipage}[t][20mm][t]{20mm}\centering\vfill
Avec ADN type bactérien dans les
\end{minipage}}
&
chlorophylle a 
&
Phycocyanine, Allophycocyanine, (Phycoérythrine) dans les chloroplastes
&
Sans flagelles
\\\cline{2-3}\cline{5-7}

&

Algues brunes
&
2 ou plus
&

&
chlorophylles  a et c
&
Fucoxanthines dans les chloroplastes
&
à 2 flagelles différents
\\\cline{2-3}\cline{5-7}

&
Algues vertes
&
2
&

&
\multirow{2}{*}{\begin{minipage}[c][12mm][c]{20mm}\centering\vfill
chlorophylles a et b\end{minipage}}
&
\multirow{2}{*}{\begin{minipage}{20mm}Xanthophylles et Bêtacarotène dans les chloroplastes\end{minipage}}
&
à 2 flagelles identiques
\\\cline{2-3}\cline{7-7}

&
\begin{minipage}[c][8mm][c]{20mm}\centering\vfill
Plantes
\end{minipage}
&
\begin{minipage}[c][8mm][c]{20mm}\centering\vfill
2
\end{minipage}
&

&

&

&
\begin{minipage}[t][8mm][t]{20mm}
~
\end{minipage}
\\
\hline
\end{tabular}}}
\tabcaption{}
\end{figure}


%% ANCIENNE VERSION
% \subsubsectionnn{Document 4}
% 
% L'endosymbiose est la coopération mutuellement bénéfique entre deux organismes 
% vivants, où l'un est contenu par l'autre. La figure suivante en montre un 
% exemple.
% 
% \begin{figure}
% \begin{center}
% \includegraphics{03_exo9-4}
% \figcaption{Théorie de l'endosymbiose}
% \end{center}
% \end{figure}
% 
% Organite bleu : mitochondrie
% 
% 1 : contact entre les deux cellules; 
% 
% 2 : ingestion (phagocytose); 
% 
% 3 : internalisation sans digestion.


\begin{questions}
\item À partir des documents fournis, expliquez comment les 
scientifiques ont pu trouver que les algues rouges sont un groupe 
séparé des algues vertes et que les algues vertes sont les plus 
proches des plantes terrestres.
\item À partir des documents, trouvez des arguments en faveur de l'endosymbiose, 
puis proposez quel type de procaryote a pu être phagocyté dans le cas des algues 
vertes d'une part et des algues rouges d'autre part.

On ne cherchera pas à montrer une association à bénéfice réciproque (définition de la symbiose) mais juste à prouver qu'il a pu y avoir internalisation de cellule.
\end{questions}
\end{exo}

%% NOUVELLE VERSION
\begin{corrige}

\begin{questions}
\item En analysant le tableau 3.2 du document 4, on voit que les 
algues rouges 
n'ont pas les 
mêmes pigments principaux que les espèces d'algues vertes. De plus, elles ont 
des pigments que les algues vertes n'ont pas et leurs cellules reproductrices 
sont sans flagelle. Or, d'après le texte introductif, pour faire partie d'un 
même groupe évolutif, il faut des caractères partagés 
(en commun) et pour être plus proche d'une autre groupe il faut avoir le plus 
de points communs possibles. Donc, vu les caractères des algues rouges non 
partagés avec les algues vertes, on peut affirmer que les algues rouges forment 
un groupe à part.

De plus, on voit dans le tableau du document 4 que les algues 
vertes et les plantes vertes ont les mêmes 
chlorophylles, en plus d'avoir des chloroplastes à deux membranes et des 
xanthophylles et du bêtacarotène. Ce n'est pas le cas pour les algues rouges 
qui 
ont juste des chloroplastes à deux membranes comme caractère commun. Ainsi, les 
plantes terrestres ont plus de caractères en commun avec les algues vertes. 
Donc algues vertes et plantes terrestres sont les plus proches, elles ont 
un ancêtre commun plus récent. 

Pour autant, les cellules reproductrices sont différentes entre 
algues vertes 
et plantes terrestres, donc cela justifie que plantes terrestres et algues 
vertes soient séparées dans la classification.

\item On cherche des arguments en faveur de l'endosymbiose, puis à proposer 
quel 
type de procaryote a pu être phagocyté dans le cas des algues vertes d'une part 
et des algues rouges d'autre part.

\begin{itemize} 
\item \textit{Argument en faveur de l'endosymbiose}.

On voit dans le document 3 que s'il y a eu endosymbiose, il y a eu 
internalisation 
d'une cellule. Alors, cette cellule serait douée de photosynthèse, 
posséderait 
son ADN et aurait deux membranes (la sienne et une provenant de la cellule 
l'ayant phagocytée). Or, dans le document 4, on voit que les différents types 
d'algues et les plantes ont des chloroplastes ayant un matériel génétique de 
type bactérien et deux membranes. Les trois critères sont donc remplis pour 
dire 
qu'il y a eu internalisation d'une cellule par une autre cellule. 
Donc l'endosymbiose est plausible.

Mais quel genre de cellule aurait été internalisée ?

\item \textit{Cellule internalisée chez les algues vertes et rouges}.

On voit dans le document 4 que les cyanobactéries ont des pigments qu'on 
retrouve dans les chloroplastes des algues rouges : phycocyanine, 
allophycocyanine, et phycoérythrine. De même, on trouve les mêmes pigments 
chlorophylliens dans les prochlorophytes et les chloroplastes d'algues vertes. 
Or, s'il y a eu internalisation d'une cellule photosynthétique, d'après le 
document 3, alors la cellule phagocytée doit avoir récupéré les caractères de 
la 
cellule internalisée dont ses pigments, mais ceux-ci ne seraient que dans la 
structure à double membrane (organite). Donc, a priori, une cellule eucaryote 
(ancestrale) aurait phagocyté des prochlorophytes et serait à 
l'origine des algues vertes. Mais une autre cellule (ancestrale) 
aurait 
phagocyté une cyanobactérie et serait à l'origine des algues rouges.
\end{itemize}

\textit{Conclusion :} la présence de deux membranes et d'ADN bactérien dans les 
chloroplastes sont deux arguments en faveur de la théorie endosymbiotique. De 
plus, vu les pigments retrouvés dans les chloroplastes, une cellule eucaryote 
(ancestrale) aurait phagocyté des prochlorophytes d'une part et serait à 
l'origine des algues vertes. Mais une autre cellule (ancestrale) 
aurait 
phagocyté une cyanobactérie et serait à l'origine des algues rouges.
\end{questions}
\end{corrige}


%% ANCIENNE VERSION
% \begin{corrige}
% 
% \begin{questions}
% \item En analysant le document 2, on voit que les algues rouges n'ont pas les 
% mêmes pigments principaux que les espèces d'algues vertes. De plus, elles ont 
% des pigments que les algues vertes n'ont pas et leurs cellules reproductrices 
% sont sans flagelle. Or, d'après le texte introductif, pour faire partie d'un 
% même groupe évolutif, il faut des caractères partagés 
% (en commun) et pour être plus proche d'une autre groupe il faut avoir le plus 
% de points communs possibles. Donc, vu les caractères des algues rouges non 
% partagés avec les algues vertes, on peut affirmer que les algues rouges forment 
% un groupe à part.
% 
% De plus, on voit que les algues vertes et les plantes vertes ont les mêmes 
% chlorophylles, en plus d'avoir des chloroplastes à deux membranes et des 
% xanthophylles et du bêtacarotène. Ce n'est pas le cas pour les algues rouges 
% qui 
% ont juste des chloroplastes à deux membranes comme caractère commun. Ainsi, les 
% plantes terrestres ont plus de caractères en commun avec les algues vertes. 
% Donc algues vertes et plantes terrestres sont les plus proches, elles ont 
% un ancêtre commun plus récent. 
% 
% Pour autant, leurs cellules reproductrices sont différentes entre algues vertes 
% et plantes terrestres, donc cela justifie que plantes terrestres et algues 
% vertes soient séparées dans la classification.
% 
% \item On cherche des arguments en faveur de l'endosymbiose, puis à proposer 
% quel 
% type de procaryote a pu être phagocyté dans le cas des algues vertes d'une part 
% et des algues rouges d'autre part.
% 
% \begin{itemize}
% \item \textit{Argument en faveur de l'endosymbiose}.
% 
% On voit dans le document 4 que s'il y a eu endosymbiose, il y a internalisation 
% d'une cellule. Alors, cette cellule serait doué de photosynthèse, posséderait 
% son ADN et aurait deux membranes (la sienne et une provenant de la cellule 
% l'ayant phagocytée). Or, dans le document 3, on voit que les différents types 
% d'algues et les plantes ont des chloroplastes ayant un matériel génétique de 
% type bactérien et deux membranes. Les trois critères sont donc remplis pour 
% dire 
% qu'il y aurait eu internalisation d'une cellule par une autre cellule. 
% Donc l'endosymbiose est plausible.
% 
% Mais quel genre de cellule aurait été internalisé ?
% 
% \item \textit{Cellule internalisée chez les algues vertes et rouges}.
% 
% On voit dans le document 3 que les cyanobactéries ont des pigments qu'on 
% retrouve dans les chloroplastes des algues rouges : phycocyanine, 
% allophycocyanine, et phycoérythrine. De même, on trouve les mêmes pigments 
% chlorophylliens dans les prochlorophytes et les chloroplastes d'algues vertes. 
% Or, s'il y a eu internalisation d'une cellule photosynthétique, d'après le 
% document 4, alors la cellule phagocytée doit avoir récupéré les caractères de 
% la 
% cellule internalisée dont ses pigments, mais ceux-ci ne seraient que dans la 
% structure à double membrane (organite). Donc, a priori, une cellule eucaryote 
% (ancestrale) aurait phagocyté des prochlorophytes et serait à 
% l'origine des algues vertes. Mais, une autre cellule (ancestrale) aurait 
% phagocyté une cyanobactérie et serait à l'origine des algues rouges.
% \end{itemize}
% 
% \textit{Conclusion :} la présence de deux membranes et d'ADN bactérien dans les 
% chloroplastes sont deux arguments en faveur de la théorie endosymbiotique. De 
% plus, vu les pigments retrouvés dans les chloroplastes, une cellule eucaryote 
% (ancestrale) aurait phagocyté des prochlorophytes d'une part et serait à 
% l'origine des algues vertes. Mais, une autre cellule (ancestrale) aurait 
% phagocyté une cyanobactérie et serait à l'origine des algues rouges.
% \end{questions}
% \end{corrige}

%%% 9

\begin{exo}{Aux limites du vivant : les virus}{\null}{3}{35} 
Les adénovirus sont des virus très communs. Chez l'Homme, ils causent des 
pneumonies, conjonctivites, gastro-entérites… Un virus est une particule 
inerte, d'environ 0,05 $\mu$m, incapable de se multiplier seule. Quand il 
rencontre une cellule, humaine par exemple, il se fixe à sa membrane plasmique, 
puis est internalisé dans le cytoplasme de la cellule hôte. L'ADN du virus est 
libéré dans le noyau de la cellule hôte, qui va fabriquer les 
molécules du virus comme si l'ADN était le sien, grâce à sa machinerie 
cellulaire. Quand les molécules constituant le virus sont assemblées dans le 
cytoplasme de la cellule hôte, elles s'approchent de la membrane plasmique de 
l'hôte contenant les protéines du virus, bourgeonnent puis se détachent de la 
cellule hôte.


Voici une photo au MET recolorisée d'un adénovirus, et le schéma interprétatif 
correspondant.
\Par
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[trim=0cm 0cm 64mm 
0cm,clip]{083_03E-17a}\includegraphics[height=3.8cm]{083_03E-17b}
\end{center}
\end{figure}
\Par

\begin{questions}
\item À partir de ces informations et de vos connaissances, réalisez un tableau 
comparant les êtres vivants et les adénovirus aux échelles moléculaire et 
cellulaire.

\item À partir de votre tableau et de vos connaissances sur la théorie 
cellulaire, précisez les arguments faisant penser qu'il s'agit d'un être vivant, 
puis les arguments contraires.

\item Schématisez le mécanisme qui permet d'expliquer que la membrane 
du virus est une membrane plasmique, comme celle de la cellule hôte.
\end{questions}
\end{exo}

\begin{corrige}
\begin{questions}
 \item D’après les informations du texte et d’après mes connaissances, 
présentons les caractéristiques comparées d’un adénovirus et d’une 
cellule sous la forme du tableau suivant :

\Par

\begin{table}
 \begin{center}
  \begin{tabular}{|>{\centering\arraybackslash}P{3cm}*2{|>{
\centering\arraybackslash}p{2.7cm}}|} \hline
\tabulartitle \hspace{8mm} \'Elément 
étudié \linebreak
\raggedright \'Echelle \linebreak
d'observation & Adénovirus & Cellule \\ \hline
\'Echelle moléculaire & Présence d’ADN \linebreak 
Pas de machinerie cellulaire & ADN, molécule universelle des êtres vivants 
\linebreak
Machinerie cellulaire permettant la fabrication de molécules à partir de l’ADN
 \\ \hline
\'Echelle cellulaire & Particule délimitée par une membrane plasmique. 
\linebreak 
Incapable de s’autoreproduire sans cellule hôte.  & Cellule 
délimitée par une 
membrane plasmique \linebreak
Toute cellule est issue d’une autre cellule par division cellulaire
 \\ \hline
\end{tabular}
 \end{center}
 \psline(0.16,8.39)(3.62,7.08)
\end{table}
\item  On cherche les arguments en faveur de la théorie cellulaire. 

\Par

On voit que les virus contiennent de l’ADN comme toutes les cellules 
vivantes. 
En outre, le virus est délimité par une membrane plasmique comme toutes les 
cellules. Ces arguments moléculaires permettent de classer les virus parmi les 
êtres vivants. 

\Par

D’autres arguments, à l’inverse, sont plutôt favorables à l’idée que les virus 
ne sont pas des êtres vivants. Un adénovirus ne peut pas se 
reproduire seul, il 
a besoin de la machinerie cellulaire d’une cellule hôte pour se reproduire. Il 
ne provient pas d’un autre virus par division. Or, d’après la théorie 
cellulaire, 
un être vivant possède au moins une cellule, et une cellule provient 
d’une autre 
cellule par division. Donc l’adénovirus n’ayant pas de cellule capable de 
s’autoreproduire, ne semble pas être un être vivant. 

\item Quand les nouveaux virus sont libérés par la cellule hôte, ils sont 
expulsés grâce à un mécanisme de bourgeonnement. La sortie de la cellule hôte 
est illustrée par le schéma suivant :
\Par
\begin{figure}
\begin{center}
  \includegraphics[width=9cm]{091_03E-18}
\end{center}
% \figcaption{Schéma du bourgeonnement des virus quand ils sont expulsés de la 
% cellule hôte.}
\Par
Ce mécanisme explique que la membrane du virus est un morceau de la membrane 
plasmique de la cellule hôte. Ces deux membranes ont donc la même composition 
et 
la même structure.
\end{figure}

\end{questions}
\end{corrige}

\thumb
\AfficheCorrige
