Les cellules du vivant

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : Organisation et transformations de la matière - Le corps humain et la santé
Type : Exercice | Année : 2016 | Académie : Inédit


Sujet inédit

physique-chimie et svt • 50 points

Les cellules du vivant

1. physique-chimie • étude des molécules 
dans une cellule humaine 25 points

Les cellules constituent l’unité de base du monde vivant. On en trouve près de cent mille milliards dans un corps humain. Chaque cellule possède plusieurs milliers de molécules différentes qui permettent d’assurer les fonctions de base.

Document 1 Le glucose, le « carburant » des cellules

Le glucose est une molécule de formule chimique C6H12O6. Sa température de fusion est égale à 146 °C et il est très soluble dans l’eau. Il est considéré comme énergétique en biochimie car sa réaction avec le dioxygène produisant de l’eau et du dioxyde de carbone est une source d’énergie pour les cellules. Une équation de réaction chimique correspondant à la réaction entre le glucose et le dioxygène est la suivante :

426757-Eqn1

Document 2 Quelques molécules dans les cellules

On trouve les chromosomes dans les noyaux des cellules qui sont porteurs de gènes qui constituent l’information génétique. Certaines molécules, telles que la thymine C5H6O2N2 ou la cytosine C4H5ON3 sont responsables d’altérations de certains chromosomes.

1. Donner la composition en atomes des molécules de thymine et de cytosine.

▶ 2. Dans quel état trouve-t-on le glucose à une température de 20 °C ?

▶ 3. Un élève affirme que l’on peut dissoudre au maximum 10 grammes de glucose dans 1 litre d’eau, tandis qu’un autre affirme que l’on peut y dissoudre près de 900 grammes. Lequel de ces deux élèves a raison ?

▶ 4. On dissout 250 grammes de glucose dans un litre d’eau dont la masse est égale à 1 kilogramme.

Quelle est la masse en grammes de la solution de glucose préparée ?

▶ 5. Concernant la réaction du document 1, nommer les réactifs et les produits.

▶ 6. On fait réagir 180 grammes de glucose avec 192 grammes de dioxygène pour obtenir au final 108 grammes d’eau. Calculer la masse de dioxyde de carbone formé.

2. SVT • étude d’un caryotype humain 25 points

Un caryotype est une photographie de l’ensemble des chromosomes d’une cellule. Sa réalisation nécessite le prélèvement de cellules en laboratoire, leur mise en culture et la photographie des chromosomes qui les composent à l’aide d’un microscope très puissant. Dans un caryotype, les chromosomes sont classés de manière standard par paire et par taille.

Document 1 Caryotype rangé d’une cellule humaine

ph © wellcome photo lib./bsip

sci3_1600_00_13C_01

Document 2 Caryotype rangé d’une autre cellule humaine

ph © wellcome photo lib./bsip

sci3_1600_00_13C_02

1. Comparer les deux caryotypes et proposer des hypothèses sur le type de cellule dont les chromosomes sont issus. Justifier les hypothèses.

▶ 2. À partir de vos connaissances, indiquer le sexe de l’individu dont sont issues les cellules utilisées pour établir les caryotypes ci-dessus.

▶ 3. À partir de vos connaissances, expliquer comment la fécondation est à l’origine des 23 paires de chromosomes d’une cellule-œuf humaine.

Les clés du sujet

Exercice 1 : physique-chimie

Comprendre les documents

Le document 1 présente la molécule de glucose. On y trouve sa formule chimique, ainsi que deux caractéristiques physiques : sa température de fusion et sa solubilité. Une équation chimique impliquant le glucose est aussi donnée.

Le document 2 fournit les formules chimiques de deux molécules : thymine et cytosine.

Répondre aux questions

 1. La réponse se trouve dans le document 2.

 2. Le document 1 t’aidera à répondre à cette question.

 3. Utilise le document 1 en t’appuyant sur la grande solubilité du glucose dans l’eau.

 4. Pense à convertir les masses en grammes en appliquant une loi de conservation.

Exercice 2 : SVT

Comprendre les documents

Un caryotype rangé indique le nombre et la forme des différents chromosomes de la cellule étudiée.

Répondre aux questions

 1. Commence par comparer les deux caryotypes en insistant sur les différences, puis propose des hypothèses. Chez l’être humain, un seul type de cellules présente le nombre de chromosomes du caryotype 2.

 2. Le sexe d’un individu est déterminé par des chromosomes particuliers. Recherche-les dans les caryotypes proposés.

▶ 3. La fécondation réuni les chromosomes du gamète paternel et du gamète maternel.

Corrigé

Corrigé

1. physique-chimie

▶ 1. La thymine est composée de 5 atomes de carbone, 6 atomes d’hydrogène, 2 atomes d’oxygène et 2 atomes d’azote.

La cytosine est composée de 4 atomes de carbone, 5 atomes d’hydrogène, 1 atome d’oxygène et 3 atomes d’azote.

▶ 2. Le glucose est à l’état solide car à 20 °C il n’atteint pas sa température de fusion qui est de 146 °C.

▶ 3. C’est le second élève qui a raison car, d’après le document 1, le glucose est très soluble dans l’eau.

▶ 4. Lors d’une dissolution, la masse totale est conservée. La masse de la solution de glucose est donc égale à la somme des masses de l’eau et du glucose :

msolution = mglucosemeau

msolution = 250 + 1 000 = 426757-Eqn2.

▶ 5. Les réactifs sont le glucose et le dioxygène tandis que les produits sont le dioxyde de carbone et l’eau.

▶ 6. Au cours d’une réaction chimique, la masse des produits formés est égale à la masse des réactifs. On a donc l’égalité suivante :

mglucose + mdioxygène = mdioxyde de carbone meau

mdioxyde de carbone = mdioxygène mglucose meau

mdioxyde de carbone = 180 + 192 – 108 = 426757-Eqn3.

2. svt

▶ 1. Le caryotype 1 compte 23 paires de chromosomes, le caryotype 2 comporte 23 chromosomes, c’est-à-dire deux fois moins. Le caryotype 2 est issu d’un gamète, alors que le caryotype 1 provient de n’importe quelle cellule humaine (sauf un gamète) : les cellules humaines contiennent 46 chromosomes et les gamètes 23.

▶ 2. L’individu du caryotype 1 est de sexe masculin, car la cellule possède un chromosome X et un chromosome Y. Or, seul les mâles disposent d’un chromosome Y. De même, l’individu porteur du caryotype 2 est de sexe masculin car le gamète étudié présente un chromosome Y.

▶ 3. Pour chaque paire de chromosomes, un chromosome est fourni par le gamète du père, l’autre est fourni par le gamète de la mère.

En effet, les gamètes humains renferment 23 chromosomes et la fécondation d’un gamète femelle par un gamète mâle donnera une cellule-œuf à 23 paires de chromosomes.