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Chapitre 4 : variation génétique et santé

 

I – La résistance bactérienne face aux antibiotiques

 

Taille d’une bactérie





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II – Etude de maladies génétiques

 

Réalisation d’affiches sur une maladie

 


III – Qu’est-ce qu’un cancer ?

 


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Chapitre 3 : l’expression du patrimoine génétique

 

Quel est le rôle de l’information portée par gène ? Comment l’information passe-t-elle de l’ADN à la protéine ? Comment expliquer le nombre élevé de protéines dans les cellules ?

 

I – Qu’est-ce qu’une protéine ?

 

A/ Le rôle d’une protéine

 

Une protéine est une molécule indispensable au fonctionnement des cellules. Une protéine est un assemblage ordonné d’acides aminés. Il existe 20 acides aminés différents pour construire l’ensemble du vivant. Ces acides aminés peuvent interagir les uns avec les autres et provoquer un repliement de la chaîne polypeptidique dans l’espace. Selon sa conformation (structure spatiale), la protéine pour avoir une fonction différente.

Structure de protéines

 

B/ Expériences historique de Beadle & Tatum

 

Beadle Tatum SVT 1ère S protéine

Analyse des expériences en ligne

animation gène protéine SVT 1ère S

Bilan

Schéma d’une cellule

 

II – La transcription

 

A/ Mise en évidence de l’ARN

 

ARN ADN SVT 1ere S

Dans le noyau est fabriqué une molécule intermédiaire à partir de l’ADN et capable de transporter l’information du noyau vers le cytoplasme : l’ARN. Le passage de l’ADN à l’ARN s’appelle la transcription. ARN = molécule simple brin composé de 4 nucléotides (adénine, cytosine, guanine et uracile). L’ARN possède du ribose et son brin est plus court que l’ADN. Une molécule d’ARN est spécifique à un gène. Logiciel RASTOP

rastop comparaison ADN ARN

Logiciel en ligne LIBMOL

ADN ARN LibMol SVT

Logiciel ANAGENE

comparaison ADN ARN anagène SVT

 

B/ Les étapes de la transcription

transcription synthèse des protéines SVT 1ère S

– Ouverture de la molécule d’ADN, rupture des liaisons hydrogènes

– Synthèse de l’ARNm à partir de la complémentarité des bases du brin transcrit

– Libération de l’ARNm

 

L’ARNm est une copie conforme du brin non transcrit en ayant remplacé la thymine par l’uracile. L’ARN polymérase est l’enzyme qui permet la transcription de l’ADN en ARNm. En général, il y a plusieurs ARN pol qui interviennent en même temps et ce qui permet de synthétiser une grande quantité d’ARNm. Ces molécules d’ARNm sortent ensuite par les pores nucléaires pour rejoindre le cytoplasme cellulaire.

Types ARN SVT

 
III – La traduction

 

A/ La découverte du code génétique

 

expérience Matthaéi Nirenberg SVT protéine ARN ADN code génétique SVT 1ère S

 

B/ Le mécanisme de la traduction

 

action d'un ribosome SVT traduction protéine SVT 1ère S synthèse de protéine SVT ARN

 

IV-La maturation de l’ARNm

 

 

Les ARN pré-messagers subissent une maturation. Les introns sont éliminés et les exons conservés. Les ARN messagers sont ensuite exportés dans le cytoplasme. Un ARN pré-messager peut subir des maturations différentes conduisant à des ARN messagers différents. Un même ARN pm peut donc donner naissance à des protéines différentes.

 

 

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Chapitre 2 : les mutations génétiques


Quelle est l’origine des mutations ? Comment apparaissent des mutations génétiques ? Quelles en sont les conséquences ?


I – L’ADN se modifie avec les mutations


On distingue 3 types de mutations ponctuelles :
– substitution
– addition
– délétion



La mutation est un phénomène aléatoire, rare et spontané. Les mutations interviennent lors de la réplication de l’ADN : ce mécanisme peut commettre des erreurs. Des agents mutagènes peuvent aussi provoquer des mutations : l’ADN est alors endommagé.


Chromosome Mutations GIFGene Mutation GIF


TP travail sur Xeroderma pigmentosum


xeroderma pigmentosum svt 1ere s



Tableau des différents allèles

dimère thymine mutation système de réparation xeroderma pigmentosum

Documents en ligne sur Xeroderma pigmentosum


II – Les agents mutagènes





Les rayons UV, gamma, X, les virus sont des phénomènes augmentant la fréquence de mutation. Par exemple, les UV provoquent l’apparition des dimères de thymine (voir TP).


III – Les systèmes de réparation de l’ADN


Les systèmes de réparation éliminent la majorité des altérations de l’ADN (altérations chimiques ou structurales). On distingue plusieurs systèmes de réparation :
– réparation par excision
– réparation par recombinaison





Lorsque le système est « débordé » et lorsque la molécule d’ADN est trop altérée, le système va provoquer la mort de la cellule. Si la cellule continue de se développer, elle peut aboutir à un cancer.


Schéma-bilan dans le cours



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Chapitre 1 : la reproduction conforme de la cellule et la réplication de l’ADN


Chapitre 2 : les mutations génétiques


Chapitre 3 : l’expression du patrimoine génétique


Chapitre 4 : variation génétique et santé


Révisions SVT 3ème et 2nde #JeRetrouveMesCahiers

Introduction : cellule, noyau, chromosomes, gènes, allèles, ADN, bases azotées, nucléotides

 

Chapitre 1 : la reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN

 

Comment se déroule la reproduction conforme d’une cellule ? Qu’est-ce que le cycle cellulaire ?

 

I – Le déroulement de la mitose

 

La division cellulaire permet la production de nouvelles cellules. A partir d’une cellule initiale, on obtient après la mitose deux cellules filles génétiquement identiques. Dans le méristème = tissu cellulaire en croissance, on peut observer de nombreuses divisions cellulaires.

cellules méristématiques SVT mitose génétique

Mitose = division cellulaire qui aboutit à une répartition identique de l’information génétique dans les cellules filles. On a le même nombre de chromosomes dans chaque cellule fille.

 

La mitose est composée de 4 phases : la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase.

étapes divisions cellulaire SVT 1ère S
mitose 2n = 4 SVT 1ère S division cellulaire

 

Production d’élèves sur le cycle cellulaire. Bravo Manon & Achille !

 

mitose (1)

 

 

1) La prophase
– condensation de la chromatine en chromosome à deux chromatides (= chromosomes doubles visibles au microscope)
– disparition de l’enveloppe nucléaire
– formation du fuseau mitotique

2) La métaphase
– poursuite de la condensation de l’ADN
– positionnement des chromosomes sur le plan équatorial de la cellule
– les centromères sont situés sur le plan équatorial

3) L’anaphase
– le chromatides se séparent au niveau des centromères
– ascension polaire : migration des chromatides vers les pôles de la cellule

4) La télophase
– la cellule possède deux lots de chromosomes à une seule chromatide
– une nouvelle enveloppe nucléaire se met en place autour des deux lots de chromosomes
– le cytoplasme se met en place pour la division cellulaire = la cytodiérèse

 

 

jeu mitose svtStages of Mitosis GIF
 

II – Le cycle cellulaire

 

On distingue 3 phases durant l’interphase : G1, S et G2.

– G1 = accumulation de protéine, croissance cellulaire
Les chromosomes sont simples.

– S = duplication de la molécule d’ADN = phase de Synthèse
La quantité d’ADN double, les chromosomes se dupliquent.

– G2 = croissance cellulaire et multiplication des organites cellulaires
Les chromosomes sont doubles.
cycle-cellulaire-et-information-génétique-SVT-1ère-S

mitose animation CEA SVT 1ère S

Autre animation en ligne sur le cycle cellulaire

animation ADN réplication molécule chromosome

 

III – La réplication du matériel génétique

Expériences historiques de Meselson & Stahl (1958)

Stabilité de l’information génétique : enquête rondement menée par les 1ères S avec Réplic’ADN

Stabilité de l'information génétique enquête rondement menée par les 1ères S avec Réplic'ADN
Informations sur le déroulement de la séance

 

expériences de Meselson et Stahl

 

Plus d’informations sur ces expériences historiques

Bilan : les résultats obtenus par l’expérience prouvent que la réplication est donc semi-conservative. Les brins sont séparés, chaque brin sert de modèle pour la synthèse d’un nouveau brin. Ce modèle semi-conservatif validé est fondé sur la complémentarité des bases azotées. Chaque brin sert de modèle à la fabrication des nouveaux brins. Une molécule d’ADN donne naissance à deux molécules d’ADN fille.

 

L’ADN polymérase est un complexe enzymatique qui assure l’écartement des brins et la formation des nouveaux brins. Les nouvelles molécules d’ADN restent solidaires au niveau du centromère.

 

 

 

 

leading-and-lagging-strand-gif

 

Animation bilan sur le cycle cellulaire

cycle cellulaire animation SVT

 

En savoir plus sur la réplication :

 

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Chapitre 3 : le modèle actuel de la tectonique des plaques


Comment s’est construit ce modèle ? Quels sont les nouveaux apports pour enrichir ce modèle ?


I – Une lithosphère découpée en plaques rigides


A/ Les failles transformantes




Livre p.114-115
Le déplacement s’effectue au niveau d’un axe de rotation appelé pôle eulérien.


Bilan : les failles transformantes sont de grandes cassures qui décalent l’axe de la dorsale. En 1965, Wilson met en évidence le mouvement de coulissage au niveau des failles transformantes (forte activité sismique). Cette étude conduit à la théorie de la tectonique des plaques. Les déplacements de plaques correspondent à une rotation autour d’un axe : le pôle eulérien.



schéma de failles transformantes SVT 1ère S


Le géologue français Le Pichon a divisé la lithosphère en 6 grandes plaques en 1967. A la limite des plaques, Le Pichon a mis en évidence 3 mouvements :
– divergence au niveau des dorsales (accrétion)
– convergence au niveau des fosses océaniques (subduction)
– coulissage ou décrochement

xavier le pichon svt 6 plaques tectoniques

Plus d’informations


B/ Le volcanisme de point chaud



volcanisme de point chaud

Doc 1 et 2 p.118


Bilan : l’alignement de volcans d’âge croissant au sein d’une même plaque valide aussi le modèle global de la tectonique des plaques. Ce volcanisme intraplaque provient de l’activité d’un point chaud dont le magma perfore de temps à autre la plaque pour former un édifice volcanique. L’alignement prouve que la plaque se déplace.


animation en ligne sur les iles volcaniques points chauds SVT 1ère S


Plus d’informations en ligne

II – Le renforcement du modèle


A/ Etude des sédiments des fonds océaniques


Dès les années 1960, des forages sont réalisés pour étudier les sédiments qui sont sur la croûte océanique. Plus on s’éloigne de la dorsale, plus les couches de sédiments sont épaisses. Les sédiments les plus anciens sont les plus éloignés de l’axe de la dorsale.

expansion océanique SVT 1S

Accès au site


Bilan : plus on s’éloigne de l’axe de la dorsale, plus la couche de sédiments est épaisse et plus les sédiments sont âgés. Grâce aux fossiles, on peut déterminer l’âge des sédiments et donc la vitesse d’expansion océanique.


B/ L’apport du GPS


AP : fonctionnement du GPS




Le GPS « global positioning system » est un système de positionnement par satellite. Ce système permet de positionner des points sur le monde : longitude, latitude et altitude. Le GPS permet de suivre les plaques en temps réel. Cette technique permet donc d’affiner le modèle de la tectonique des plaques.

Le modèle actuel est affiné avec 14 plaques.


Déplacement des plaques

– dorsales rapides : ex/ Pacifique 10 à 16 cm/an
– dorsales lentes : ex/ Atlantique 2 à 4 cm/an

carte déplacement des plaques GPS géodésie



Accès à la carte

Directions et vitesses de déplacement des plaques lithosphériques en savoir +

vecteur déplacement des plaques SVT 1ère S géosciences


III – Formation et disparition de la lithosphère océanique


A/ La formation des roches


TP Fusion partielle

Au niveau de la dorsale, on observe une anomalie chaude suggérant une remontée de magma = remontée de l’asthénosphère. Cette dernière provoque une baisse de pression de la péridotite qui provoque le début de fusion de la roche. Cette fusion est dite partielle. Le magma s’infiltre dans la lithosphère et remonte progressivement.

Définitions :

– géotherme

– solidus

– liquidus

Une partie du magma remonte lentement et refroidit lentement et aboutira à la formation de gabbro. Une autre partie remonte rapidement le long des failles et refroidit brutalement cela donnera du basalte.


isothermes dorsales solidus géothermes liquidus svt


B/ La subduction



Schéma bilan


machine T

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En savoir + : la tectonique des plaques de 1968 à 2013

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