Cahier de textes 1S4 2011-2012.
Mercredi 07/09/11,
TP.
Prise de contact. Plan de classe.
Distribution :
Fiche de renseignements.
Fiche « Méthodologie et vie scolaire en
SVT »
Présentation du cours jusqu’à la rentrée des
vacances de Noël.
Date des quatre premiers contrôles.
Début du cours.
Thème IA : Expression, stabilité, variation du patrimoine
génétique.
Chapitre I :
-
Reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN.
Problématique : Celle-ci sera construite à
partir des réponses faites au quiz page 9.
Des rappels sont nécessaires : Structure de
l’ADN, nucléotides, séquences de nucléotides, règle de complémentarité des
bases azotées.
Les trois premières questions sont traitées.
Problématique :
- Quand et comment la cellule double sa quantité d'ADN avant de se diviser ?
- Comment la cellule mère transmet-elle son information génétique aux deux cellules filles ?
Pour le : Lundi 12/09/11 :
- Avoir livre et classeur avec la fiche
"Méthodologie et vie scolaire en SVT" signée et la fiche de
renseignements.
- Répondre aux 8 dernières questions du
quiz avec traces écrites dans le classeur.
Lundi 12/09/11, Cours
1 heure.
Le matériel et la fiche de méthodologie sont vérifiés.
Les consignes de présentation sont données.
Classe relativement agitée.
Interrogation numéro 1 :
1.
Rappeler la règle de complémentarité
2.
Définition d’un nucléotide
3.
Définition de la séquence nucléotidique d’un brin de la
molécule d’ADN.
4.
Rappeler la structure de la molécule d’ADN.
Suite réponse au Quiz : Notion de cellule pro et
eucaryote (schéma)
Mercredi 14/09/11,
TP.
L'interrogation 1 est rendu: m = 06,6/20
Fin de la correction du Quiz et rappels sur :
- Nombre de gènes par chromosome
- Notion d'espèce.
- Ploïdie, diploïdie, chromosomes homologues, haploïdie, fécondation.
- Transgénèse
- Définition de caractère, héréditaire ou non, notion de phénotype.
- Notion de mutation, définition.
- Notion de facteur mutagène.
- Notion de polymorphisme génétique d'une population.
I- La reproduction cellulaire: un mécanisme nécessaire et
constitutif de la vie.
Doc 1 page 13.
A- Chez les
organismes unicellulaires.
1-
Chez les procaryotes.
Temps de génération : 40 min.
2-
Chez les eucaryotes.
Paramécie. TG 10,4 heures.
B- Chez les
organismes pluricellulaires.
Projection vidéo segmentation cellule œuf grenouille.
La cellule œuf se multiplie et donne des milliards de
cellules indifférenciées.
Puis différenciation qui donne tous les types cellulaires
différenciés de l'organisme pluricellulaire comme :
- Les cellules souche de la peau : TG 24 heures
- Les neurones : TG infini.
Conclusion.
C- Les
étapes de la vie cellulaire
Fin pour G2 :
Pour le lundi 19/09/11 :
Répondre aux questions 4 et 5 page 12.
Pour G1 : Document 3 :
Permet de mettre en place la notion de cycle cellulaire.
Lundi 12/09/11, Cours
2 heures.
Remise à niveau des deux groupes pour la notion de cycle
cellulaire.
Projection d'un document vidéo sur la mitose et la réalisation
d'un caryotype.
Réflexion sur la constitution bichromatidienne des
chromosomes métaphasiques.
1-
L'interphase.
Activité 2 pages 14-15.
Réalisation du graphique q ADN = f(temps) pendant le
cycle cellulaire.
Fonction de la phase S (synthèse et doublement de la q
ADN), G1(synthèse protéines et lipides) et G2 (division des mitochondries)
Pour le mercredi 20/09/11 : apprendre le cours et trouver
les conséquences pour les cellules de l'embryon en phase de segmentation, de la
très faible durée de la phase G1.
Mercredi 21/09/11,
TP.
TP : Observation des cellules d'un tissu en
croissance : le méristème racinaire.
Rappel de ce qu'est un tissu, organe, système et
organisme.
L'utilisation des vidéocaméras est inadaptée du fait
du manque de place et de leur performance inexistante aux grossissement x40 et
x100.
Les élèves cherchent, observent et dessinent selon les
consignes, des cellules en interphase, en prophase, en métaphase, en anaphase
et en télophase.
Les dessins sont à finir et à rendre pour le lundi
26/09/11.
Lundi 26/09/11, Cours
1 heure.
Les dessins sont relevés.
L'exploitation de ces dessins est différée.
2-
Les chromosomes au cours du cycle cellulaire.
2-
Les chromosomes au cours du cycle cellulaire.
Analyse du document 1 page 16.
Dessin interprétatif : Les chromosomes quoique non
individualisés sont présents en interphase.
Analyse du document 2 page 17.
Le grossissement de l'électronographie est calculé.
Le RER ou REG est repéré, l'enveloppe nucléaire n'étant
qu'un dépendance de ce dernier. Les ribosomes sont repérés. (Diapos).
Les amas de chromatine condensée et non condensée sont
repérés, il reste à traiter leur organisation en nucléofilament de diamètre 11
nm.
Pour le mercredi 28/09/11 :
1.
Apprendre le cours
2.
Préparer les question 3, 4 et 5 de la page 16
Mercredi 28/09/11,
TP.
Je suis en retard e 10 minutes. Thérèse est décédée ce jour
à 1 heure du matin.
Les dessins sont rendus.
Les différents états des chromosomes sont expliqués avec un
modèle analogique et un documents vidéo.
Schéma d'un chromosome en G1 puis en G2.
Schéma d'un chromosome métaphasique.
Notion de spiralisation successives du nucléofilament.
Notion de chromatides sœurs jumelles.
Typologie des chromosomes : acro, télo, médiocentriques.
L'unité de quantité d'ADN "c", la chromatide est
évoquée.
Pour le mercredi 03/10/11 :
1.
Rendre diploïde la garniture chromosomique n=3,
étudiée.
2.
Rédiger une phrase sensée comprenant les mots : phase
S, nucléofilament, doublement, chromatide, chromosome et quantité d'ADN.
Lundi 03/10/11, Cours
2 heures.
Le DST 1 aura lieu le lundi 10 octobre sur tout ce qui aura été vu jusqu'au mercredi
05/10/11.
Correction des exercices.
La notion d'unité de quantité d'ADN est traitée.
Lors de l'interphase, en phase S, la cellule double le
nombre de nucléofilament par chromosome. En G2, jusqu'en anaphase, chaque
chromosome possède deux chromatides sœurs jumelles. La cellule possède alors 4c
ADN et 2n chromosomes.
II- La réplication de l'ADN au cours de la phase S.
Celle-ci devra conserver la séquence nucléotidique de la
molécule d'ADN mère afin d'assurer la reproduction conforme de l'information
génétique.
A- Le mode
de réplication.
La définition de la réplication est donnée.
Les hypothèses en présence.
L'expérience de Meselson et Stahl.
Exploitation des résultats avec réfutation des hypothèse
conservative et dispersive et confirmation de l'hypothèse semi-conservative.
Pour le mercredi 05/10/11 : Dans le classeur :
Faire les schémas interprétatifs des résultats
obtenus suite à la première et à la seconde réplication.
Mercredi 05/10/11,
TP.
Correction des schémas et des commentaires.
Occasion pour revoir le raisonnement expérimental :
Hypothèse, conséquence vérifiable, confrontation des résultats expérimentaux
aux prévisions théoriques. Ici elles concordent, donc l'hypothèse est vérifiée.
B- Le
mécanisme moléculaire de la réplication.
Document 3 page 19.
Les notions d'ADN polymérase, d'enzyme, de fourche de
réplication d'œil de réplication sont étudiées.
III- La transmission de l'information génétique au cours de
la mitose.
Les différentes phases de la mitose et leur schéma sont
construits à partir des diapos de la mitose de la cellule d'oignon.
Lundi 12/09/11, Cours
1 heure.
DST1, salle 306.
Mercredi 05/10/11,
TP.
La séance ne dure qu'une heure pour cause d'élection des
délégués.
La conclusion du chapitre I est rédigée.
Chapitre II
L'expression du patrimoine génétique
Introduction
Réflexion sur la notion de patrimoine génétique.
C'est l'ensemble des informations génétiques d'un individu
ou de l'espèce dont le support est l'ADN.
Ensemble des gènes donc le génotype : qui ne se voit pas mais ce transmet.
Il existe des caractères (notion définie) héréditaires qui
se présentent sous différents aspects ou phénotypes (notion définie). Le
phénotype se voit mais ne se transmet pas. Exemple du phénotype des groupe
sanguins ABO.
Reste à savoir comment l'information génétique va déterminer
les caractères héréditaires.
Le livre fait intervenir les protéines.
I- Une correspondance ADN-protéine.
Activité 1.
Document 1.
Étude du caractère couleur de la fluorescence.
Phénotype [verte].
Ce caractère étant héréditaire, nous pouvons dire que un
gène donc de l'ADN, est responsable de cette aptitude à synthétiser la GFP.
Pour le lundi 17/10/11
: Apprendre le cours, préparer les question 2, 3, 4 et 5 livre page 36.
Lundi 17/09/11, Cours
2 heures.
Le DST1 est rendu et corrigé.
A- Une
expérience de transgénèse.
Correction des questions 2, 3, 4 et 5.
L'ADN de la méduse transférer à la bactérie la rend
apte à synthétiser la GFP. Elle
a acquit le caractère fluorescence. L'information génétique s'exprime donc par
l'intermédiaire des protéines, ici la
GFP.
B- La
structure des protéines.
1-
Les molécules élémentaires.
Formule des acides aminés avec leurs 20 radicaux différents.
Mercredi 05/10/11,
TP.
2-
La structure primaire.
Notion de séquence d'acides aminés.
Comment faire deux protéines différentes avec les mêmes
acides aminés.
3-
La structure tertiaire ou configuration spatiale.
Cette forme dans l'espace sera responsable de la fonction de
la protéine.
Modèle du fil électrique qui se replie sur lui même dans
l'espace.
La forme en trois dimension est déterminée par la séquence
des acides aminés.
C- Comparaison
des séquences des gènes avec celles des protéines pour lesquelles ils codent.
Utilisation d'Anagène, comparaison des gènes βA et βS et
comparaison de la séquence des AA des β globineA et β globine S.
La modification de la séquence nucléotidique entraîne une
modification de la séquence des AA, donc on propose que le gène détienne dans
sa séquence nucléotidique l'information génétique nécessaire à la synthèse
d'une protéine, à savoir l'ordre d'enchaînement des AA.
Pour le mercredi 09/11/11 :
1.
Préparer les questions 1, 2 et 3 page 38.
2.
Interrogation écrite prévue.
Vacances de Toussaint
Mercredi 09/11/11,
TP.
DST2 pour
le lundi 21 novembre.
I2 de 20 minutes.
II- L'expression de l'information génétique : la synthèse
des protéines.
A- Cette
synthèse ne s'effectue pas au contact de l'ADN chez les eucaryotes.
Exploitation des résultats d'une autoradiographie. Nécessité
d'en expliquer le principe.
La synthèse des protéines est cytoplasmique, au niveau du
R.E.R., alors que l'ADN est, chez les eucaryotes strictement nucléaire. D'où la
nécessité d'un intermédiaire.
B- A la
recherche de l'intermédiaire.
1-
Résultats expérimentaux sur l'injection d'ARN messager.
2-
Les propriétés des ARN.
a-
Classification.
b-
Structure.
Exploitation du document 1 page 40.
L’ARN messager est monocaténaire. Le ribose remplace le
désoxyribose. La thymine est remplacée par l'uracile qui reste complémentaire
de l'adénine.
Pour le lundi 14 novembre préparer les questions 4 page
38 et 2 & 3 page 40.
Lundi 14/11/11, Cours
1 heure.
2-
Les propriétés des ARN.
a-
Classification.
b-
Structure.
Exploitation du document 1 page 40.
L’ARN messager est monocaténaire. Le ribose remplace le
désoxyribose. La thymine est remplacée par l'uracile qui reste complémentaire
de l'adénine.
ARN et ADN sont des molécules séquencées.
c-
Lieu de synthèse.
Document 4 page 39.
Réinvestissement de la technique d’autoradiographie.
Notion de précurseur, ici l’uracile radioactive.
L’ARN est donc synthétisé dans le noyau, au contact de
l’ADN, puis migre dans le cytoplasme par les pores nucléaires.
Pour le mercredi 16/11/11, répondre aux questions de
l’activité 2 du 3° du polycopié.
Mercredi 16/11/11,
TP.
3- La
biosynthèse de l’ARN ou TRANSCRIPTION.
Document 2 page 41.
On note que la séquence de nucléotides de l’ARN est
complémentaire de la séquence de nucléotides du Brin Transcrit du gène.
Schéma légendé de la transcription avec l’ARN polymérase.
Par contre sa séquence est identique, à l’uracile près, à
celle du Brin Non Transcrit.
Étude et schéma d'un gène en cours de transcription par
plusieurs ARN polymérase.
C- La
TRADUCTION de l'information génétique.
1-
Localisation.
Dans le cytoplasme au niveau du REG. Mais où exactement ?
Structure d'un ribosome.
2-
Les acteurs nécessaires.
In vitro, mise en évidence de la nécessité des ribosomes.
3-
La nécessité théorique d'un code.
Réflexion sur la nécessité de former 20 mots, les 20 acides
aminés, avec 4 lettres, les ribonucléotides.
Il s'agit donc d'un système de correspondance permettant le
passage de l'ordre nucléique à l'ordre protéique.
Nécessité de combiner les ribonucléotides 3 par 3, ce qui
permet de former 64 triplets.
Le code génétique serait donc constitué de 64 triplets.
Il existerait donc des acides aminés codés par un seul codon,
des codons synonymes codant pour le même acide aminé, et des codons non-sens.
Lundi 12/09/11, Cours
2 heures.
4-
La réalité du code génétique.
a-
Expérience de synthèse in vitro
Avec polyU et polyUA.
Déchiffrement du code génétique, ici ARN. Il suffit de
remplacer U par T pour avoir le code ADN du brin codant ou non transcrit.
b-
Généralisation.
Le code génétique est universel. Ceci est un argument en
faveur de la parenté entre tous les êtres vivants.
DST2, 1 heure.
Mercredi 23/11/11,
TP.
5-
Les trois étapes de la traduction.
A lieu dans le cytoplasme.
a-
Initiation.
Assemblage du ribosome sur les deux premiers codons de
l'ARNm. AUG étant toujours le codon initiateur.
b-
Élongation.
c-
Terminaison.
Le devenir de la protéine :
- Usage interne dans le cytoplasme de la cellule.
- Usage externe, la cellule exporte la protéine par
exocytose soit dans le milieu intérieur (hormone) soit dans le milieu extérieur
(enzyme digestive).
D- La
maturation des ARN chez les eucaryotes.
Excision et épissage alternatif permet d'obtenir à partir
d'un ARN pré-messager de nombreux ARN messagers matures et par là de nombreuses
protéines pour un seul et même gène.
Lundi 28/12/11, Cours
1 heure.
Retour sur l'épissage et l'épissage alternatif.
Chapitre III
Des gènes à la réalisation des phénotypes.
Problématique :
- Comment définir avec précision un phénotype ?
- Comment expliquer le rôle des protéines et la complexité de certains phénotypes ?
Introduction :
Réflexion sur la façon dont on peut regrouper les deux
tigres et le lézard.
Utilisation de certains caractères dont on décrit l'aspect à
savoir le phénotype.
Notion de phénotype au sens large et de phénotype au sens
strict.
Les phénotypes d'un individu permet de le définir au sein de
son espèce mais aussi de le distinguer des autres individus au sein de son
espèce.
Pour le mercredi 30/11/11 : Rédiger la conclusion du
chapitre II.
Mercredi 30/11/11,
TP.
12 élèves n'ont pas fait leur travail.
Correction de la conclusion.
I- Les différentes échelles des phénotypes.
A- Exemple
du phénotype drépanocytaire.
Exploitation du document 1 page 62.
Observation et comparaison de deux frottis sanguins
d'individu de phénotype sain et
drépanocytaire.
Utilisation du microscope avec la caméra numérique
pours capturer deux images au grossissement x600 et les coller dans un document
Word. Les images seront légendées et relevées.
Notion de phénotype alternatif.
Construction d'un tableau à double entrée résumant les
échelles macroscopiques (de l'individu et de l'organe) et microscopique
(cellulaire) du phénotype drépanocytaire.
Pour le lundi 05/11/11 : chercher sur quoi repose
l'échelle moléculaire des phénotypes alternatifs [drépanocytaire] et [sain].
Lundi 05/11/11, Cours
2 heures.
Le corrigé de la ROC du DST2 est distribué.
Correction de l'échelle moléculaire.
Projection du document sur l'électrophorèse des hémoglobines
A et S.
Notion de porteurs sains.
La forme en faucille est du à la polymérisation de
l'hémoglobine S dont les globines β en baguettes rigides.
L'autre β globine étant la β globine A qui détermine une
hémoglobine A soluble.
B-
Généralisation.
Tout phénotype macroscopique voit sa cause dans une échelle
plus petite de phénotype jusqu'à l'échelle moléculaire étant systématiquement
une protéine enzymatique ou non.
Parfois l'échelle cellulaire est remplacée par l'échelle
biochimique accessible par une analyse de sang.
II- Du génotype au
phénotype.
D'où provient la globine β S ?
L'arbre généalogique d'une famille est construit.
Les deux allèles "βA" et " βA" sont
invoqués.
Les sujets porteurs sains étant hétérozygotes.
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