lundi 26 janvier 2015

§ Acides nucléiques et protéines = macromolécules séquencées : quel lien ?

26 janvier

B231/ Polymères séquencés dans la cellule

La séquence des acides aminés des protéines est imposée par l'information génétique située dans la molécule d'ADN.
Un gène est donc défini par la séquence d'un polynucléotide (ADN, ARN) déterminant la séquence d'un polypeptide.
La séquence des acides aminés est gouvernée par celle des nucléotides suivant un système de correspondance, le code génétique.
Chaque acide aminé correspond à un triplet de nucléotides appelé codon.
Certains codons, dits redondants, correspondent au même acide aminé.
Il existe des codons dits "d'initiation", d'autres de "terminaison".
Le code génétique est identique pour toutes les espèces vivantes connues : il est universel et dégénéré (le doublet initial peut être seul déterminant, la nature dégénérée du code a pour conséquence sa redondance).

molécule ADN ARN protéine
Atomes C-H-O-N-P C-H-O-N-P C-H-O-N-(S)
Monomères Phospho-désoxyribo-nucléotides (bases T+A+G+C) Phospho-ribo-nucléotides (bases U+A+G+C) Acides aminés (20 différents)
Polymère
Polynucléotide
Polynucléotide
Polypeptide
nombre de brins
bicaténaire
Monocaténaire en général
Très variable
structure spatiale double hélice variable hélices+feuillets+boucles
Acides nucléiques polymères de


Bases Nucléoside = sucre + base
Nucléotide = sucre + base + phosphate
A Adénine Adénosine Adénosine monophosphate AMP
T Thymine Thymidine Thymidine monophosphate
G Guanine Guanidine GMP
C Cytosine Cytidine Cytidine monophosphate
U Uracile Uridine UMP
structure I, II, III, IV d'une protéine :
Structure primaire Structure secondaire Structure tertiaire Structure quaternaire
séquence d'acides aminés
= polypeptide
configuration spatiale simple = hélices, feuillets, boucles configuration spatiale globale
= enchaînement des hélices, feuillets et boucles
assemblage de sous-unités
= complexe protéique

§ les gènes codent pour des protéines : comment ça se fait in vivo ?

§ Acides nucléiques et protéines = macromolécules séquencées : quel lien ?

23 janvier

§ Acides nucléiques et protéines = macromolécules séquencées : quel lien ?

A4/ Comparaison de séquences nucléiques et peptidiques / logiciel

code Morse international, fait avec 2 signes : « ti » ou « ta » : http://www.lexilogos.com/clavier/morse.htm
code ASCII = American Standard Code for Information Interchange : http://www.tableascii.com/ ; http://fr.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Code_for_Information_Interchange

ARN, portions codantes de l’ADN, Séquence, gène, code génétique, codon, anticodon

correction devoir

PARTIE I: Mobilisation des connaissances (10 points)
Synthèse insuffisante :
hors sujet, sans problématique, non construite
Synthèse pertinente :
  • Introduction : définitions, problématique pertinente , plan
  • Organisation faits et idées
  • schémas avec titre et légende
  • Conclusion : bilan, ouverture
connaissances insuffisantes
connaissances suffisantes :
  • Définition de mitose : passage d’une cellule mère avec des chromosomes bichromatidiens à deux cellules filles avec des chromosomes monochromatidiens en conservant la même information génétique
  • Définition de réplication : ADN est copié de manière conforme
  • 4 phases : prophase, métaphase, anaphase, télophase
  • mitose et réplication dans le cycle cellulaire
  • réplication x2 Q ADN et mitose /2 quantité d’ADN mais l’information génétique est conservée.
Éléments scientifiques  complets :
  • modèle semi- conservatif/ les trois modèle de la réplications
  • ADN polymérase, une enzyme / synthèse du néobrin d’ADN.
  • phase S dans le noyau
  • prophase : disparition enveloppe nucléaire, condensation ADN chromatine → chromosomes
  • métaphase : alignement chromosomes / plan équatorial
  • anaphase : séparation des chromosomes → migration des chromatides vers les pôles de la cellule.
  • télophase : reformation enveloppe nucléaire, décondensation des chromosomes → chromatine, séparation cytoplasmique des deux cellules
Rédaction et illustration insuffisantes
    Schéma du cycle cellulaire
  • schéma de la mitose
  • schéma de l’œil de réplication
Rédaction et illustration correctes
1-2
3-4
5
6
7
8
9
10

Partie II  : Pratique d'un raisonnement scientifique /10

Exercice 1  /7
1/ hypothèse sur mouvement plaque Pacifique / 1
2/ graphes avec titre, légendes, échelles bien choisies, unités, /4
3/ étude graphe  : éloignement # âge des volcans, validation hypothèse /2
Graphes : 
Titre
Légende 
Échelle + unités
Droite
Âge en fonction de distance
Hypothèse-conclusion : 
Alignement de point chaud // mouvement plaque vers le Nord ouest
Distance # âge

Exercice 2 /3
1/ éloignement dorsale # âge des sédiments, profondeur du basalte /1
2/ vitesse = d/t /2
3/ Vitesse variable
Forage A//B : différence d'âge et d'épaisseur de sédiments
VA = d/t =1 060 km / 105 Ma = 10 km / Ma = 1 cm / an
VB = 350 / 7 = 50 km/Ma = 5 cm / an
VB>VA, point B est plus proche de la dorsale
Vitesse variable

jeudi 22 janvier 2015

§ Comment la biodiversité a-t-elle pu être modifiée au cours de l'évolution ?

A3/ Définition de quatre forces évolutives / rappel de 2nde

Mechanisms : the processes of evolution : http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_14
  • Migration = changement de lieu d'un organisme provoquant l'isolement de certains génômes, donc une évolution différente et éventuellement un croisement avec une nouvelle population et dans ce cas l'apport de nouveaux gènes pour la population.
  • Mutation = provoque l'apparition de nouveaux allèles par modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN.
  • Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ...
  • Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population
danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

Bilan des acquis

  • notion de biodiversité à différentes échelles, et relations de cause à effet entre la biodiversité à l’échelle des organismes et la biodiversité génétique
  • le phénotype macroscopique dépend du phénotype cellulaire, lui-même induit par le phénotype moléculaire
  • le phénotype moléculaire dépend du patrimoine génétique de la cellule et de la nature des gènes qui s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés
  • l’expression d’un phénotype dépend donc du génotype et de l’environnement
  • les mutations sont la source aléatoire de la diversité des allèles, fondement de la biodiversité
  • notion de caractères héréditaires, transmis lors de la reproduction sexuée, et modalités de cette transmission
  • possibilité de survenues d’anomalies lors du déroulement de la méiose, conséquences de ces anomalies, pour l’individu, mais aussi dans un contexte d’évolution du vivant
  • notion de plan d’organisation (des vertébrés)
  • notion d’homologie moléculaire (utilisées pour établir des relations de parentés)

§ Quelles sont les causes des mutations ?

Effet mutagène des UV sur levure ade2 / expérience in vitro
Manuel p86 à 89
TP irradiation UV sur levures Saccharomyces cerevisiae ade2

mercredi 21 janvier 2015

§ Comment la biodiversité a-t-elle pu être modifiée au cours de l'évolution ?

§ Rappels de 2nde sur la biodiversité

"Il n'y a pas de théorie de l'évolution. Juste une liste d'espèces que Chuck Norris autorise à survivre" :http://www.chucknorrisfacts.fr/index.php
danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA
film BBC « Terre », partie sur les jungles

§ Comment la biodiversité a-t-elle pu être modifiée au cours de l'évolution ?

2,3/ L'évolution des espèces / de la biodiversité

A1/ Simulation de la dérive génétique / logiciels

Simulation avec littorines en 2ndes
dérive génétique : modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

A2/ PJC sur la séléction naturelle / internet

sélection naturelle : filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ...

lundi 19 janvier 2015

§ Comment le cœur et les poumons fonctionnent-ils pendant un effort ?

A4/ Dissection virtuelle cardiopulmonaire / www

A5/ Schématisation du circuit cardio-pulmonaire / animations

Reprendre le schéma proposé en début de chapitre : Prétest pour mettre en place la problématique
  • Imaginez que vous pliez une jambe, pas l'autre, … quels sont les organes investis dans cet effort ?
  • Schématisez sur une pleine page A4 ces organes et leurs connexions, relations, échanges pour expliquer
  • Légendez, coloriez, inventez si besoin !
Faites la liste des mots clefs du chapitre
placer les mots et les liaisons
http://www.biologieenflash.net/sommaire.html → bio humaine ; cycle card ; cycle card+graphe ECG

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

A2/ Découpage d'une protéine à différentes échelles

formule chimique des acides aminés puis de la liaison peptidique : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/acideamine/acideamine.htm
Formule générale des acides aminés :
formule de la liaison peptidique
structure I, II, III, IV d'une protéine :
Structure primaire
Structure secondaire
Structure tertiaire
Structure quaternaire
séquence d'acides aminés
= polypeptide
configuration spatiale simple = hélices, feuillets, boucles
configuration spatiale globale
= enchaînement des hélices, feuillets et boucles
assemblage de sous-unités
= complexe protéique

A3/ Modélisation virtuelle de molécules nucléiques

protocole / manuel p.40 : ouvrir Rastop ou Rasmol → fichier → ouvrir → « adn ec » correspondant à un morceau de molécule d'ADN, « ac nucl arnm » correspondant à un morceau de molécule d'ARN → organiser les fenêtres pour avoir les molécules côte à côte
Menu « atome » → « colorer par » → « forme » → différentie les nucléotides par la couleur
Menu « atome » → « colorer par » → « CPK » → différentie les atomes par la couleur
comparer les molécules et noter vos observations, trouver 3 différences entre ADN et ARN
vous pouvez aussi visualiser d'autres molécules :
acides nucléiques : ADN, ARN
Différents types d'acides nucléiques :
molécule
ADN
ARN
acide
phosphorique
sucre
désoxyribose
ribose
bases
Thymine+A+G+C
Uracile+A+G+C
nombre de brins
bicaténaire
Monocaténaire en général
structure spatiale
double hélice
variable

jeudi 15 janvier 2015

§ Comment les êtres vivants se sont-ils diversifiés au cours de l'évolution ?

A5/ Observation de lichens et de champignons / µscop

[mycos = fungus = champignon]
Symbiose algue + champignon

A6/ Symbiose entre une algue et une salamandre / doc www → diapo

l'algue Oophila amblystomatis et la salamandre Ambystoma maculatum : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/98426822/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281#contenu ;
associations (dont symbioses) par exemple
Exemples de diversification du vivant non génétique
autres Exemples de diversification du vivant non génétique :

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

B222/ Gènes et environnement

L’ensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule (phénotype moléculaire) dépend :
- du patrimoine génétique de la cellule (une mutation allélique peut être à l’origine d’une protéine différente ou de l’absence d’une protéine) ;
- de la nature des gènes qui s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés.

B/ Gènes et environnement/ schéma ©

Mots clefs : Phénotype moléculaire, microscopique, macroscopique, expression génétique, protéine, facteurs d'expression, variabilité

§ protéines = phénotype moléculaire => liées au gène … mais comment ?

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

2.3/ Protéines, expression primaire de l’information génétique.

2.3.1/ Macromolécules à séquence dans la cellule

A1/ Prétest de biochimie / rappel de 2nde

Une macromolécule
est un polymère
comme par exemple
... formé de monomères ...
comme par exemple
… formés d'atomes
glucide
Polyoside
amidon, cellulose, saccharose
Oses
glucose, fructose, désoxyribose, ribose
CHO
lipide
Polyglycéride, …
huile, beurre
acides gras
Acide oléique, Acide butyrique
CHO
protide
Polypeptide
mélanine, albumine, hémoglobine, PAH
acides aminés
Acide glutamique, Acide aspartique, phenylalanine, méthionine, ...
CHON
acide nucléique
Polynucléotide
ADN, ,
Nucléotides
adénosine, cytidine, guanidine, thymidine,
CHONP
Métabolisme
molécule / macromolécule
polymère / monomère
molécule organique = CH

A2/ Découpage d'une protéine à différentes échelles / schémas

formule chimique des acides aminés puis de la liaison peptidique : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/acideamine/acideamine.htm
Formule générale des acides aminés :
formule de la liaison peptidique

lundi 12 janvier 2015

§ Comment le cœur et les poumons fonctionnent-ils pendant un effort ?

§ Comment le cœur et les poumons fonctionnent-ils pendant un effort ?

22- Circulation and respiration during an effort

A1/ Anatomie cardiaque fonctionelle / logiciels

Réaliser un schéma fonctionnel du cœur avec le logiciel « Coeur » du dossier « labosvt »
Animations + Logiciels anatomie cardiaque :
http://www.biologieenflash.net/sommaire.html → cœur humain ; cycle card ; cycle card+graphe ECG
Coeur, oreillette, ventricule, artère, veine, valvule, myocarde,
capillaire,
double circulation en série, circulation générale en parallèle.
systole, diastole
volume d’éjection systolique
débit cardiaque ; pression artérielle

A2/ Dissection de l'appareil coeur-poumons / porc

Résumer sous forme de mots, phrases ou schéma vos observations

A3/ Anatomie pulmonaire fonctionelle / logiciels

Réaliser un schéma fonctionnel du cœur avec le logiciel « pulmo » du dossier « labosvt »
http://www.biologieenflash.net/sommaire.html → biologie humaine → différents systèmes ; système respiratoire ;
alvéoles, bronches, bronchioles, diaphragme, côtes et muscles, ...
fréquence ventilatoire
volume courant
débit ventilatoire