jeudi 19 octobre 2017

§ quelles sont les étapes de la fabrication d'une protéine in vivo ?

A5 : découverte historique de la relation gène-protéine / logiciels Anagène & Rastop

® 1S TP anagene rastop gène-protéine.odt
© 20 acides aminés.odt
© code genetique tab.odt
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
19 octobre

Bilan : Polymères séquencés dans la cellule

Diapo : synthese_proteines_anagene
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
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
variable
Acides nucléiques polymères de

Bases
Nucléoside = sucre + base
Nucléotide = sucre + base + phosphate
A
Adénine
Adénosine
Adénosine monophosphate = AMP
T
Thymine
Thymidine
TMP
G
Guanine
Guanidine
GMP
C
Cytosine
Cytidine
CMP
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 ?

§ quelles sont les étapes de la fabrication d'une protéine in vivo ?

1,2,2/ Etapes de la fabrication d'une protéine dans la cellule

FT/ Autoradiographie

faire une fiche technique à partir du site : http://svt.ac-creteil.fr/?Technique-d-autoradiographie

A1 : Localisation des étapes / autoradiographie et MET

© autoradiographies pancréas
autoradiographie sur acinus pancréatique avec Leucine radioactive ou avec Uridine radioactive : http://svt.ac-creteil.fr/archives/Media/Med1S/Autoradiographie/Cel_panc_WEB.htm
Uracile* à 0' hors de la cell - 1' dans noyau - 2' ds réticulum endoplasmique
Leucine* à 0' hors de la cellule - 3' ds réticulum endoplasmique - 7' ds appareil de Golgi - 30' ds vésicules - 120' dans lumière du canal pancréatique
Noyau, cytoplasme, organites : réticulum [réseau] endoplasmique, appareil de Golgi, vésicules

§ Comment reconstituer l'histoire d'une chaîne de montagnes ?

Bilan / La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale

La croûte continentale affleure dans les régions émergées. L'examen de données géologiques permet à la fois d'expliquer cette situation et de nuancer cette vision rapide car les mécanismes de formation des montagnes sont complexes. On se limite au cas des reliefs liés à un épaississement crustal dont les indices peuvent être retrouvés sur le terrain ou en laboratoire.
Les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent par des différences crustales.
La croûte continentale, principalement formée de roches voisines du granite, est d'une épaisseur plus grande et d'une densité plus faible que la croûte océanique. L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie. La radiochronologie des roches est fondée sur la décroissance radioactive naturelle de certains éléments chimiques présents dans les minéraux qui les constituent.
Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une importante racine crustale. L'épaississement de la croûte résulte d'un raccourcissement et un empilement. On trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes) et des indices pétrographiques (métamorphisme, traces de fusion partielle) du raccourcissement. Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario de l'histoire de la chaîne.

C/ Poursuivre

Lexique :
Pour en savoir plus :

§ Comment reconstituer l'histoire d'une chaîne de montagnes ?

1.3 : Métamorphisme de subduction

Si les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence des plaques et les failles transformantes une situation de coulissage, les zones de subductions sont les domaines de la convergence à l'échelle lithosphérique. Ces régions, déjà présentées en classe de première S, sont étudiées ici pour comprendre une situation privilégiée de raccourcissement et d'empilement et donc de formation de chaînes de montagnes.

1,3,1 : Des roches métamorphiques

A1 : Etude du métamorphisme / graphe des faciés

© TP_roches.odg
D\facies métamorphiques.odp
Dans les ensembles de minéraux, plusieurs représentants voisins :
Micas : {biotite, muscovite, ...}
Feldspaths : {plagioclase, alcalin, ..}
Amphiboles : {horblende, glaucophane, actinote, ...}
Pyroxènes : {jadéite, ...}
Des transformations possibles :
Plagioclase+ pyroxène + eau hornblende
plagioclase + hornblende + eau chlorite + actinote
plagioclase + chlorite glaucophane + eau.
facies métamorphiques :
trajet d'un gabbro de la croûte oc (Nicollet) : http://christian.nicollet.free.fr/page/Figures/phototeque.html#TrajetCO
Collection de roches subduites dans les Alpes : éclogite et métagabbro : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/ress/geologie/metagabbro/metagabbro.html
diagramme de phase, T°/P°,
solidus // liquidus,
magmatisme // métamorphisme
faciés métamorphiques

A2 : Observation de lames minces de roches / µscope polarisant et analysant

  1. observer à l'oeil nu : aspect général : minéraux, couleurs, structure
  2. observer les lames minces au microscope en LPnA puis LPA: structure de la roche : grenue, microlithique et minéraux en présence
  3. réaliser un dessin d'observation légendé
pour apprendre à reconnaître les minéraux et roches : manuel p.398-399
atlas minerals / Siddall, London : http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/PLMhome.html
atlas de roches et minéraux webminéral BRGM :
atlas de lames minces Minéraux et roches / Aubry, Caen : http://www.etab.ac-caen.fr/discip/geologie/Micropol/index.html
article de minéralogie au microscope polarisant : http://www.svt-monde.org/spip.php?article26
Le CRPG (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, : http://www.crpg.cnrs-nancy.fr/Science/Collection/index.html
un site sur la classification des roches : http://pst.chez-alice.fr/svtiufm/roches.htm
 

mardi 17 octobre 2017

§ Quelles preuves de parenté à l'échelle moléculaire ?

A3 : Classement des molécules de la vie

réaliser un tableau en 4 colonnes / 5 lignes pour comparer les différents types de molécules organiques : types d'atomes, grosses ou petites molécules, poly ou monomères ...
Molécules de la vie font partie de la matière organique
4 catégories de molécules organiques :
MACROMOLÉCULE
= Polymère
= molécule complexe
exemple

Monomère
= molécule simple
exemple
atomes
GLUCIDES = SUCRES
Polyosides
Amidon, cellulose, lactose, saccharose
Oses
Glucose, Galactose, Fructose,
C+H+O
C6H12O6
LIPIDES = GRAISSES
Polyglycérides
beurre, huile
Acides gras
acide oléique, arachidonique, linoléique,
C+H+O
PROTIDES = PROTEINES Protéines
Albumine, gluten, pepsine
Acides aminés
acide glutamique, aspartique, cystéine
C+H+O+N (+S)
ACIDES NUCLEIQUES Polynucléotides
ADN
Nucléotides
C+H+O+N+P
molecules of life are classified in :
3 categories of organic molecules
MACROMOLECULE
Monomere
atoms
CARBOHYDRATES = SUGAR
Polysaccharids
Starch
Monosacharids
Glucose
C H O
LIPIDS = FAT
Lipids
Oil
Fatty acid
Oleic Acid
C H O
PROTIDES
protein
Albumin
Amino acid
Glutamic Acid
C H O N
NUCLEIC ACIDS
DNA, RNA
Nucleotids
C H O N P

Bilan : Les molécules de la vie

Les êtres vivants sont constitués d’éléments chimiques C, H, O, (N, P, S) disponibles sur le globe terrestre. Leurs proportions sont différentes dans le monde inerte et dans le monde vivant. Ces éléments chimiques se répartissent dans les diverses molécules constitutives des êtres vivants : les glucides, lipides, protides et acides nucléiques. Les êtres vivants se caractérisent par leur matière organique (=carbonée) et leur richesse en eau. L’unité chimique des êtres vivants est un indice de leur parenté.
Life is composed of chemical elements CHO(NPS) found on earth. Their proportions are different in the inanimate world and the living world. These chemicals are divided into various constituent molecules of life. Living beings are characterized by their carbon material and water. The chemical unit of living things is an indication of their parentage.

C : Pour aller plus loin

RCSB Protein data bank : http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do
Site de Didier Pol : http://www.didier-pol.net/
Herbiers à rendre
Attention : ds à la rentrée

vendredi 13 octobre 2017

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

A5 : découverte historique de la relation gène-protéine / logiciels Anagène & Rastop

Au début des années 1960 plusieurs équipes ont recherché le système de correspondance entre séquences de nucléotides des acides nucléiques et séquences d'acides aminés des protéines.

Vous êtes chercheur en biologie des années 60 et vous essayez, à partir des différentes découvertes réalisées par vos collègues de comprendre le lien entre gènes et protéines.

En 1961, François Jacob et Jacques Monod font l’hypothèse d’un intermédiaire possible entre gène et protéine : un acide nucléique l’ARN (acide ribonucléique).

1/ Utilisez le logiciel Rastop pour étudier la structure moléculaire de l’ARN et la comparer à la molécule d’ADN. Montrez que la molécule d’ARN peut aussi porter une information.
  1. Ouvrir deux fenêtres en cliquant sur Fichier/Nouveau. Réorganiser les fenêtres en cliquant sur Fenêtres/Réorganiser. Cliquer dans une fenêtre pour la rendre active. Le bandeau supérieur de la fenêtre devient alors bleu. Ouvrir le fichier ADN dans un fenêtre et le fichier ARN dans l'autre.
  2. Choisir un affichage en boules & bâtonnets pour chaque molécule. Comparez les sucres des deux molécules : l'un est du désoxyribose, l'autre du ribose : pourquoi ?
  3. Colorer les nucléotides par des couleurs différentes en cliquant dans le menu sur Atomes/Colorer par/Forme*. Comparez les bases composant ADN et ARN : quelle différence constatez-vous ?
  4. Réalisez un tableau de comparaison entre ADN et ARN. Comparez la molécule d’ADN et la molécule d’ARN (nucléotides, nombre de brins, sucre…).

Afin de localiser la synthèse des ARN François Jacob et Jacques Monod mettent en culture des cellules animales avec de l’uracile tritié (H3 radioactif). Ils réalisent deux incubations à deux temps différents.

a. Autoradiographie réalisée juste après incubation ;
b. Autoradiographie réalisée 30 minutes après incubation.

2/ Déterminez la localisation cellulaire de l’ARN. Comparez à celle de l’ADN et des protéines. En quoi ces résultats expérimentaux valident-ils l’hypothèse de Jacob et Monod ?
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

§ Comment définir la lithosphère continentale ?

A4 : Datation d'une roche par radiochronologie / Tableur

sujet ECE BAC 2013 n°26
sujet ECE BAC 2015
Radiochronologie

Bilan / La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale

La croûte continentale affleure dans les régions émergées. L'examen de données géologiques permet à la fois d'expliquer cette situation et de nuancer cette vision rapide car les mécanismes de formation des montagnes sont complexes. On se limite au cas des reliefs liés à un épaississement crustal dont les indices peuvent être retrouvés sur le terrain ou en laboratoire.
Les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent par des différences crustales.
La croûte continentale, principalement formée de roches voisines du granite, est d'une épaisseur plus grande et d'une densité plus faible que la croûte océanique. L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie. La radiochronologie des roches est fondée sur la décroissance radioactive naturelle de certains éléments chimiques présents dans les minéraux qui les constituent.
Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une importante racine crustale. L'épaississement de la croûte résulte d'un raccourcissement et un empilement. On trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes) et des indices pétrographiques (métamorphisme, traces de fusion partielle) du raccourcissement. Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario de l'histoire de la chaîne.

C/ Poursuivre

§ Comment reconstituer l'histoire d'une chaîne de montagnes ?

jeudi 12 octobre 2017

CORRECTION DS

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

A4 : quelques exemples de protéines / Anagène

présentation d'Anagène
FT/ logiciel de séquençage moléculaire / manuel p.
Hémoglobine ….
les protéines sont des molécules à séquence, comme l'ADN

A5 : découverte historique de la relation gène-protéine / logiciels Anagène & Rastop

En 1965, Niremberg & Mattéi mettent au point un protocole permettant d’élucider le code génétique. Ils préparent tout d’abord des extraits de cytoplasme dépourvus d’ARN mais contenant les 20 acides aminés et tous les éléments nécessaires à la synthèse des protéines. Ils ajoutent ensuite à cette préparation des ARN de synthèse dont la séquence est connue, puis ils analysent la séquence des protéines obtenues.

3/ Utiliser le logiciel Anagène pour refaire les expériences de Niremberg & Mattéi et élucider le code génétique de l’ADN en travaillant avec la rubrique « Créer des séquences ».

Création d'une séquence de nucléotides :
  1. Dans « Fichier », activer la commande Créer.
  2. Sélectionner ADN ou ARN selon le type de séquence que vous souhaitez créer, donner un nom à la séquence*.
  3. Confirmer vos sélections en cliquant sur OK.
  4. Dans la fenêtre Edition des séquences, cliquer sur les bases souhaitées du pavé de bases azotées.

Traduction d'une séquence :
  1. Sélectionner la séquence correspondante à l'aide du bouton de sélection.
  2. Cliquer sur le bouton Convertir les séquences au niveau de la barre d'outils.
  3. Pour que la séquence s'affiche : sélectionner l'option Peptidique pour la séquence à afficher, puis l'option Traduction simple, et l'option Résultat dans la fenêtre Affichage/édition.

En 1960, Francis Crick et Sydney Brenner cherchent à déterminer le nombre X de nucléotides nécessaire pour coder la synthèse d’un seul acide aminé. Cette séquence de X nucléotides est nommée codon.

4/ Calculez le nombre de codons possibles . Sachant qu’il existe 20 acides aminés, comment expliquer cette correspondance ? A l’aide d’Anagène, compléter le tableau fourni du code génétique. En comparant les protéines obtenues, indiquer le nombre X de nucléotides nécessaire pour coder un acide aminé :

5/ Utilisez le logiciel Anagène pour comparer la séquence d’ADN et d’ARNm du gène codant pour la globine β. Pour cela, recherchez la globine dans la base de données sachant que c'est une partie de l'hémoglobine. Comparez les séquences nucléotidiques des deux brins complémentaires du gène de la globine bêta et de l’ARNm de la globine β à l’aide du logiciel (comparaison simple). Que remarquez-vous ? Quelle est la différence entre les brins d'ADN « codant » et « transcrit » ?


















correctionTS SVT ds

§ Comment définir la lithosphère continentale ?

Correction DS

A3 : Mesure de densité des roches / site

densité péridotite > basalte > granite, -> densité manteau > croûte océanique > continentale

A4 : Datation d'une roche par radiochronologie / Tableur

sujet ECE BAC 2013 n°26
sujet ECE BAC 2015
autre exemple : l’âge des roches sur granite d'Athis : manuel Nathan 2012 p 128-129
Radiochronologie

mercredi 11 octobre 2017

§ Quelles preuves de parenté à l'échelle moléculaire ?

1.5 : Homologies moléculaires

A1 : Modélisation sur logiciel / Rastop

Modèles mol
On ne peut pas voir les molécules au microscope mais la chimie nous ayant permis de connaître le nombre d'atome et leur disposition dans l'espace, on peut modéliser avec des logiciels de visualisation moléculaire pour repérer quelques caractéristiques des molécules du vivant.
visiter la librairie de molécules et chercher la composition atomique globale de chaque type de molécule :
les atomes : C, H, O, N, P, S
composent les molécules organiques : glucides, lipides, protides & acides nucléiques
chemical elements : Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen, Phophorus, Sulphur,
molecules : carbohydrates, lipids, protein, nucleic acids

A2 : analyse chimique de différentes molécules

© composition chimique vivant.odt
composition chimique vivant CO.odt
la matière organique contient C-H
videos d'Euglènes :
infos sur les euglènes :

Bilan : Schématisation du métabolisme cellulaire / schéma©

=> Mutant, organelle, orders in size (cell, organelle, membrane). prokaryote / eukaryote. Auto/Hétérotrophe
Mutant, organite, ordres de grandeur de tailles (cellule, organite, membrane), Pro /Eucaryote, Auto/Hétérotrophe
schémas et dessins à télécharger au format doc :

Bilan : Réactions chimiques du vivant : métabolisme cellulaire

De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique.
Many chemical changes occur within the cell : it is called the metabolism. It is controlled by environmental conditions and by genetic heritage. 

C : pour aller plus loin

Institut européen de chimie et de biologie : http://www.cellbiol.net/cbe/multimedia.php
Marius explore la cellule : http://www.bioclips.com/
Voyage inside the cell : http://www.sinauer.com/voyage/video.php
Attention : ds bientôt
retour sur la problématique : parenté entre vivants mais quelles preuves ?

§ Quelles preuves de parenté à l'échelle moléculaire ?

parenté entre vivants mais quelles preuves ?

retour sur la problématique : parenté entre vivants mais quelles preuves ?

§ Quelles preuves de parenté à l'échelle moléculaire ?

1.5 : Homologies moléculaires

A1 : Modélisation sur logiciel / Rastop

On ne peut pas voir les molécules au microscope mais la chimie nous ayant permis de connaître le nombre d'atome et leur disposition dans l'espace, on peut modéliser avec des logiciels de visualisation moléculaire pour repérer quelques caractéristiques des molécules du vivant.
visiter la librairie de molécules et chercher la composition atomique globale de chaque type de molécule :
atomes : C, H, O, N, P, S
molécules organniques : glucides, lipides, protides, acides nucléiques
chemical elements : Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen, Phophorus, Sulphur,
molecules : carbohydrates, lipids, protein, nucleic acids

A2 : analyse chimique de différentes molécules

Il existe dans la nature 92 éléments chimiques possédant des propriétés chimiques et physiques spécifiques. Ces éléments sont les atomes. Les atomes sont les briques élémentaires de la matière. Ils sont désignés par un symbole : H, He, C, O, N…
Trouver des arguments accréditant le fait que les êtres vivants sont constitués à partir d’éléments chimiques disponibles sur la planète Terre. Dégager les particularités de la constitution chimique du monde vivant.

Composition chimique en % de la masse totale
atmosphère
hydrosphère
lithosphère
biosphère


air
mer
croute
un basalte (roche)
un granite (roche)
Un être humain
un végétal
C = Carbone
0,001
Traces
Traces




19,4
11,6
H = Hydrogène


65,3
Traces




5,6
0,8
0 = Oxygène
21
33
44,9
44,5
49,4
62,8
77,6
N = Azote (Nitrogen)
78


Traces




9,3
8,7
P = Phosphore










0,63
0,7
S= Soufre


0,018






0,64
0,2
Si = Silicium




21,6
23,6
32,4
0,004
Traces
Al = Aluminium




2,9
7,9
7,4
0,001
Traces
Fe = Fer




5,9
9,6
2
0,005
Traces
Ca = Calcium




2,3
7,2
1
1,38
Traces
Na = Sodium (Natrium)


0,28


1,9
2,6
0,26
Traces
Cl = Chlore


0,33










Mg = Magnésium




2,7
2,5
0,6




K = Potassium (Kalium)




2,2
0,1
4,6
0,22
Traces

Classez, en réalisant un tableau, les molécules suivantes en deux catégories : organique ou minérale
Dégagez la caractéristique chimique principale des molécules organiques : C-H


ORGANIQUE
MINÉRAL
Le calcaire : CaCO3




L'acide linoléique : C18H32O




L'acide sulfurique : H2SO4




L'aspartame : C14H18N2O5




La glycine : C2H5NO2 




L'adénosine triphosphate : C10H16N5O13P3




Le gypse : CaSO4




Le glycéraldéhyde :  C3H6O3




Le ribulose bisphosphate : C5H12O11P2




L'uridine : C9H12N2O6




L'urée : CON2H4