misensituation

Qu’est-ce qu’une plante ?

• Pour vous qui suis-je ? Pour vous qu'est-ce qu'un végétal ? Faites un petit brain storming pour « planter » le décor, dessinez+légendez une plante

• Faites un tour dans le jardin pour collecter un échantillon sans vous planter : choisissez une plante sauvage « môvèzerbre » que vous pouvez extraire, si possible avec la racine, et acheiropoïète (qui n’est pas plantée de main humaine [grec : αχειροποίητα : acheiropoïète ; latin : non hominis manu picta], en d’autre terme évitez de massacrer les plates-bandes de papi!

• Essayez de réaliser un dessin descriptif de votre victime

• légender avec les mots :

• tige : collet, nœud, entre-noeud

• racine : pivot, adventive, radicelle

• feuille : pétiole, nervures, limbe

• bourgeon : apical, axilaire

• fleur : pédoncule, sépales, pétales, pistil, étamine

2/ DE LA PLANTE SAUVAGE À LA PLANTE DOMESTIQUÉE

L’objectif de cette partie est d’étudier l’organisation fonctionnelle des plantes, leurs interactions avec le milieu et la manière dont elles se reproduisent par voie sexuée et/ou asexuée en assurant à cette occasion leur dissémination. L’étude de la morphogenèse des plantes (on se limite aux Angiospermes) montre l’existence d’un contrôle hormonal et d’une influence environnementale. On étudie ensuite comment les plantes produisent leur matière organique et une diversité de métabolites nécessaires à leurs fonctions biologiques. Dans un second temps, cette partie s’intéresse aux plantes cultivées, un enjeu majeur pour l’humanité qui utilise les plantes comme base de son alimentation et dans des domaines variés. Sans chercher l’exhaustivité, il s’agit de comprendre comment l’humanité agit sur le génome et le phénotype des plantes cultivées, et d’appréhender les conséquences de ces actions sur la biodiversité végétale ainsi que sur l’évolution des populations humaines.

2,1/ L’ORGANISATION FONCTIONNELLE DES PLANTES À FLEURS

Objectifs : il s’agit d’aboutir à une compréhension globale de la plante, de ses différents organes et de leurs fonctions.

Liens : SVT – classe de seconde : l’organisation fonctionnelle du vivant ; enseignement de spécialité de SVT en classe de première : mycorhizes.

2,1,1/ Angiospermes parmi les plantes

1/ Petit débroussaillage systématique

la classification scientifique des espèces (que l’on peut donc aussi appeler « classification biologique ») correspond autant à la systématique, qui est la méthode ou ensemble de méthodes pour classer le vivant, qu'à la taxinomie, qui est la classification elle-même, résultante de l'application de la méthode. Les méthodes de la classification dite classique ou traditionnelle ont été dominantes jusqu'à la seconde moitié du XXe siècle, marquée par l'apparition, en 1950, de la systématique phylogénétique ou cladisme.

Bref pour nous : classification = systématique = nomenclature = taxonomie = taxonimie = cladistique = cladisme = phylogénétique

2/ Classification des plantes

Principales caractéristiques des plantes

Types de plante						Caractéristiques générales
Archaeplastida						Photosynthèse, chlorophylle.
├─o └─o	Algues rouges Chlorobionta (ou organismes verts).
	├─o └─o	Algues vertes Plantes terrestres				Adaptation à la gravité, archégones, embryon végétal.
		├─o └─o	Mousses Plantes vasculaires			Fausses racines. Vaisseaux conduisant la sève, lignine, feuilles à nervures.
			├─o └─o	Prêles, fougères… Plantes à graines		Émancipation de la reproduction aquatique, graines.
				├─o └─o	Gymnospermes Plantes à fleurs	= angiospermes, protection des graines dans des fruits.

VIVANT : naitre, se repoduire et mourir sont 3 caractéristiques des vivants. Etres constitués de cellule(s) possèdant de l'ADN qu'elles sont capables de recopier par elles-même et de traduire pour former des protéines.

EUCARYOTES : « à vrai noyau » car leur ADN est contenu dans un noyau délimité par une enveloppe nucléaire, ADN peut être compacté en chromosomes pour la division cellulaire par mitose, le patrimoine génétique du zygote constitué par moitié par chacun des sexes dans la reproduction sexuée, le cytoplasme contient des organites.

BACTERIES : unicellulaires procaryotes envoloppés d’une paroi cellulaire glucopeptidique

ARCHEES : unicellulaires procaryotes délimités par une membrane cellulaire possèdant des lipides particuliers, faculté de prospérer dans les milieux extrêmes.

CHLOROBIONTES : (Chlorobionta ou Viridiplantae) définissent l'ensemble des organismes couramment reconnus comme les « végétaux verts », plantes (Plantae) sont des organismes photosynthétiques et autotrophes, caractérisés par des cellules végétales eucaryotes contenant des chloroplastes contenant deux chlorophylles (a et b)

EMBRYOPHYTES : (Embryophyta), aussi dénommées Cormophytes (« plantes à tige », du latin cormus : tige ; du grec kormos, tronc) ou Archégoniates (végétaux dont le gamétange femelle est un archégone), rassemblent ce qu'on appelle les plantes terrestres. « Plantes à embryon » (syn de Streptophytes, Phragmoplastophytes, Plasmodesmophytes, Parenchymophytes). Cellules secrétant une paroi cellulosique externe, cellulose comme constituant majeur de la paroi cellulaire, division du cytoplasme par un phragmoplasme à la fin de la mitose par formation de cette paroi percée de plasmodesmes, un embryon initie la phase diploïde qui est donc pluricellulaire, organisation des cellules en parenchyme, plasmodesmes, embryon, dimorphisme des gamètes.

HEMITRACHEOPHYTES : (Stomatophytes) échanges gazeux contrôlés par des stomates, tige dressée et possèdant des tissus conducteurs.

EUPHYLLOPHYTES : à "vraies feuilles" vaisseaux conducteurs de la sève brute pourvus d'anneaux de lignine, tige portant des feuilles arrangées en hélice, présence de nervures parcourant les tissus du limbe.

SPERMATOPHYTES : "plantes à graines", les Spermatophytines, Spermatophytes, Spermaphytes, la division des Spermatophyta, la sous-division des Spermatophytina, ou bien la classe des Spermatopsida, anciennement appelés phanérogames, sont les plantes qui produisent des graines. Ovule se transformant en graine, grains de pollen, croissance de la tige en épaisseur par fabrication de bois secondaire.

ULVOPHYTES : représentent sans doute l'état ancestral des Chlorobiontes. Elles sont responsables de l'essentiel de la photosynthèse marine et sont donc à la base de tous les écosystèmes marins. On trouve des Ulves au bord de la mer car la pollution par les nitrates les a multipliées. Toutes les algues filamenteuses d'eau douce appartiennent à ce groupe. On trouve aussi dans ce groupe la Caulerpa et les Acétabulaires. On trouvera aussi des Ulvophytes associées à un champignon pour constituer les lichens (ceux-ci sont classés avec les Champignons).

HÉPATIQUES : Le nom d'Hépatique vient du fait que la plante a un thalle qui présente des lobes comme le foie. Le nom savant est Marchiantophytes. Ces plantes sont courantes sur les sols humides et dégradés toujours à l'ombre ce qui n'est pas rare dans les jardins urbains.
BRYOPHYTES : "plantes-mousses", les bryophytes sont des plantes terrestres thalloïdes ou feuillées non vascularisées. Même les milieux les plus urbanisés montrent des mousses.

SPHÉNOPHYTES : Les prêles (Sphenophyta synonyme de Equisetophyta, Équisétinées ou Arthrophyta, Articulées) forment une division ou sous-division des végétaux vasculaires (Tracheobionta lato sensu, paraphylétique), classé embryophytes stomatophytes polysporangées euphyllophytes moniliformes dans le clade des sphénophytes. Tige portant des rameaux arréngés en couronne à chaque nœud.

FILICOPHYTES : Les Fougères ou Filicophytes ou encore Filicophyta, sont une sous-division de cryptogames vasculaires, du genre Pecopteris (du grec –pec, peigne et –pteri, aile), Les ptéridophytes, sont des plantes vasculaires (présentant xylème et phloème) ne produisant ni fleurs ni graines. Ce sont donc des cryptogames vasculaires. La forme de la feuille, le déploiement par déroulement de cette fronde suggère une aile, d’où le nom de pteridophyte, libération des spores par déhiscence du sporange

CONIFEROPHYTES : Les Gymnospermes (Gymnospermae, γυμνός gymnos, "nu" et σπέρμα sperma, "graine") sont un sous-embranchement des Spermaphytes. Ce sont des plantes dont l'ovule est à nu (non enclos dans un ovaire, à la différence des angiospermes) et porté par des pièces foliaires groupées sur un rameau fertile (cône). Si l'on fait abstraction des Ginkgos ce taxon est équivalent aux Conifères. Feuilles épaisses en forme d'épine ou d'éventail, graines portées par la face intérieure des écailles d’un cône

ANGIOSPERMES : Les Angiospermes (Angiospermae Lindl., 1830), du grec ancien αγγείο, aggeîon « vase » et σπέρμα, sperma « graine » soit littéralement « graine dans un récipient », enferment leurs ovules (puis leurs graines) dans un ovaire, ce qui les protège dont les graines sont cachées. Fleur complexe avec quatre séries de pièces : sépale, pétale, étamine et pistil lui mm formé de carpelle, ovule enfermé dans le carpelle, plante développant un fruit qui contient la ou les graines.

Angiospermes

3/ Morphologie angiosperme

Conduire l’étude morphologique simple d’une plante commune mettant en lien structure et fonction :

• Réaliser un dessin descriptif d'un angiosperme

• légender avec les mots :

• tige : collet, nœud, entre-noeud

• racine : pivot, adventive

• feuille : limbe, pétiole, nervures

• bourgeon : apical, axilaire

• fleur : sépales, pétales, pistil, étamine

video 5'38 https://youtu.be/RrXd40xk7Sg This is part 2 of a three-part series tutorial. In this video, I demonstrate how to make natural pigment from a piece of rock. There are 5 basic steps: 1. Washing the collected sample 2. Drying 3. Grinding and sifting the rock 4. Washing the pigment 5. Drying and storing the pigment I hope this video inspires you to make a connection with your local landscape. Because the landscape is not just a source of artistic inspiration, it is a source of art supplies too!

evaluation : (c) comprehension_test_foraging-pigments.odt write the different steps to make pigment from rocksⁱ

bonus : what is your favourite color ? how could you make it from nature ? draw & write the different steps to make pigment from nature

i evaluation criteria :

1. wash

2. dry

3. break (bash, crush) / hammer

4. grind, muddle, pulverize / mortar & pestle

5. sift (sieve)

6. add in water (pour, transfer, decant)

7. filter

8. dry

9. scrape

writting : quality, level, orthography

4/ Comparaison de métabolismes cellulaires

https://www.pourlascience.fr/sd/biochimie/les-balanes-des-crustaces-tres-collants-10411.php

https://www.pourlascience.fr/sd/biologie-moleculaire/un-nouveau-medicament-contre-la-toxoplasmose-et-le-paludisme-10261.php

articles scientifiques :

• Sur ou soulignez dans les textes les mots que vous ne comprenez pas, à définir.

• Schématisez les étapes chimiques décrites dans ces articles.

• Étudier des profils d’expression de cellules différenciées montrant leur équipement enzymatique : Quelle spécificité les enzymes donnent-elles à l’individu qui en est porteur ?

réactions :

Protéines + eau de mer→ polymérisation de macromolécules fibreuses – enzyme#factXIII→ lien solide

Pour les parasites Apicomplexa, le Toxoplasma et le Plasmodium

un champignon produit FR235222 → inhibe les histones désacétylases → enlèvent un groupe acétyle sur les histones → augmente la condensation de la chromatine autour de ces histones→ expression des gènes est freinée dans ces régions de l'ADN => augmente l'expression d’autres gènes parasitaires → favorise le développement des formes non réplicatives → inhibe les phases de prolifération intense

le métabolisme d’une cellule dépend de son équipement enzymatique

T°C ou pH optimums d’activité // métabolisme en fonction du milieu

Les enzymes sont des catalyseurs de réactions chimiques spécifiques dans le métabolisme d’une cellule.

Les enzymes, issues de l’expression génétique d’une cellule, sont essentielles à la vie cellulaire et sont aussi des marqueurs de sa spécialisation.

5/ Etude graphique de la réaction enzymatique

• Étudier l’interaction enzyme-substrat en comparant les vitesses initiales des réactions et faisant varier soit la concentration en substrat ; soit en enzyme. Utiliser des tangentes à t0 pour calculer la vitesse initiale.

http://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/diastase2/

1. choisir 1 enz et 1 sub

2. choisir une quantité

3. démarer la réaction

4. tracer la tangente à t=0

5. refaire l’expérience avec une autre concentration en enzyme ou substrat

6. insérer les résultats dans un tableur, tracer la courbe

7. interpréter

Netographie d’enzymologie

Modélisations :

logiciel lactase : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=661

logiciel diastase : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=2053

molécules de carboxypeptidase : http://www.librairiedemolecules.education.fr/recherche.php?typeclassification=chimique&theme=mol&idcat=carboxypeptidase

expériementations :

expérience avec peroxydases : http://www.didier-pol.net/1PEROXASE.html

expérience protéases lessive : http://www.didier-pol.net/1PROTEASE.html

évaluation TP/ rastop+anagène : https://svt.ac-versailles.fr/IMG/doc/TP_Bac_blancCPA.doc

publications :

balanes collantes : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-des-crustaces-tres-collants-23712.php

toxoplasmose : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-un-nouveau-medicament-contre-la-toxoplasmose-et-le-paludisme-21977.php

manuel en ligne : https://fr.calameo.com/read/004956979b9ca859a1d9e

https://svtlycee.editions-bordas.fr/9782047336335

Bilan : Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques

Connaissances = je sais

• les enzymes, issus de l’expression génétique d’une cellule, sont essentiels à la vie cellulaire et sont aussi des marqueurs de sa spécialisation.

• Les protéines enzymatiques sont des catalyseurs de réactions chimiques spécifiques dans le métabolisme d’une cellule.

• La structure tridimensionnelle de l’enzyme lui permet d’interagir avec ses substrats et explique ses spécificités en termes de substrat et de réaction catalytique.

• Notions fondamentales : catalyse, substrat, produit, spécificité.

Précisions : les caractéristiques de la cinétique enzymatiques, les compétitions au site actif ne sont pas attendues. Le contrôle de l’activité enzymatique par des effecteurs (exemples : T, pH) peut être utilisé par le professeur dans sa démarche mais n’est pas un attendu du programme.

Capacités = je peux

• - Étudier les relations enzyme-substrat au niveau du site actif par un logiciel de modélisation moléculaire.

• - Concevoir et réaliser des expériences utilisant des enzymes et permettant d’identifier leurs spécificités.

• - Étudier des profils d’expression de cellules différenciées montrant leur équipement enzymatique.

• - Étudier l’interaction enzyme-substrat en comparant les vitesses initiales des réactions et faisant varier soit la concentration en substrat ; soit en enzyme. Utiliser des tangentes à t0 pour calculer la vitesse initiale.

(c) comprehension_test_Video-Earth’s Evolution in 10 Minutes

video 10'34 : Earth's Evolution in 10 Minutes https://youtu.be/LinWJsangs4?si=a5xxaI8l00ptAgfr

video 14'08 https://youtu.be/H8WJ2KENlK0 : Biological Molecules - You Are What You Eat: Crash Course Biology #3 :

draw a comparison table betweeen different types of biomolecules

Text : Molecules of life : https://basicbiology.net/biology-101/molecules-of-life

Comprehension test based on “Biological Molecules – You Are What You Eat: Crash Course Biology #3”

Comment Rédiger un compte rendu scientifique ?

Démarche expérimentale

publications : IMMRID :

1. introduction : pb ?→ hyp → CV

2. mat&meth : schéma du montage

3. result&interp : chiffres → tabl → graph → interprétation

4. discussion : concl → comparaisons, modulations → ouverture

lexique :

hypothèse = réponse provisoire au pb posé

conséquences vérifiables = conséquences de l’hypothèse vérifiables par l’expérience : si … alors ...

interprétation = traduction biologique de termes mathématiques

conclusion = retour sur hypothèse = (in)validation ou (a/in)firmation

exemple : CR de l’activité 1 : l'amylase salivaire découpe l'amidon du pain en maltose puis glucose

formules,équation, :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Amidon

https://fr.wikipedia.org/wiki/Glucose

https://fr.wikipedia.org/wiki/Saccharose

https://fr.wikipedia.org/wiki/Maltose

https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9action_de_Fehling

nom des enzymes = substrat+suffixe « ase »

catalyse, substrat, produit,

Les enzymes sont des biocatalyseurs de réactions chimiques

2/ Expérimentation sur la spécificité des enzymes

• Concevoir et réaliser des expériences utilisant des enzymes et permettant d’identifier leurs spécificités.

• Rédiger un compte-rendu des expériences

Comparaison de deux enzymes : amylase et saccharase

Problème : les enzymes sont-elles spécifiques d’un type de molécule ?

Hypothèse : une enzyme est spécifique d’un substrat.

Écrire les conséquences vérifiables de l’hypothèse

Matériel : levure Saccharomyces cerevisiae, bescher, entonnoir, filtre, amidon, saccharose, eau, pipettes, tubes à essai, salive, levure fraiche

Méthode : L’être humain Homo sapiens se nourrit d’amidon et possède une enzyme appelée amylase produite par les glandes salivaires et sécrétée dans la bouche. La levure Saccharomyces cerevisiae se nourrit de saccharose et possède une enzyme saccharase, sécrétée dans le milieu extérieur. La digestion de l’amidon donne du maltose, puis du glucose, celle du saccharose donne du glucose et du fructose.

Ecrire littéralement les équations chimiques correspondantes.

Protocole d’extraction de la saccharase de levure

-délayer 1 g de levure dans 10ml d’eau.

-laisser reposer ¼ d’heure puis filtrer.

Protocole expérimental

-tester l’absence de glucose dans le filtrat et dans la salive.

-préparer le bain-marie à 37°C.

-écrire un schéma du montage expérimental et un tableau de résultats.

-introduire l’amidon ou le saccharose selon les tubes prévus.

-tester avant d’ajouter les enzymes la présence ou non du glucose (t=0)

-mettre l’enzyme et tester la présence de glucose (t=0’).

-faire un test de mise en évidence du glucose toutes les 2'

-compléter le tableau de résultats

-comparer et conclure

spécificité : des biocatalyseurs spécifiques d’un substrat et d’une fonction

3/ Modélisation moléculaire de la relation enzyme-substrat

Modélisation moléculaire / logiciel Rastop

carboxypeptidase : Structure de la carboxypeptidase : https://libmol.org/?libmol=12

Enzyme hydrolase (C-TERMINAL PEPTIDASE), c'est à dire qu'elle hydrolyse les chaînes polypeptidiques (protéines) à partir de leur extrémité C-terminale (celle qui porte la fonction acide carboxylique). La carboxypeptidase est produite par le pancréas sous la forme de procarboxypeptidase, complexée avec le chymotrypsinogène et la proprotéinase E. Ce complexe est appelé zymogène. L'enzyme a une forme globuleuse. La structure spatiale est maintenue par des liaisons hydrogène (liaisons faibles) et des ponts disulfure (liaisons covalentes). Le site actif possède un hétéro-atome de zinc et il met en jeu 6 résidus : His69, Glu72, His196, Arg145, Tyr248 et Glu270.

• Étudier les relations enzyme-substrat au niveau du site actif par un logiciel de modélisation moléculaire.

• Schématisez la molécule enzymatique et son substrat + titre + légende

le site actif

permet

• la spécificité de l’enzyme

• la vitesse de réaction selon son encombrement

• le mode d’action (cata ou anabolisme) : la peroxydase est dans la construction et on pas l’hydrolyse comme la lactase, l’amylase ou la saccharase

La structure tridimensionnelle de l’enzyme lui permet d’interagir avec ses substrats et explique ses spécificités en termes de substrat et de réaction catalytique.

Modélisation de la réaction enzymatique / logiciel

http://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/diastase2/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/diastase2/?maltase=10&maltose=40&ph=7&temp=20&play=1

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=2053

lactase

Objectifs notionels :

• étudier les réactions enzymatiques en fonction de la température, pH, [E], [S]…

Objectifs méthodologiques :

• utiliser un logiciel de simulation moléculaire

• schématiser une réaction biochimique

• rédiger un compte-rendu scientifique

• analyser un graphique

• concevoir une expérience

Protocole :

• Ordi → dossier « SVT » → logiciel lactase : laissez du temps à l’ordianteur pour charger les données

• faire varier les paramètres pour visualiser la réaction dans différentes conditions

• rédigez les problèmes→ hypothèses

• schématisez les différentes réactions enzymatiques en utilisant les symboles du logiciel

• recopiez les résultats graphiques

• conclure sur les graphiques

• réaliser un tableau de comparaison des différentes expériences

• réaliser un compte-rendu

Lire et répondre aux questions pour la rentrée des vacances de Toussaint

4/ Comparaison de métabolismes cellulaires

https://www.pourlascience.fr/sd/biochimie/les-balanes-des-crustaces-tres-collants-10411.php

https://www.pourlascience.fr/sd/biologie-moleculaire/un-nouveau-medicament-contre-la-toxoplasmose-et-le-paludisme-10261.php

articles scientifiques :

• Sur ou soulignez dans les textes les mots que vous ne comprenez pas, à définir.

• Schématisez les étapes chimiques décrites dans ces articles.

• Étudier des profils d’expression de cellules différenciées montrant leur équipement enzymatique : Quelle spécificité les enzymes donnent-elles à l’individu qui en est porteur ?

QCM de spé 1ères : https://www.qcm-svt.fr/QCM/public-1ere-Spe-SVT.php

logiciels : http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/limites/outils/logiciels

http://svt.ac-amiens.fr/040-vue-d-ensemble-des-logiciels-de-m-madre.html

logiciel « radiochronologie » : http://svt.ac-amiens.fr/040-vue-d-ensemble-des-logiciels-de-m-madre.html

jeu « radioactive dating game » : https://phet.colorado.edu/fr/simulation/legacy/radioactive-dating-game

pour apprendre à reconnaître les minéraux et roches : manuel p.398-399

tableau récapitulatif Dijon (doc) : http://svt.ac-dijon.fr/dyn/article.php3?id_article=261

collection de roches : http://geoeco.ifrance.com/g%E9ologie/collec.html

collection de lames minces : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/photossql/photos.php?TopicID=Lames

clef de détermination Tlse (html) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/segui/mineralogie/fiche.htm

clef de détermination Oehmichen (pdf) : http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=identification+min%C3%A9raux+microscope&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.lyc-oehmichen.ac-reims.fr%2Fcontenu%2Fdiscipline%2Fsvt%2F01_Pour_Observation2%2FIdentification_des_mineraux.pdf&ei=ih9kUP_rKorM0AWbjoCoCg&usg=AFQjCNHuA10fkEWvcu9xBWoHpXz13EnO9Q

clef de détermination Grbl : http://www.ac-grenoble.fr/svt/SITE/prof/outiensei.htm

atlas rocks & minerals / Ratajeski : http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html

atlas minerals / Siddall, London : http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/PLMhome.html

atlas de roches et minéraux webminéral BRGM :

atlas de minéraux : http://www.brocku.ca/earthsciences/people/gfinn/minerals/database.htm

atlas de lames minces Minéraux et roches / Aubry, Caen : http://www.discip.crdp.ac-caen.fr/svt/cgaulsvt/travaux/Micropol/index.html

article de minéralogie au microscope polarisant : http://www.svt-monde.org/spip.php?article26

prezzi des roches à connaître : http://prezi.com/aanufhjcxh-p/?utm_campaign=share&utm_medium=copy

4/ virologie

Avant la découverte du monde microbien, le terme de virus (latin : poison) était utilisé dans un sens très large. Il s’est limité progressivement à désigner le principe contagieux des maladies transmissibles.

1898 : Découverte du virus de la mosaïque du tabac, alors nommé Contagium vivum fluidum. Ivanovski démontre en 1892 qu'un extrait de feuille malade reste infectieux après filtration à travers un filtre de Chamberland

1898 à 1901 : Découvertes de premiers virus impliqués dans des zoonoses et maladies humaines (Fièvre aphteuse, Fièvre jaune)

1917 : Premières découvertes de virus dits bactériophages (infectant des bactéries)

1931 : Première découverte d'un virus oncongène (induisant le cancer chez le poulet)

1939 : Première photographie au microscope électronique d'un virus

1943 : Cultures cellulaire

1983 : Identification du VIH du SIDA

1989 : Première évaluation du nombre des virus marins (4 à 10 millions / 1 ml d'eau)

2003 : Première découverte d'un virus géant (mimivirus, dont le génome sera séquence en 2004)

2008 : Découverte d'un virus encore plus gros, le Mamavirus, et découverte d'un virus capable d'infecter un autre virus

Taille, forme

Taille des virus : 20 à 250 nm

Il faudrait plus de 20 milliards de virus pour obtenir un petit point visible à l’œil nu.

On estime que chaque ml d’eau de l’océan contient entre 2 et 10 millions de virus (des virus infectant des bactéries pour la plupart).

Les plus grandes dimensions vont approximativement de 0,6 µm (Mollivirus) à 1,5 µm (Pandoravirus)

4 familles de virus géants désormais connues.

Des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS/Aix-Marseille Université), du laboratoire Biologie à grande échelle (CEA/Inserm/Université Joseph Fourier) et du Genoscope (CNRS/CEA) ont de découvert un virus géant d'un genre totalement nouveau, dans le même échantillon de permafrost de Sibérie, datant de 30 000 ans, d'où avait déjà été isolé Pithovirus. Microscopie, génomique, transcriptomique, protéomique et métagénomique, ont permis aux chercheurs de dessiner un portrait détaillé de ce nouveau virus, baptisé Mollivirus sibericum. Ces travaux sont publiés dans PNAS le 7 septembre 2015.

Composition & Métabolisme

Virus =

• parasite intracellulaire obligatoire (incapables de réplication autonome)

• Liaison protéique (clef-serrure) à la membrane de la cellule hôte

• => spécifique d’un type particulier de cellule (les protéines auxquelles il peut se fixer)

• souvent spécifique d'une espèce

• il existe des virus pour tout type de cellule (eucaryotes ou procaryotes)

• il existe des virus de virus

Un virus est constitué de :

• Enveloppe (pas toujours présente) L’enveloppe a la même composition qu’une membrane cellulaire : majoritairement des lipides

• Capside = « boîte » faite de protéines

• Enzymes

• Matériel génétique (ADN ou ARN) de 3 à 200 gènes selon les virus

Le matériel génétique peut être:

ADN

• Double brin en général = bicaténaire = double strand (ds)

• Parfois simple brin = monocaténaire = single strand (ss)

• Une seule molécule généralement linéaire, mais parfois circulaire

ARN

• Simple brin (positif ou négatif). L’ARN positif peut être immédiatement traduit en protéines. L’ARN négatif doit d’abord être copié en un brin complémentaire qui servira à la synthèse des protéines.

• Parfois double brin

• Une seule ou plusieurs molécules

Positif = codant = sens / Négatif = transcrit = antisens

Des mutations transforment constamment les virus ce qui permet de faire apparaître chaque année de nouvelles souches de virus plus ou moins virulentes (ce qui oblige à fabriquer de nouveaux vaccins). Ces changements sont qualifiés de glissements antigéniques (ou dérive antigénique [antigenic drift]. (À ne pas confondre avec dérive génétique [genetic drift]) ! Parfois, une transformation majeure, appelée cassure antigénique [antigenic shift] peut faire apparaître une souche très virulente cause d’une grande épidémie mondiale (pandémie).

Croissance & Reproduction

3 mécanismes d’entrée du virus :

• microphagocytose pour les virus nus (ex : poliovirus)

• fusion puis lyse pour les virus enveloppés. Fusion de l’enveloppe avec la membrane hôte puis la formation d'un pore qui s'élargit laisse passer la capside dans le cytoplasme (ex : VIH).

• endocytose et fusion pour de nombreux virus enveloppés (Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae..). Après attachement sur son récepteur cellulaire, le virus est internalisé au sein d’un endosome. Une acidification du virus est induite par une pompe à protons (ex : protéine M2 pour le virus influenza type A). Cela induit une modification conformationelle des protéines d’enveloppe virale libérant des régions protéiques hydrophobes habituellement cachées qui réagissent avec les lipides membranaires de l’endosome. Il s’ensuit une fusion des membranes et une libération de la capside virale dans le cytoplasme de la cellule.

Dans certains cas, c’est l'enveloppe du virus qui fusionne à la membrane de la cellule ce qui permet à la capside d’entrer dans la cellule

Le virus se fragmente dans la cellule.

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Ce matériel génétique contient les informations pour :

• Synthétiser les protéines de la capsides

• Synthétiser les enzymes nécessaires à leur assemblage

La cellule synthétise des protéines virales à partir du matériel génétique du virus

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Les pièces de virus s’assemblent en virus.

Les virus formés quittent la cellule:

Les virus sortent en bourgeonnant par exocytose. C'est le cas du VIH ou La membrane se lyse (se défait sous l’action d’enzymes du virus) et la cellule libère les virus.

Le temps du cycle viral peut varier d’un virus à l’autre en fonction de la taille du génome et de la complexité du cycle viral (4 à 8 heures pour le poliovirus, plus de 40 heures pour les Herpesviridae). http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html

Classification & Evolution

Les virus sont classés par le matériel génétique qu’ils contiennent :

• dsDNA

• ssDNA

• dsRNA+

• ssRNA-

• ssRNA+

Les virus à ARN positifs sont identiques à l'ARNm viral et peuvent donc être immédiatement traduits par la cellule hôte.

L'ARN viral négatif est complémentaire de l'ARNm et doit donc être converti en ARN positif par une ARN polymérase avant la traduction.

la polarité d'un acide nucléique est négative sur le brin transcrit en ARN messager et est positive sur le brin complémentaire. Un brin de polarité positive est dit « sens » tandis qu'un brin de polarité négative est dit « antisens ».

Le brin « sens » d'une double hélice d'ADN — brin de polarité positive — présente une séquence nucléotidique semblable à celle de l'ARN transcrit à partir du brin complémentaire. Ainsi, une séquence ATG sur un brin sens correspond à une séquence AUG sur l'ARN. Cependant, ce n'est pas le brin sens qui est transcrit en ARN messager, mais le brin « antisens » — de polarité négative — qui lui est complémentaire.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Polarit%C3%A9_(acide_nucl%C3%A9ique)

Biotopes & Réservoirs

Grippe

Les oiseaux constituent le réservoir principal du virus de type A (on y retrouve tous les types de HA et NA connus). Chez les oiseaux, le virus attaque surtout les voies digestives (se dissémine donc par les fientes). Chez les mammifères, il attaque surtout les cellules des voies respiratoires. L'épidémie de grippe aviaire est causée par une souche particulièrement virulente pour certaines espèces d'un virus A. (H5N1). Le virus est difficilement transmissible à l’homme et il ne se transmet pas d’humain à humain. Généralement, un virus aviaire ne peut pas se transmettre à un humain et un virus humain ne peut pas se transmettre à un oiseau (les récepteurs cellulaires ne sont pas les mêmes). Le porc possède des récepteurs pouvant se lier à des virus aviaires et à des virus humains. Un porc peut donc être infecté par une souche aviaire et une souche humaine en même temps. Dans ce cas, il peut y avoir un « mélange » de matériel génétique permettant à un virus aviaire de donner sa virulence à un virus humain.

SARS-CoV-2

- le variant 501Y.V1, dit « britannique », qui provient de la lignée B.1.1.7 ;

- le variant 501Y.V2, dit « sud-africain », qui provient de la lignée B.1.351 ;

- le variant 501Y.V3, dit « brésilien », qui provient de la lignée B.1.1.248 ou P.1 ;

- le variant CAL.20C, dit « californien », qui se trouvent dans deux lignées, B.1.427 et B.1.429.

VHE

viande de porc

VHA

sandwichs, surgelés, coquillages

VGEA

sandwichs, surgelés, coquillages

Application & Utilisation

Virus de l’Hepatite

VHE

Virus non enveloppé

Capside : icosaédrique.

Diamètre : 27 à 30 nm.

ARN simple brin positif.

ARN simple brin de polarité positive comprenant environ 7500 nucléotides.

L’ARN génomique est infectieux. ORF= open reading frame = cadre de lecture ouvert = région non fermée par codon stop => entre start et stop

• ORF-1 (~5 kb) code une polyprotéine non structurale clivée en methyltransférase (MeT), protéase (Pro), hélicase (Hel) et ARN polymérase (Pol).

• ORF-2 (~2 kb) codant une protéine se présentant sous 2 formes : la protéine majeure de capside non glycosylée (pORF2 :74kDa), une seconde forme glycosylée dans le réticulum endoplasmique (gpORF2 :88kDa) dont le rôle est inconnu.

• ORF-3 (369 bp) coderait une protéine susceptible de se lier au cytosquelette.

Le virus de l’hépatite A (VHA) est un virus à transmission entérique de la famille des Picornaviridae, du genre Hepatovirus. Dans le sang les particules virales sont pseudo-enveloppées mais dans les selles, le VHA est un virus nu, possédant une capside lisse très résistante.

Virus gastroentérites GEA

Virus les plus fréquemment en cause : Norovirus Rotavirus A Adénovirus (ADV 40/41) Sapovirus (GI,GII,GIV,GV) Kobuvirus (Aichivirus)

Nouveaux virus plus rarement rencontrés (virus émergents souvent issus de familles connues) : Picornavirus, Cosavirus, Salivirus, Rhinovirus C, Parechovirus, Parvovirus, Bocavirus, Bufavirus, Picobirnavirus, Coronavirus, Torovirus

Les norovirus apparaissent responsables du plus grand nombre de cas (517 593 cas, soit 34% du nombre total de cas d’origine alimentaire) ;

ils sont au 3e rang en nombre d’hospitalisations (3 447 hospitalisations, 20% du nombre total d’hospitalisations pour infection d’origine alimentaire)

et au 7e en nombre de décès (8 cas décédés, 3% du nombre total de cas décédés d’origine alimentaire).

Cancer et virus ?

Certains virus peuvent provoquer la cancérisation de la cellule qu’ils parasitent

Ex.

• Virus de l’hépatite B (cancer du foie)

• Virus de l’hépatite C (cancer du foie)

• Virus de la mononucléose (lymphome de Burkitt et autres cancers)

• Virus responsable des condylomes (cancer du col de l’utérus)

Comment lutter contre si petit ?

• Pas d'antibio

• antiviraux

  • Inhibiteurs de la transcriptase inverse pour rétrovirus (enzymes permettant la multiplication de l'ADN viral)

  • Inhibiteurs des protéases (enzymes nécessaires au découpage des chaînes d’acides aminés synthétisées à partir du matériel génétique du virus en protéines individuelles)

  • Inhibiteurs des récepteurs de la membrane de la cellule hôte ou des protéines du virus qui se fixent sur ces récepteurs.

• vaccins

Le vaccin antigrippal est constitué de fragments de virus qui ont été cultivés dans des embryons de poulet. Le vaccin utilisé comprend généralement trois souches différentes de virus. Les souches utilisées pour faire le vaccin sont sélectionnées au début de l’année et le vaccin est administré à l’automne suivant.

5 types de vaccins :

• inactivé

• sous-unitaire

• à particules pseudovirales

• à vecteur viral

• à ARN ou ADN

fabrication d'un vaccin :

• phase préclinique : production d'Ag, formulation, tests animaux

• phase 1 : essai sur 10-100 volontaires, mersures des effets II

• phase 2 : essai sur 100-1000 volontaires, mesures des effets

• phase 3 : essai sur grande échelle

• pharmacovigilance, échelle industrielle,

Références

F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017.

https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/hepatitis-e

http://www.microbes-edu.org/etudiant/hepatiteE.html

http://www.microbes-edu.org/etudiant/gastro-enterites.html

https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf

https://www.hepatites-info-service.org/transmission-de-l-hepatite-e/

https://www.revmed.ch/revue-medicale-suisse/2013/revue-medicale-suisse-396/mise-a-jour-sur-l-hepatite-e

https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf

https://www.elsevier.com/fr-fr/connect/medecine/virus-et-environnement-les-hepatites-a-et-e

https://www.lsbio.com/research-areas/infectious-disease/hepatitis#hepatitis-c

https://aemip.fr/?page_id=3747

https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/maladies-hivernales/gastro-enterites-aigues

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7147845/

http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html

1,2,3/ Les marques de la fragmentation continentale et de l’ouverture océanique : marges continentales

1/ Marges passives

Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) relatives à des marges passives divergentes ;

p.168-169ⁱ

• Les marges passives bordant un océan portent des marques de distension (failles normales et blocs basculés) qui témoignent de la fragmentation initiale (=Rift continental) avant l’accrétion océanique.

2/ Rift continental

Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) : relatives à un rift continental (par exemple, le rift des Afars).

p.166-169ⁱⁱ

	Rift continental	Marge passive
Structures tectoniques	Failles normales	→ listriques
Sédiments	continentaux syn-rift de type conglomérats et évaporites
	0	marins post-rifts
Activité sismique	Importante, liée notamment au mouvement des failles normales	Faible ou absente (failles non actives)
Activité volcanique	Importante (volcanisme basaltique)	Absente

• Les stades initiaux de la fragmentation continentale correspondent aux rifts continentaux.

3/ Paléogéographie

p.170-171ⁱⁱⁱ

Animation permettant de remonter dans le temps jusqu’à 750 millions d’années et de découvrir où se trouvait alors votre région. Pour chaque période, des explications en anglais sont données. https://dinosaurpictures.org/ancient-earth#0

• La dynamique de la lithosphère détermine ainsi différentes périodes paléogéographiques, avec des périodes de réunion de blocs continentaux, liées à des collisions orogéniques, et des périodes de fragmentation conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales.

Film / Aux origines de l'Europe | La valse des continents | ARTE : https://youtu.be/ajt5OAhZff4

L’Europe est née de trois gigantesques collisions entre l’Amérique, l’Asie et l’Afrique. Le continent n’est pas figé pour autant... Une traversée des temps géologiques à la découverte de la "valse tectonique". L'Europe s'est bâtie par trois gigantesques collisions avec l'Amérique, l'Asie et l'Afrique. L’Europe est née de trois gigantesques collisions entre l’Amérique, l’Asie et l’Afrique. Chacune a occasionné des cataclysmes d’une ampleur prodigieuse qui ont créé un monde aux formes chaotiques et aux couleurs vives. Au fil du temps, des chaînes de montagnes plus hautes que l’Himalaya se sont élevées en Scandinavie et en Écosse, là où l’on trouve aujourd’hui les grandes plaines du centre… Après des millions d’années d’érosion, l’Europe est devenue un fond marin. Elle a été envahie par des formes de vie insolites et certaines de ces espèces ont modifié la forme même du continent. Ces métamorphoses dans le temps et l’espace s’inscrivent dans l’incessante valse des continents.

i p169q1/ La vitesse des ondes sismiques indiquées sur le schéma interprétatif permet, en comparant avec les valeurs du tableau, d’identifier les roches magmatiques constitutives de la croûte continentale (granite), de la croûte océanique (basaltes) et du manteau (péridotites). Les failles normales peuvent être identifiées par le déplacement relatif des blocs de socle continental. Les sédiments peuvent être datés par les couleurs en se reportant au document 2 et être identifiés comme syn-rift ou post-rift en utilisant le document 3.

p169q3/ D’après la séquence stratigraphique du forage représenté sur le document 2 et le modèle présenté dans le document 3, on peut reconstituer deux grandes étapes de la formation de cette marge passive :

1. 1– Oligocène (−34 à −23 Ma) : fragmentation continentale par formation d’un rift avec effondrement le long de failles normales actives et dépôts de sédiments continentaux syn-rift remplissant les bassins sédimentaires dissymétriques (conglomérats – évaporites).

2– Miocène à aujourd’hui (−23 à 0 Ma) : expansion océanique séparant les deux moitiés de l’ancien rift et recouvrement des blocs basculés par dépôts de sédiments marins post-rift argileux.

ii p169q1/ Les caractéristiques du rift d’Assal :

– tectonique en distension,

– failles normales avec effondrement central,

– volcanisme actif basaltique au centre du rift,

– dépôts de roches sédimentaires évaporitiques au fond du rift,

– sismicité active le long des failles et au niveau de la zone magmatique.

p169q2/ D’après l’étude des données GPS, le rift de l’Afar se trouve en régime tectonique distensif, entraînant un amincissement de la lithosphère continentale.

p169q3/ Le régime tectonique en distension (=extension) provoque un amincissement de la lithosphère s’accompagnant en surface de la fracturation de la croûte continentale le long de failles normales parallèles, ce qui forme un fossé d’effondrement ou rift. L’amincissement lithosphérique est également à l’origine du magmatisme responsable de l’activité volcanique au centre du rift. L’activité sismique est la conséquence du jeu des failles normales, mais aussi de l’activité magmatique. Enfin la faible épaisseur d’eau envahissant les zones basses est à l’origine, en climat chaud et sec, d’une sédimentation évaporitique.

iii p171q1/mécanismes géodynamiques à l’origine des changements de la géographie des continents :

– Phases d’ouverture de domaines océaniques par fragmentation continentale, puis expansion océanique donnant naissance

• à l’océan Atlantique nord (dès −164 Ma),

• à l’océan Atlantique sud (dès −122 Ma),

• à l’océan Alpin (dès −164 Ma) et

• à l’océan Iapetus (entre −600 et −540 Ma).

– Phases de regroupement des masses continentales par collision responsables

• de l’orogenèse calédonienne (entre −540 et −420 Ma),

• de l’orogenèse hercynienne (entre −420 et −300 Ma) et

• de l’orogenèse alpine (depuis 37 Ma).

p171q2/ un cycle complet de Wilson entre deux périodes de regroupement de l’ensemble des masses continentales : les supercontinents Pannotia et Pangée (ou Pangea). On observe entre −600 Ma et −540 Ma une phase de fragmentation des masses continentales par ouverture de domaines océaniques, puis de −540 Ma à −300 Ma une période de réunion des blocs continentaux lors des orogenèses calédonienne puis hercynienne.

 https://www.qcm-svt.fr/QCM/public-1ere-Ens-Sc.php

observation

vidéo sur la lactase: https://www.youtube.com/watch?v=nv44xCo24rg

? prendre des notes :

quels sont les problèmes & questions à résoudre ?

est-ce que 'lintolérance ne se transmet que par les parents ? ou mutation ?

qu'est-ce qu'une enzyme ? molécule ?

est-ce que notre corps peut "recréer" la lactase ?

1,2/ L’EXPRESSION DU PATRIMOINE GÉNÉTIQUE

§ Qu’est-ce qu’une enzyme ?

1,2,1/ Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques

Objectifs : les enzymes, issus de l’expression génétique d’une cellule, sont essentiels à la vie cellulaire et sont aussi des marqueurs de sa spécialisation.

Expérimentations & découvertes sur les enzymes

1/ Mise en évidence de l’action enzymatique

• Quels sont les ingrédients pour faire du pain ?

• Macher un bout de pain → goût ……. => …….. dans le pain ??

tests de mise en évidence :

• la liqueur de Fehling à chaud ou des bandelettes test mettent en évidence la présence de glucose

• l’eau iodée = lugol met en évidence la présence d’amidon en passant du jaune au bleu-noir

• élaborez un protocole d’expérience pour montrer que l’amidon peut être digéré en glucose par l’amylase salivaire

• ne pas oublier les expériences témoins et les mesures d’hygiène

• matériel fourni par le labo

• "On attend du candidat une stratégie réaliste et cohérente avec la recherche à mener et les ressources, précisant ce qu'il fait, comment il le fait et ce qu'il attend." (évaluation des capactités expérimentales au bac)

4/ Expérience historique de Meselson & Staal

Ex15p60

- Exploiter les informations d’une expérience historique ayant permis de montrer que la réplication est un mécanisme semi-conservatif.

- Utiliser des logiciels ou analyser des documents permettant de comprendre le mécanisme de réplication semi-conservative.

réplication semi conservative

Au cours de la phase S, l’ADN subit la réplication semi-conservative. Il s’agit de la formation de deux copies qui, en observant les règles d’appariement des bases, conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. Ainsi, les deux cellules provenant par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique.

5/ Calculs d’espace & de temps

Doc3p43

1. - Calculer la longueur totale d’une molécule d’ADN dans un chromosome

2. - Calculer la longueur de l’ensemble de l’ADN d’une cellule humaine ;

3. - comparer avec le diamètre d’une cellule.

4. - Calculer la longueur d’ADN de l’ensemble des cellules humaines.

Ex10p59

5 - Calculer la vitesse et la durée de réplication chez une bactérie (E. coli) et chez un eucaryote.

6/ PCR : une technique d’amplification d’ADN

la PCR en 2'17 : https://youtu.be/3dUaw6W1VAA?si=M2hokrss4B0HNThj

Le principe de La PCR et leur différents étapes 4’54’’ : https://youtu.be/-DuZh7I7f_I

5 Minutes pour Comprendre - La PCR : https://youtu.be/JPlTtFYd6e4

manuel p.46-47, 60

- Concevoir et/ou réaliser une réaction de PCR (amplification en chaîne par polymérase) en déterminant la durée de chaque étape du cycle de PCR. Calculer le nombre de copies obtenues après chaque cycle.

Sitothèque

schématiser la division cellulaire : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/division_cellulaire.swf

Bilan/ les divisions cellulaires eucaryotes

Connaissances

• Les chromosomes sont des structures universelles aux cellules eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau). À chaque cycle de division cellulaire, chaque chromosome est dupliqué et donne un chromosome à deux chromatides, chacune transmise à une des deux cellules obtenues. C’est la base de la reproduction conforme. Chez les eucaryotes, les chromosomes subissent une alternance de condensation-décondensation au cours du cycle cellulaire.

• La division cellulaire mitotique est une reproduction conforme. Toutes les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale (nombre et morphologie des chromosomes) sont conservées dans les deux cellules filles.

• La méiose conduit à quatre cellules haploïdes, qui ont, chacune, la moitié des chromosomes de la cellule diploïde initiale.

• Notions fondamentales : diploïde, haploïde, méiose, phases du cycle cellulaire eucaryote : G1, S (synthèse d'ADN), G2, mitose (division cellulaire), fuseau mitotique ou méiotique.

• Chaque chromatide est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes.

• Au cours de la phase S, l’ADN subit la réplication semi-conservative. Il s’agit de la formation de deux copies qui, en observant les règles d’appariement des bases, conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. Ainsi, les deux cellules provenant par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique. La succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques que l’on appelle un clone.

• Notions fondamentales : réplication semi conservative, ADN polymérase, clone.

• Objectifs : savoir comment relier l'échelle cellulaire (mitose, chromosomes) à l'échelle moléculaire (ADN).

Capacités

- Présenter une démarche historique sur l’identification ou la composition chimique des chromosomes.

- Calculer la longueur totale d’une molécule d’ADN dans un chromosome et de l’ensemble de l’ADN d’une cellule humaine ; comparer avec le diamètre d’une cellule. Calculer la longueur d’ADN de l’ensemble des cellules humaines.

- Exploiter les informations d’une expérience historique ayant permis de montrer que la réplication est un mécanisme semi-conservatif.

- Utiliser des logiciels ou analyser des documents permettant de comprendre le mécanisme de réplication semi-conservative.

- Observer des images montrant des molécules d'ADN en cours de réplication.

- Calculer la vitesse et la durée de réplication chez une bactérie (E. coli) et chez un eucaryote.

- Concevoir et/ou réaliser une réaction de PCR (amplification en chaîne par polymérase) en déterminant la durée de chaque étape du cycle de PCR. Calculer le nombre de copies obtenues après chaque cycle.

- Réaliser et observer des préparations au microscope de cellules eucaryotes en cours de division, colorées de manière à faire apparaître les chromosomes.

- À partir d’images, réaliser des caryotypes à l’aide d’un logiciel et les analyser.

- Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de caractériser les phases d'un cycle cellulaire eucaryote.

Précisions : le fuseau mitotique est évoqué mais une étude exhaustive n’est pas attendue. L’étude exhaustive des anomalies caryotypiques (aneuploïdies) n’est pas attendue. Les brassages génétiques inter et intra chromosomique sont étudiés en classe terminale.

Précisions : les points suivants sont hors programme : machinerie enzymatique de synthèse des nucléotides et de réplication semi-conservative. Le détail des constituants des chromatides autre que l'ADN n’est pas attendu.