205 18 Bilan, Lexique et DS n°3 TP N°8_12

BILAN TP n°8 et TP n°9 à TP n°12 (BILAN PARTIE III) (Source : Ellipses, Belin, Bordas, SVT, 2000).
0. Rappel du collège :
Chaque chromosome est constitué d’ADN (Acide désoxyribonucléique) . L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner
lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes. Chaque chromosome contient de nombreux gènes.
Chaque gène est porteur d’une information génétique. Les gènes déterminent les caractères héréditaires. Un gène peut
exister sous des versions différentes appelées allèles.
1. La structure de la molécule d'ADN (cf. schéma de la structure de l'ADN)
- Une molécule d'ADN est formée de deux brins (ou hélices) enroulés l'un autour de l'autre. Chaque brin est une longue
chaîne constituée par la répétition d'éléments de base : les nucléotides. Il existe quatre type de nucléotides : A,T,C,G.
Chacun d'eux est constitué d'un phosphate, d'un sucre et d'une base azotée.
- Les deux brins d'une molécule d'ADN sont reliés l'un à l'autre par les liaisons hydrogènes entre les nucléotides. Le
nucléotide A est toujours relié à un nucléotide T, le nucléotide C au nucléotide G. On dit que la séquence des deux brins est
complémentaire.
- L'introduction d'un gène d'une espèce dans une cellule d'une autre espèce, ou transgenèse, entraîne la production d'une
protéine identique à celle codée dans les conditions normales. Une molécules d'ADN peut donc être lue dans une cellule à
laquelle elle n'appartient pas. L'ADN est donc une molécule universelle.
2. L'ADN est le support de l'information génétique
- L'ADN porte l'information génétique grâce à l'ordre des nucléotides, c'est-à-dire la succession spécifique des
nucléotides. Par exemple, ATGTCG renferme une information différente de ATTGCG.
- L'information génétique contenue dans un gène est une séquence nucléotidique spécifique responsable de la réalisation
d'un caractère (ex : couleur de la colonie, synthèse de l'hémoglobine, etc..). Les allèles, qui sont des formes différentes pour
un même gène, sont des séquences nucléotidiques légèrement différentes au même locus (site chromosomique) et sont
responsables de la variation des états existant pour un même caractère (ex: couleurs rouge ou blanche).
3. L'ADN est une molécule variable qui engendre la diversité du monde vivant
- Une mutation est la modification de la séquence des nucléotides. Elles ont lieu au hasard. Ces mutations entraînent
l'apparition de versions différentes d'un même gène, les allèles.
- Si ces mutations touchent les cellules non reproductrices (cellules somatiques), elles peuvent être à l'origine d'un cancer
par exemple. Les mutations peuvent affecter les cellules reproductrices (cellules germinales), elle seront dès lors
transmises à la descendance. L'existence de ces allèles est à la base de la diversité génétique des individus d'une espèce et
plus globalement à la base de l'évolution du monde vivant.
- La fréquence, ou taux de mutation, habituellement faible, peut être augmentée sous l'effet d'agents mutagènes présents
dans l'environnement, tels que les rayonnements ultraviolets.
- Les gènes homéotiques sont des gènes qui déterminent le plan d'organisation d'un être vivant, c’est-à-dire la place des
organes les uns par rapport aux autres, et selon les axes de polarité.
LEXIQUE TP n°9 à TP n°12
ADN : Acide désoxyribonucléique : Molécule constitutive des chromosomes, support de l'information génétique.
Allèle : Version d'un gène, c'est-à-dire une séquence nucléotidique. Un gène peut posséder plusieurs allèles.
Brin d'ADN : une des deux hélices de l'ADN.
Caractère : Partie d'un individu quelque soit le niveau de l'approche considérée : organes, tissus, cellules, séquences de molécules. Ce
caractère est héréditaire s'il est transmis d'une génération à une autre.
Cellules germinales : Cellules susceptibles de former des gamètes. Cellules somatiques : Toutes les cellules qui ne sont pas à
l'origine des gamètes.
Chromosome : matériel formé d'un assemblage d'ADN. Les chromosomes sont localisés dans le noyau des cellules eucaryotes.
Chromatide : nom donné aux deux bras d'un chromosome en début de division cellulaire.
Gène : Fragment d'ADN (succession spécifique de nucléotides) formant une unité fonctionnelle responsable de la réalisation d'un
caractère élémentaire ou d'une fonction.
Gène homéotique : Un gène homéotique est un gène qui détermine le plan d'organisation d'un être vivant, c’est-à-dire la place des
organes les uns par rapport aux autres, et selon les axes de polarité.
Hérédité : Transmission des caractères d'un être vivant à ses descendants par l'intermédiaire des gènes.
Information génétique : Ensemble des informations qui spécifient les caractéristiques héréditaires de chaque cellule.
Liaison hydrogène (ou pont hydrogène) : liaison entre un atome d'oxygène et un atome d'hydrogène. On la rencontre entre les
nucléotides.
Locus : site chromosomique.
Séquence nucléotidique : Succession précise d'éléments nucléotidiques.
Mutation : Modification de la séquence des nucléotides, ou d'une manière plus générale, toute modification héréditaire du matériel
génétique. Dans un organisme pluricellulaire, seules se transmettent à la descendance les mutations qui affectent les cellules
germinales. Elles ont lieu au hasard. Elles sont soit spontanées soit favorisées par l'environnement.
Noyau : Organite eucaryote renfermant les chromosomes.
Nucléotide : Élément constitutif de la molécule d'ADN, formé de l'assemblage d'un sucre, d'un groupement phosphate et d'une base
azotée. On distingue l'Adénosine (contenant la base azotée Adénine), la Thymosine (contenant la base azotée Thymine), la Cytidine
(contenant la base azotée Cytosine), la Guanosine (contenant la base azotée Guanine). Les nucléotides sont appariés deux à deux (A-T
et C-G).
OGM : Organisme génétiquement modifié : Organisme dans lequel un gène appartenant à un autre organisme a été introduit par
transgenèse.
Transgénèse : Transfert, naturel ou expérimental, d'un gène d'un organisme vers un autre.
Transgénique : Relatif à la transgénèse.
Évaluation des connaissances – SVT – 2°05 – 19/12/2009
I. Restitution organisée des connaissances (/10) – 25mn
En 1953, WATSON et CRICK ont proposé le modèle de l'ADN encore aujourd'hui
adopté.
► D'après vos connaissances, présentez la structure de l'ADN et précisez de
quelle manière cette structure peut porter un message.
Pour cela, organiser votre réponse sous la forme d’un texte comprenant au moins
un schéma et le maximum de vocabulaire scientifique.
Watson et Crick. Source : Belin, SVT.2000
Votre exposé devra comporter une introduction (environ 3 à 5 lignes), un développement structuré en plusieurs parties
dont chacune sera précédée d’un titre (une dizaine de lignes par paragraphe au maximum) et une conclusion (2 à 5
lignes). Il pourra être accompagné de schémas explicatifs judicieusement choisis.
II. Appliquer ses connaissances
II. A. Effet des rayons X – 25mn (/8)
Afin de tester l’effet des rayons X sur la molécule
d’ADN, plusieurs populations de Drosophiles sont soumises à
des doses croissantes de rayonnement. On s’intéresse ensuite aux
mutants, c’est-à-dire aux drosophiles dont certains caractères
morphologiques ont été modifiés.
Le pourcentage de mutants, dans chacune des populations de
drosophiles, est ensuite évalué par rapport à une population
témoin n’ayant pas reçu de rayons X. Les mutants sont des
drosophiles dont certains caractères morphologiques ont été
Mouche mutante qui présente quatre ailes au lieu de deux.
modifiés.
Source : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/
Les résultats de ce recensement sont consignés dans le tableau
suivant :
Tableau : pourcentage de mutants dans les populations de drosophiles en fonction de la dose reçue de rayons X
Dose reçue de rayons X
(en Krad*)
Pourcentage de mutants
au sein des populations
de Drosophile
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0,2
1,3
3
4
5,5
7
8
8,7
11
11,
5
14
*Krad = unité de mesure des rayonnements
Question n°1 : Proposer une hypothèse quand à l'effet des rayons X sur les drosophiles. (définissez les termes
employés). (2lignes)
Question n°2 : Réaliser une courbe montrant l'évolution du pourcentage de mutants en fonction de la dose reçue
(1 demi-page).
Question n°3 : Exploiter le graphique et déduire (Observations/Interprétations) l’effet des rayons X sur les
populations de Drosophiles. Concluez sur votre hypothèse (infirmation/confirmation). Préciser comment sont
qualifiés ces facteurs de l’environnement et les gènes modifiés (les définir).
II. B. Expliquer les différences entre les êtres vivants – 5mn (/2)
Dans un champ de culture de roses en Hollande, il
apparaît régulièrement des fleurs n'ayant pas la couleur de
leurs parents. Ici, une rose de couleur blanche est apparue
dans un lot de roses de couleurs rouges.
Question n°4 : D'après vos connaissances, proposez une
explication quand à l'apparition de cette rose de couleur
blanche. (1 ligne)
Question n°5 : A votre avis, ce caractère va être transmis
à la descendance ? Justifier votre réponse. (1 ligne)
Deux roses : l'une est rouge et l'autre blanche.
Source : Hatier, SVT. 2000
Correction – Évaluation des connaissances – SVT – 2°05 – 19/12/2009
I. Restitution organisée des connaissances (/10)
Introduction L'ADN (Acide désoxyribonucléique) est une molécule présente chez tous les êtres vivants. Nous proposons de nous
/1
interroger sur comment est formée l'ADN et quelle fonction peut-on lui attribuer ? Dans un premier temps, nous
aborderons sa structure avant de voir comment elle porte cette information.
1. La structure de la molécule d'ADN
/1,5
- Une molécule d'ADN est formée de deux brins (ou hélices) enroulés l'un autour de l'autre. Chaque brin est une
longue chaîne constituée par la répétition d'éléments de base : les nucléotides. Il existe quatre type de nucléotides :
A,T,C,G. Chacun d'eux est constitué d'un phosphate, d'un sucre et d'une base azotée.
/1
- Les deux brins d'une molécule d'ADN sont reliés l'un à l'autre par les liaisons hydrogènes entre les nucléotides. Le
nucléotide A est toujours relié à un nucléotide T, le nucléotide C au nucléotide G. On dit que la séquence des deux
brins est complémentaire.
Bonus /1
- Le nucléotide est l'élément constitutif de la molécule d'ADN, formé de l'assemblage d'un sucre, d'un groupement
phosphate et d'une base azotée. On distingue l'Adénosine (contenant la base azotée Adénine), le Thymosine
(contenant la base azotée Thymine), la Cytidine (contenant la base azotée Cytosine), la Guanosine (contenant la
base azotée Guanine). Les nucléotides sont appariés deux à deux (A-T et C-G).
Bonus /1
- L'introduction d'un gène d'une espèce dans une cellule d'une autre espèce, ou transgenèse, entraîne la production
d'une protéine identique à celle codée dans les conditions normales. Une molécules d'ADN peut donc être lue dans
une cellule à laquelle elle n'appartient pas. L'ADN est donc une molécule universelle.
Source : Bordas, SVT. 2000
titre : /0,5
schéma juste : /1
liaisons hydrogènes : /0,5
2. L'ADN est le support de l'information génétique
/1,5
- L'ADN porte l'information génétique grâce à l'ordre des nucléotides, c'est-à-dire la succession spécifique des
nucléotides. Par exemple, ATGTCG renferme une information différente de ATTGCG.
/1,5
- L'information génétique contenue dans un gène est une séquence nucléotidique spécifique responsable de la
réalisation d'un caractère (ex : couleur de la colonie, synthèse de l'hémoglobine, etc..). Les allèles, qui sont des formes
différentes pour un même gène, sont des séquences nucléotidiques légèrement différentes au même locus (site
chromosomique) et sont responsables de la variation des états existant pour un même caractère (ex: couleurs rouge ou
blanche).
Conclusion L'ADN porte l'information génétique grâce à la succession spécifique des nucléotides. L'ADN est universelle et
+ouverture : l'Homme a utilisé cette propriété à ses propres fins en réalisant des transgenèses, c'est-à-dire le transfert de gène d'un
/1
organisme à un autre.
Des parties distinctes avec des titres : /0,5
II. Appliquer ses connaissances
II. A. Effet des rayons X – 25mn (/8)
Question n°1 : Proposer une hypothèse quand à l'effet des rayons X sur les drosophiles. (définissez les termes
employés). (2lignes)
/1
- Les rayons X augmentent le taux de mutation.
Question n°2 : Représenter sur un graphique (1 demi-page) les résultats de l’expérience.
Pourcentage de mutants au sein des populations de drosophiles en fonction de la dose reçue de Rayons X
16
Pourcentage de Mutants
14
12
10
Pourcentage de mutants au
sein des populations de
Drosophile
8
6
4
2
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Dose reçue de Rayons X
Titre complet / 1
report des points /0,5
tracé et soin correct /0,5
échelle et légende /1
Question n°3 : Exploiter le graphique et déduire (Observations/Interprétations) l’effet des rayons X sur les
populations de Drosophiles. Concluez sur votre hypothèse (infirmation/confirmation). Préciser comment sont
qualifiés ces facteurs de l’environnement et les gènes modifiés (les définir).
/1
Observations :
Plus la dose reçue de Rayons X est importante, plus le pourcentage de mutants est élevé.
/1
Interprétations :
Les rayons X augmentent l'apparition des mutants dans la population de drosophile.
/0,5
Conclusion :
L'hypothèse est confirmée, les Rayons augmentent le taux de mutation.
Les rayons X sont des agents mutagènes.
Les gènes cibles sont des gènes homéotiques, c'est-à-dire un gène qui détermine le plan d'organisation d'un être
vivant, c’est-à-dire la place des organes les uns par rapport aux autres, et selon les axes de polarité.
/0,5
/1
II. B. Expliquer les différences entre les êtres vivants – 5mn (/2)
Question n°4 : D'après vos connaissances, proposez une explication quand à l'apparition de cette rose de couleur blanche. (1
ligne)
/1
- il y a eu une mutation spontanée qui a changé la couleur de la rose.
Question n°5 : A votre avis, ce caractère va être transmis à la descendance ? Justifier votre réponse. (2 ligne)
/1
- ce caractère ne sera pas transmis à la descendance car il n'affecte pas les cellules germinales.
- ou il sera transmis si cette mutation affecte ces cellules germinales.
NOTE FINALE ( /20)