Groupe de biologie du collège Voltaire

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  • Dans l'épreuve, un document portant sur un sujet inconnu vous sera présenté (compte rendu d'expérience par exemple). Tout comme vous l'avez fait régulièrement durant le cours, il faudra analyser ce document et répondre à des questions.
  • Se souvenir des liens entre gène, ADN, ARN, et protéines.
  • Savoir expliquer un schéma sur le contrôle de l'expression des gènes (TP rétro-inhibition, opéron lactose).
  • Du sexe génétique au sexe phénotypique:
  • Savoir comment se fait la différenciation sexuelle au cours du développement embryonnaire (commentaire de schéma et expérience du cours uniquement).
  • Savoir comment a été identifié le gène de la masculinité (SRY), connaître sa fonction hypothétique.
  • Comprendre les expériences qui ont permis de connaître l'effet de deux hormones masculinisantes
  • Méiose :
  • Savoir ce qu’est la méiose.
  • Savoir montrer à l’aide d’un schéma que la méiose produit de la diversité génétique (ségrégation au hasard des chromosomes homologues, crossing over).
  • Savoir ce que signifie diploïde, haploïde, gamète,crossing over (enjambement) …
  • Exercices de génétiques :
  • Savoir résoudre des exercices de génétiques sur les groupes sanguins, le pelage des souris,des arbres généalogiques …
  • Savoir expliquer à quoi correspondent les différents phénotypes des groupes sanguins sur le plan cellulaire et moléculaire.
  • Savoir justifier qu'un allèle est dominant ou récessif, lié au sexe ou non.
  • Lexique: allèle, gène, homozyote, hétérozygote,dominant, récessif, phénotype, génotype.
  • Système hormonal :
  • Savoir commenter, avec le bon lexique, un shcéma représentant le cycle menstruel féminin.
  • Comprendre et savoir expliquer, à partir d'un shcéma du cycle menstruel, le mode d'action des pilules contraceptives.
Voici deux séries d'exercices à effectuer en classe.

Activités pratiques 2

  • Question 1: activité réalisée en classe
  • Question 2: Les cellules souches diploïdes ne cessent pas la mitose. Les cellules filles subissent la méiose, qui produit 4 cellules sexuelles à partir d’une cellule mère diploïde. Conséquence, la lumière du tube séminifère est constamment ré-alimentée en spermatozoides.

Activités pratiques 3:

  • Question 1: La testostérone est produite par les cellules de Leydig. L’hormone est difusée par les vaisseaux sanguin.
  • Question 2 : déclenchement de la puberté, développement et maintient des caractères sexuels secondaires. Maintient et développement du comportement sexuel, stérilié.
  • Question 3 : Des dosages très fins montrent une variation de la concentration de testostérone sanguine. En revanche, les variations étant très faible (de l’ordre du nanogramme par ml), on considère que son effet est proche d’un taux constant.

Activités pratiques 4 :

  • Question 1 : Les cas de développement testiculaires insuffisants sont le plus souvent dus à un déficit de substances produites par l’hypophyse. Or, l’injection de ces substances se fait dans le sang et a un effet sur divers organes, ce qui traduit une action endocrine.
  • Question 2 : La secrétion de LH et FSH est pulsatile. Un cycle fait quelques heures, puis reprend.
  • Question 3 : on peut imaginer que la durée de vie de ces hormones dans l’organisme est environ la même. Ou alors que leur sécrétion répond à un stimulus identique.

Activités pratiques 5 :

  • Question 1 : Les deux dernières manipulations du document 1 suggèrent que c’est bien une sécrétion de l’hypothalamus qui est responsable de la libération de LH et FSH par l’hypophyse.
  • Question 2 : LH doit réguler négativement la sécrétion de GnRH, car on constate que les pics de GnRH sont déclenchés lorsque la concentration sanguine de LH est faible.
  • Question 3 : elle montre qu’une sécrétion continue de GnRH a pour conséquence une inhibition de la sécrétion de LH et FSH.
  • Question 4 : GnRH est transmis, via un réseau de vaisseaux sanguins particulier, d’une glande du cerveau à une autre. Or, la structure de ces vaisseaux sanguins a pour conséquence que GnRH ne quitte pas le cerveau, même si elle est relâchée dans le sang.

Activités pratiques 6 :

  • Question 1 : Le taux de testostérone inhibe le rythme de la sécrétion de LH. L’absence de testostérone a donc pour conséquence une accélération de la sécrétion pulsatile de LH. On constate également que le taux de testostérone influence la rythmicité de la sécrétion de LH.
  • Question 2 : une forte de dose de testostérone inhibe la secrétion de GnRH. Les trois dernières expériences montrent que la testostérone régule la fréquence et l'amplitude des pulses de GnRH. Elle montre qu'il y a des récepteurs à la testostérone sur des neurones hypothalamiques.
  • question 3: les variations de la durée du jour et de la nuit influencent le volume testiculaire des béliers, lui-même sous le contrôle de FSH et LH, contrôlé par la GnRH. Par ailleurs, les neurones à GnRH peuvent être activés directement par de nombreux autres neurotransmetteurs, eux-même secrétés par des neurones sous influence de l'environnement ou de facteurs internes.
  1. A l'aide de l'article de Wikipedia, rappellez par écrit à quoi sert l'opéron lactose chez les procaryotes.
  2. A l'aide d'un schéma que vous aurez fait vous même, proposez un modèle de la régulation de cet opéron.
  3. Soignez le lexique et sa précision lors de l'explication écrite.

Transformation bactérienne:

  • En vous basant sur le protocole, répondez aux questions suivantes:
  • Les bactéries ont-elles poussé dans les bonnes boìtes? Justifiez
  • Les colonnies luminescentes sont-elles celles que vous attendiez? Justifiez!
  • Par quel mécanisme les bactéries produisent-elles de la lumière?

Rétro-inhibition:

  • Rapellez le but de l'expérience.
  • Decrivez précisement, avec le bon lexique, ce que vous voyez sur la boite de Pétri 1
  • Expliquez les relations de cause à effet qui rendent possibles de tels résultats.
  • Comparez la boîte de Pétri 1 à la boite de Pétri 2.
  • Comment expliquer ces différences?
  • Boite 1:
  • Boite 2:
Voici une partie du cours qui explore les relations complexes entre gènes et environnement. Voici la réponse aux questions posées:
Activité 1 :
  • 1) le brin codant, complémentaire au brin transcrit, montre que la mutation ponctuelle a transformé un codon en codon STOP.
  • 2)Elle montre que les gènes existent toujours en deux exemplaires (un sur chaque membre d'une paire de chromosomes homologues.
  • 3)Comme il est hétérozygote, il a donc un gène de la tyrosine kinase fonctionnel ce qui suffit. Oui, car les parents sont sains, et donc hétérozygote pour le gène de la tyrosine kinase.
Activité 2 :
  • 1) la mélanine n'est pas transportée dans le cytoplasme vers les cellules superficielles de la peau, une des protéines nécessaires à ce transport n'étant pas fonctionnelle. Conséquence : albinisme car les cellules de la peau ne reçoivent pas la mélanine.
  • 2) le gène de la myosine Va est situé sur le chromosome 15, et lorsqu'il est muté il provoque également l'albinisme sous sa forme homozygote. Celui de la tyrosine kinase, qui produit le même phénotype, est situé sur le chromosome 11.
  • 3)Le génotype qui conduit au phénotype obèse doit être homozygote soit pour le gène ob, soit pour le gène obr, soit les deux….
Activité 3 :
  • 1) la formation des fibres d’hémoglobine S est favorisée par un taux d'oxygène bas, des températures élevées et dépend aussi du ph…
  • 2)Certains conseils donnés aux malades sont la conséquence directe de ce qui est dit en (1).
  • 3) Les siamois sont obtenus par croisement à partir de parents possédant les mêmes caractéristiques.
  • 3) comme l'activité de la tyrosinase des chats siamois chute brutalement entre 35 et 38 degrés, la température va donc avoir une influence importante sur la quantité de mélanine produite, et donc sur la couleur de poils.
Activité 4 :
  • 1)le risque tumoral (0-74 ans) est multiplié par 12 avec la présence du gène BRCA1. La prédisposition est un concept qui lie une ou plusieurs gènes à une probabilité de développer une maladie. MAIS il n'y a pas de relation de cause à effet directe et mécanique. La relation est purement probabiliste.
  • 2) trivial, voir le tableau du document 3
  • 3)Un test de dépistage négatif pour BRCA 1 permet d'éliminer l'augmentation du risque de cancer du sein liée à ce gène. Mais la possibilité de développer un cancer du sein n'est pas uniquement liée à ce gène. Les contrôles sont donc nécessaires. La généralisation des tests génétiques pose de nombreux problèmes. Le premier est lié au fait qu'il n'y a pas de traitement contre des gènes de prédisposition. Le second est lié à la discrimination que pourrait subir ceux qui auraient subis des tests génétiques négatifs.
  • 4)Plusieurs gènes sont impliqués dans la prédisposition à des maladies cardio-vasculaires. Mais l'alimentation ainsi que le mode de vie vont également avoir une grand influence sur ce risque.
  • On part d'une cellule souche de spermatozoide ou d'ovule à trois paires de chromosomes. Prenez-la en photo.
  • Montrez et photographiez chaque étape de la méiose
  • Ne montrez et photographiez qu'un seul enjambement (crossing-over)
  • Montrez et photographiez les gamètes (cellules sexuelles) obtenus
  • Photographiez le résultat de la fécondation d'un ovule par un spermatozoide.
  • Photographiez toutes les étapes de la première division mitotique.
  • A faire:
  • Associé à chaque photo, écrire un texte descriptif avec le bon vocabulaire.
  • Indiquez le nom des phases de la méiose.
  • Utilisez à bon escient le vocabulaire suivant: chromosome homologue - chromatide soeur - chromomosme à une chromatide - chromosome à deux chromatides - première division méiotique - deuxième division méiotique - réplication de l'ADN - crossing over - gamète - cellule somatique..
  • Expilquez brièvement pourquoi la méiose ne produit que des cellules différentes les unes des autres sur le plan génétique
Choisir une maladie virale humaine (ebola, grippe, herpes, variole, sida, ....) et decrire le cycle reproductif du virus. Sur un document open office, inserer une image de son cycle, et la décrire par un texte précis et complet.

Génétique moléculaire:

  • Connaître la structure générale de l'ADN, de l'ARN et des protéines.
  • Savoir quels types de moléclues on y trouve, et d'où elles proviennent.
  • Savoir compléter un schéma incomplet d'une molécule d'ADN. Savoir le faire en considérant qu'elle est constituée de deux brins dans le sens opposé (3'-5' et 5'-3').
  • Savoir expliquer ce qu'est le principe de la réplication semi-conservative de l'ADN.
  • Savoir commenter avec le bon lexique un schéma montrant la réplication de l'ADN.
  • Savoir commenter avec le bon lexique un schéma montrant la transcription de l'ADN en ARNm.
  • Savoir expliquer la fonction des ARNt dans la traduction de l'ARNm en protéines.
  • Savoir expliquer avec le bon lexique les étapes de la traduction de l'ARNm en protéines
  • Savoir expliquer la différence entre un brain codant et un brin transcrit.
  • Savoir ce qu'est la maturation (epissage) de l'ARNm.
  • Savoir ce qu'est une mutation, et savoir expliquer les effets des différentes mutations.
  • Savoir résoudre les exercices du cours.
  • Savoir expliquer pourquoi une même séquence d'ADN peut conduire à des protéines différentes...
  • Comprendre les conclusions tirées des expériences présentées dans le cours écrit.
  • Bien faire la différence entre code génétique et séquence d'ADN
  • Savoir ce qu'est le code génétique