chap I  :Reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN

 

Pb  I: Comment le cycle cellulaire permet-il de maintenir l’intégralité de l’information génétique dans toutes les cellules?

 

I- Le déroulement du  cycle cellulaire

Rappel  la structure de l’ADN:

DM Recherche

A- l‘autoradiographie

B- la centrifugation (MEV de l’ADN )

  1. définition :
  2. Principe
  3. Schéma ou photo
  4. (MEV mise en évidence de l’ADN)
  5. 1 page pour chaque technique, police 11min à 14 max

C- La PCR:

TP 1

 

tp1_le_cycle_cellulaire

 

p1p22  +  phrase 1 et  2 pc 4 p22

 A lexique + les techniques d’autoradiographie et de centrifugation

 Pb II quel est le comportement des chromosomes durant la mitose ?

II- La mitose : une reproduction conforme

TP 2   : 

2-linformation-genetique-au-cours-du-cycle-cellulaire-format-tp-bac

 

 

 Bilan

 

 lexique 

 

Pb III quels sont les mécanismes de réplication de l’ADN ?

III- Les mécanismes de réplication de l’ADN

Voir /  Exp de Taylor, Exp De Meselson et stahl

Q 1 – Comment expliquer la présence des yeux de réplication ? (Doc 2 p16)

Q2 quel est le rôle  précis de la polymérase durant le cycle cellulaire ? doc 2 p16

Bilan :


 

Chap VII Reproduction conforme de la cellule et réplication de l’ADN

 

Pb  I: Comment le cycle cellulaire permet-il de maintenir l’intégralité de l’information génétique dans toutes les cellules?

I- Le déroulement du  cycle cellulaire

Rappel :

DM Recherche

A- l‘autoradiographie

B- la centrifugation (MEV de l’ADN )

  1. définition :
  2. Principe
  3. Schéma ou photo
  4. (MEV mise en évidence de l’ADN)
  5. 1 page pour chaque technique, police 11min à 14 max

 

TP 1

Doc. 1 :

Sur la photographie a, l’ADN forme des corps colorés bien identifiables, les chromosomes.

Les chromosomes sont invisibles sur la photographie b, alors que l’ADN est pourtant présent, comme le révèle la coloration au réactif de Schiff.

Dans ce cas, les molécules ADN apparaissent diffuses et étalées dans tout le noyau cellulaire.

Doc. 3 :

L’ADN est présent à des niveaux de condensation différents selon le moment du cycle cellulaire auquel la cellule se trouve.

Sur la photographie a, les molécules d’ADN sont très condensées, surenroulées sur elles-mêmes et forment des chromosomes courts et épais, bien observables.

Sur la photographie b, les molécules d’ADN sont peu condensées : elles sont donc plus longues et forment des amas filamenteux enchevêtrés.

Doc. 2 et 3 :

En passant de l’interphase à la mitose, chaque filament d’ADN se surenroule sur lui-même : cet état très condensé forme un chromosome bien individualisé.

La transformation inverse ( la décondensation des chromosomes et le relâchement) de l’ADN se produit lors du passage de la mitose à l’interphase.

Doc. 1 à 3 :

Les chromosomes sont des structures permanentes car ils restent présents à chaque période du cycle cellulaire. Cependant, ils ne sont visibles au microscope de façon individualisée que lorsque les molécules d’ADN qui les constituent se surenroulent sur elles-mêmes dans un état  de condensation maximal, c’est à dire lors de la mitose.

Pendant l’interphase, le matériel chromosomique est bien présent, mais les chromosomes sont invisibles au microscope car les molécules d’ADN ne sont pas condensées.

Bilan

  • Les différents aspects présentés par le matériel génétique au cours de la vie d’une cellule dépendent de l’état plus ou moins condensé dans lequel se trouvent les molécules d’ADN.
  • Pendant la mitose, les molécules d’ADN sont enroulées sur elles-mêmes, très condensées.
  • Elles forment alors des bâtonnets (chromatide) courts et épais, bien individualisés, facilement observables : ce sont les chromosomes.
  • En interphase, les molécules d’ADN sont peu condensées et forment des amas diffus de molécules enchevêtrées.

 

 A lexique + les techniques d’autoradiographie et de centrifugation

 Pb II quel est le comportement des chromosomes durant la mitose ?

II- La mitose : une reproduction conforme TP 2  

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CRD : représenter par un schéma légendé  l’aspect  d’une cellule durant mitose ( avec 4 chromosomes )

Doc. 1 :

Les cellules en mitose sont celles dont les chromosomes sont visibles (ADN condensé, voir activités pratiques 1). Ce sont donc les trois cellules du centre de la plus grande image (diagonale du bas à gauche vers le haut à droite), ainsi que celles des images b, d, e et f.

Dans les cellules en interphase, le noyau est bien délimité et coloré mais les chromosomes ne sont pas visibles car l’ADN n’est pas condensé : ce sont les six cellules du haut de la grande photographie et les deux photographies a et c.

Doc. 1 :

 L’ordre chronologique est : c / f / e / b / d / a.

c : Cellule dont l’enveloppe nucléaire est présente, sans chromosome visible (interphase).

f : Les chromosomes sont visibles dans le noyau, dont l’enveloppe tend à disparaître.

e : Les chromosomes sont alignés à l’équateur de la cellule (les fibres composant

le fuseau de division sont visibles).

b : Les chromosomes s’écartent de l’équateur et se partagent en deux lots, l’un se

dirigeant vers la gauche et l’autre vers la droite de la photo.

d : Deux lots de chromosomes sont constitués à chacun des pôles de la cellule.

a : Une cloison transversale est apparue, séparant la cellule-mère en deux cellules filles contenant chacun un des lots de chromosomes formés à l’étape précédente.

Doc. 1 et 2 :

Voir schéma bilan des pages 20 à 23  pour les différentes phases de la mitose.

Bilan :

  1. Au cours de la division cellulaire, l’ADN se condense et les chromosomes s’individualisent.
  2. Les chromosomes se placent ensuite dans un même plan (« équateur de la cellule »).
  3. Chaque chromosome se clive longitudinalement de telle sorte que les deux chromatides de chaque chromosome migrent chacune vers un pôle de la cellule.
  4. Le cytoplasme se sépare pour constituer les deux cellules et l’ADN se décondense dans chacun des deux noyaux.

Chaque cellule hérite du même bagage chromosomique (même nombre et mêmes types de chromosomes) : le caryotype initial est conservé.

 

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Pb III quels sont les mécanismes de réplication de l’ADN ?

III- Les mécanismes de réplication de l’ADN

Voir /  Exp de Taylor, Exp De Meselson et stahl

Q 1 – Comment expliquer la présence des yeux de réplication ? (Doc 2 p16)

Q2 quel est le rôle  précis de la polymérase durant le cycle cellulaire ? doc 2 p16

exp Meselson-Stahal-Taylor-corr

Le « partage » des chromosomes constaté pose le problème de l’obtention de chromosomes « doubles », à deux chromatides, à partir de chromosomes « simples », à une chromatide, préalable indispensable à la réalisation de la mitose.

On cherche à  comprendre comment la duplication du matériel génétique est assurée.

Doc. 1 :

Le mécanisme de la réplication est dit semi-conservatif car dans chacune des molécules-filles d’ADN obtenues on retrouve un brin provenant de la molécule mère de départ et un brin nouvellement synthétisé. Seul l’un des deux brins est nouvellement formé, par complémentarité des nucléotides avec l’ancien brin, ce dernier étant donc « conservé ».

Le mécanisme de la réplication imaginé par Watson et Crick dès 1953 est présenté dans le document 1, et sa validation ultérieure par l’expérience de Taylor par le document 3.

Doc. 2 :

L’étude d’un modèle d’ADN-polymérase en action permet de distinguer le complexe enzymatique de réplication, la molécule d’ADN initiale avec ses deux brins,le brin d’ADN néoformé.

La découverte de la structure de l’ADN a suggéré une hypothèse concernant le mécanisme de réplication semi-conservatif.

Dans ce mécanisme, les deux brins d’ADN sont copiés simultanément sous l’action de l’ADN-polymérase.

On observe une figure de l’oeil de réplication, avec un détail d’une des fourches de réplication permettant de comprendre le mode d’action de l’ADN-polymérase.

Le document 3 :

Les expériences de Taylor (réalisées en 1957 sur des plantes comme Vicia faba et Bellevalia romana, donc des organismes eucaryotes) sont quasiment contemporaines de celles réalisées par Meselson et Stahl en 1958 sur des procaryotes.

Expériences de Taylor  + l’expérience de Meselson et Stahl qui figure page 28.

L’expérience de Taylor :

Pour étudier cette expérience, il faut avoir compris :

– qu’une chromatide correspond à une molécule d’ADN ;

– qu’une molécule d’ADN est formée de deux brins complémentaires.

– qu’un brin d’une molécule d’ADN n’est pas une chromatide.

– Après un cycle cellulaire sur milieu « froid », chaque chromatide (donc chaque molécule d’ADN) d’un chromosome double est constituée d’un brin ancien ayant incorporé T radioactif et d’un brin néoformé ne contenant pas de T radioactif.

Ainsi la radioactivité est détectable dans les deux chromatides.

Il faut noter qu’il suffit que l’un seulement des brins d’une molécule d’ADN soit radioactif pour que la chromatide impressionne l’émulsion photographique).

– Après deux cycles cellulaires et donc deux réplications sur milieu « froid », chaque chromosome double sera constitué d’une molécule d’ADN formée de deux brins non radioactifs et d’une molécule d’ADN possédant un brin radioactif et l’autre non.

Ceci est parfaitement conforme au mécanisme semi-conservatif proposé dans le document 1.

Bilan :

La molécule d’ADN est répliquée à l’identique par un mécanisme semi-conservatif, basé sur la complémentarité des nucléotides : chaque brin de la molécule d’ADN initiale sert de matrice pour la synthèse d’un deuxième brin complémentaire.