Rappel

Les chromosomes présents dans le noyau, sont constitués d’acide ribonucléique (ADN). Ils sont le support de l’information génétique. Chaque chromosome contient de nombreux gènes déterminant des caractères héréditaires.

Problèmes :

Pb I : Comment peut-on mettre en évidence le caractère universel de la molécule d’ADN

• L’AD N S U P PO RT D E L’INFO RM AT IO N GENET IQU E :

Activité 1: La  transgénèse TD

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Suivre une démarche scientifique pour établir le rôle de l’ADN en tant que support universel de l’information génétique Savoir tirer des informations d’un document

Comprendre qui est l’organisme donneur d’ADN et qui est l’organisme receveur  d’ADN. Comprendre ce qu’est un langage universel : un langage commun à tous les êtres vivants.

Livre p 53  document 3

• le maïs peut produire une molécule insecticide d’origine bactérienn
• la transgénèse repose sur le fait que l’ADN code des informations dans un langage universel
• les étapes de la formation d’un maïs transgénique
• dans chaque exemple le gène transféré, l’organisme donneur et receveur
• la fluorescence des souris est due à un transfert de gène
• la transgénèse repose sur le fait que l’ADN code des informations dans un langage universel.

BILAN

Les différents transferts opérés ne peuvent être opérants que si l’organisme donneur et l’organisme receveur (OGM)

« comprennent » le fragment d’ADN mis en jeu de la même manière et donc sont capables d’interpréter le même type d’information génétique.

La transgénèse montre que l’information génétique est contenue dans la molécule d’ADN et qu’elle y est inscrite dans un langage universel.

La transgénèse est une technique qui consiste à transférer un gène d’une espèce donneuse à une espèce receveuse. Elle a pour but de transformer génétiquement un organisme. Le message contenu dans un gène peut être exprimé par tous les organismes sous forme de molécule donc l’ADN est universelle.

L’universalité du rôle de l’ADN est un indice de parenté entre tous les êtres vivants.

http://www.lyceepontusdetyard.fr/svt/sources/sourisverte.swf http://www.youtube.com/watch?v=L7qnY_GqytM

• Pb : quelle est la structure de la molécule d’ADN ?
• II- LA STRUCTURE DE LA MOLECULE D’ADN  :

Activité 2: la découverte de la molécule d’ADN :  TD 8

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Exploiter des documents historiques pour comprendre la structure de l’ADN

Communiquer en construisant un tableau, comprendre le lien entre un phénomène naturel et le langage mathématique

Tableau document 2 p 55

• les constituants de l’ADN
• les proportions des nucléotides chez les différentes espèces
• le rapport A/T et G/C : relations existant entre les deux chaines d’ADN
• le rapport G+C / A+T chez une même espèce et entre espèces différentes. propriété de la molécule d’ADN
• la structure de l’ADN, la date de découverte et par qui.

Du chromosome à l’ADN

http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0023-2

Livre p 54-55

 Activité 3  visualiser  la molécule  d’ADN TP 9

Utiliser des logiciels et exploiter des documents Construire une molécule d’ADN déterminer la structure de la molécule d’ADN , c’est-à-dire la manière dont sont disposés et reliés entre eux les atomes qui la composent , et montrer comment cette organisation contient de l’information

1. La visionneuse de molécules permet de vérifier :

– la présence de deux hélices dans le modèle d’ADN ;

– la dizaine de nucléotides constituant chaque tour d’hélice ;

– la distance approximative entre deux nucléotides successifs.

On retrouve ainsi les données du texte et donc certaines propriétés de l’ADN.

2. Les deux chaînes s’enroulent en hélice. Le schéma devra faire apparaître les deux hélices avec un code couleur et des légendes judicieuses.
3. La complémentarité des bases A/T et C/G (visualisée avec le logiciel) permet d’expliquer

les résultats de Chargaff et notamment le fait que le rapport A/T ou G/C est à peu près égal à 1 chez toutes les espèces considérées.

4. Le schéma à plat, traduisant la structure de l’ADN, produit par chaque élève pourra être un peu différent selon le niveau de détails choisi pour la représentation.

En fait, le plus simple est de choisir une forme schématique théorique pour chaque nucléotide et que ces formes traduisent la complémentarité A-T et C-G.

BILAN

L’ADN est une molécule constituée de deux brins parallèles enroulés en double hélice.

Chaque brin d’ADN est composé d’un long enchaînement de nucléotides. Il existe 4 nucléotides différents : nucléotides à Adénine, nucléotide à thymine, nucléotide à cytosine, nucléotide à guanine.

L’association des nucléotides entre les deux brins d’ADN respecte une règle de complémentarité :

• Un nucléotide à adénine s’associe toujours à un nucléotide à thymine
• Un nucléotide à cytosine, s’associe toujours à un nucléotide à guanine
• La succession des nucléotides sur un brin d’ADN constitue une séquence nucléotidique.

L’universalité de la structure de la molécule d’ADN chez tous les êtres vivants est un indice de parenté entre ces êtres vivants.

Pb  III: L’ADN est-il constant ou variable ?

• L’ADN ET LA VARIABILITE GENETIQUE :
• TD-TP10 adn codee variable corrigé

Activité 4: L’ADN une molécule codée

Utiliser des logiciels et exploiter des documents pour comprendre la nature codée du message

• Comparaison de la séquence des gènes p53 et HoxB6, identification de  la caractéristique de l’ADN qui permet de déterminer des caractères différents.

(Extraire des informations, utiliser un logiciel de comparaison de séquences).

• l’ADN est qualifié de molécule codée et pourquoi le séquençage est une étape fondamentale pour les chercheurs.

(Recenser, extraire, organiser des informations et raisonner logiquement).

Mettre en œuvre une méthode (démarche historique et/ou utilisation de logiciel et/ou pratique documentaire) permettant d’approcher la structure de l’ADN et la nature du message codé.

q-1. La structure de l’ADN est commune à tous les êtres vivants. Quel que soit l’ADN étudié, on retrouve toujours la double hélice, les mêmes distances moyennes entre nucléotides, les mêmes quatre nucléotides et leur complémentarité…

En revanche, on peut noter des différences de séquence de ces nucléotides sur des fragments appartenant à des espèces différentes.

q-2. La comparaison met en évidence une différence de séquence de différents gènes d’une même espèce. La séquence est donc un caractère important de l’ADN, au cœur de l’information génétique. La succession des quatre nucléotides de l’ADN est un langage codé à quatre lettres.

q-3. Un gène doit ainsi être caractérisé par :

– sa séquence de nucléotides déterminée ;

– sa fonction, c’est-à-dire les molécules dont il contrôle la production.

q- 4. Un être vivant unicellulaire tel que la levure de bière, apparemment d’organisation assez simple, contient plusieurs milliers de gènes différents.

Deux espèces diffèrent par la longueur de leur ADN, par le nombre et la séquence de leurs gènes, mais la structure de l’ADN et le langage codé sont identiques. Ceci explique la réussite de transferts d’ADN d’une espèce à l’autre (transgénèse).

• BILAN

Au sein d’un gène, c’est la succession ordonnée des nucléotides d’une chaîne d’ADN, ou séquence, qui constitue l’information génétique sous forme codée.

Grâce à la taille importante des gènes, de très nombreuses combinaisons de séquences sont possibles, expliquant comment la

molécule d’ADN peut déterminer l’infinité des caractères héréditaires observés dans le monde vivant.

Pb pourquoi dit-on que l’ADN est une molécule variable ?

 

 

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Activité 5 L’ADN une molécule variable

Mettre en œuvre une méthode (démarche historique et/ou utilisation de logiciel et/ou pratique documentaire) permettant d’approcher la structure de l’ADN et la nature du message codé.

p 58  et p 59

q-1. Un mutant est un individu qui diffère de la population dont il est issu par un caractère nouveau dont l’origine est une modification de l’ADN.

q-2. Les allèles d’un gène sont les différentes versions (fréquence > 1 % dans la population) de ce gène. Ils sont toujours placés à l’emplacement d’origine du gène et ne diffèrent entre eux et du gène initial que par une ou quelques modifications de la séquence des nucléotides (par exemple, quatre différences entre les allèles A et B sur un total de 1 062 nucléotides, une seule entre A et O). Ces observations sont expliquées par l’origine commune des différents allèles d’un gène et l’intervention d’un petit nombre de mutations pour passer d’une forme à l’autre.

q-3. Les observations confirment également la variabilité de l’ADN, même à l’intérieur de certains gènes.

q-4. Les différentes informations sont à tirer des différentes définitions données.

• BILAN

Un même gène peut exister sous différentes versions : ce sont des allèles. Les différents allèles présentent des séquences nucléotidiques très proches.

Les quelques différences constatées entre allèles ont pour origine des processus aléatoires qui modifient la séquence de l’ADN : les mutations.

La variabilité génétique (diversité des allèles) repose donc sur la variabilité de la molécule d’ADN (diversité des séquences)