Thème 1 : La Terre, la vie et l'organisation du vivant 

 CHAPITRE 3  Mutations de l’ADN et variabilité génétique.

A. Origine des modifications de l’information génétique.

Activité 5 & 6  L’ADN entre Stabilité et variabilité

Bilan n ° 1 :  Des modifications peuvent apparaître dans la séquence d’ADN : ce sont des mutations. Des erreurs peuvent en effet se produire aléatoirement lors de la réplication de l'ADN par l’ADN polymérase.   C'est des  mutations spontanées par addition, délétion ou substitution de nucléotides.

 Elles peuvent aussi résulter de dommages subis par l’ADN.: Dimères de thymine

Les erreurs réplicatives et les altérations de l’ADN peuvent être réparées par des systèmes de réparation impliquant des enzymes spécifiques : permettent de maintenir une faible fréquence d’apparition des mutations dans les cellules.

Si les réparations ne sont pas conformes, la mutation persiste à l’issue de la réplication et est transmise au moment de la division cellulaire. 

•   Dans une cellule somatique (la mutation sera présente dans le clone issu de cette cellule) mais ne pourra pas être transmise à la descendance

• Dans une cellule germinale (la mutation devient potentiellement héréditaire), en revanche dans ce cas elle devient potentiellement héréditaire (Si l’un des gamètes issus de cette cellule germinale participe à la fécondation)

Je teste mes connaissances sur les mutations et je révise 

Exercice en ligne : https://learningapps.org/6022738 

Activité 7 : Les Ultra-Violets : des agents mutagènes ?

Rapport 

Bilan  2: La fréquence de mutations est augmentée par l’action d’agents mutagènes (UV, radioactivité, solvant industriel, produit dans les cigarettes). L’ADN peut donc être également endommagé en dehors de sa réplication. On parle de mutations induites. 

B. Les mutations sources de diversité génétique au sein des populations

 Activité 8 : La relation entre ADN et diversité des caractères : La drépanocytose ou anémie falciforme 

Bilan n ° 3 : : Un allèle est une portion d’ADN qui correspond à une version d’un gène. Au sein d’une espèce différents allèles coexistent pour un gène donné.

Ces différents allèles sont apparus au fil du temps, à la suite de mutations dans les cellules germinales qui se sont répandues ensuite. Les mutations sont à l’origine de la diversité des allèles au cours du temps. Selon leur nature et leur localisation dans l’ADN, les mutations ont des effets variés sur le phénotype

Exercice d'application : la résistance au paludisme 

Activité 9 : êtes-vous des êtres sensibles ?

C. Devenir et conséquences cellulaires des mutations

Activité 10 : Les gardiennes du génome.

Bilan n ° 4 :Les erreurs réplicatives et les altérations de l’ADN peuvent être réparées par des mécanismes spécialisés impliquant des enzymes.

DS Spécialité N ° 3 : Exercices de Type 2 à la rentrée jeudi 2/01

Après avoir parlé de la diversité génétique entre espèces, de la variabilité, on peut transposer cela à notre espèce et en arriver à cette notion délicate de race.

 Vidéo d’introduction  https://www.youtube.com/watch?v=uOeHTpX0Vvg

CHAPITRE 4 L’histoire humaine lue dans les génomes

A/ Le séquençage du génome humain

Activité 1 : Le séquençage du génome humain ou comment lire un texte de trois milliards de paires de bases…sans voir les bases !

Vidéo explicative sur le séquençage et les étapes du premier séquençage humain 

Séquencer un génome : Connaître l’enchaînement des bases de l’ADN sur les 46 chromosomes

Bilan n ° 1 : Le séquençage complet du génome humain, soit 3milliards de paires de bases, s’est achevé en 2004 après 15 ans de collaborations internationales.

 Le génome humain est

-composé d’environ 20  000 gènes répartis sur 23 paires de chromosomes.

- L’ensemble des gènes n’occupent que 1.5% de la totalité du génome (ADN codant)

-la fonction de l’ADN non codant n’est pas encore très bien connue

-Sur les 20 000 gènes identifiés, près de la moitié d’entre eux possèdent encore une fonction inconnue.

B/ La diversité humaine lue dans les génomes.

Documents d'étude 

Bilan 2 :

•pas de gènes spécifiques de l’ humain et beaucoup de gènes sont présents chez les autres Primates. 

•Deux humains pris au hasard ont une diversité génétique de seulement 0.1%.

•Le séquençage des génomes humains permet de dire que la variabilité génétique existe indiscutablement dans notre espèce mais qu’elle est trop faible pour déterminer des groupes quelconques ou « races »

•Néanmoins La comparaison des génomes anciens aux génomes actuels permet de reconstituer les migrations humaines.

•Plus les populations se sont installées loin de l’Afrique, moins elles sont diversifiées génétiquement.

C/ L’histoire humaine influence le génome.

Activité 14 :Papa, c’est quoi cette bouteille de lait ?

Tableau de comparaison LP / LNP

Bilan n ° 3 :Certaines variations génétiques résultent d’une sélection naturelle actuelle (tolérance au lactose) Certains de ces allèles sont actuellement plus fréquents dans certaines populations à qui ils ont apportés un avantage sélectif à un moment de leur histoire 

Pour démontrer l’existence d’une sélection naturelle, il faut :

Identifier un avantage apporté par un allèle dans un environnement donné.

L’associer à une augmentation significative de la fréquence de cet allèle, les individus porteurs de cette mutation ont été avantagés, ce sont mieux nourri, reproduit et ont transmis cet allèle aux générations suivantes.

Thème II :LA TERRE, LA VIE et L’organisation du VIVANT

Chapitre n°5 : L’expression du patrimoine génétique 

I. L’expression du patrimoine génétique

A.  La nécessité d’un intermédiaire : l’ARNm

Activité 1 : L’ARN messager, qui es-tu ?

Bilan n °1 :  :  L’ADN est localisé dans le noyau alors que les protéines sont produites dans le cytoplasme. L’ADN ne peut sortir du noyau étant donné qu’il est plus gros que les pores nucléaires

L’ARN est un acide nucléique constitué d’un seul brin (donc plus petit que l’ADN) où le désoxyribose est remplacé par le ribose et la thymine par l’uracile. Il est synthétisé dans le noyau puis le quitte pour aller dans le cytoplasme.

 B. Mécanismes permettant d’écrire de l’ARN à partir de l’ADN : La transcription

Activité 2 :  La production des ARN messagers, une étape dans la production des protéines

Vidéo  n ° 1 sur la transcription :  

 Vidéo n ° 2 sur la transcription jusqu’à 1min37 

Bilan n° 2 : L’ARNm va transmettre l’information génétique dans le cytoplasme

Quand un gène doit être transcrit, de nombreuses ARN polymérase se succèdent assurant plusieurs copies : c’est l’amplification. La transcription est le processus par lequel il y a fabrication d’un ARN messager, « copie » du gène.

La transcription

- se déroule dans le noyau.

-un brin d’ADN (le brin transcrit) sert de modèle pour la fabrication d’un brin d’ARN messager de séquence complémentaire, à partir de nucléotides libres.

-est réalisée par une enzyme : l’ARN polymérase.

-Un même ARN pré-messager peut subir, suivant le contexte, des maturations différentes et donc être à l’origine de plusieurs protéines différentes selon les cellules

 L’ARN maturé est envoyé dans le cytoplasme 

Remarque : La régulation de l’expression des gènes ( voir schéma) + Schéma Bilan TRANSCRIPTION

C. de l’ARN messager à la protéine…. La traduction

Exercice d’application : La découverte du code génétique

remarque : liste des 20 acides aminés: Phénylalanine, Leucine, Isoleucine, Valine, Sérine, Proline, Thréonine, Méthionine, Alanine, Tyrosine, Histidine, Glutamine, Asparagine, Lysine, acide aspartique, acide glutamique, Cystéine, Tryptophane, Arginine, Glycine

Bilan n ° 3 : La lecture de l’ARNm par le ribosome se fait par groupe de 3 nucléotides : les codons. L’ensemble des correspondances entre les codons et l’acide aminé associé par le ribosome correspond au code génétique.

Le code génétique est universel et redondant (dégénéré). Cela permet de limiter les effets de mutations, surtout en ce qui concerne la 3° lettre du codon (3° base flottante). Mais un codon ne peut coder que pour un seul acide aminé : le code génétique n’est pas ambigu.

 Activité 3 L’expression de l’information génétique : la traduction

Vidéo 1 sur la traduction de 1min 37 à la fin 

Vidéo 2 

Bilan n °4 : Dans le cytoplasme, De nombreux ribosomes sont actifs sur le même fragment d’ARNm, permettant la production de nombreuses protéines à partir d’un seul ARNm. C’est l’amplification 

La traduction se déroule en 3 étapes :

- L’initiation qui débute par un codon START : AUG et qui permet au ribosome de s’associer à l’ARNm.

 - L’élongation qui permet le déplacement du ribosome le long de l’ARNm et la production d’une protéine par fixation des acides aminés les uns aux autres.

 - La terminaison qui nécessite la lecture d’un codon STOP (ou non-sens) : UAA, UAG ou UGA. Le ribosome se détache alors de l’ARNm

 La succession des acides aminés de la chaîne polypeptidique est donc complémentaire des triplets de nucléotides de l’ARN eux-mêmes complémentaires des triplets de nucléotides de l’ADN.

DM Exercice d’application : Il ne peut y en avoir qu’une !  Devoir Maison à rendre 

bilan n ° 5 : Les enzymes se lient au substrat au niveau du site actif, qui contient le site catalytique où la réaction se fera, et forme un complexe enzyme substrat. A la fin de la réaction le complexe se dissocie et les produits formés sont libérés

II.  Un exemple de lien entre le génotype et le phénotype : les enzymes

A. Propriétés des enzymes 

Bilan n° 6 : Une enzyme est une protéine qui joue le rôle de catalyseur biologique (ou biocatalyseur) :

- elle accélère (catalyse) une réaction biochimique sans en être modifiée ou consommée.

- Elle transforme un substrat en produit

- Elle catalyse les réactions qui se font habituellement à des vitesses très lentes.

- Elle agit à très faible concentration.

- Elle est retrouvée intacte après la réaction chimique et elle n’intervient pas dans l’équation bilan.

une enzyme a une action définie : elle catalyse une réaction chimique précise dans des conditions d’action optimales de température et de PH

•La vitesse de la réaction varie selon :

•La concentration en substrat : plus elle est forte, plus la vitesse de réaction est importante

•La concentration enzyme : plus les enzymes sont nombreuses, plus elles peuvent réaliser un grand nombre de réaction et plus la vitesse est importante.

 Il faut donc des quantités équilibrées d’enzymes et de substrats pour que la réaction ait lieu convenablement 

La saturation des enzymes permet de suggérer l’existence d’un complexe ENZYME – SUBSTRAT

Les enzymes se lient au substrat au niveau du site actif, qui contient le site catalytique où la réaction se fera, et forme un complexe enzyme substrat. A la fin de la réaction le complexe se dissocie et les produits formés sont libérés

B. La double spécificité des enzymes

Activité 4 : La spécificité des enzymes ( TP type ECE 1)

Fiche Méthode ECE 

Bilan N ° 7 On dit que les enzymes ont une double spécificité : spécificité de substrat et d’action.

·Chaque enzyme agit spécifiquement sur un substrat donné. La spécificité d’une enzyme pour un substrat donné suggère une reconnaissance du substrat et la présence d’un site de fixation.

NB : Plusieurs enzymes différentes peuvent toutefois agir sur le même substrat. Ex : l’ADN Polymérase et l’hélicase agissent sur l’ADN mais elles n’ont pas la même action 

 C. Le fonctionnement du site actif

Activité 5 : – Le mode d’action des enzymes

Bilan n ° 7: Certaines enzymes ayant subi une mutation deviennent non fonctionnelles

-       Certains acides aminés du site actif ont un rôle de structure Ainsi, toute mutation change la forme du site actif, ce qui empêche la reconnaissance du substrat.

-       Le site actif contient également des acides aminés catalytiques : ce sont eux qui vont permettre la réaction chimique qui transformera le substrat en produit. Lorsqu’une mutation affecte ces acides aminés, le substrat peut encore se fixer au site actif mais il ne pourra pas être transformé en produit

   DS de spécialité n ° 4 ( Exercice de type 1)

Thème 1 : La Terre, la vie et l’organisation du vivant

Chapitre n°6 : La dynamique Interne de la TERRE 

FICHE ESSENTIEL de géologie n ° 2 

I] La mobilité horizontale de la lithosphère

A. Le découpage des plaques lithosphériques.

Activité d’introduction : La Terre, un puzzle 3D

Bilan n ° 1 : La lithosphère terrestre est découpée en plaques animées de mouvements. C’est la répartition des séismes et des volcans (témoins des mouvements) qui permettent d’identifier la délimitation de ces plaques.

B/ Les marqueurs des mouvements lithosphériques

Activité 1 :  TP Mosaïque sur les différents marqueurs du déplacement lithosphérique

Corpus documentaire n ° 1 :les indices volcaniques de points chauds

Corpus documentaire n ° 2  : les indices sédimentaires et pétrologiques   + fichier expansion océanique : ICI!!!

Corpus documentaire n ° 3 : les indices paléomagnétiques

Corpus documentaire n ° 4 : les indices géodésiques

Barème de l'oral

Bilan n ° 2 : Le mouvement des plaques, dans le passé et actuellement, peut-être quantifié par différentes méthodes géologiques : études des anomalies magnétiques, mesures géodésiques, détermination de l’âge des roches par rapport à la dorsale, alignements volcaniques liés aux points chauds. La distinction de l’ensemble des indices géologiques et les mesures actuelles permettent d’identifier des zones de divergence et des zones de convergence aux caractéristiques géologiques différentes (voir tableau synthétique).

 CF. Voir Tableau synthétique des caractéristiques géologiques des limites de plaques tectoniques +essentiels géologie 2

II] La dynamique des zones de divergence

  VIDEO À quoi ressemblera notre planète dans 250 millions d'années ?

A.  De La déchirure continentale à la naissance d’un océan

Activité 2 :  Le domaine de l’Afar, un futur océan ?

Vidéo de substitution à la modélisation si besoin 

photo modélisation divergence : photo 1, photo 2, photo 3, photo 4 

 Activité n ° 3 La mer Rouge ou l’Océan rouge ?

Bilan n ° 3 : La naissance d’un océan nécessite plusieurs étapes :

 1er stade Rift/cassure ou déchirure continentale

-Des failles normales et des blocs basculés fragmentent le socle,

-la croûte s’amincit et le Moho remonte

2ème stade océan étroit (type mer Rouge) :

-étroite bande de croûte océanique entre les deux bords de l’ancien rift qui vont évoluer chacun en marge continentale passive en s’éloignant progressivement.

3ème stade océanisation (type côte Atlantique) : la marge passive est stabilisée, elle est recouverte de sédiments post rift. La dorsale océanique fonctionne ,et les continents s’éloignent.

Activité 4 :  Expliquer les raisons du magmatisme au niveau d’une dorsale

Explication avec le logiciel « presse à enclume » voir page LOGICIEL 

 Bilan n ° 4 : Le géotherme correspond aux variations de températures en profondeur.

Sous une dorsale, le géotherme est très « incurvé » avec la remontée du manteau, ce qui permet la fusion partielle de la péridotite

Le magma qui en résulte refroidit sur le manteau lithosphérique, formant une croûte océanique.

En profondeur, le magma refroidit lentement et les roches produites ont une structure grenue : ce sont les gabbros.

A l’inverse, le magma qui remonte en surface produit de la lave qui refroidit brutalement et aboutit à la production de roches microlitiques : les basaltes.

Il existe 2 types de dorsales :

 - Les dorsales lentes (Atlantique 3 à 6 cm/an)

- Les dorsales rapides (Pacifique, 6 à 10 cm/an voie plus)

VIDEO de synthèse : Objectif réaliser ses propres schémas reproductibles dans un devoir sur les étapes de la fracture continentale jusqu'à l' océanisation.

B.  L’évolution de la lithosphère océanique au cours du temps

Activité 5 : Le devenir de la lithosphère océanique 

Bilan n ° 5 : En s’écartant de la dorsale On observe   une lithosphère océanique bien différente de celle qui s’était formée par accrétion.

-la lithosphère océanique subit un refroidissement par hydrothermalisme, elle change de composition minéralogique et sa densité augmente.

-

-En raison du refroidissement et donc de l’augmentation de la profondeur de l’isotherme 1300°C, on observe un épaississement de la lithosphère

Cet épaississement ce fait à l’avantage du manteau lithosphérique qui devient majoritaire par rapport à la croûte océanique. La densité du manteau lithosphérique étant plus élevée, la densité moyenne de la lithosphère océanique augmente avec le temps.

La lithosphère océanique s’enfonce alors dans l’asthénosphère de densité plus faible

voir essentiels de géologie n °2 & 3

III. La dynamique des zones de convergence

 A.  Caractéristiques des zones de subduction

Activité n °6 Les caractéristiques d’une zone de subduction

Bilan n ° 6  + schéma  Au niveau d’une zone de subduction

- une lithosphère océanique plonge sous une autre lithosphère et disparaît dans l’asthénosphère

- on observe une fosse océanique très profonde avec des foyers sismiques jusqu’à 700 km de prof, le long du plan de Wadati -benioff qui matérialise la plaque plongeante On constate

-un flux thermique très faible au niveau de la fosse (plaque plongeante qui se réchauffe que très lentement et reste intacte jusqu’à une profondeur importante)

- un flux thermique important au niveau de l’arc volcanique

 Lorsque la densité de la lithosphère a dépassé celle de l’asthénosphère, la lithosphère finit par s’enfoncer dans l’asthénosphère: c’est la subduction .

-Ce plongement exerce une force de traction sur toute la plaque, il est le principal moteur de déplacement.

- Plus la lithosphère océanique est âgée, plus elle est dense et plus elle plonge en subduction avec une pendage fort

 Les plongements de la lithosphère dans les zones de subduction correspondent aux mouvements descendants froids et denses des courants de convection.

Ces mouvements descendants participent à la mise en place de mouvements ascendants chauds et peu denses.

 Indépendamment de ces cellules de convection, des remontées de matière chaude du manteau inférieur arrivent au niveau de la croûte formant les points chauds.

Activité 7 : L’Origine du magmatisme de subduction : Roches et minéraux caractéristiques des zones subduction

VIDÉO BILAN sur le GRANITE 

VIDÉO BILAN sur l’ANDESITE

VIDÉO BILAN sur la RHYOLITE

VIDEO  BILAN sur le METAGABBRO schiste Vert

VIDEO BILAN sur le METAGABBRO schiste Bleu

VIDEO BILAN sur l' ECLOGITE 

Activité 8

 La recette du magmatisme andésitique des zones de subduction.

 TP fiche protocole 

Bilan n ° 7 : Dans les zones de subduction on observe :

En surface au niveau de la plaque chevauchante

-un important magmatisme de type explosif, associé à l’émission de laves visqueuses, riche en silice et en gaz.( andésites & rhyolites)

- la formation de roches  plutoniques plus en profondeur de type granites.

1.Les minéraux des roches magmatiques en subduction sont hydratés par le métamorphisme hydrothermal.

2. La CO subduite libère son eau lors de son enfouissement lors des transformations liées au métamorphisme de subduction.

3.Cette eau est à l’origine de la fusion partielle de la péridotite sus-jacente, en abaissant sa température de fusion, elle est donc responsable  du volcanisme des zones de subduction.

Les magmas produits forment de nouvelles roches qui proviennent de la fusion des péridotites du manteau aboutissant à la création de nouveau matériau continental :  C’est l’accrétion continentale.

CF. Schéma bilan d'une zone de subduction 

Animation fermeture d’un océan : https://www.youtube.com/watch?v=EtJbf2DuFrA

B. les caractéristiques des zones de collision

Diaporama les marqueurs de la collision 

Activité 10 : La collision et la formation de chaînes de montagnes

Protocole modélisation convergence

Vidéo n ° 1 de substitution à la modélisation si besoin

Vidéo n ° 2 de substitution à la modélisation si besoin

Bilan n ° 8: L’affrontement de lithosphères de même densité conduit à un épaississement crustal.

L’épaisseur de la croute résulte d’un raccourcissement et d’un empilement des matériaux lithosphériques. Raccourcissement et empilement sont attestés par un ensemble de structures tectoniques déformant les roches (plis, failles inverses, chevauchement, nappes de charriage).

  CF . Schéma  de l'histoire d'une chaîne de montagne : de l'ouverture océanique à la collision continentale 

I. Les caractéristiques de la réaction inflammatoire, une réaction innée.

Activité n ° 1 : les Principales étapes de la réaction inflammatoire aiguë (RIA)

Vidéo : La réaction inflammatoire comme vous ne l'avez jamais vue !

logiciel PHAGOCYTOSE : A télécharger et à exécuter

Bilan n °1 

II .  L’histoire évolutive de l’immunité.

 Activité 2 : Le système immunitaire, ça ne date pas d’hier !  L’humain, un être vivant comme les autres ?

Bilan n ° 2 : 

III.  Limiter l’inflammation par voie médicamenteuse.

 DM Vacances : Exercice maison n °1 : Les effets anti-inflammatoires d’un mélange de plantes médicinales

Activité 3 : TP type Bac ECE 1 Les médicaments anti-inflammatoires

Bilan n ° 3 : 

Chapitre 2 –  Le prolongement de la réaction inflammatoire, la réponse immunitaire acquise ou adaptative.

I.  La réponse du système immunitaire adaptatif.

   A) mise en évidence d’une réponse immunitaire adaptative

Activité 1 : A la recherche d’une réponse Immunitaire adaptative : TP Électrophorèse

Résultats de secours 

Bilan n ° 1 : 

B) Le mode d’action des anticorps et origine de leur diversité 

Activité 3 : Mode d’action et Diversité des anticorps 

Bilan n ° 3 : 

C) La spécificité de la réponse immunitaire adaptative

Activité 2 : La vaccination grippale, nécessité saisonnière ou lobby pharmaceutique ? TP Ouchterlony 

Bilan n ° 2 :  

D) Le maintien de l'intégrité des cellules 

Activité 4 : Les Lymphocytes T8, gardiens de l’intégrité des cellules.

Vidéo mode d'action des LTc 

Bilan n ° 4 :

II] La mise en place de la réponse immunitaire adaptative.

A.  La sélection des anticorps et des lymphocytes : la sélection clonale 

 Activité 5 : Le choix des Lymphocytes, une sélection implacable !

Bilan n ° 5 :

B.  Les lymphocytes T4, chefs d’orchestre du système immunitaire 

Activité 6 : Le rôle des LT4

Bilan n ° 6 : 

Préparation des exposés : Corps humain et santé 

 - cancer : caractéristiques et  mutations : livre belin 

- cancer : mode de vie, virus et traitement  : livre belin 

- La résistance aux antibiotiques : Origine et enjeu de santé publique : livre belin

- Le diabète de type 2  : dossier 

- altérations génétiques , dysfonctionnements cellulaires et cancer : dossier 

-La mucoviscidose : une maladie génétique  : dossier 

- La thérapie génique: un espoir pour soigner la Beta -Thalassémie.: dossier 

• Fichier DOSSIER exposés

• Barème notation à l'oral .