1ère spécialité
Mme LARDE ( diaporama Chapitre)
Thème 1 : La Terre, la vie et l'organisation du vivant
chapitre 1: Transmission du patrimoine génétique chez les eucaryotes lors des divisions cellulaires
I. la transmission du matériel génétique chez les eucaryotes
A. Les divisions cellulaires des eucaryotes
la mitose : une division cellulaire conforme
Activité 1: Le comportement des chromosomes lors de la MITOSE
vidéo mitose ( microscope )
vidéo mitose n ° 2 ( explication)
Bilan n ° 1 :
mitose : division du noyau et du cytoplasme d’une cellule mère en 2 cellules filles génétiquement identiques entre elles .( clones )
Les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale (nombre et morphologie des chrs) sont conservées ,on obtient un organisme ayant dans chaque cellule la même information génétique .
Seule la quantité D’ADN change , chaque cellule fille contient la moitié de la quantité D’ADN de la cellule mère .
Cellule mère : chromosome à deux chromatides
Cellules filles : chromosomes à une seule chromatides
•Cellule diploïde : Cellule qui comporte deux chromosomes identiques par paires : les chromosomes homologues (notés 2n)
•N= nb de paires caractéristique de l’espèce
•Cellule haploïde : Cellule qui comporte un seul chromosome par paire (n).
•Procaryote: type de cellule qui ne possède ni noyau ni organites
•Eucaryotes : type de cellule qui possède un noyau et des organites délimités par des membranes
Vérifie tes connaissances sur LA MITOSE :
Comment une division spécifique aux cellules sexuelles permet elle chez l’être humain, le passage d’une cellule à 46 chromosomes à des cellules en possédant 23 ?
2. La méiose : La formation des cellules sexuelles
Activité 2 : La formation des cellules sexuelles haploïdes lors de la MEIOSE
Bilan n ° 2 : La méiose consiste en deux divisions cellulaires successives d’une cellule mère diploïde permettant la formation de quatre cellules haploïdes, qui ont, chacune, la moitié des chromosomes de la cellule diploïde initiale.
La 1ère division conduit à la séparation des chromosomes homologues, différents génétiquement.
La 2ème division conduit à la séparation des chromatides sœurs de chaque chromosome.
Le fuseau méiotique mis en place au cours de ces deux divisions successives assure la migration des chromosomes aux pôles opposées de la cellule.
Je teste mes connaissances sur la méiose : ICI !!
Comment a-t-on découvert les modalités de la réplication de l’ADN ?
Comment la molécule d'ADN peut-elle être répliquée à l'identique ?
B. la Réplication de L’ADN
Activité 3 : Etude de l’expérience historique sur la réplication de L’ADN
Je teste mes connaissances sur la réplication et je révise
Vidéo sur l'expérience de Meselson et Stahl
Bilan n ° 3 : À chaque division cellulaire, chaque chromosome est dupliqué et donne un chromosome à deux chromatides, chaque chromatine est transmise à une des deux cellules filles.
L’ ADN subit la réplication semi-conservative. Il s’agit de la formation de deux copies qui, en observant les règles d’appariement des bases, conservent chacune la séquence des nucléotides de la molécule initiale. Ainsi, les deux cellules provenant par mitose d'une cellule initiale possèdent exactement la même information génétique.
La duplication à l’identique d’un chromosome débute par la séparation localisée des deux brins d’ADN . Sur chaque brin des enzymes nommées ADN polymérases permettent de former un nouveau brin, complémentaire du brin existant.
Attention on parle de la duplication d'un chromosome et de la réplication de la molécule d'ADN
Comment expliquer que plus de 2m d’ADN puissent rentrer dans une sphère de 5µm de diamètre ?
Hypothèse : l’ADN doit être très compacté pour pouvoir entrer dans le noyau.
Bilan n ° 4 Chaque chromatide des chromosomes est constituée d'une longue molécule d'ADN associée à des protéines structurantes. Chez les eucaryotes , l’ADN subit une alternance de condensation ( phase M) et de décondensation ( phases G1, S, G2)
Les chromosomes sont des structures universelles aux cellules eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau).
Je révise : schéma cycle cellulaire + essentiel par l’image Belin p 27 + exercice autoévaluation P28 ( manuel numérique Belin).
Exercice d’application et de remédiation Chapitre 1 : Les divisions cellulaires chez les eucaryotes
DS de spécialité N ° 1
Problème : Comment peut-il y avoir une augmentation de la variabilité des organismes alors que les processus qui leur donnent naissance sont fidèles ?
Hypothèse : Ces processus ou d’autres doivent introduire de la diversité, des mutations .
II] Mutations de l’ADN et variabilité génétique.
A. Origine des modifications de l’information génétique.
Activité 5 : L’ADN entre Stabilité et variabilité
Bilan n ° 5 : Des modifications peuvent apparaître dans la séquence d’ADN : ce sont des mutations.
Il s’agit d’erreurs produites
•lors de la réplication de l’ADN( phase S) par l’ADN polymérase. C’est des mutations spontanées.
•durant d’autres phases du cycle cellulaire, elles résultent de dommages subis par l’ADN
Les mutations peuvent être réparées par des systèmes de réparation afin de maintenir une faible fréquence d’apparition des mutations dans les cellules.
Activité 6 : Le devenir d’une mutation
Rappel : Gène : portion de chromosomes ( D’ADN) codant pour une information génétique précise.
2 exemplaires du même gène ( au même endroit ) car paires de chromosomes homologues
Allèles: différentes versions existantes d’un gène
- dominant
-récessif
-codominant
Mutations : à l’origine de nouveaux allèles qui peuvent être aussi dysfonctionnels
Porteur sain: individu hétérozygote portant un allèle normal et un allèle malade dans le cas des maladies génétiques
Bilan n ° 6 : Si les réparations ne sont pas conformes, la mutation persiste se transmet lors de la division cellulaire.
une mutation survient soit dans
une cellule somatique (présente dans les clones issu de cette cellule) mais non transmise à la descendance
une cellule germinale (cellules reproductrices) 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
BELIN P 34 et 35 questions 2 et 3 parcours pas à pas
Activité 7 : Les Ultra-Violets : des agents mutagènes ?
Bilan 7: Des modifications de l’ADN d’une cellule peuvent être provoqué volontairement par des techniques réalisées en laboratoire. Les thérapies géniques reposent sur le principe d’une introduction volontaire d’une mutation par génie génétique
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
Bilan n ° 8 : 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 des effets variés sur le phénotype
Exercice d'application : la résistance au paludisme
C. Devenir et conséquences cellulaires des mutations
Activité 10 : Les gardiennes du génome.
Bilan n ° 9 : Les erreurs réplicatives et les altérations de l’ADN ( sources de mutations ) peuvent être réparées par des mécanismes spécialisés impliquant des enzymes.
Homozygote pour un gène = porté deux fois le même allèle sur une paire de chromosomes.
Hétérozygote pour un gène = porté deux allèles différents sur une paire de chromosomes
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
III] L’histoire humaine lue dans les génomes
A/ Le séquençage du génome humain
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 ° 10 : 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.
-aucun gène spécifiquement humain.
B/ La diversité humaine lue dans les génomes.
Bilan 11 : Il n’y a 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 de génomes humains permet de dire que la variabilité génétique existe indiscutablement dans notre espèce mais qu’elle est trop faible et trop aléatoirement répartie pour déterminer des groupes quelconques.
La comparaison des génomes permet de reconstituer les migrations humaines aboutissant au peuplement des continents à partir du berceau africain. Plus les populations se sont installées loin de l’Afrique, moins elles sont diversifiées génétiquement.
Toutefois cette diversité allélique entre les génomes humains individuels aussi faible soit elle sur l’ensemble du génome permet de les identifier. Chaque profil génétique est unique.
Télécharger et installer sur vos ordinateur le logiciel Version élèves Lycée - Phylogène-Lycée-2021 : téléchargeable ICI
Activité 13 : Histoire humaine et génome
Bilan n ° 12 :La diversité allélique entre les génomes humains individuels permet de les identifier et, par comparaison, de reconstituer leurs relations de parentés. Grâce aux techniques modernes, on peut connaître les génomes d’êtres humains disparus à partir de restes fossiles. En comparant les génomes anciens aux génomes actuels, on peut ainsi reconstituer les principales étapes de l’histoire humaine récente.
C/ L’histoire humaine influence le génome.
Activité 14 :Papa, c’est quoi cette bouteille de lait ?
Tableau de comparaison LP / LNP
Bilan n ° 13 :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.
DS Spécialité N ° 2 : Exercices de Type 2 : revoir le II et III et la méthodologie
Thème 1 : La Terre, la vie et l’organisation du vivant
La dynamique interne de la Terre
Chapitre n°1 : La structure du globe terrestre
fiche de révision du chapitre PLAN et ESSENTIELS à retenir
Problématique : Comment découvrir la structure interne de la Terre ?
HYPOTHESE : en creusant (forage) …. + Enregistrement et l’étude du déplacement des ondes sismiques
I. Des contrastes importants Continents et océans
Activité 1 : La Battle océan/continent
Bilan n ° 1 : Les altitudes de la croûte terrestre sont contrastées : l’altitude moyenne en milieu continental est de l’ordre de +840 m, tandis qu’en milieu océanique, elle est de l’ordre de -3 800 m.
La distribution bimodale des altitudes observée entre continents et le fond des océans reflète un contraste géologique, qui se retrouve dans la nature des roches des croûtes océaniques et continentales.
- croûte océanique : sédiments en surface puis des (BASALTES) et des (GABBROS)
- croûte continentale : roches très hétérogènes en surface sédiments, magmatiques et métamorphiques) mais essentiellement métamorphiques en profondeur (GRANITE).
Observation de la carte géologique de France au millionième : ICI
Activité 2 : Les principales Roches de la croûte terrestre + tableau
Apprendre Les essentiels 1 : géologie
Travail à la maison : rappel sur les séismes
Bilan n ° 2 :
· La croûte océanique est relativement homogène et constituée de roches magmatiques de type basalte et gabbro
· La croûte continentale est très hétérogène en surface, mais en profondeur elle est composée de roches magmatiques et métamorphiques de type granite
· La densité du basalte et du gabbro est supérieure à celle du granite.
· Il existe un contraste géologique ,dans la nature et la densité des roches qui constituent la croûte océanique et continentale.
La croûte océanique est donc plus dense que la croûte continentale et s’enfonce donc plus dans le manteau ce qui explique la répartition bimodale des altitudes observées entre les océans et les continents.
Attention révision ECE BLANC
VIDÉO BILAN sur le BASALTE
Comment utiliser les séismes pour comprendre l’organisation interne du globe ?
II. L’apport des études sismologiques à la connaissance du globe terrestre
a) Généralités sur les séismes :
rappel sur les séismes à faire à la maison . Vidéo ICI
Rappel : Un séisme résulte de la libération brutale d’énergie lors de rupture de roches soumises à des contraintes. Les ondes sismiques libérées au niveau du foyer par la rupture des roches se propagent dans toutes les directions vers la surface mais aussi à travers le globe
b. L’Utilisation des séismes :
Activité 3 : Un peu de sismicité
Bilan n ° 3 : L’étude de la vitesse des ondes permet dans un premier temps de mettre en évidence le type de matériau traversé puisqu’il existe une relation entre densité du matériau et vitesse des ondes.
- L’accélération de leur vitesse révèle la présence de roches plus denses
- Le ralentissement des ondes signe la présence d’un milieu moins dense ou plus visqueux
- la disparition des ondes S signe la présence d’un milieu liquide
Les études sismiques ont conduit les géologues à proposer un modèle sismique du globe terrestre (PREM) Ce modèle est organisé en quatre couches concentriques présentant chacune une signature sismologique propre : la croûte, le manteau, le noyau externe et le noyau interne. Toutes ces couches sont solides à l’exception du noyau externe liquide.
Activité 4 : La sismologie, le stéthoscope qui écoute le cœur de la Terre
Bilan n ° 4 :
L’étude de la propagation des ondes sismiques a permis de mettre en évidence les grandes discontinuités du globe terrestres et de décrire les 4 enveloppes principales de la Terre
La croûte : (1% du volume global de la Terre) épaisse de 7 km sous les océans et 30 km sous les continents. Limitée par le Moho ou discontinuité de Mohorovicic sépare la croûte du manteau. Elle est caractérisée par une accélération brutale de la vitesse des ondes P et S lorsque ces ondes passent dans le manteau car constitué d’une roche de plus forte densité (3,3) : la péridotite
Le manteau : 83% du volume global de la Terre et s'étend du Moho jusqu'à la discontinuité de Gutenberg. Il est divisé en manteau supérieur (de - 30 à - 670 km profondeur) et en manteau inférieur (de - 670 à - 2 900 km de profondeur).
Le noyau :16% du volume planétaire. Il est séparé en un noyau externe, liquide (c'est la seule partie liquide) et une graine solide. La limite entre les deux (- 5150 km de profondeur au niveau de la discontinuité de Lehmann).
Comment expliquer l’activité interne de la Terre ( volcanisme) malgré une structure solide jusqu’à 2900 km de profondeur ?
C/ La distinction lithosphère / Asthénosphère
Activité 5 : Données sismiques et distinction Lithosphère -Asthénosphère
Bilan n° 5 : L’analyse fine des études de sismique permettent de distinguer deux enveloppes qui diffèrent par leur comportement= deux enveloppes fonctionnelles et non plus structurales.
La lithosphère :
-(entre 0 et 120 km ) plus importante au niveau des chaînes de montagne et plus faible au niveau des dorsales -composée des roches de la croûte et du manteau lithosphérique.
-est solide cassante et forme une plaque.
-se termine par une limite thermique : l’isotherme 1300°C, qui modifie le comportement des péridotites du manteau
L’asthénosphère :
-(de 100 à 670 km) est composée d’une partie du manteau supérieur.
- La partie supérieure de l’asthénosphère est la LVZ (100 à 400 km env) qui est « molle » (péridotites ductiles) et qui permet à la lithosphère de se déplacer sur l’asthénosphère.
En quoi l’étude de la température interne du globe et de sa dissipation complète-t-elle le modèle de la structure du globe ?
III. L’apport combiné des études thermiques et sismiques à la connaissance dynamique du globe terrestre
Activité 6 : Des anomalies sismiques qui nous en disent beaucoup sur la dynamique de la terre.
Bilan n ° 6 0n peut repérer des anomalies de vitesse des ondes sismiques par rapport au modèle théorique.
. Lorsque les vitesses des ondes diminuent, le compartiment est moins dense ou plus chaud et inversement
Les principales anomalies identifiées sont les suivantes :
- Des anomalies de haute température sont constatées au niveau des dorsales et des points chauds. Ces types d’anomalies montrent généralement une colonne chaude ascendante de l’asthénosphère
- Des anomalies de faible température sont constatées au niveau des zones de subduction. Dans ce cas, la plaque lithosphérique plongeante froide s’enfonce dans le manteau Asthénosphérique ;
Les anomalies thermiques sont donc en lien avec le contexte géologique et l’activité dynamique de notre planète.
Activité 7 : Les propriétés géothermiques de la Terre
Bilan n °7 : La température croît avec la profondeur. Le tracé représentant l’évolution de la température en fonction de la profondeur est appelé géotherme.
Le profil d’évolution de la température interne présente des différences suivant les enveloppes internes de la Terre, liées aux modes de transfert thermique : la conduction et la convection.
Par conduction dans la lithosphère et au niveau des discontinuités et par convection dans l’asthénosphère …
Vidéo correction de la modélisation de la Convexion .
Conclusion finale du chapitre :
Les enveloppes terrestres évacuent la chaleur de différentes manières (convection et conduction).
Les mouvements de convection du manteau sont associés à des contextes géodynamiques précis et semblent en lien avec la tectonique des plaques.
- dorsale et point chaud : remontée de L’asthénosphère.
- subduction : descente de lithosphère dans l’asthénosphère.
Janvier 2024
Thème II :LA TERRE, LA VIE et L’organisation du VIVANT
Chapitre n°3 : 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 / elle :
-le processus par lequel il y a fabrication d’un ARN messager, « copie » du gène.
-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.
- produit est un ARN pré-messager (ARN pré-m) avec des exons ( codants ) et des introns( non codants).
L’ARN est ensuite maturé ( voir schéma de l'épissage alternatif) et il est envoyé dans le cytoplasme. 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.
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.
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.
Activité 3 L’expression de l’information génétique : la traduction
Vidéo 1 sur la traduction de 1min 37 à la fin
Bilan n °4 : Dans le cytoplasme, l’ARNm est en contact avec de nombreux ribosomes et avec des protéines en cours de formation. De nombreux ribosomes sont actifs sur le même fragment d’ARNm. Ceci permet la production de nombreuses protéines à partir d’un seul ARNm (amplification).
La traduction se déroule en 3 étapes :
- L’initiation qui débute toujours par un codon AUG (codon d’initiation ou START) 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
Cours Lundi 21/01 groupe 1
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 accélère (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.
- Elle agit rapidement (durée de la réaction 10-3 sec).
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 ( Voir schéma)
Exercice d'application : La catalase un exemple d'interaction Enzyme/substrat.
Bilan n °7 :
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
On évalue la vitesse de la réaction par la méthode graphique des tangentes.
- Plus la pente de la tangente est forte, plus la vitesse est importante.
- la tangente à l’origine correspond à la vitesse initiale (Vi).
- 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
L’enzyme n’intervient donc pas dans la réaction et elle travaille à faible concentration mais très rapidement
B. La double spécificité des enzymes
Activité 4 : La spécificité des enzymes ( TP type ECE 1)
Bilan N ° 8 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.
· Sur un substrat donné, une enzyme a une action définie : elle catalyse une réaction chimique précise dans des conditions d’action optimales de température et de PH
remarques :
Plusieurs enzymes différentes peuvent agir sur le même substrat. Ex : l’ADN Polymérase et l’hélicase agissent sur l’ADN mais elles n’ont pas la même action.
Cette spécificité permet parfois de nommer certaines enzymes en fonction de la nature du substrat sur lequel elles agissent : l’ADN Polymérase est l’enzyme qui polymérise (construit) l’ADN, alors que l’ARN Polymérase polymérise l’ARN.
Plusieurs enzymes différentes peuvent parfois synthétiser le même produit mais à partir de substrats différents. Ex : L’amylase et la cellulase produisent du maltose mais pas à partir des mêmes substrats (amidon ou cellulose)
C. Le fonctionnement du site actif
Activité 5 : – Le mode d’action des enzymes
Bilan n ° 9 : 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 ° 5 ( Exercice de type 1)
février 2024
Thème 1 : La Terre, la vie et l’organisation du vivant
Chapitre n°4 : La dynamique Interne de la TERRE
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
Bilan n ° 2 : Le mouvement des plaques, dans le passé et actuellement, peut-être quantifié par différentes méthodes géologiques :
1. les études des anomalies magnétiques
2.les mesures géodésiques
3. La détermination de l’âge des roches par rapport à la dorsale
4. Les 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
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 : Une marge continentale passive se forme en plusieurs étapes :
1er stade Rift/cassure ou déchirure continentale la cassure continentale apparaît avec un effondrement central, des failles normales fragmentent le socle, la croûte s’amincit (remontée du Moho) et entraîne une subsidence tectonique permettant une forte sédimentation.
2ème stade océan étroit (type mer Rouge) : le jeune océan se forme avec une 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. La sédimentation se poursuit.
3ème stade océanisation (type côte Atlantique) : la marge passive est stabilisée, elle est recouverte de sédiments post rift.
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 dans un contexte donné. 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) ont un profil central creux (rift océanique) et le manteau lithosphérique affleure (présent en surface)
- Les dorsales rapides (Pacifique, 6 à 10 cm/an voie plus) ont un profil central bombé au niveau duquel on trouve surtout des basaltes et des gabbros
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 dans 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 : 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 Wanadi -benioff qui matérialise la plaque plongeante
- on constate un flux thermique très faible flux thermique au niveau de la fosse (plaque plongeante qui se réchauffe que très lentement et reste intacte jusqu’à une profondeur importante) et un flux thermique important au niveau de l’arc volcanique
VIDEO BILAN sur le METAGABBRO schiste Vert
VIDEO BILAN sur le METAGABBRO schiste Bleu
Activité 8
La recette du magmatisme andésitique des zones de subduction.
Bilan n ° 7 : Les zones de subduction sont le siège sur la plaque chevauchante
-d’un important magmatisme de type explosif, associé à l’émission de laves visqueuses, riche en silice et en gaz.
- de la formation de roches volcaniques (andésites et rhyolites) en surface et de roches plutoniques plus en profondeur de type granites.
Les magmas produits forment de nouvelles roches qui proviennent de la fusion des péridotites du manteau aboutissant à la création de nouveau matériau continental : l’accrétion continentale.
Les minéraux des roches magmatiques en subduction sont hydratés par le métamorphisme hydrothermal. La CO subduite libère son eau lors de son enfouissement lors des transformations liées au métamorphisme de subduction. 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.
CF. Schéma bilan d'une zone de subduction
Activité 9 : La Courte histoire d’une lithosphère océanique
Bilan n ° 8 : Après que la densité de la lithosphère ait dépassé celle de l’asthénosphère, la lithosphère finit par s’enfoncer dans l’asthénosphère. Ce plongement exerce une force de traction sur toute la plaque, il est le principal moteur de déplacement.
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.
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 ° 9 : 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
Fin mars 2024
Fin mars 2024
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 ( voir téléchargement pearltreess)
Bilan n °1 L'immunité innée est la première à intervenir. Elle fait suite à l'infection ou à la lésion d'un tissu et met en jeu des molécules à l'origine de symptômes stéréotypés (rougeur, chaleur, gonflement, douleur) : La réaction inflammatoire aiguë.
Dans les tissus, les cellules sentinelles (cellules dendritiques)
-effectuent une veille afin de détecter les éléments du non-soi (Antigènes)
-Reconnaissent de façon non spécifique grâce aux récepteurs TLR
- sécrètent des médiateurs de l’inflammation (histamine, sélectine) afin de recruter massivement des macrophages) en provenance des vaisseaux sanguins.
élimination alors l'agent infectieux par phagocytose. (On parle de cellules phagocytaires).
-Certaines cellules dendritiques ayant phagocyté l'agent infectieux en présentent des fragments (appelés antigènes) à leur surface grâce à un complexe moléculaire (CMH). On parle de cellules présentatrice d'antigène.
-Ces cellules migrent vers les ganglions lymphatiques où les Ag présentés provoquent l'entrée en action d'autres cellules propres aux vertébrés appelés lymphocytes, afin d'amplifier encore la réaction immunitaire si nécessaire et d’initier la réaction immunitaire adaptative.
II . L’histoire évolutive de l’immunité.
Bilan n ° 2 : L'immunité innée existe chez tous les animaux. Elle opère sans apprentissage préalable. Elle est génétiquement déterminée et présente dès la naissance.
L’immunité innée est largement répandue dans le règne animal et est très conservé au cours de l'évolution. Elle était présente chez l’ancêtre commun de tous les animaux pluricellulaires. (1200 millions d’années)
Le système immunitaire adaptatif n’est apparu que bien plus tard. L'immunité adaptative complète l’immunité innée chez les vertébrés.
III. Limiter l’inflammation par voie médicamenteuse.
Activité 3 : TP type Bac ECE 1 Les médicaments anti-inflammatoires
Bilan n ° 3 : La connaissance des mécanismes de l'inflammation a permis de mettre au point certains médicaments anti-inflammatoires et antalgiques (=contre la douleur) :
- l’aspirine, le paracétamol et l’ibuprofène (anti inflammatoire non stéroïdiens)
- la cortisone (anti inflammatoires stéroïdiens)
Ces molécules vont inhiber la voie de synthèse des prostaglandines à l'origine de la douleur par exemple, et ont d'autres effets sur la réaction inflammatoire sans pour autant l'empêcher.
En masquant cette douleur, ils peuvent contribuer à aggraver une lésion car on n'y prête plus attention .
-Attention aux effets secondaires ; leur utilisation doit être contrôlée.
Ils apportent tout de même une réponse aux patients atteints de douleurs liées à une inflammation chronique (polyarthrite rhumatoïde par exemple).
Fin avril 2024
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
Bilan n ° 1 : Si la réaction inflammatoire est insuffisante, les cellules phagocytaires vont migrer et présenter les antigènes (fragments de l'agent infectieux) aux lymphocytes dans les ganglions lymphatiques, ce qui va déclencher notamment la production d'immunoglobulines encore appelés anticorps.