devoir n°1
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1ère Scientifique Nom : Prénom : Première S2 SVT série S Jeudi 04/10/2012 Enseignement obligatoire SVT A1 Mutation chez la bactérie Deinococcus radiodurans 5 La bactérie Deinococcus radiodurans a été identifiée dans les années 1950 car elle résistait aux tentatives de stérilisation de la viande par les rayons γ. Ces rayonnements brisent la molécule d’ADN. Une bactérie intestinale très courante (Escherichia coli) et deux souches de D. radiodurans (une souche témoin non mutée et une souche RecA mutée) ont été exposées à des doses croissantes de rayons γ. La souche RecA de D. radiodurans présente une mutation dans le gène RecA, qui contrôle un système de réparation de l’ADN. Le taux de survie des bactéries a été déterminé expérimentalement lors de cette exposition des trois souches bactériennes aux doses croissantes de rayons γ (doc. a) et une observation au MET a été réalisée sur des préparations provenant de la souche D. radiodurans non mutées (doc. b). a b A faire sur feuille double Prendre appui en premier lieu sur les documents fournis et utiliser les acquis du cours pour comprendre les documents. 1 Montrer que Deinococcus radiodurans présente une résistance exceptionnelle aux faibles expositions de rayons γ (par rapports aux deux autres souches de bactéries) en prenant appui sur les documents a et b. [2 pts] Proposer un taux d’irradiation permettant une stérilisation parfaite de la viande en justifiant la réponse. [1 pt]. En prenant appui sur les informations fournies, expliquer l’origine de cette résistance exceptionnelle aux rayons g chez la bactérie Deinococcus radiodurans non mutée.. [2 pts]. A2 RSC de l’ADN chez les bactéries et action antibiotique 5 Les bactéries (procaryotes) ont un chromosome constitué d’une molécule d’ADN « circulaire » d’environ 1mm de long non associée à des histones. Cains a cultivé pendant un grand nombre de cycles cellulaires dans un milieu contenant des nucléotides à thymine radioactive. Il transféra ensuite ces bactéries dans un milieu non radioactif et après un temps de séjour dans ce milieu inférieur à la durée d’un cycle, il fit un prélèvement et réalisa l’autoradiographie (photo 1). La photo 2 montre une gyrase, enzyme qui provoque le déroulement localisé de l’ADN permettant à l’ADN polymérase de jouer son rôle. Les quinolones sont des antibiotiques utilisés pour combattre les bactéries. 2 1 A faire sur feuille double Prendre appui en premier lieu sur les documents fournis et utiliser les acquis du cours pour comprendre les documents. 1 Expliquer pourquoi sur l’autoradiographie (photo 1), le segment d’ADN nommé A est 2 fois plus radioactif que les segments nommés B et C. [1 pt] 2 Réaliser sur le cliché 1, un schéma interprétatif de l’autoradiographie en figurant par des couleurs différentes, les brins mère et les brins néoformés (légendes indispensables). [1 pt] Schématiser la réplication semi-conservative pour montrer la conservation de l’information génétique [2 pts] Après avoir observé l’ensemble moléculaire montré sur l’image n°2, expliquer comment l’antibiotique « quinolone » peut stopper une infection bactérienne. [1 pt]. 1/2 cont1207 A (/10) : + B (/5) : + C (/5) : = / 20 1ère Scientifique Enseignement obligatoire SVT B 3 stades de mitose d’une cellule animale Faire le travail demandé dans le grand cadre ci-dessous et sur les clichés. 1 Sur les 3 vues, légender les éléments fléchés de la façon la plus précise possible. [1 pt] Nommer les 3 stades de mitose et donner en quelques mots la caractéristique principale de chaque stade. [1,5] 3 Dessiner une interprétation du cliché « c » avec deux paires de chromosomes (les paires sont distinctes par la longueur, et les chromosome homologues par leur couleur (bleu : paternel et rouge : maternel)). [1,5 pts] Mitose a pour étymologie « mitosis », filament . Représenter ci-dessous, un schéma légendé qui explique l’état de l’ADN dans un chromosome de la vue « b ». [1 pt] 5 Réponse Q4 C 5 2/2 cont1207 Réponse Q3 Chromosomes, cycle de l’ADN, mitose et RSC Attention : biffer (= rayer) les propositions inexactes ; les proposition non biffées seront donc considérées comme exactes. Attention : toutes les propositions peuvent être erronnées ou au contraire toutes les propositions peuvent être correctes). Notation : 0,5 (0 erreur) / 0,25 (1 erreur) / 0 (> 1 erreur) Un chromosome (chez les eucaryotes) : contient de l’ADN, contient des histones, peut posséder 2 chromatides, présente des aspects différents selon le cycle, associe diverses protéines pendant la phase de mitose. [0,5] 2 Les modèles de la réplication de l’ADN évoqués par les scientifiques lors de la phase S sont : conservatif, transformatif, informatifs, semi-conservatifs, dispersifs, transgressifs, instructifs, permissifs. [0,5] Le nucléofilament (chez les eucaryotes) : associe ADN et « squelette » protéique, est nommé parure de diamants, peut s’observer au microscope photonique, peut être visualisé en Microscopie électronique. [0,5] L’anaphase de mitose sépare vers les 2 pôles cellulaires : les chromosomes homologues, les chromatides, les molécules d’ADN identiques, une partie du nucléole, les demi-squelettes protéiques, les squelettes protéiques. [0,5] Les histones : sont des protéines, ne s’observent que lors de la mitose, participent au nucléosome, possèdent des sortes d’«épines» moléculaire permettant de séparer deux molécules d’ADN, permettent d’embobiner l’ADN. [0,5] La réplication semi-conservative est le mécanisme qui produit deux molécules d’ADN : identiques entre elles, à partir d’un brin d’une molécule d’ADN, et est visualisable aux yeux de réplication, identiques à l’ADN mère. [0,5] La chromatine : est le nom donné au contenu des nucléoles, contient ADN et histones, est observable pendant la mitose, correspond à des nucléosomes très condensés, est le nom donné au « squelette du chromosome ». [0,5] Pendant un cycle cellulaire : la quantité d’ADN varie du simple au double, deux cellules se divisent, il y a conservation de l’information génétique, les chromosomes sont toujours visibles au microscope optique. [0,5] La réplication semi-conservative porte ce nom, car : un des chromosomes produits comporte les deux brins d’ADN originelle, des nucléotides originels se retrouvent sur les deux brins des 2 molécules produites. [0,5] Une chromatide : est produite par la RSC, est séparée (d’une autre chromatide) à la prophase, est contenue dans la chromatine, correspond à un brin d’ADN, peut être parfois considérée comme « chromosome ». [0,5]
