TP 4 La structure du chromosome.

TP 4
La structure du chromosome.
I) Identification du principal constituant des chromosomes :
Les chromosomes contenus dans le noyau des
cellules, sont constitués de molécules d'ADN
(acronyme d'Acide Désoxyribo Nucléique).
La molécule d'ADN est très sensible aux
augmentations de température, dont elle est bien
protégée dans la cellule, notamment grâce à la
présence de deux membranes : la membrane
cellulaire, et la membrane nucléaire (du noyau).
Pour extraire et observer les molécules d'ADN,
il est donc nécessaire de faire éclater ces membranes,
ensuite, il faut séparer les molécules d'ADN des débris
de cellules, et enfin il faut faire apparaître, par
précipitation, la molécule d'ADN.
1) Réalisez le protocole d'extraction d'ADN suivant :
Etape 1 : Ecrasez une moité de banane dans un
mortier contenant une solution d'extraction (3g de
gros sel, 10 mL de liquide vaisselle, et 50 mL d'eau
très froide).
Etape 2 : Filtrez le broyat obtenu et récupérez le filtrat
dans une tube à essai.
Etape 3 : Inclinez le tube à essai, et versez le long de
la paroi le même volume d'alcool à brûler.
Etape 4 : Agitez légèrement et observez.
2) Réalisez une photographie de votre résultat, que vous insérerez dans votre document de travail.
3) Légendez cette photographie, et décrivez le contenu du tube à essai.
4) Indiquez, dans un tableau, le rôle de chacune des étapes du protocole d'extraction de l'ADN.
Histoire des sciences:
«Depuis sa découverte en 1869 par Frederick Miesher, on sait que l'ADN est un des composants majeurs du
noyau (d'où son nom d'acide «nucléique» qui signifie «contenu dans le noyau»). En 1920, un colorant
pourpre spécifique de l'ADN (il ne peut se fixer que sur la molécule d'ADN) a été mis au point par le chimiste
allemand Robert Feulgen, et porte donc le nom de «Réactif de Feulgen».

5) Démontrez, En vous servant de la photographie ci-dessus, que le matériel extrait provient bien du noyau
des cellules, et qu'il s'agit bien de molécules d'ADN.
II) Les deux états de la molécule d'ADN :
6) Expliquez pourquoi l'on peut affirmer que les deux cellules contiennent de l'ADN.
7) Expliquez pourquoi les chromosomes ne sont visibles que dans la cellule 1.
Pour expliquer ces différents états de l'ADN, il est nécessaire d'employer des méthodes d'observation très
puissantes, comme le microscopie électronique (microscope utilisant un faisceau d’électrons, et non de
photons comme dans la microscopie optique classique que vous utilisez au collège).
Cellules de méristèmes d'ail, colorées par la technique de
Feulgen, et observées au microscope optique.
La cellule 1 (en haut), contient de l'ADN sous forme de bâtonnets
bien visibles, les chromosomes.
La cellule 2 contient de l'ADN, mais aucun bâtonnet n'est visible.
Les chromosomes au cours de la vie cellulaire6:
Les chromosomes sont rarement visibles dans une cellule,6:
pendant plus de 906% de sa vie, ils sont invisibles. Le reste du
temps, soit 106% de sa vie, la cellule prépare et réalise sa division,
et c'est seulement à ce moment qu’apparaissent les
chromosomes.
Ces chromosomes sont constitués de 2 chromatides identiques,
reliées en un point, le centromère, ce qui leur donne un aspect de
X majuscule.

Le chromosome : de l’observation au modèle chimique.
12
3 4
Les photographies 1, 2 et 3 ont été faites au MET (Microscope Électronique à Transmission). Vous y voyez un
chromosome déstabilisé par traitement chimique. Ce traitement provoque l'étalement de l'ADN du
chromosome, qui jusque là était compacté sous la forme d'un X majuscule encore visible sur la photographie
1.
Le document 4 représente un modèle de molécule d'ADN, dans laquelle chaque sphère de couleur représente
un atome On dit que la molécule d'ADN est structurée en double hélice.
8) Décrivez la composition d'un chromosome.
Chromosome humain observé au MEB (microscope
électronique à balayage).
Ce chromosome à été photographié pendant la
division cellulaire, il est constitué de deux chromatides.

9) Expliquez comment le fin filament que constitue la molécule d'ADN, peut former le bras d'un chromosome.
10) Synthèse : Expliquez pourquoi les chromosomes ne sont visibles que durant la division cellulaire.
Modèle montrant la manière dont se structure
le filament d'ADN, de manière à former un
chromosome.
On estime que, dans chaque cellule, l'ADN
déroulé dans sa totalité mesure environ 2
mètres chez l'Homme, alors que le noyau de la
cellule a un diamètre de quelques micromètres
(millièmes de millimètres).
Pour reprendre une image bien connue, cela
équivaut à compacter 40 km de fil très fin dans
une balle de tennis6!