03 ADN support moleculaire de l info genetique net

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CELLULE, ADN ET UNITE DU VIVANT
Chapitre 3 : L’ADN, support moléculaire de l’information génétique
• Introduction : quelques rappels de 3
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• Activité 1 : Différents caryotypes classés
1) Comparer les caryotypes ci-dessus. Indiquer :
- les caractéristiques présentées par les caryotypes des cellules d’un même individu,
Toutes les cellules d’un individu ont des caryotypes semblables.
- les caractéristiques présentées par les caryotypes d’espèces différentes.
Les chromosomes sont différents en nombre et en forme dans chaque espèce, animale ou
végétale. Ils sont porteurs d’informations génétiques différentes. Le caryotype est
caractéristique d'une espèce : les individus d’une même espèce ont le même caryotype.
2) Indiquer quelles sont les conséquences d’une modification du nombre de
chromosomes au sein d’une espèce.
Toute modification du nombre ou de la forme des chromosomes peut empêcher le
développement de l'embryon ou entraîner des modifications des caractères, des malformations
ou des retards chez l'enfant.
3) Quel est le rôle des chromosomes. Justifier.
Les chromosomes sont le support des informations dictant les caractères héréditaires, car un
nombre anormal de chromosomes entraîne l’apparition de caractères différents.
• Rappels :
Chaque cellule humaine possède 23 paires de chromosomes.
Un nombre anormal de chromosomes empêche le développement de l'embryon ou entraîne
des caractères différents chez l'individu concerné.

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Toutes les cellules d’un même organisme, à l'exception des cellules reproductrices
(spermatozoïdes, ovules), possèdent la même information génétique que la cellule-œuf dont
elles proviennent.
Les chromosomes présents dans le noyau constituent le support « structural » de l’information
héréditaire.
Une chromatide Une chromatide
centromère
Un chromosome (condensé) Un chromosome condensé
à une chromatide à deux chromatides
(quantité Q d’ADN) (quantité 2Q d’ADN)
• Q
UEL EST LE SUPPORT MOLECULAIRE DE L ’ INFORMATION HEREDITAIRE ?
I] Le support du programme génétique
Rappel 3ème :
Sous quelle forme se trouve l’information génétique contenue dans le noyau ?
 Présence de chromosomes dans le noyau
 Mais on parle aussi d’ADN à propos du programme génétique
• Quel est le lien entre les chromosomes et l’ADN ?
Hypothèse : l'ADN est le constituant des chromosomes
1) Les chromosomes au cours de la vie cellulaire
• Activité 2 : Observation au microscope de cellules de racine d’ail en division.
1) Indiquer le colorant utilisé pour colorer la lame. Expliquer ce qu’indique la coloration
au sujet de la composition chimique des chromosomes ou du noyau.
L’hématoxyline ferrique a été utilisé sur la racine d’ail. C’est un colorant qui colore l’ADN
(le matériel nucléaire). Les chromosomes puisqu’ils fixent l’hématoxyline ferrique sont donc
composés d’ADN.
2) Expliquer pourquoi l’observation de ces cellules colorées confirme la permanence des
chromosomes dans la cellule eucaryote à tous les stades de la vie cellulaire.
Les chromosomes sont des structures permanentes de la cellule puisque la coloration est
présente aussi bien en période de division où les chromosomes sont visibles, qu’en phase où
les chromosomes ne sont pas individualisés et donc visibles.
3) A l’aide de l’observation, identifier deux phases du cycle cellulaire et indiquer ce qui
caractérise chaque phase.

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Une phase où les chromosomes sont visibles : division cellulaire ou mitose.
Une phase où les chromosomes ne sont visibles : interphase
4) Classer les photos ci-dessous des différentes étapes de la division cellulaire par ordre
chronologique et décrire les étapes de la division cellulaire :
A B C D E F
C : cellule mère, chromosomes non individualisés
B : début de la division : chromosomes à 2 chromatides visibles
F : alignement des chromosomes au centre de la cellule
D : division en 2 des chromosomes : obtention de 2 lots identiques de chromosomes à 1
chromatide
A : migration des 2 lots de chromosomes à 1 chromatides aux extrémités opposées de la
cellule
E : obtention de 2 cellules filles contenant la même information génétique que la cellule mère
5) Construire le graphique de l’évolution de la quantité d’ADN dans une cellule qui se
prépare à se multiplier en fonction du temps et interpréter le graphique obtenu.
Nombre de chromosomes et quantité d’ADN au cours du temps dans une cellule d’oignon qui
se prépare à se multiplier.
Temps en heures 0 3 4 6 8 10 11
Nombre de chromosomes par cellule 16 16 16 16 16 16 16
Quantité d’ADN par cellule en picogramme 4,4 4,4 4,4 6,5 8,8 8,8 8,8
Avant la division cellulaire, la cellule se prépare à se diviser en doublant la quantité d’ADN
que contient son noyau.

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6) A l’aide des observations réalisées et de vos connaissances, indiquer les différentes
étapes se déroulant avant et pendant la division cellulaire ou mitose.
La division d’une cellule :
- est préparée par la synthèse, avant la division, d’une 2
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chromatide pour chacun des
chromosomes;
- se caractérise par la séparation des chromosomes obtenus en 2 lots identiques de
chromosomes à une chromatide.
7) Réaliser un schéma bilan illustrant le mécanisme de la division cellulaire.
• Bilan :
Les chromosomes sont visibles uniquement lors de la mitose, en dehors de ces périodes, ils
n’existent que sous une forme déroulée qui constitue l’ensemble de la chromatine. Les
chromosomes gardent, au cours des divisions, toute l’information génétique.
2) Composition chimique des chromosomes
 Activité 3 : Chromosomes et ADN
1) Question 1 page 178 du livre.
L’ADN est une molécule filamenteuse présente chez tous les êtres vivants qu’ils soient
eucaryotes (humain) ou procaryote (bactérie). Chaque chromosome est formé d’un long
filament d’ADN compacté.
2) Question 2 page 180 du livre.
Si les mêmes méthodes de coloration et d’extraction d’ADN peuvent être utilisées pour des
organismes différents, cela signifierait que l’ADN présente une structure et une composition
chimique semblable chez tous les êtres vivants.
3) Indiquer à partir des documents pages 178 et 179 du livre, la nature chimique des
chromosomes.
Un chromosome est composé d’une longue molécule d’acide désoxyribonucléique (ADN)
maintenue repliée par des protéines.
4) Calcul : Et si l’ADN était un fil de laine ?
Si on considère que les chromosomes sont des pelotes de laine et que notre salle de classe
correspond au noyau d’une cellule humaine, on peut en déduire la longueur de la molécule
d'ADN et son diamètre à l'échelle de cette classe.
- Diamètre du noyau d’une cellule eucaryote ≈ 15 µm
- Volume de la salle de classe ≈ 150 m
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ce qui correspond au volume d’une sphère
de 6,59 m de diamètre
- Longueur totale de l’ADN contenu dans le noyau d’une cellule humaine ≈ 2 m

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- Diamètre de la molécule d’ADN ≈ 2 nm
 Calculer la longueur totale de l’ADN et son diamètre à l’échelle de la classe.
Longueur de l’ADN à l’échelle de la classe : 2 x 6,59 / 15.10
-6
m
3
= 878 961 m
= 879 km
Diamètre de la molécule d’ADN : 8,79. 10
-4
m = 0,88 mm
A l’échelle de la classe le fil de laine représentant l’ADN ferait 879 km pour un diamètre de
0,88 mm.
L’ADN est extrêmement compacté à l’intérieur des chromosomes.
Bilan :
Chaque chromosome est formé d’ADN associé à des protéines.
L’ADN molécule filamenteuse constituant les chromosomes est présent dans l’ensemble du
monde vivant.
3) La transgénèse et l’universalité de la molécule d’ADN
a) La transgénèse, transfert d’ADN entre espèces
• Activité 4 : Une découverte scientifique – les OGM
Objectif Comprendre comment et pourquoi on crée du maïs transgénique, à l’aide du
site internet de l’Assemblée Nationale.
Déroulement Se rendre sur le site de l’Assemblée Nationale :
http://www.assemblee-nationale.fr/site-jeunes/ogm/plan/plan.asp
1) Qu’est ce qu’un OGM ? (sélectionner « abécédaire » et chercher à la lettre O)
Organisme génétiquement modifié (OGM) : organisme vivant dont on a modifié le matériel
génétique par introduction d'un ou plusieurs gènes étrangers afin de lui conférer une ou des
caractéristiques nouvelles transmissibles à la descendance.
Sélectionner dans « 1 – Découverte scientifique » : « Introduction »
2) Exposer le principe de la transgénèse.
La transgénèse permet le transfert d’un gène d’intérêt, apportant un nouveau caractère, dans
un organisme appelé alors Organisme Génétiquement Modifié (OGM).
Revenir en arrière, sélectionner dans « 1 – Découverte scientifique » : « Animation
Fabrication d’un OGM »
3) Expliquer sous forme de schémas simples comment est créé le maïs transgénique.