1ère S - DST DE BIOLOGIE - 3H00 Calculatrices interdites

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1ère S - DST DE BIOLOGIE - 3H00
Calculatrices interdites
Exposé de connaissances (8 points)
Commentez ces différents agrandissements.
Vous devez établir le rapport qui permet de passer de l’un à l’autre des documents ; vous devez
présenter votre travail sous forme d’un exposé clair et logique.
La citation des techniques utilisées, un ordre de grandeur des échelles d’observation, un schéma
interprétatif des documents seront appréciés.
2) Cellules végétales en division
1) Nature (tableau)
3) Chromosome
4) Nucléofilament
5) Molécule d’ADN
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Exercice: acides amines et protéines (6 points)
Un oligopeptide est formé par l'association glycocolle - alanine - valine.
La formule brute du glycocolle est C2 H5 O2 N ; celle de l'alanine est C3 H7 O2 N ; celle de la
valine est C5 H11 O2 N.
1) Qu'est-ce qu'un acide aminé ? Rappelez la formule générale d'un acide aminé.
2) Illustrez votre réponse précédente en donnant les formules développées complètes du glycocolle
et de l'alanine.
3) Qu'est-ce qu'un oligopeptide ? Précisez votre réponse en écrivant les réactions de synthèse à
partir du glycocolle et de l'alanine. Comment se nomment les liaisons entre les acides aminés ?
4) Calculez la masse molaire de chaque acide aminé et la masse molaire du tripeptide formé. On
rappelle : H=1 ; C=12 ; N=14 ; 0=16.
5) En prenant les symboles Gly, Ala, Val, écrivez tous les tripeptides possibles, différents.
6) Redéfinir à cette occasion la notion de séquence d'un polypeptide (structure primaire) ; la
structure quaternaire d'une protéine (vous pouvez illustrer votre réponse par un exemple).
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Exercice: Le phénotype (6 points)
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CORRIGÉ
Exposé de connaissances (8 points)
1) Les grossissements (1 point) : ils doivent être signalés avec le document correspondant.
On rappelle que le grossissement G est le rapport taille document / taille normale :
•
Pour le document 1 (dessin) : G = 10 cm (taille du dessin) / 10 m (taille de la scène) =
10-1 m / 10 m = x 10-2
•
Pour le document 2 (microscopie optique) la taille d’une cellule sur le dessin est 1 cm or
la taille moyennne d’une cellule est 10-2 mm donc G = 1 cm / 10-2 mm = 10 mm / 10-2
mm = x 103
•
Sur le document 3 (microscopie électronique), l’épaisseur d’un chromosome est de 2 cm
or sur le document 2 l’épaisseur était de ½ mm donc G = 2 cm / 0,5 mm = 20 mm / 0,5
mm = x 40 par rapport au document précédent donc G = 4x 104
•
Pour le document 5 (modèle) on a 1 cm pour 1 nm donc G = 1 cm / 1 nm = 10-2 m / 10-9
m = x 107
•
Pour le document 4 (microscopie électronique) on peut estimer G > 4x104 et < 107soit G
= x 106 (on est à la limite du pouvoir grossissant du microscope électronique)°
2) Document 1 – peinture - (1 point) :
•
La peinture représente de nombreux animaux et des végétaux… Elle nous rappelle que
les êtres vivants se répartissent en deux règnes, animal et végétal, que le monde vivant
comprend les procaryotes (définir) et les eucaryotes (définir), eux-mêmes subdivisés
en unicellulaires (définir) et pluricellulaires (définir).
3) Document 2 – microscopie optique - (1 point) :
•
La cellule est toutefois l’unité du vivant : tous les êtres vivants sont constitués de
cellules…
•
Définir la cellule
•
Le noyau contient l’information génétique qui préside aux caractères d’un organisme.
Cette information est présenrte sous la forme d’amas d’ADN appelés chromatine dans
la cellule interphasique. Lorsque la cellule se divise le noyau disparaît au profit de
structures en bâtonnets appelés chromosomes
4) Document 3 – microscopie électronique - (1 point) :
•
Chez l’être humain il y a 46 chromosomes (2 fois 23) ; chaque cellule contient donc 46
chromosomes, à l’exception des hématies (globules rouges).
•
Un schéma du chromosome présenté sera apprécié.
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•
Les chromosomes détiennent le programme génétique qui précise les caractères d’u ne
espèce, d’un individu. Toute altération des chromosomes entraîne une anomalie grave
chez l’être humain. La connaissance de sa structure est donc fondamentale.
5) Document 4 – microscopie électronique - (1 point) :
•
Les chromosomes, comme la chromatine, sont constitués de nucléofilaments torsadés.
Un nucléofilament est une succession de nucléosomes (ADN + histone) – schéma
interprétatif du document.
6) Document 5 – modèle - (3 points) :
•
L’ADN est une double hélice nucléotidique spiralisée sur elle même.
•
Modèle Watson et Crick
•
Structure moléculaire des constituants (base azotée, sucre, acide phosphorique)
•
Schéma d’un nucléotide
•
Les différentes bases azotées et les différents nucléotides
•
La monochaîne orientée 5’
•
La double chaîne anti-parralèlle
•
Les liaisons faibles type hydrogène
3’
EXERCICE : ACIDES AMINES ET PROTÉINES (6 POINTS)
1) Qu'est-ce qu'un acide aminé ? Rappelez la formule générale d'un acide aminé.
Un AA est un précurseur de protéine ; c’est le constituant fondamental (la brique) du vivant.
Il existe 20 AA différents qui tous se caractérisent par un pôle acide et un pôle amine, et chacun par
son résidu R :
NH2 – CH [R] – COOH
2) Illustrez votre réponse précédente en donnant les formules développées complètes du glycocolle
et de l'alanine.
3) Qu'est-ce qu'un oligopeptide ? Précisez votre réponse en écrivant les réactions de synthèse à
partir du glycocolle et de l'alanine. Comment se nomment les liaisons entre les acides aminés ?
Un oligopeptide est une chaîne polypeptidique comportant 2 à 10 AA liés par des liaisons
peptidiques.
4) Calculez la masse molaire de chaque acide aminé et la masse molaire du tripeptide formé. On
rappelle : H=1 ; C=12 ; N=14 ; 0=16.
75 g.mol-1
C2 H5 O2 N
C3 H7 O2 N
89 g.mol-1
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C5 H11 O2 N 117 g.mol-1
-2 H2 O -36 g.mol-1
Soit pour le tripeptide : 75 + 89 + 117 – 36 = 281 – 36 = 245 g.mol-1
III - Exercice: Le phénotype (6 points)
On nomme phénotype un caractère, ou un ensemble de caractères, exprimé(s).
On peut définir le phénotype à différentes échelles :
A l’échelle macroscopique : caractères visibles ou exprimables sans appareillage particulier.
A l‘échelle microscopique ou cellulaire : le caractère est décernable par des tests chimiques ou des
observations microscopiques.
A l’échelle moléculaire :le phénotype est en liaison avec une modification du gène ou de la
protéine ; ce niveau est plus un niveau d’interprétation que d’observation.
Phénotype s
Échelle macroscopique Échelle microscopique
Échelle moléculaire
[Normal]
Bonne perception des 3 types de cellules en Gênes normaux : ADN
couleurs
cône fonctionnels
de référence
[monochromatisme]
Vision en nuances de Cônes dépourvus
gris
pigments
[daltonien]
Confusion des couleurs 2 types de cônes sont Anomalie génétique
fonctionnels
(ADN différent de
l’ADN de référence).
[autres anomalies]
Perception des couleurs Pigment à faible
perturbée
sensibilité
de Gènes de synthèse des
pigments non
fonctionnels (ADN
modifié)
Gène (ADN) de
synthèse ou de
régulation défaillant.