biologie - Corky Maigre

BIOLOGIE
1. Un brin codant d'ADN donnait la séquence PHE-ALA-LYS (ordre exact). Une mutation fait qu'il donne
maintenant PHE-PRO-LYS (ordre exact).
Quelle peut être cette séquence mutée ? Expliquez.
•ALA: GCG, GCA, GCC, GCT
•PRO: CCT, CCC, CCA, CCG
Une mutation faux sens est une mutation ponctuelle qui se traduit
par le remplacement d'un nucléotide par un autre.
→
Peut entraîner une modification de l'acide aminé codé.
→
Répercussion ou non sur la fonction de la protéine produite
par le gène.
2. Pourquoi y a-t-il une différence entre la synthèse d'un brin directeur et celle d'un brin discontinu dans les
molécules d'ADN ?
•Brin directeur: brin guide
→
Pour produire l'élongation de l'autre nouveau brin d'ADN, la polymérase doit suivre le brin matrice en
s'éloignant de la fourche de réplication.
•Brin discontinu: brin retardataire
→
Brin d'ADN qui est synthétisé dans la direction qui s'éloigne de la fourche de réplication.
→
Contrairement au brin directeur, il est d'abord synthétisé sous la forme d'une suite de segments appelés
fragments d'Okazaki. D'autres enzymes relient ces fragments les uns aux autres pour former un seul brin d'ADN.
L'oeil de réplication s'agrandit continuellement pour permettre la réplication du brin directeur qui est synthétisé dans la
direction de séparation des deux brins parentaux.
Au fur et à mesure que l'oeil s'agrandit, la polymérase qui synthétise le brin discontinu s'éloigne de plus en plus de la
fourche de réplication. Cette polymérase ne produit que de court segment d'ADN.
3. En quoi la méiose diffère-t-elle de la mitose ?
La mitose se produit au cours de la multiplication asexuée alors que la méiose a sa place dans la reproduction.
Presque toutes les cellules peuvent subir une mitose alors que la méiose ne concerne que celle des organes de
reproduction.
À la fin de la mitose, il y a deux cellules génétiquement identiques alors qu'à la fin de la méiose, il y a quatre cellules qui
ne sont pas nécessairement génétiquement identiques.
4. Décrivez une caractéristique commune aux filaments d'actine et aux microtubules. Reliez cette
caractéristique à la fonction de ces filaments dans la cellule.
•Caractéristique commune : Ils constituent les éléments du cytosquelette.
→
Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques implantés dans le cytoplasme des cellules.
→
Les structures du cytosquelette dirigent les mouvements cellulaires et intracellulaires.
•Fonction des filaments : Ils constituent le fuseau mitotique sur lequel glissent les deux stocks des chromosomes
pendant la division de la cellule.
5. Réaliser un schéma expliquant les étapes de la respiration cellulaire (au moins 1/2 page A4)
voir question 9 Lara Badot

6. Vocabulaire: définir
•Introns: séquence d'ADN transcrite en ARN et éliminée par excision lors de la maturation de l'ARN-m. Cette
séquence d'ADN n'est donc pas traduite en protéine.
•Exons: segment d'ADN transcrit en ARN puis traduit en protéine.
•Codons: ensemble de trois nucléotides contigus d'ADN ou d'ARN, codant pour un acide aminé.
•Réplicons: la réplication est un processus selon lequel un nouveau brin d'ADN est synthétisé à partir d'un brin
matrice d'ADN, dont il est complémentaire. Elle se déroule au sein d'unités appelées réplicons. Elle peut être
découpée en plusieurs étapes, présentant des caractéristiques communes aux procaryotes et aux eucaryotes.
7. Démontrez l'importance de la liaison hydrogène en ce qui concerne les différentes propriétés de l'eau.
•Forte force de cohésion: grâce à la nature polaire de la molécule d'eau, les molécules vont se coller l'une à
l'autre (attraction pôle positif – pôle négatif).
•Haute résistance à la tension: elle est liée à la cohésion et est une mesure de la résistance des molécules à être
séparées. Ce phénomène est responsable de la tension superficielle qui permet par exemple à une araignée
d'eau de marcher sur l'eau.
•Densité plus grande à l'état liquide qu'à l'état solide: grâce aux ponts hydrogène, à l'état liquide, les molécules
d'eau vont être plus serrées et la structure de l'eau va donc être plus dense qu'à l'état solide, où la glace va
avoir une structure tétraédrique et donc occuper plus de place pour une même masse.
•Chaleur de vaporisation élevée: la quantité de chaleur nécessaire pour transformer une certaine quantité
d'eau liquide en vapeur est grande car pour transformer l'eau en vapeur, il va d'abord falloir apporter
suffisamment de chaleur que pour pouvoir briser les liens hydrogène.
8. Que sont les aquaporines ?
Les aquaporines sont une classe de molécules de la membrane cellulaire qui forment des pores perméables aux
molécules d'eau et qui empêchent le passage des ions.
9. Expliquer en dressant un schéma de concepts, le mécanisme de l'horloge mitotique.
La durée de vie des cellules est régulée par l'horloge mitotique:
une cellule donnée peut subir un certain nombre de mitoses
puis, si elles sont hyperspécialisées, elles passent en G0, sinon
elles entrent en apoptose.
À l'extrimité de chaque chromosome métaphasique, on observe
un télomère constitué de séquences répétitives
d'hexanucléotides: TTAGGG
Au niveau du télomère:
•pas de recombinaison illégale possible
•pas de duplication possible, l'ADN polymérase est
incapable d'agir.
À chaque interphase préparatrice de la mitose, un
hexanucléotide ne peut pas être dupliqué. L'ADN se raccourcit
donc à chaque mitose, puis atteint la limite de Hayflick, qui
est la longueur seuil de la molécule d'ADN en dessous de
laquelle l'ADN ne peut plus se diviser.
La télomérase est capable de raccrocher des hexanucléotides à
l'extrémité 3' du télomère pour compenser ceux perdus
à chaque mitose.

10. Donner la formule linéaire et cyclique du glucose.
C6H12O6
11. Donner la formule linéaire et cyclique du ribose.
C5H10O5
12. Quel est le mode d'action des poisons tel la cyanure ? Justifier.
Ils sont très toxiques car ils bloquent l'action de l'hémoglobine. L'oxygène ne circule donc plus dans le corps étant
donné que l'hémoglobine permet le transport de l'oxygène des poumons vers les tissus.
Ces poisons entraînent une mort par asphyxie des muscles, le coeur en premier.
Ce sont des inhibiteurs de la synthèse ATP, ils bloquent la synthèse de l'ATP et privent en quelques secondes les cellules
de toute énergie. Il y a donc arrêt de toute activité, provoquant la mort.
13. Identifiez les évènements clés des phases suivantes de la méiose: Interphase I, prophase I, et métaphase II.
14. Expliquer le fonctionnement de l'ATP synthétase.
Fonction: transporter des protons (ions sodium dans certains organismes) le long du gradient électrochimique (ou force
protomotrice) et de récupérer l'énergie pour fabriquer de l'ATP à partir de l'ADP et du PI.
Voir question 18
15. Quels sont les constituants de la membrane cellulaire et énoncer leurs rôles.
Les phospholipides
→
Sont à la base de la structure membranaire
→
Leur structure moléculaire leur permet de former les membranes
Les protéines
→
Permettent de ?????
Les glucides
→
????
Le cholestérol
→
Il s'insère entre les molécules de lipides
→
Maintenir la fluidité de la membrane lorsqu'il y a des changements de températures
16. Comment l'appariement des bases complémentaires rend-t-il possible la réplication de l'ADN ?
Lors de la phase S du cycle cellulaire, la cellule doit répliquer son matériel génétique et l'ADN va se dédoubler.
Pour éviter les erreurs, celui-ci va se répliquer selon un mode semi-conservateur. La molécule s'ouvre et chaque brin
sert de matrice pour les nouvelles molécules qui seront ainsi deux copies identiques, chacune étant composée d'un

ancien et d'un nouveau brin. Si les bases n'étaient pas complémentaires, l'ADN ne pourrait pas se multiplier.
17. Dans quelle partie de la cellule eucaryote se déroule le processus ci-dessous. Expliquez et situez ces
processus dans un schéma.
•Noyau:
•Processus de réplication:
•Cytoplasme:
•processus de transcription:
18. Etablir proprement, ci-dessous, un graphe simple qui représente la quantité d'ADN contenue dans une
cellule au cours du cycle cellulaire de celle-ci. On utilisera une échelle pertinente pour la quantité d'ADN.
Sur l'échelle de temps, on indiquera clairement où se situent la mitose et l'interphase.
19. Décrire la séquence des évènements dans la synthèse, la sécrétion et la libération de protéines de la
cellule.
Synthèse: combinaison d'acides aminés présents dans le cytoplasme en chaîne protéique par une cellule guidée par
l'information donnée par l'ADN.
1. Transcription : ADN en ARN-m
→
Elle a lieu dans le noyau pour les eucaryotes et dans le cytoplasme pour les procaryotes.
T (thymine) devient A (adénine)
A (adénine) devient U (uracile)
G (guanine) devient C (cytosine)
C (cytosine) devient G (guanine)
2. Maturation :
→
maturation de l'ARN messager (seulement pour les eucaryotes) et passage du noyau au cytoplasme.
3. Traduction :
→
ARN-m en protéine
→
Elle a lieu dans le cytoplasme, l'ARN-m se fixe à un ribosome qui va assembler selon la séquence des
codons (3 bases) les différents acides aminés (1 codon traduit en 1 acide aminé). Grâce à un codon départ
et un codon stop, le ribose va produire la protéine désirée.
Sécrétion: la protéine créée va sortir de la cellule, elle doit passer par la membrane plasmique par exocytose grâce à
une vésicule renfermant la protéine et fusionnant avec la membrane afin de rejeter la protéine vers l'extérieur.
Libération: la protéine est donc libérée afin d'assurer son rôle (ex: l'insuline diminue le taux de sucre).

20. Enoncez les expériences réalisées par Francis Crick et Erwin Chargaff.
Francis Crick: En 1962, il reçoit, avec d'autres, le prix Nobel pour leur découverte concernant la structure moléculaire
des acides nucléiques. En se basant sur les analyses cristallographiques aux rayons X de Franklin, sur les compétences
spécifiques en génétique et en processus biologiques de Watson, il propose la structure en double hélice de la molécule
d'ADN. C'est donc en élaborant successivement plusieurs modèles moléculaires que Crick réussit à proposer une
structure qui satisfasse à l'ensemble des données cristallographiques et biochimiques alors disponibles.
Erwin Chargaff: Il démontre en 1949 qu'il y a autant de thymine (T) que d'adénine (A) et autant de cytosine (C) que de
guanine (G).
21. La diffusion d'un soluté s'effectue selon quels paramètres ?
La diffusion simple se fait sans l'aide d'une protéine de transport.
La diffusion facilitée se fait avec l'aide d'une protéine de transport.
La diffusion de solutés non-chargés s'effectue uniquement selon leur gradient de concentration (plus forte
concentration vers plus faible).
La diffusion des ions s'effectue à la fois selon un gradient de concentration et un gradient électrique (potentiel).
Ces deux gradients constituent le gradient électrochimique qui détermine la direction des ions.
22. Supposons que vous avez quatre copies par cellule d'ARNm mature pour l'insuline, protéine composée de
deux chaînes polypeptidiques comptant au total 51 acides aminés. Supposons qu'un ribosome peut se fixer
à l'ARNm tous les 20 nucléotides. Un acide aminé peut être traduit en 60 millisecondes. Combien de copies
de l'insuline pourraient-elles être synthétisées en trois minutes ?
Un ARN messager contient 4 copies de l’insuline
Insuline : 2 chaînes polypeptidiques avec 51 a.a (total)
1 a.a = 20 nucléotides
1 a.a se traduit en 0,06 sec
Donc 3 min= 180 sec => 3000 a.a => 150 nucléotides traduits
Or l’ARN m contient 4 copies de l’insuline, or 4 insulines = 204 acides aminés => 10,2 nucléotides
Donc au total j’aurai, 15 ARN messager, donc 15 cellules d’insuline.
23. Si vous perciez un trou dans une mitochondrie, celle-ci serait-elle encore capable de réaliser la respiration
oxydative ? Justifiez.
24. Lequel des énoncés suivants est faux ? Justifiez
A. Le produit de la transcription est une molécule d'ARNm
B. La traduction de l'ARNm en protéine a lieu sur l'ARNr
C. La réplication d'un brin d'ADN donne un brin d'ADN complémentaire
D. La réplication de l'ADN a lieu dans le noyau chez les procaryotes
→
Car la réplication de l'ADN dans le cellules eucaryotes est nucléaire, celle des procaryotes se fait dans le
cytoplasme.
25. Complétez la phrase suivante et expliquez: Une cellule représente .....(1)..... de la vie. L'assemblage des
molécules y est assez complexe pour y permettre l'émergence d'une propriété appelée .....(2)...... .
(1) = l'unité structurale
(2) = l'autorégulation (homéostasie)
Explications:
La cellule est l’unite structurale de la vie. C’est la plus petite sous unite de l’organisme capable de vivre seul (ex : organisme
monocellulaire) C’est l’ensemble de toutes ces cellules qui vont assurer les differents mecanismes de la vie.
La cellule est donc capable d'effectuer toutes les activités de la vie. Chaque cellule venant d'une autre cellule, elle-même
constituée d'un assemblage complexe de molécules, on voit apparaître une évolution dans la structure de la cellule.