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Partie Biologie II
Cellule, ADN et unité du vivant.
Connaissances exigibles
Au-delà de leur grande diversité, les êtres vivants présentent de grandes similitudes à l'échelle
cellulaire, à l'échelle moléculaire et à l'échelle de l'organisme.
Diversité et similitudes sont contrôlées par un programme génétique dont le support universel est la
molécule d'ADN.
Les similitudes aux différents niveaux d'organisation confortent l'idée d'une origine commune de tous
les êtres vivants.
1- La cellule est l’unité élémentaire d’organisation et de fonctionnement des êtres
vivants.
1-1-La membrane cytoplasmique limite le compartiment intracellulaire.
1-2-Le cytoplasme est le siège du métabolisme.
1-2-1 Le métabolisme est l’ensemble des transformations chimiques réalisées par la cellule.
1-2-2 Les besoins nutritifs des cellules permettent de distinguer deux grands types de
métabolisme : autotrophie et hétérotrophie.
Les besoins nutritifs des cellules autotrophes se limitent à des substances exclusivement
minérales.
Les cellules hétérotrophes nécessitent, de plus, l’apport de substances organiques.
1-3-Le matériel génétique, sous forme de chromosome, contrôle l’activité cellulaire.
1-3-1 Le métabolisme de la cellule est sous le contrôle de son programme génétique.
1-3-2 La division de la cellule est également sous le contrôle de son programme génétique.
Les divisions assurent la croissance des populations cellulaires sans en modifier leurs
caractéristiques génétiques.
2- L’acide désoxyribonucléique (ADN ) est le support universel de l’information
génétique.
2-1- A l’issue d’une division cellulaire, chaque chromosome contient une seule molécule d’ADN.
2-2- Une molécule d’ADN est formée de deux chaînes brins.
2-2-1- Chaque brin est constitué d’une succession de nucléotides ;
Il existe quatre nucléotides différents :
 nucléotide à adénine (A) ;
 nucléotide à thymine (T) ;
 nucléotide à cytosine (C) ;
 nucléotide à guanine (G).
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L’ordre de succession des nucléotides définit la séquence du brin.
2-2-2- Les deux brins sont associés l’un à l’autre :
Un G d’un brin à un C de l’autre brin, un A d'un brin à un T de l’autre.
2-3- Chaque molécule d’ADN porte de nombreux gènes.
2-3-1- Un gène est un segment d’ADN contenant une information génétique.
2-3-2- Cette information est codée par la séquence de nucléotides.
2-4- Les mutations sont responsables de la variabilité de l’information génétique.
2-4-1- Une mutation modifie au hasard la séquence des nucléotides.
2-4-2- Une mutation peut entraîner la modification d’un gène.
2-4-3- Un allèle est une variante de la séquence des nucléotides d’un gène.
2-4-4- L’apparition de nouveaux allèles augmente la diversité des individus.
2-4-5- Les mutations peuvent affecter n’importe quel gène de n’importe quelle cellule.
Seules les mutations affectant des cellules de la lignée germinale sont transmissibles à la
descendance d’un individu.
Quand elles affectent les cellules somatiques, elles peuvent provoquer des cancers.
2-4-6- Des facteurs de l’environnement favorisent l’apparition des mutations.
3- Malgré leur diversité, les êtres vivants présentent une unité d’organisation et de
développement, qui révèle une parenté entre tous les êtres vivants.
3-1- Les Vertébrés présentent un plan d’organisation commun.
3-1-1- Le plan d’organisation précise la position relative des organes.
3-1-2- Le plan d’organisation des Vertébrés est défini selon trois axes de polarité.
L’axe antéro-postérieur est marqué par la succession tête-tronc-queue.
L’axe dorso-ventral est marqué par la position dorsale des centres nerveux
et la position ventrale de l’appareil digestif.
L’axe de symétrie bilatérale définit les parties droite et gauche du corps.
3-2- La mise en place du plan d’organisation selon ces axes a lieu au cours du
développement embryonnaire.
3-2-1- L’édification de l’organisme nécessite des divisions, des migrations et des
différenciations cellulaires.
3-2-2- Chez les Vertébrés, on retrouve des stades communs au cours du développement
embryonnaire.
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3-3- Les étapes du développement embryonnaire sont contrôlées par des gènes.
3-3-1- Certains de ces gènes, les gènes homéotiques, contrôlent la mise en place des
différentes régions du corps d’un animal le long de l’axe antéro-postérieur.
3-3-2- Les gènes homéotiques présentent de nombreuses similitudes d’une espèce à
l’autre :
dans leur séquence ;
dans leur fonction.
3-3-3- La similitude des gènes impliqués dans le développement témoigne de l'existence
d'un ancêtre commun à l'ensemble des Vertébrés.
3-3-4- La présence de gènes homologues chez les autres organismes permet d'étendre
cette parenté à l'ensemble des êtres vivants.
Expressions et mots clés
ADN
allèle
autotrophie
axe de polarité
cellule
chromosome
cytoplasme
développement embryonnaire
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diversité
division cellulaire
gène
gènes du développement
hétérotrophie
information génétique
membrane cytoplasmique
métabolisme
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molécule
mutation
nucléotide
organisme
parenté
plan d'organisation
séquence
unité du vivant
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