101-NYA-05 Évolution et diversité du vivant Session A Module 2. Biologie cellulaire et moléculaire Contrôle #2.

Transcription

1 Module 2. Biologie cellulaire et moléculaire Contrôle #2 Module 2 revisité Mise à jour finale: 24 oct ANTIBIOTIQUES. Capsule 1. Le hic des antibiotiques spécifiques 1.1. Les antibiotiques naturels sont produits par les a. Paramécies. b. Moisissures. c. Euglènes. d. Bactéries Associer chacun des éléments ci-dessous soit (1) aux lactamines soit (2) aux aminosides a. Streptomycine, spectinomycine, kanamycine b. Fixation sur les ribosomes. c. Atteinte de la paroi bactérienne. d. Pénicilline, céfixime, ampicilline. e. Blocage de la traduction. f. Blocage de la synthèse de peptidoglycane. g. De par sa structure, la céfixime fait partie du sous-groupe des céphalosporines mais elle possède un cycle lactame La pénicilline est utilisée surtout contre des gram + et on peut donc dire qu elle possède un large spectre d action. a. Vrai. b. Faux Plusieurs raisons expliquent la longue durée des prescriptions d antibiotiques. Parmi celles-ci, on compte le mode d action des lactamines qui touche surtout a. Les vieilles bactéries. b. Les bactéries en croissance active. c. Les bactéries qui viennent de se reproduire. d. Les bactéries qui vivent très longtemps avant de mourir La résistance bactérienne conférée par la β-lactamase a. est spécifique aux gram+. b. permet de catalyser la dégradation (l hydrolyse) d antibiotiques possédant un cycle lactame. c. Permet de dégrader des lactamines dont la structure est très semblable à celle de la pénicilline (ex : ampicilline). d. Ne permet pas (encore) de dégrader le cycle lactame de la céfixime qui appartient au sous-groupe des céphalosporines. e. Permet de dégrader les aminosides tels la streptomycine et la kanamycine. 2. ORGANISATION CELLULAIRE. Capsule 2. Un gros tas de cellules + Exercice 1 : Cellules et organites 2.1. Robert Hooke aurait été le 1 er à utiliser le mot «cells» tout en dessinant ses observations a. De cellules végétales mortes. b. De parois cellulosiques. c. De liège En 2016, sur notre planète, la vie repose minimalement sur la présence de a. Membranes cytoplasmiques b. ADN c. Ribosomes d. Mitochondries e. Lysosomes 2.3. Après une division cellulaire, les cellules d un pluricellulaire sont susceptibles de se différencier, c est-à-dire a. De se spécialiser dans un rôle particulier b. De prendre généralement une forme distinctive c. D exercer des fonctions spécifiques 2.4. Les procaryotes se distinguent des eucaryotes car a. Ils correspondent essentiellement au monde des bactéries b. Leur taille est beaucoup plus petite c. Ils ne possèdent pas de ribosomes d. Ils ne possèdent pas d organites membranaires tels les mitochondries. e. Ils n ont pas d ADN Page 1 sur 8

2 2.5. Associer chacune des structures aux cellules animales (1) et/ou (2) aux cellules végétales (2). a. Lysosomes b. Paroi c. Membranes cytoplasmiques d. Mitochondries e. Centrioles À Revoir: Exercice #1. Cellules et organites 3. MACROMOLÉCULES. Capsule 3. Des molécules pour la vie + Exercices #2, #3 et # Associer les énoncés ci-dessous à la transcription (1) et/ou à la traduction (2) a. Dans le cytoplasme des eucaryotes b. Dans le cytoplasme des procaryotes c. Synthèse d un polypeptide d. Synthèse d un polynucléotide 3.2. Décrire la structure d une molécule d ADN. À Revoir : Exercice # Dans une molécule d ADN, les liaisons H a. Contribuent à maintenir la cohésion entre les deux brins antiparallèles. b. Contribuent à assurer l appariement correct des bases azotées, A avec T, C avec G. c. Contribuent à la stabilité de la molécule, peu importe la température. d. Sont toujours au nombre de deux entre les nucléotides e. Réunissent les riboses et les phosphates 3.4. Décrire la composition d une molécule d ARN tout en précisant la composition des nucléotides. À revoir : Exercice # Distinguer les rôles des 3 principaux types d ARN impliqués dans la synthèse protéique. À revoir : Exercice # Sur l acide aminé suivant, quel(s) chiffre(s) indique(nt) (1, 2 et/ou 3) a. le groupement acide de la molécule b. le groupement amine de la molécule c. une partie variable d un acide aminé à l autre d. la partie pouvant indiquer l extrémité C-terminale d une protéine e. une partie pouvant être impliquée dans un lien peptidique 3.7. Les protéines animales possèdent a. De 100 à 500 acides aminés différents b. Une vingtaine d acides aminés différents c. 64 acides aminés différents 3.8. Une protéine est en fait a. Un peptide puisqu elle est constituée une chaîne d acides aminés b. Un polypeptide c. Un polymère dont les monomères sont réunis par des liaisons peptidiques 3.9. À partir d un brin codant d ADN, déterminer la composition du peptide traduit. À Revoir : Exercice #4 a. Un brin codant comporte la séquence 3 CTT 5 ; la transcription donnera alors le codon? b. Et la traduction donnera ensuite l acide aminé? c. Une mutation modifie la séquence par 3 CTC 5 ; la traduction donnera alors le codon? d. Et la traduction i Donnera le même acide aminé qu avant la mutation. ii Introduira un acide aminé différent dans la protéine. iii Provoquera un arrêt prématuré de la synthèse Les ribosomes des procaryotes et des eucaryotes traduisent de la même manière le code génétique. Ceci a. Explique que l insuline humaine peut aujourd hui être produite par des bactéries. b. S explique par le fait que tous les ribosomes ont exactement la même composition. c. Malgré le fait que les ribosomes procaryotes soient plus petits (70S) que ceux des eucaryotes (80S) Lorsqu une mutation de l ADN entraîne un changement d un seul acide aminé dans une protéine, a. Sa forme tridimensionnelle ne peut être affectée b. Sa conformation risque d être modifiée c. Si la conformation est modifiée, la fonction risque d être affectée Page 2 sur 8

3 3.12. Les enzymes sont des protéines a. Dont le rôle est de catalyser des réactions biochimiques spécifiques. b. Qui sont impliquées dans la grande majorité des réactions dans notre corps. c. Dont le site actif est responsable de la liaison avec un ou des substrats. d. Qui peuvent changer légèrement de conformation lors de la formation d un complexe enzyme-substrat. e. Qui fonctionnent peu importe la température. f. Qui fonctionnent peu importe le ph. g. Commandées par des gènes. h. Qui servent essentiellement à dégrader d autres molécules. i. Qui retrouvent leur état initial une fois leur action effectuée. 4. TRANSFORMATION BACTÉRIENNE ET ANTIBIORÉSISTANCE. Capsule4. Transformation + APP Résistance bactérienne 4.1. Indiquer le rôle des pili, flagelles et paroi bactérienne L ADN bactérien a. Est contenu dans un seul chromosome circulaire. b. Comporte environ gènes. c. Peut être transcrit et traduit presque simultanément puisqu il n y a pas de membrane nucléique Le mécanisme de la scissiparité bactérienne a. Permet que les cellules filles reçoivent chacune une copie complète du chromosome. b. Permet que les cellules filles soient généralement identiques entre elles et à la cellule mère. c. Se produit aussi rapidement qu à toutes les 15 minutes chez E. coli. d. Engendre en moyenne une fois sur 10 millions un mutant pour un gène donné. e. Peut donner quatre cellules filles 4.4. On peut dire qu un plasmide a. Est un mini-chromosome contenant une centaine de gènes b. Est présent chez tous les gramc. Ne peut être répliqué comme un chromosome d. Contient souvent des gènes de résistance e. Peut contenir des gènes de conjugaison 4.5. Associer les énoncés à la transformation (1), la transduction (2) et/ou à la conjugaison (3) : a. Transfert génétique impliquant deux bactéries vivantes à la fin du processus. b. Transfert génétique impliquant un virus. c. Transfert génétique impliquant de l ADN libre dans l environnement d une bactérie. d. Transfert génétique impliquant une bactérie donneuse généralement morte e. Transfert génétique mettant en contact les cytoplasmes des bactéries donneuse et receveuse Définir «pont de conjugaison» ou «pili sexuel» Préciser le mode d action des antibiotiques agissant sur la paroi bactérienne et sur les ribosomes L action des antibiotiques est très spécifique a. La pénicilline ne peut affecter une cellule humaine puisqu elle n a pas de paroi. b. La pénicilline ne peut affecter une cellule végétale puisqu elle n a pas de paroi. c. La streptomycine ne peut tuer les cellules eucaryotes car elle ne se fixe qu aux ribosomes 70S et non aux 80S. d. La streptomycine peut altérer le fonctionnement des mitochondries puisqu elles ont des ribosomes 70S. e. La streptomycine peut entraîner une baisse d énergie chez une cellule humaine. f. La streptomycine ne peut diminuer l énergie des végétaux puisqu ils n ont pas de mitochondries Indiquer (et non décrire) la technique utilisée pour déterminer le Gram et préciser en quoi cette détermination peut être utile en santé Associer les énoncés aux bactéries Gram+ (1) et/ou Gram- (2) : a. Présence de peptidoglycane b. Présence de deux membranes, de part et d autre du peptidoglycane c. Paroi plus épaisse, avec plus de peptidoglycane d. Paroi plus particulièrement affectée par la pénicilline Parmi les nombreux modes de résistance aux antibiotiques, on distingue a. Le refoulement par l action de b. La par l action d enzymes Le mode de résistance le plus souvent associé à une simple mutation est a. Le refoulement de l antibiotique. b. La dégradation de l antibiotique. c. La modification de la cible de l antibiotique. Page 3 sur 8

4 4.13. L augmentation du taux de résistance aux antibiotiques au cours des dernières années implique entre autres a. Leur surutilisation dans le simple objectif d accélérer la croissance des animaux d élevage. b. Leur utilisation souvent inappropriée en santé humaine. c. L accélération de la sélection de bactéries naturellement résistantes. d. La stimulation de mutations par la présence des antibiotiques. e. L adaptation d une bactérie sensible placée en présence d antibiotiques En biotechnologie, les plasmides sont insérés a. Dans les bactéries pour leur faire produire les protéines désirées. b. Dans les caillots sanguins pour les dissoudre. c. Dans les humains pour produire de l insuline et de l hormone de croissance. d. Dans les nappes de pétrole déversé dans les océans. L4. Transformation bactérienne protocole de labo Associer les rôles ci-dessous aux 3 étapes de la transformation : conditionnement (1), choc thermique (2), récupération et expression génique (3). a. Activation des nouveaux gènes reçus avec le plasmide b. Pénétration des plasmides c. Liaison des plasmides et des bactéries, facilitée par la neutralisation de leurs charges négatives de surface Associer les géloses ci-dessous avec les contrôles de la sensibilité aux antibiotiques (1), de la vitalité des bactéries (2) et de l insertion du plasmide (3) : a. Gélose avec antibiotiques, ensemencée avec des bactéries témoins, sans plasmide (non transformées). b. Gélose sans antibiotique, ensemencée avec des bactéries avec ou sans plasmide (transformées ou non) c. Gélose avec arabinose, ensemencée avec des bactéries avec plasmides (transformées) 5. RÉPLICATION ET AMPLIFICATION DE L ADN (PCR). Capsule 5. Fabrique d ADN et Exercices #3 et # La réplication de l ADN s effectue a. Environ toutes les 15 minutes dans une cellule humaine. b. Juste avant le processus de division cellulaire. c. Au minimum trois fois pendant la vie d une cellule Le principal enzyme impliqué dans la réplication de l ADN, l ADN polymérase III, possède certaines limites d action : a. Il ne peut initier lui-même un nouveau brin b. Il ne peut ajouter un nouveau nucléotide qu à l extrémité 5 d un brin existant c. Il ne peut de lui-même fournir l énergie nécessaire à la réaction catalysée d. Il ne peut agir que sur le brin directeur 5.3. Définir ce qu est une origine de réplication et indiquer l importance des unités de réplication de l ADN pour la rapidité du processus A) Placer dans l ordre l action des intervenants suivants au cours de la réplication de l ADN : a. Ligase b. ADN polymérase I c. ADN polymérase III d. Hélicase e. Primase f. Protéines fixatrices d ADN monocaténaire B) Dans cette illustration de la réplication de l ADN, quel chiffre indique précisément a. une ADN polymérase allongeant un brin discontinu b. un fragment contenant du ribose et de l uracile c. la direction vers laquelle se trouve l origine de réplication Page 4 sur 8

5 d. un enzyme reliant entre eux les fragments d Okasaki e. l extrémité 3 d un brin d ADN bicaténaire f. un enzyme catalysant deux réactions (hydrolyse et synthèse) g. une protéine permettant de stabiliser l ADN monocaténaire h. un enzyme capable d initier la formation d un polynucléotide 5.5. La technique PCR vise essentiellement a. À copier le génome d un individu b. À cibler une séquence précise de l ADN à l aide de sondes moléculaires appelés «amorces». c. À produire deux copies de l ADN pour pouvoir l analyser 5.6. A) Associer la bonne température aux étapes de la PCR (94, 72 ou 55) a. Hybridation des amorces avec le segment d ADN visé b. Dénaturation de l ADN c. Élongation de l ADN par la TAQ polymérase B) Comparativement au processus de la réplication de l ADN, la technique PCR se distingue par le fait a. Qu elle utilise des amorces d ADN b. Qu elle utilise un seul type de polymérase c. Que l action de l hélicase est remplacée par une basse température d. Que l action des protéines stabilisatrices est compensée par le maintien d une haute température e. Que l action de la primase n est pas nécessaire. f. Que l action de la ligase n est pas nécessaire. g. Que l élongation se fait sur les deux brins de manière continue (pas de brin discontinu) A) Pendant l étape de dénaturation de l ADN (en PCR), les brins d ADN se séparent car a. l énergie cinétique des molécules prévaut sur la force des liaisons H b. l énergie cinétique des molécules équivaut à la force des liaisons H c. l énergie cinétique des molécules est moindre que la force des liaisons H B) Pendant l étape d hybridation des amorces, ces dernières adhèrent à l ADN cible car a. l énergie cinétique des molécules prévaut sur la force des liaisons H b. l énergie cinétique des molécules équivaut à la force des liaisons H c. l énergie cinétique des molécules est moindre que la force des liaisons H Page 5 sur 8

6 Module 2. Biologie cellulaire et moléculaire Contrôle #2 Module 2 revisité et corrigé! 1. ANTIBIOTIQUES : b et d 1.2. e. 2 f. 2 g. 1 h. 1 i. 2 j. 1 k : b. Faux : b et c 1.5. : b c et d 2. ORGANISATION CELLULAIRE : a b c 2.2. : a b c 2.3. : a b c 2.4. : a b d 2.5. a. 1 c. 1 2 d. 1 2 e MACROMOLÉCULES a. 2 b. 1 2 c. 2 d : a b 3.4. NA 3.5. NA 3.6. a. 2 b. 1 c. 3 d. 2 e : b 3.8. : a b c 3.9. a. 5 GAA 3 b. GLU c. 5 GAG 3 d. i : a c : b c : a b c d g i Page 6 sur 8

7 4. TRANSFORMATION BACTÉRIENNE ET ANTIBIORÉSISTANCE NA 4.2. : a c 4.3. : a b c d 4.4. : d e 4.5. a. 3 c. 1 d. 1 2 e NA 4.7. NA 4.8. : a c d e 4.9. NA a. 1 2 c. 1 d a. pompes membranaires protéiques b. dégradation (ou digestion ou destruction ) : c : a b c : a L4. Transformation bactérienne protocole de labo a. 3 c a. 1 c RÉPLICATION ET AMPLIFICATION DE L ADN (PCR) : b 5.2. : a c 5.3. NA 5.4. A) a. 6 b. 5 c. 4 d. 1 e. 3 f. 2 B) i. 7 j. 6 k. 12 l. 10 m. 11 n. 9 o. 4 p : b 5.6. A) Page 7 sur 8

8 d. 55 e. 94 f. 72 B) : a b d e f g 5.7. A) a d. B) c Page 8 sur 8