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1 UNIVERSITÉ DE TOULON ET DU VAR U.F.R. de Sciences et techniques DEUG2 Sciences de la vie ANNALES D EXAMENS

2 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR 7 NOVEMBRE 2000 Faculté des Sciences et Techniques La machine à calculer n est pas autorisée. DEUG SV 2 ème année Sujet de Biologie cellulaire (B31) 2 ème Partie : (10 points) Durée : 1 heure I- 1/ Quelles sont les particularités de l ADN télomérique? Quel mécanisme moléculaire découle de cette propriété? Quelles en sont les conséquences au niveau cellulaire? (1,5 points) 2/ Différents types de lésions peuvent toucher l ADN :quelle est la plus fréquente? A l aide d un schéma simple et bien annoté, montrer le mécanisme de réparation en précisant les enzymes impliquées à chaque étape. (2 points) 3/ (schéma joint). Sur votre copie, donner le nom de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, légendes du schéma joint. En quelques mots (3 lignes maximum), donner le rôle/fonction des numéros suivants : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Indiquer sur une reproduction rapide du schéma sur votre copie le sens de la synthèse de l ADN sur les deux brins fils. (2,5 points) 2 _ _ 4 8 _ _

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4 II- 1/ Définissez un radio-isotope. (0,25 points) 2/ Expliquer ce que représentent la période d un isotope et l activité d un échantillon en radioactivité. (0,5 points) 3/ Problème : Des cellules somatiques en croissance d une même lignée cellulaire sont utilisées dans l ensemble des expériences décrites ci-après. Expérience 1 : Dans des boîtes de Pétri, sont mises en culture des cellules animales au fond desquelles elles adhèrent rapidement. Des mesures de croissance ont permis de déterminer un temps de génération de 20 heures. L observation au microscope montre qu à tout instant, 5 % des cellules sont en mitose. 3-1/ La culture est-elle synchrone ou asynchrone? Pourquoi? (0,5 points) Expérience 2 : De la thymidine 3 H est ajoutée au milieu de culture au temps t 0. A t min, la culture est lavée pour éliminer la thymidine 3 H non incorporée. Après autoradiographie, 25 % des cellules présentent des grains d argent. 3-2/ Quelle est la durée de la phase S? Expliquer. (0,5 points) Expérience 3 : Elle permet de déterminer notamment le pourcentage de cellules en phase G1 par analyse avec un appareil particulier. 3-3/ Décrire cette expérience. Vous donnerez le type d appareil utilisé, vous dessinerez l allure de la courbe obtenue et son mode d interprétation. (1 point) Cette expérience a permis de montrer que le pourcentage de cellules en phase G1 est de 45 %. 3-4/ Déterminer la durée de la phase G1. (0,25 points) 3-5/ Dessinez le cycle d une de ces cellules : en abscisses, le temps en heures, en ordonnée, les compléments d ADN/cellule. (1 point)

5 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR 2 FEVRIER 2001 Faculté des Sciences et Techniques DEUG SV 2 ème année Sujet de Biologie cellulaire (B31) Durée de l épreuve : 3h La machine à calculer n est pas autorisée. I- (2 points) Faites un schéma annoté montrant l insertion co-traductionnelle, dans la membrane du reticulum, d une protéine bitopique (c est-à-dire ne possédant qu un seul segment transmembranaire) II- (5,5 points) Chez les Eucaryotes, différentes étapes de maturation et de modifications sont nécessaires pour synthétiser des ARNm matures. 1/ Quelle est la nature de ces modifications? Préciser le type d ARN concerné et les rôles possibles de ces modifications. 2/ Définir en deux phrases la maturation. III- (4,5 points) Quelles sont les caractéristiques du code génétique? Le code génétique est traduit grâce à des molécules adaptatrices. 1/ Quel est le principal adaptateur? Schématiser sa structure. 2/ Discuter de la précision de cet adaptateur en vous appuyant sur un schéma. IV- (2 points) Décrivez les différents types de centrifugation en gradient que vous connaissez. Illustrez votre réponse à l aide de schémas. V- (2 points) Donner le principe de l immunoenzymologie. Comment l antigène peut-il être localisé?

6 VI- Exercice : (4 points) Se référer à l annexe : code génétique Après qu elle a été synthétisée, on enlève quelques acides aminés à l extrémité C-terminale de la bêta-lactamase de B. licheniformis. On peut déduire la séquence C-terminale de cette enzyme en la comparant à celle d un mutant pour lequel la phase de lecture a été décalée. On donne ci-dessous les séquences en acides aminés, du résidu 263 à l extrémité C-terminale, de l enzyme sauvage purifiée et du mutant frameshift (décalage du cadre de lecture) : sauvage : N M N G K mutant : N M I W Q I C V M K D 1/ Quel événement mutationnel a donné naissance au mutant frameshift? A l aide des données fournies en annexe, détailler votre réponse. 2/ En déduire le nombre d acides aminés et, dans la mesure du possible, la séquence C- terminale de l enzyme sauvage. Grâce aux données en annexe, expliciter votre réponse. ANNEXE :

7 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR 2 MAI 2001 Faculté des Sciences et Techniques DEUG SV 2 ème année OPTION : Sujet de Microbiologie et Immunologie (B43 et B44) Durée de l épreuve : 2h La machine à calculer n est pas autorisée. Les 2 parties sont à rédiger sur des copies séparées. 1 ère partie : Microbiologie (13 points) I (1 point) Que sont les eubactéries et les archaebactéries? De quelles façons diffèrent-elles les unes des autres? II (3 points) Woese a construit un arbre phylogénétique universel qui modifie l ancienne conception de la classification des organismes. 1- Donnez les noms et les caractéristiques principales des différentes catégories d organismes dans l ancienne classification. 2- Quelle a été sa démarche pour diviser les organismes en différents groupes? 3- Comment a-t-il dénommé ces groupes? 4- Schématiser l arbre phylogénétique universel établi par Woese. III (1,5 points) Dessinez une cellule procaryote et indiquez toutes les structures constantes et facultatives. IV (2 points) En vous appuyant sur des schémas, montrez les différences dans la paroi des bactéries à Gram négatif et des bactéries à Gram positif. V (2,5 points) 1- Qu est-ce-que la virulence? Donnez les définitions des trois caractéristiques qui déterminent la virulence d un pathogène. 2- Comment mesure-t-on la virulence? Appuyez votre réponse sur un schéma. VI (3 points) 1- A l aide d un tableau, comparez les caractéristiques générales des exotoxines et des endotoxines 2- En prenant comme exemple de toxine à cible intracellulaire la toxine diphtérique, décrivez le mécanisme par lequel cette toxine pénètre dans les cellules et peut les altérer. Soyez précis dans votre réponse que vous appuierez sur un schéma.

8 2 ème partie : Immunologie (7 points) I (2,5 points) A l aide d un schéma, montrez le processus de phagocytose. Par quels mécanismes l organisme englobé est-il détruit? Citez deux stratégies de survie dans le macrophage d agents pathogènes intracellulaires que vous nommerez. II (1 point) Schématisez de manière précise la structure d une immunoglobuline. I (2,5 points) Citez les cinq classes d immunoglobulines et donnez leurs principales caractéristiques et propriétés. I (1 point) A l aide d un schéma, montrez le mécanisme de production d une chaîne lourde d immunoglobuline.

9 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR 12 JUIN 2001 Faculté des Sciences et Techniques DEUG SV 2 ème année Sujet de Génétique (B41) Durée de l épreuve : 3h La machine à calculer n est pas autorisée. I (0,5 points) Donnez la définition d une unité de carte génétique en 3 phrases maximum. II (1,5 points) En quoi consiste un croisement-test? Quelle en est l utilité? Précisez la nécessité d un testcross dans le cas de loci portés par le chromosome X. III (4 points) 1- Nommez les deux grandes catégories de bactériophages et donnez leurs principales caractéristiques. 2- Définissez les phénomènes de transduction généralisée et spécialisée. Illustrez ces deux phénomènes et leurs conséquences sur deux schémas précis et détaillés. IV (3 points) L anémie drépanocytaire est une maladie humaine des globules rouges transmise de manière héréditaire. 1- Quel est le gène impliqué? 2- Quels sont les génotypes possibles et les phénotypes correspondants? 3- Schématisez le profil électrophorétique de la protéine affectée dans cette maladie pour l ensemble des cas génotypiques possibles. 4- Donnez de manière claire et succincte le mécanisme responsable du phénotype caractéristique des globules rouges dans cette pathologie. V (1 point) Quelles sont les caractéristiques des plasmides utilisés en génie génétique?

10 VI Exercices Les trois exercices sont indépendants. Exercice 1 (3 points) Les groupes sanguins peuvent être utilisés dans le cas de recherches en paternité. Rappelons que le système de groupes sanguins ABO comprend les allèles suivants : l allèle I A (antigène A) est codominant avec l allèle I B (antigène B). L allèle i qui ne conduit à la formation d aucune structure antigénique détectable est entièrement récessif. 1/ Construisez un tableau mettant en correspondance le phénotype «groupe sanguin» et les différents génotypes possibles. Un homme demande le divorce, arguant de l infidélité de sa femme. Les deux premiers enfants appartiennent respectivement aux groupes O et AB. Le troisième, que le mari refuse de reconnaître, est du groupe B. 2/ Peut-on en conclure que l homme n est pas le père du troisième enfant? Expliquez votre raisonnement. Un autre essai a été fait par analyse du système M-N qui est un système codominant. Le troisième enfant est du groupe M, l homme du groupe N. 3/ Que peut-on en conclure? Justifiez. Exercice 2 (3 points) La thalassémie est une maladie héréditaire chez l homme qui se caractérise par une anomalie des globules rouges et de l anémie. Les homozygotes T M T M sont atteints de thalassémie aiguë et meurent avant la puberté. Les hétérozygotes T N T M ne sont atteints que de la forme légère de la maladie. Les homozygotes T N T N sont normaux. 1/ Dans le cas d un mariage entre un individu hétérozygote et un individu normal, décrivez ce croisement. Quelle est la proportion des enfants qui atteint l âge adulte et quelle est alors la proportion d individus normaux? 2/ Parmi les adultes issus de mariages entre hétérozygotes (vous décrirez le croisement), quelle sera la proportion d anémiés? Exercice 3 (4 points) Chez la drosophile, le gène récessif kidney (k) responsable de la forme en haricot de l œil est situé sur le 3 ème chromosome. La couleur orange de l œil appelée cardinal est due à un allèle récessif (cd) situé sur le même chromosome. Entre deux loci se situe un 3 ème locus dont un allèle récessif ebony (e) est responsable de la couleur noire du corps. 1 er croisement : des femelles homozygotes kidney cardinal sont croisées par des mâles homozygotes ebony. 2 ème croisement : les femelles F1 issues du 1 er croisement ont fait l objet d un test-cross dont 4000 descendants ont été analysés. Il a été trouvé :

11 1761 kidney, cardinal 97 kidney 1773 ebony 89 ebony, cardinal 128 kidney, ebony 6 kidney, ebony, cardinal 138 cardinal 8 sauvage 1/ Ecrivez le génotype des parents dans le 1 er croisement. Donnez le génotype et le phénotype des individus de la F1. 2/ Regroupez les individus de la F2 en deux catégories : vous indiquerez sur quelle différence se base votre classification. 3/ - En vous appuyant sur des schémas simples de génotype, expliquez par quel mécanisme vous pouvez regrouper certaines catégories de F2. - Estimez les distances génétiques séparant les différents loci. 4/ Concluez par la proposition d une carte génétique du chromosome N 3 pour les 3 loci envisagés.

12 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR Année universitaire Faculté des Sciences et Techniques Session de septembre DEUG SV 2 ème année Sujet de Génétique (B41) Durée de l épreuve : 2h La machine à calculer n est pas autorisée. I/ (3 points) Donnez la définition (en 2 phrases maximum pour chacun) des termes suivants : le génotype le phénotype une unité de carte génétique II/ (2 points) Schématisez le phénomène de brassage intrachromosomique au cours de la méiose pour deux gènes liés dans une cellule à 2n=2. III/ (3 points) Appuyez-vous sur un schéma pour décrire l expérience de Griffiths qui a mis en évidence le mécanisme de transformation bactérienne. IV/ Exercices Les trois exercices sont indépendants. Exercice 1 (3,5 points) Les chevaux Palomino sont des hybrides de couleur dorée avec une queue et une crinière claires. Ce système de coloration est régi par un couple d allèles codominants D 1 et D 2. Un cheval D 1 D 1 est noisette, l hétérozygote est Palomino et l homozygote D 2 D 2 qu on appelle cremello est presque blanc. 1/ Si on croise des Palomino entre eux (vous décrirez le croisement), quel sera le rapport Palomino - non Palomino parmi les descendants? 2/ Parmi les non-palomino de la question précédente, quel est le pourcentage d individus de souche pure? 3/ Quel croisement produit uniquement des Palomino?

13 Exercice 2 (3 points) Chez le cochon d Inde, L conduit à des poils courts, l à des poils longs(l est dominant sur l) La couleur des poils est sous la dépendance d un couple d allèles codominants, indépendants des précédents, tels que : C Y C Y =jaune, C Y C W =crème, C W C W =blanc. On croise entre eux des individus Ll C Y C W. Quels sont les génotypes et phénotypes des individus de la F1 et leurs proportions? Vous justifierez votre démarche. Il est recommandé d utiliser une méthode rapide et synthétique. Exercice 3 (5,5 points) Chez le maïs, le gène récessif sh est responsable de la production de grains à albumen rétracté. Quand l allèle dominant sh + est présent, les grains sont pleins. L allèle récessif c provoque une absence de couleur de l albumen alors que l allèle dominant c + permet sa coloration. Ces deux gènes sont localisés sur le même chromosome. On croise deux plantes homozygotes. La F1 est homogène à grains pleins et colorés. Cette F1 fait l objet d un test-cross dont la descendance est composée de : 149 grains rétractés et colorés 4035 grains rétractés, non colorés 152 grains pleins, non colorés 4032 grains pleins, colorés. 1/ Quels sont les génotypes et phénotypes des parents? Vous appuierez votre raisonnement sur en regroupant les individus de la F2 en deux grandes catégories : vous indiquerez sur quelle différence se base votre classification. 2/ Quel est le génotype et le phénotype des individus de la F1? Pour ce faire, vous décrirez le croisement entre les parents. 3/ Estimez la distance séparant les loci des gènes sh et c.

14 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR Année universitaire Faculté des Sciences et Techniques Session de septembre DEUG SV 2 ème année Sujet de Biologie cellulaire (B31) Durée de l épreuve : 2h La machine à calculer n est pas autorisée. I/ (2 points) Quelles sont les particularités de l ADN télomérique? Quel mécanisme moléculaire découle de cette propriété? Quelles en sont les conséquences au niveau cellulaire? II/ (2,5 points) Que sont les spliceosomes et quel est leur rôle? (en précisant tout d abord le type d ARN sur lequel ils exercent leur action) III/ (4,5 points) Sur votre copie, donner le nom de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, légendes du schéma joint. En quelques mots (3 lignes maximum), donner le rôle/fonction des numéros suivants : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Indiquez sur une reproduction rapide du schéma sur votre copie le sens de la synthèse de l ADN sur les deux brins fils. (il est interdit de compléter les légendes sur le sujet)

15 IV/ Exercice (11 points) Les virus sont des parasites intracellulaires, c est-à-dire qu ils ne peuvent se répliquer que dans une cellule hôte. Le Virus de la Stomatite Vésiculaire (VSV) est un virus à enveloppe. Les particules virales quittent la cellule infectée par bourgeonnement au niveau de certaines régions de la membrane plasmique où se sont préalablement concentrées les protéines de l enveloppe virale nouvellement synthétisées (voir figure jointe). La synthèse des protéines de l enveloppe virale s effectue selon des modalités semblables à celles suivies par les protéines constitutives de la membrane plasmique de la cellule hôte. Au cours de ce problème, vous devez notamment découvrir pourquoi la cellule infectée est un excellent modèle pour l analyse de la synthèse des protéines membranaires, ainsi que pour l étude des modifications post-traductionnelles (essentiellement des glycosylations) que subissent ces protéines. EXPERIENCE 1 : Des cellules animales en culture sont infectées par du VSV. De la méthionine 35 S est ajoutée au milieu de culture recouvrant le tapis de cellules infectées. Quelques heures après le début de l infection on recueille : -d une part les particules virales libérées dans le milieu de culture, -d autre part les cellules, par grattage du fond des boîtes de culture. Ces deux échantillons sont mis en suspension dans une solution contenant un détergent afin d en solubiliser les constituants. Ces préparations sont analysées par électrophorèse en gel de polyacrylamide en présence de dodécylsulfate de sodium (SDS). Les gels sont ensuite colorés par un colorant spécifique des protéines et autoradiographiés. La coloration du gel correspondant aux particules virales révèle cinq bandes. Ces mêmes cinq bandes se retrouvent sur l autoradiographie de ce gel. QUESTION 1 : (1 points) Que pouvez-vous déduire de ces résultats?

16 La coloration du gel correspondant aux cellules infectées révèle des dizaines de bandes, alors que sur l autoradiographie de ce gel, on n observe que les cinq bandes des protéines virales. QUESTION 2 : (2 points) Qu en concluez-vous quant à la synthèse protéique dans les cellules infectées? Comment ce type d infection virale conduit-il plus ou moins rapidement à la mort des cellules hôte? EXPERIENCE 2 : Le protocole de cette expérience est le même que précédemment mis à part que le précurseur radioactif est du mannose 3 H et que seul le milieu de culture est recueilli afin d obtenir des particules virales. La coloration des gels révèle toujours cinq bandes, alors que l autoradiographie ne révèle qu une seule bande correspondant à l une des cinq protéines observées sur le gel coloré (cette protéine sera ensuite appelée G). QUESTION 3 : (2 points) Qu en concluez-vous sur la nature de la cette protéine et des autres protéines virales? EXPERIENCE 3 : Trois heures après l infection de cellules en culture par VSV, de la méthionine 35 S ou du mannose 3 H sont ajoutés au milieu de culture des cellules infectées, pendant cinq minutes. Les cellules sont immédiatement lavées puis homogénéisées. A partir de l homogénat, des microsomes rugueux sont purifiés. QUESTION 4 : (2 points) Comment prépare-t-on des microsomes rugueux et à quoi correspondent-ils? La préparation de microsomes rugueux est solubilisée par un détergent puis soumise à une électrophorèse en gel de polyacrylamide-sds suivie d une autoradiographie. Sur l autoradiogramme, quel que soit le marqueur radioactif utilisé, on détecte qu une seule bande correspondant à la glycoprotéine virale. QUESTION 5 : (2 points) Qu en concluez-vous sur le lieu de synthèse des différentes protéines constitutives du VSV? Il a été précédemment mentionné que ces cellules infectées par le VSV constituaient un excellent modèle pour l étude de la synthèse et des modifications post-traductionnelles des protéines membranaires. QUESTION 6 : (2 points) D après les résultats précédents, pouvez-vous préciser les avantages de ce système? In vivo, dans quels compartiments cellulaires retrouverait-on la protéine G avant que le VSV ne quitte la cellule?

17 UNIVERSITE DE TOULON ET DU VAR Année universitaire Faculté des Sciences et Techniques Session de septembre DEUG SV 2 ème année OPTION : Sujet de Microbiologie et Immunologie (B43 et B44) Durée de l épreuve : 2h La machine à calculer n est pas autorisée. Les 2 parties sont à rédiger sur des copies séparées. 1 ère partie : Microbiologie (12 points) I (1,5 points) Dessinez une cellule procaryote et indiquez toutes les structures constantes et facultatives. II (3 points) 1- Montrez les différences dans la paroi des bactéries à Gram négatif et des bactéries à Gram positif. Incluez des schémas dans la réponse. 2- Sur quel principe est basé la coloration de Gram? Quel en est son protocole? III (2 points) Décrivez les postulats de Koch en détail. IV (2,5 points) 1- Qu est-ce-que la virulence? Donnez les définitions des trois caractéristiques qui déterminent la virulence d un pathogène. 2- Comment mesure-t-on la virulence? Appuyez votre réponse sur un schéma. V (3 points) Pourquoi la peau n est-elle pas ordinairement un micro-environnement favorable à la colonisation bactérienne? Comment les microorganismes contribuent-ils à l odeur corporelle? Quel rôle physiologique joue Propionibacterium acnes dans l apparition de l acné juvénile?

18 2 ème partie : Immunologie (8 points) I (3 points) A l aide d un schéma, montrez le processus de phagocytose. Par quels mécanismes l organisme englobé est-il détruit? Citez deux stratégies de survie dans le macrophage d agents pathogènes intracellulaires. II (2 point) Schématisez de manière précise la structure d une immunoglobuline. III (3 points) Par quel mécanisme un lymphocyte B activé par l antigène peut-il produire des anticorps de classe différente? Quel en est l intérêt lors de la réponse immune? Vous appuierez votre réponse sur un schéma.

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