1s_cntsvt_2007_10_03.doc 1/6 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
1s_cntsvt_2007_10_03.doc 2/6 Exercice: acides amines et protéines (6 points) Un oligopeptide est formé par l'association glycocolle - alanine - valine. La formule brute du glycocolle est C2 H 5 O 2 N ; celle de l'alanine est C 3 H 7 O 2 valine est C5 H11 O2 N. N ; celle de la 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).
1s_cntsvt_2007_10_03.doc 3/6 Exercice: Le phénotype (6 points)
1s_cntsvt_2007_10_03.doc 4/6 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 10 3 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 10 4 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 10 7 Pour le document 4 (microscopie électronique) on peut estimer G > 4x10 4 et < 10 7 soit G = x 10 6 (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.
1s_cntsvt_2007_10_03.doc 5/6 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 3 La double chaîne anti-parralèlle Les liaisons faibles type hydrogène 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. C 2 H 5 O 2 N 75 g.mol -1 C3 H 7 O 2 N 89 g.mol-1
1s_cntsvt_2007_10_03.doc 6/6 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 couleurs 3 types de cellules en cône fonctionnels Gênes normaux : ADN de référence [monochromatisme] Vision en nuances de gris Cônes dépourvus de pigments Gènes de synthèse des pigments non fonctionnels (ADN modifié) [daltonien] Confusion des couleurs 2 types de cônes sont fonctionnels Anomalie génétique (ADN différent de l ADN de référence). [autres anomalies] Perception des couleurs perturbée Pigment à faible sensibilité Gène (ADN) de synthèse ou de régulation défaillant.