mercredi 1 avril 2015

Cahier de texte TS6. Spécialité, 2014-2015

Vendredi 5 septembre.
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
La composition initiale de l'atmosphère terrestre. Evolution du taux de CO2 des origines à aujourd'hui: quelques mécanismes.

Vendredi 12 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Evolution du taux de dioxygène depuis les origines. Signification des minerais de fer rubané et rôle des cyanobactéries.

Vendredi 19 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Utilisation de la mesure du ∆18O dans les carottes de glaces et dans les tests de foraminifères.

Vendredi 26 septembre
Pas de spé, sortie scolaire

Vendredi 3 octobre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Utilisation de l'indice stomatique pour déterminer le taux de CO2. Travail pratique sur une feuille de Gingko biloba (4 binômes)
Extraction de grains de pollen de la tourbe (5 binômes).

Vendredi 10 octobre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Synthèse des activités précédente. utilisation d'un diagramme pollinique
Les paramètres astronomiques influant sur les climats. Rôle de l'albédo
Cours assuré par Benoît Delcour en mon absence pour arrêt maladie.

Vendredi 17 octobre
Dans le cadre de Sciences en fête, conférence de Michael Salson, maître de conférence à Lille I sur la bio-informatique.

Vendredi 7 novembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Analyse des conséquences climatiques et écologiques de l'éruption du Toba (- 75 000 ans) sous la forme d'un article de journal.

Vendredi 14 novembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Les climats de l'avenir. Travail de groupe sur le rapport du GIEC 2014 et mise en commun. Utilisation du logiciel Simclimat.

Vendredi 21 novembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Présentation de la molécule d'ATP
— Activité de groupe : extraction et mise en évidence du glycogène musculaire

Vendredi 28 novembre
Pas de séance. Journée pédagogique

Mercredi 3 décembre
Rattrapage 1 heure
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Les différents types de métabolisme et de fibres musculaires
— Le métabolisme anérobie alactique
— La molécule de glycogène

Vendredi 5 décembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Le métabolisme anaérobie lactique
— Le métabolisme respratoire
— Activités de groupes : conditions de production d'ATP par du tissu de moule. Observation de fibres musculaires striées chez la grenouille

Vendredi 12 décembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
Bilan général sur l'activité musculaire. Le rôle de la myosine et de l'actine

Vendredi 19 décembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
La respiration
Activités de groupes :
— Mise en évidence de la consommation d'oxygène par une suspension de levure en présence de glucose par EXAO.
— Mise en évidence du phénomène de respiration sur du tissu de navet par réduction du bleu de méthylène.

Vendredi 9 janvier
Thème 2. Energie et cellule vivante
La respiration
Mise en commun et synthèse sur la respiration

Vendredi 16 janvier
Thème 2. Energie et cellule vivante
Les fermentations
— fermentation alcoolique : montage, mise en évidence du CO2 et de l'éthanol
— fermentation lactique : observation des bactéries du yaourt

Vendredi 23 janvier
Thème 2. Energie et cellule vivante
La photosynthèse
— Mise en évidence du dégagement d'O2 chez l'élodée par EXAO
— observation microscopique d'une feuille d'élodée et mise en évidence de la cyclose. Dessin légendé et titré.
— Mise en évidence de l'influence de l'intensité lumineuse dur la photosynthèse par comptage des bulles d'oxygène.

Vendredi 30 janvier
Thème 2. Energie et cellule vivante
La photosynthèse
— Chromatographie sur papier de la chlorophylle brute
— Extraction de la chlorophylle brute de feuilles d'épinard : propriété optique (spectroscopie, spectrophotométrie, fluorescence aux UV
— Séparation des constituants de la chlorophylle par solvants non miscibles (en démonstration)

Vendredi 6 février
Thème 2. Energie et cellule vivante
La photosynthèse
— Mise en évidence de la relation entre longueur d'onde et efficacité photosyntétique (peu concluante car élodées trop vieilles)
— Evaluation formative : l'expérience de Engelman
— analyse des expériences de Hill et de Ruben et Kamen

Vendredi 13 février
Thème 2. Energie et cellule vivante
La photosynthèse
— Mise en évidence de la relation entre longueur d'onde et efficacité photosyntétique.
— Synthèse de la phase photochimique
— Les expériences de Gaffron, Arnon et Calvin

Vendredi 13 mars
Thème 2. Energie et cellule vivante
La photosynthèse
— Schéma bilan. Etudes de quelques questions du bac. Préparation à l'ECE blanche du 20 mars

Vendredi 20 mars
ECE du bac blanc

Vendredi 27 mars
Thème 3. Corps humain et santé
La catalyse enzymatique
— mise en évidence du rôle d'une enzyme : l'amyalse salivaire.
— comparaison avec une hydrolyse acide : premières caractéristiques
— comparaison de l'action de l'amylase avec celle de la pepsine. Notion de spécificité de substrat.

Vendredi 3 avril
Thème 3. Corps humain et santé
La catalyse enzymatique
— Par groupe de 2 : Proposer un protocole expérimental pour mettre en évidence l'effet du pH et de la température sur l'activité de l'amylase salivaire
— Application protique après la mise en commun.

Vendredi 10 avril
Thème 3. Corps humain et santé
La catalyse enzymatique
— mise en commun des observations des séances précédentes
— étude du syte catalytique à l'aide du site Molécules en 3D
— quelques exercices sur l'activité enzymatique

Vendredi 17 avril
Thème 3. Corps humain et santé
Le métabolisme du glucose
— définition de la glycémie
— étude de textes de Claude Bernard
— mise en pratique de l'expérience du foie lavé
— extraction du glycogène du foie

Cahier de texte TS6. Partie spécifique, 2014-2015

Mercredi 3 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Remise en place de quelques notions de génétique de 1ère S sous forme de discussion

Accompagnement. Présentation de l'épreuve de SVT au bac S spé SVT.

Lundi 8 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Présentation du cycle de l'espèce humaine. Signification de la méiose et de la fécondation.
Présentation de la méiose à travers l'étude chez le criquet mâle.
Mise en place des grandes étapes de la méiose.

Mercredi 10 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Fin de la mise en place de la méiose. Succession d'une division réductionnelle et d'une division équationnelle.

Accompagnement. Groupe A : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes B et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 12 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Déroulement de la méiose et de la fécondation.

Lundi 15 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Analyse à partir de comptages, des croisement black vestigial x sauvage et ebony vestigial x sauvage chez la drosophile.

Mercredi 17 septembre
Elections des délégués
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Mise en place des notions de brassage interchromosomique et intrachromosomique.
Exercice pour le lundi 22 septembre

Accompagnement. Groupe B : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Lundi 22 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique 
Correction de l'exercice distribué le 17 septembre.
Les anomalies de la méiose
— Les anomalies chromosomiques. Origine des trisomies durant la méiose, quelques anomalies.
— Origine des familles multigéniques. Utilisation du logiciel Phylogène pour l'étude de la famille des globines.

Mercredi 24 septembre
Evaluation sommative
Thème 1A. Génétique et évolution 
Les anomalies de la méiose
— Origine des familles multigénique. Les mécanismes.

Accompagnement. Groupe C : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et B : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 26 septembre
Pas de cours. Sortie scolaire.

Lundi 29 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— polyploïdisation. L'exemple de la Spartine
— symbiose. Le cas des lichens. Utilisation de la caméra couplée au microscope.Observation de mycelium de champignon, de pleurocoques et de coupe de Lichen.

Mercredi 1er octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
Synthèse des activités précédentes. 
— Transferts horizontaux de gènes. Exemple de l'Elysie émeraude.

Accompagnement. Correction de l'évaluation n°1. Etude d'un croisement entre deux hétérozygotes dominants.

Lundi 6 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Rôle des gènes homéotiques
— Evolution des comportements : le cas des Macaques japonais

Mercredi 8 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Comment définir une espèce ? Aspect historique de la question

Accompagnement. Correction du DS n°1. Quelques pistes d'analyse du travail sur Lyssenko.

Vendredi 10 octobre
Arrêt maladie

Lundi 13 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Dérive génétique et sélection naturelle. travail sur le logiciel de Philippe Cosantino. Cas pratique : relation entre la drépanocytose et le paludisme
— Spéciation : étude du cas du Pizzly et des croisements entre Félidés d'espèces différentes.

Mercredi 15 octobre
2 heures de cours
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Comment définir une espèce ? Le darwinisme et la théorie synthétique de l'évolution.
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates. Notion de caractère ancestral et dérivé.

Lundi 3 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
Travail par groupe
— mesure de l'angle facial chez l'homme et le chimpanzé (laser ou mesurim)
— caractéristiques du bassin
— position du trou occipital (logiciel Homininés)
— arbre phylogénétique des Homininés avec le logiciel Phylogène


Mercredi 5 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
— Etablissement d'un arbre phylogénétique simplifié des Primates
— La bipédie chez les Hominoïdes à partir d'une vidéo de Pascal Picq

Accompagnement. Groupes de travail sur le schéma-bilan des chapitres consacrés à la biodiversité

Vendredi 7 novembre

Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
— comparaison des caryotypes
— comparaison de la molécule de globine epsilon
— les problèmes de augmentation du volume crânien et du langage
— quelques éléments sur le comportement des Hominoïdes

Lundi 10 novembre 
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
La lignée humaine, une notion très discutée
— Activité de groupe : A partir d'une collection d'éléments anatomiques (crâne, bassins) et d'outils, retrouver quelques marqueurs de la lignée humaine.
— Mise en commun : de Toumaï à Homo erectus


Mercredi 12 novembre 
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
La lignée humaine, une notion très discutée
— mise en commun (fin) : de Homo neanderthalensis à Homo sapiens
— Quelques éléments sur l'art préhistorique.
Origine des populations actuelles d'Homo sapiens
— les hypothèses

Accompagnement : correction de la partie spécialité du DS n° 2

Lundi 17 novembre
Thème 2. La vie fixée
Circulation des substances dans la plante
— Travail de groupes : en vue de l'élaboration d'un schéma de synthèse de la plante, observations de l'ascension d'un colorant vital dans une plante, de coupes transversales de racine et de tiges, des vaisseaux conducteurs de sève et de stomates d'épiderme de poireau.

Mercredi 19 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
Origine des populations actuelles d'Homo sapiens
— L'ADN mitochondrial et le modèle de l'Eve mitochondriale
Thème 2. La vie fixée
Les défenses de la plante
— Carences en substances minérales
— Résistance à la sécheresse

Accompagnement. Travail de groupe : Elaboration d'un schéma synthétique du fonctionnement d'un végétal à partir des activités du 17/11.

Vendredi 21 novembre
Thème 2. La vie fixée
Les défenses de la plante
— Résistance à la sécheress
— Résistance aux animaux herbivores
Structure de la fleur
Sera vu en activité de groupes lundi 24/11
Fécondation, pollinisation, graine et coévolution
— cycle général
— Le cas des orchidées

Lundi 24 novembre
Thème 2. La vie fixée
Séance de 1 h 30 pour cause d'intervention de la sécurité routière

Structure de la fleur
— Activité de groupe : représentation du diagramme floral de la tulipe. Dissection floral et représentation des différentes pièces. Etude des gènes homéotique présidant à la mise en place de la fleur.

Mercredi 26 novembre
Accompagnement (2 heures par demi-classe). Activité de groupe : exécution et coloration de coupes de tige de tulipes. Observation microscopique.

Lundi 1er décembre
Thème 2. La vie fixée
La plante domestiquée
— Comparaison entre différents type de carottes. Activités de groupe : chromatographie des caroténoïdes, évaluation du taux de glucose. Comparaison des résultats.

Mercredi 3 décembre
Thème 2. La vie fixée
Fécondation, pollinisation, graine et coévolution
— Exemple de coévolution : Etude de l'orchidée Comète et du Sphynx de Darwin
— La dissémination des graines

Vendredi 5 décembre
Thème 2. La vie fixée
La plante domestiquée
— Les PGM. Travail sur le riz doré sanctionné par un QCM. Quelques éléments sur le débat sur les OGM.


Lundi 8 décembre
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Travaux de groupe :
— estimation de la profondeur du Moho avec Excel
— Détermination de la densité des roches
— Caractéristiques des roches de la lithosphère continentale

Mercredi 10 décembre
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Mise en commun des travaux du 8/12. Notion de métamorphisme

Accompagnement. Présentation des sujets de travail relatifs à la "sortie Bruxelles"

Lundi 15 décembre
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Travaux de groupe :
— comparaison de l'âge de la croûte océanique et de la croûte continentale
— datation de deux granites par la méthode rubidium/strontium en utilisant le logiciel radiochronologie et par une méthode graphique.

Mercredi 17 décembre
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Les déformations de la croûte terrestre
— Notion d'orogenèse et de cycle orogénque
— Les déformations plastiques
— Les déformations cassantes
— Chevauchements et nappes de charriage

Accompagnement. Compte-rendu du conseil de classe

Vendredi 19 décembre
Fête de Noël

Lundi 5 janvier
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Convergence lithosphérique et orogenèse
— Mise en place d'une chaîne de collision
— Mise en évidence des témoins océanique : roches sédimentaires, ophiolithes et blocs basculés
— Existence de subductions continentales sous les Alpes et l'Himalaya

Mercredi 7 janvier
Correction du DS n°3
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
— les anomalies gravimétriques de Bouguer

Accompagnement. Travail de groupe au CDI en relation avec la sortie au Museum de Bruxelles le 20/01

Lundi 12 janvier
Thème 1B. Le domaine continental et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Travail de groupe
— Mise en évidence du réajustement isostatique par l'exemple du bouclier scandinave.

Mercredi 14 janvier
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Du métamorphisme à l'anatexie dans la lithosphère continentale

Accompagnement. Travail de groupe au CDI en relation avec la sortie au Museum de Bruxelles le 20/01

Vendredi 16 janvier
Fête de l'Epiphanie
Thème 1B. Métamorphisme, moteur et magmatisme en zone de subduction
Le métamorphisme dans le domaine océanique
— Du basalte de dorsale au métagabbro de faciès schiste vert

Lundi 19 janvier
Thème 1B. Métamorphisme, moteur et magmatisme en zone de subduction
Le métamorphisme dans le domaine océanique
— Du schiste bleu à l'éclogite. Travail de groupes : observation d'échantillon de roches. Repérage des minéraux caractéristiques (glaucophane, grenat). Mise en évidence des auréoles de métamorphisme. utilisation d'un diagramme PT.
— Mise en commun

Mardi 20 janvier
Sortie aux Muséum de Sciences Naturelles de Bruxelles. Travail des groupes sur les sujets déjà dégrossis les semaines précédentes.

Mercredi 21 janvier
2 heures de cours
Thème 1B. Métamorphisme, moteur et magmatisme en zone de subduction
Moteur de la mise en place d'une subduction
Magmatisme dans les zones de subduction
— Quelques rappels de 1ere sur le magmatiqme
— Analyse des éruptions du St-Helens et du Krakatoa

Lundi 26 janvier
Thème 1B. Métamorphisme, moteur et magmatisme en zone de subduction
Magmatisme dans les zones de subduction
— Comparaison du dynamisme d'une éruption du Kilauea et d'une éruption de l'Anak-Krakatao par vidéo
— Observation et comparaison d'échantillons de roches éruptives des zones de subduction. Dessin légendé d'une lame en LPA
— Origine du dynamisme explosif de ce type d'éruption
— Comparaison andésite/diorite

Mercredi 28 janvier
Accompagnement (2 heures)
Elaboration par groupe d'un schéma-bilan regroupant les phénomènes géologiques étudiés au niveau des lithosphères continentales et océaniques

Vendredi 30 janvier
Thème 1B. Métamorphisme, moteur et magmatisme en zone de subduction
Magmatisme dans les zones de subduction
— origine du magmatisme, hydratation de la péridotite
— cas particulier des adakites et origine de la mise en place des premières zones de croûte continentale

Lundi 2 février
Thème 1B. La disparition des reliefs
Montagnes jeunes et montagnes anciennes. 
— Travail par groupes sur le kmz Google earth "les chaînes de montagne".

Mercredi 4 février
Thème 1B. La disparition des reliefs
Montagnes jeunes et montagnes anciennes. 
— mise en commun du travail de lundi. Première approche de la notion de roches exogènes et roches endogènes.

Accompagnement
Elaboration par groupe d'un schéma-bilan regroupant les phénomènes géologiques étudiés au niveau des lithosphères continentales et océaniques (fin)

Lundi 9 février
Thème 1B. La disparition des reliefs
Erosion, transport et sédimentation 
— étude des phénomènes en utilisant le kmz Google earth Himalaya

Mercredi 11 février
Thème 1B. La disparition des reliefs
Erosion, transport et sédimentation  
— mécanismes d'altération des roches
— transport et sédimentation.  Notion de bassin d'alimentation, de chenal d'écoulement et de cône de déjection.

Accompagnement. Travail de groupe au CDI en relation avec la sortie au Museum de Bruxelles le 20/01

Vendredi 13 février
Fiche de renseignements pour le CC du second trimestre
Foire aux questions relatives au bac blanc de le semaine prochaine

Lundi 9 mars
Thème 2.A. Géothermie et propriétés thermiques de la terre
Présenter sous la forme d'un diaporama un projet d'installation géothermique dans une ville dont on déterminera la situation.
— documents
— kmz géothermie mondiale, kmz géothermie en France, kmz géothermie Alasace, kmz géothermie Bouillante
— expérimentations concernant les transferts thermiques

Mercredi 11 mars
Thème 1B. La disparition des reliefs 
Erosion, transport et sédimentation 
— effondrement des massifs et séismes de distancion
— conclusion
Thème 3 A. Immunologie
La réaction inflammatoire. Quelques aspects de l'immunité innée
Introduction

Accompagnement. Travail sur le diaporama sur la géothermie au CDI

Vendredi 13 mars
Thème 1B. La disparition des reliefs
— Elaboration par groupe d'un schéma bilan sur le cycle des roches

Lundi 16 mars
Thème 3 A. Immunologie
La réaction inflammatoire. Quelques aspects de l'immunité innée
— à partir de documents et d'observations de lames, mettre en place les grandes étapes de la réaction inflammatoire

Mercredi18 mars
Thème 3 A. Immunologie
La réaction inflammatoire. Quelques aspects de l'immunité innée
— rôle des produits anti-inflammatoires
L'immunité adaptative
— la réaction antigène-anticorps

Accompagnement. CDI. Achèvement du travail sur la géothermie et reprise du projet "Bruxelles"

Lundi 23 mars
Thème 3 A. Immunologie
L'immunité adaptative
— Mise en évidence de la réaction antigène-anticorps par la réaction d'Ouchterlony
— l'immunité adaptative à médiation humorale

Mercredi 25 mars
Thème 3 A. Immunologie
L'immunité adaptative
— l'immunité adaptative à médiation humorale

Accompagnement. CDI. Continuation du projet "Bruxelles"

Vendredi 27 mars
Thème 2.A. Géothermie et propriétés thermiques de la terre
— présentation de 3 projets d'élèves.

Lundi 30 mars
Thème 3 A. Immunologie
Le VIH, un virus particulier
— mise en œuvre d'un test ELISA
— quelques éléments sur le VIH

Mercredi 1 avril
Evaluation formative d'immunologie
Thème 3 A. Immunologie
Le VIH, un virus particulier
— cycle de développement
— stades de la maladie

Accompagnement. Mise en évidence de la différence entre liaison osidique et liaison peptidique en relation avec l'étude de l'activité enzymatique

Mercredi 8 avril
Correction de l'évaluation du 1/04  
Thème 3 A. Immunologie
Le VIH, un virus particulier
— les maladies opportunistes
Répertoire immunitaire
— à partir des connaissances de 1ère S mise en évidence de l'épissage alternatif dans les gènes permettant la fabrication des anticorps

Accompagnement. CDI. Continuation du projet "Bruxelles"

Vendredi 10 avril
Thème 3 A. Immunologie
Vaccination et phénotype immunitaire
— origine de la pratique vaccinale

Lundi 13 avril
Thème 3B. La communication nerveuse
Le réflexe myotatique
— mise en évidence expérimentale du réflexe achilléen par ExAO
— à partir des courbes détermination du trajet du message nerveux
— étude d'un texte de Magendie
— détermination de la position des corps cellulaire pas l'étude des expérience de dégénérescence wallérienne

Mercredi 15 avril
Thème 3 A. Immunologie
Vaccination et phénotype immunitaire
— étude de quelques expériences sur la réponse secondaire
— différence sérothérapie/ vaccination
— différents types de vaccins
— rôle des adjuvants

Accompagnement. CDI. Continuation du projet "Bruxelles"

Lundi 20 avril
Thème 3B. La communication nerveuse
Le réflexe myotatique 
— étude microscopique des structures responsables du réflexe myotatique
— mise en commun

Mercredi 22 avril
Thème 3 A. Immunologie
Vaccination et phénotype immunitaire
— évolution du phénotype immunitaire
Thème 3B. La communication nerveuse
Le réflexe myotatique 
— schéma de la boucle du réflexe myotatique

Accompagnement. CDI. Dernière séance du projet "Bruxelles"

Cahier de texte 1ère S2. 2014-2015

Mercredi 3 septembre.
Prise de contact. Présentation du programme.
Thème 1. Devenir homme ou femme
1. Quelques éléments anatomiques

Jeudi 4 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme 
1. Quelques éléments anatomiques
Dissection de l'appareil génital de souris. Comparaison entre l'appareil de souris et l'appareil humain

Vendredi 5 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Retour sur les connaissances des classes précédentes sous forme de discussion libre

Mercredi 10 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Les chromosomes X et Y. Existence du gène SRY. Conséquence sur la détermination du sexe.

Jeudi 11 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Utilisation du logiciel DifSex. Rôle des hormones dans la différenciation.

Vendredi 12 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe A, 12 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes B + C, 22 élèves).

Mercredi 17 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Synthèse des différents éléments vus précédemment. Schéma bilan
4. Evolution ultérieure. Puberté
Evolution morphologique. Castrats et eunuques. Sécrétions hormonales post-pubertaires.

Jeudi 18 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT de testicules et d'ovaire. Utilisation du microscope couplé à une caméra. Obtention de photo légendées.

Vendredi 19 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe B, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + C, 23 élèves).

Mercredi 24 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez le mâle. Principales hormones. Notion de rétrocontrôle.

Jeudi 25 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT d'ovaires. Notion de cycle utérin. Observation de CT d'utérus à 2 moments du cycle (quelques problèmes techniques avec les PC).

Vendredi 26 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe C, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + B, 23 élèves).

Mercredi 1er octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez la femme.

Jeudi 2 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez la femme. Schéma-bilan
6. Biologie du plaisir
Utilisation du logiciel de l'Académie de Versailles.

Vendredi 3 octobre
Pas de cours, messe.

Mercredi 8 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
7. Contraception et interruption de grossesse
Méthode de contraception. Fonctionnement de la pilule.
Pilule du lendemain.
La pilule contragestive.

Jeudi 9 octobre
Arrêt de travail.

Vendredi 10 octobre
Arrêt de travail.

Mercredi 15 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
8. Maîtrise de la procréation
Suivi post-natal
Les aides à la procréation : IA, IAD, FIVETE et ICSI

Jeudi 16 octobre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Le modèle de la Terre vers 1900
— Les arguments de Wegener

Vendredi 17 octobre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Les arguments de Wegener
— Les apports de la sismologie

Mercredi 5 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Les apports de la sismologie. Ondes de profondeurs. Mise en évidence de l'hétérogénéité du globe et de son caractère solide. Critique du modèle de Wegener.

Jeudi 6 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Observation du modèle analogique du trajet d'une onde dans un milieu de densité différente
— Travail sur le logiciel onde P
— Mise en évidence de la discontinuité de Lehman et du Moho
— Structure du globe terrestre

Vendredi 7 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Mise évidence de la structure des croûtes continentales et océaniques. nature des roches


Mercredi 12 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
1. La dérive des continents et ses critiques
— les mécanismes de déplacement des continents proposés par Wegener
— les critiques des fixistes
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Brève histoire de l'exploration sous-marine
— Océans à marge passive et à marge active
— flux d'énergie au niveau des dorsales

Jeudi 13 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
Les roches de la croûte terrestre et du manteau
Activité de groupes :
— détermination expérimentale de la densité de 4 roches (granite, basalte, gabbro, péridotite)
— observation à l'œil nu et description des échantillons

Vendredi 14 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
 2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Comment construire un profil bathymétrique à partir des relevés de profondeur
— le mécanisme de convection. Application au manteau
— Modèle de Holmes

Mercredi 19 novembre
Pas de cours. DS de français de 4 heures


Jeudi 20 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
Les roches de la croûte terrestre et du manteau
Activité de groupes :
— observation des roches en LPA et établissement d'un tableau des roches et des minéraux
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
Activité de groupes :
— mesure du magnétisme grâce à un teslamètre sur un fond de carte océanique

Vendredi 21 novembre
Correction rapide du DS n° 2
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Le modèle de Hess
— Les travaux de Vine et Matthews. Introduction : le géomagnétisme

Mercredi 26 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— notion d'anomalies magnétiques et de thermorémanence magnétique
— Construction des coupes bathymétriques et magnétiques à partir des résultats du 20/11

Jeudi 27 novembre
Pas de séances. 1/2 journée du projet

Vendredi 28 novembre
Pas de cours. Journée pédagogique

Mercredi 3 décembre
Présentation du concourd Olympiade des Géosciences par Benoît Delcour
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Observation des profils magnétiques et comparaison du modèle à la réalité du terrain : la peau de zèbre de Vine et Matthews
— Utilisation des anomalies magnétiques pour mesurer la vitesse de déplacement des fonds océaniques

Jeudi 4 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Les zones de disparition des fonds océaniques. Travail de groupes : construire un modèle de zone de disparition de fonds océaniques en utilisant des documents et le logiciel Sismolog

Vendredi 5 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Estimation de la vitesse de déplacement des fonds océaniques. Comparaison Pacifique/Atlantique. Dorsales lentes et rapides.

Mercredi 10 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Notion de lithosphère et d'asthénosphère
3. Les failles transformantes
— Mécanisme simplifié
— Exemple de la faille de San Andrea

Jeudi 11 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
 — Les zones de disparition des fonds océaniques. Travail de groupes : Reprise du travail du 4/12. Résultats de tomographie sismique. Variations de vitesse des ondes aux niveau de la LVZ.

Vendredi 12 décembre
Accompagnement. Travail de groupe sur la mise en forme du compte-rendu des séances du 04 et 11/12 consacré aux zones de subduction.

Mercredi 17 décembre
Pas de cours. Examen n°1

Jeudi 18 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
3. Les failles transformantes
4. Les points chauds
— répartition des volcans sur le globe
— répartition des points chauds
— caractéristiques du volcanisme de point chaud

Mercredi 7 janvier
Correction du DS n°3
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
 4. Les points chauds
— fonctionnement d'un point chaud

Jeudi 8 janvier
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
5. Utilisation du GPS pour l'étude du déplacement de la lithosphère océanique
— Travail de groupe :utilisation du logiciel Tectoglob

Vendredi 9 janvier
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
 4. Les points chauds
— détermination de la vitesse d'une plaque
6. Les dépots sédimentaires 

Mercredi 14 janvier
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
7. Fonctionnement d'une dorsale
— la faune des zones de dorsale

Jeudi 15 janvier
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
7. Fonctionnement d'une dorsale
— Modélisation analogique du rifting par Tectodidac
— Comment fonctionne une dorsale

Vendredi 16 janvier
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
7. Fonctionnement d'une dorsale
— Rifting, notion de blocs basculés. Exemple du Rift Africain

Mercredi 21 janvier
Revision du programme de géologie en vue d'une évaluation sommative le 28/01
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
7. Fonctionnement d'une dorsale
— Fonctionnement d'une dorsale, notion de fusion partielle de la péridotite
— Analyse du diagramme PT de la péridotite au niveau de la dorsale

Jeudi 22 janvier
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
1. reproduction conforme
— Cycle cellulaire
— Réplication : étude de l'expérience de Meselson et Stahl avec le logiciel de l'académie de Toulouse.

Vendredi 23 janvier
Thème 4. Tectonique des plaques et géologie appliquée
Tectonique des plaques et recherche d'hydrocarbures
— Quelques éléments sur la formation des hydrocarbures et retour sur l'étude rapide du cap de la crèche en début d'année.

Mercredi 28 janvier
Evaluation sommative de géologie
Accompagnement : élaboration par groupe d'un schéma bilan sur l'ensemble des phénomènes géologiques étudiés

Jeudi 29 janvier
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
1. reproduction conforme
— analyse des expériences de Meselson et Stahl (fin)
— observation de différentes phases de la mitose

Vendredi 30 janvier
Accompagnement : élaboration par groupe d'un schéma bilan sur l'ensemble des phénomènes géologiques étudiés

Mercredi 4 janvier
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
1. reproduction conforme
— caryotype et aspect des chromosomes. Nombre de chromatides
— schéma simplifié de la mitose

Jeudi 5 janvier
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— Mise en place de la manipulation concernant l'effet des UV sur la mutation de la levure de bière (souche ad2)
1. reproduction conforme
Etude de la vitesse de réplication de l'ADN.

Vendredi 6 janvier
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
1. reproduction conforme
— Etude de la vitesse de réplication de l'ADN. Existence des yeux de réplication
— présentation définitive de la mitose

Mercredi 11 février
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
1. reproduction conforme
— le caryotype et la notion d'espèce. Premier approche des croisements interspécifiques

2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— quelques exemples de mutation

Jeudi 12 février
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— lecture et exploitation des résultats des cultures de levures du 05/02
— observation de mutations chez la drosophile
— quelques exemples de mutations (fin)

Vendredi 13 février
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— les mélanomes. Rôle de UV dans le déclenchement des mélanomes
— les dimères de thymine

Mercredi 11 mars
Eléments de correction du DS
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— enzyme de réparation d'une zone de mutation
— les types de mutations

Jeudi 12 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
2. Variabilité génétique et mutation de l'ADN
— Etude de quelques mutations de l'hémoglobine avec Anagène
— Origine des groupes sanguins AOB avec Anagène
— Quelques éléments sur les mutations des gènes homéotiques

Vendredi 13 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— Rôle du noyau à partir d'expériences sur l'Acétabulaire
— Colinéarité de l'ADN et des protéines
— Rôle de l'ARN
— Introduction au code génétique

Mercredi 18 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— Transcription, traduction et code génétique

Jeudi 19 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— mise en évidence du noyau cellulaire par le vert de méthyl
— observation des chromosomes géants de larves de chironomes
— exercices permettant la mise en place du mécanisme de la synthèse des protéines

Vendredi 20 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— exercice sur l'universalité du code génétique
— exons, introns et épissage alternatif

Mercredi 25 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— les différents niveaux de phénotype à partir de l'étude de la drépanocytose.
— relation génotype/phénotype et échiquier de croisement

Jeudi 26 mars
Thème 3. Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
3. L'expression du patrimoine génétique
— utilisation du logiciel Anagène pour la mise en évidence des variations de la molécule de ßglobine
— observation microscopique d'hématies normales et drépanocytaires
Thème 4. Variation génétique et santé 
1. Patrimoine génétique et maladie
— présentation de documents sur la mucoviscidose

Vendredi 27 mars
Evaluation sommative sous forme de QCM
Thème 4. Variation génétique et santé 
1. Patrimoine génétique et maladie
— différents niveaux de phénotype
— calcul d'un risque lié à la présence d'un allèle muté

Mercredi 1er Avril
Thème 4. Variation génétique et santé 
1. Patrimoine génétique et maladie
— génétique et environnement dans le diabète de type 2
2. Perturbation du génôme et concérisation
— présentation du problème

Jeudi 2 avril 
Thème 4. Variation génétique et santé 
2. Perturbation du génome et concerisation
— rôle du gène P53 (sur molécule 3D)
— une maladie professionnelle : le cancer de l'amiante
— la relation virus/génome/cancer à travers le lymphome de Burkitt
— dépistage du cancer du sein

Vendredi 3 avril
Pas de cours, messe de Pâques

Mercredi 8 avril
Thème 4. Variation génétique et santé
3. Bactéries et résistance aux antibiotiques
— Découverte et définition d'un antibiotique
Interruption du cours : photo de classe

Jeudi 9 avril
Thème 4. Variation génétique et santé
3. Bactéries et résistance aux antibiotiques
— activité pratique : mise en route d'antibiogrammes
— analyse de documents sur la consommation d'antibiotiques dans différents pays d'Europe

Vendredi10 avril
Thème 4. Variation génétique et santé
3. Bactéries et résistance aux antibiotiques
— origine de la résistance. Plasmide et sélection naturelle

Mercredi 15 avril
Thème 3-C Quelques aspects de la vision
Cristallin et photorécepteurs
— sensibilisation à partir de l'étude de deux œuvres d'art
— structure de l'œil
— rôle du cristallin

Jeudi 16 avril
Thème 4. Variation génétique et santé
3. Bactéries et résistance aux antibiotiques
— lecture des antibiogrammes. Elaboration d'un compte-rendu rapide sur les résultats

Thème 3-C Quelques aspects de la vision
Cristallin et photorécepteurs
— étude du fonctionnement des photorécepteurs  (début)

Vendredi 17 avril
Thème 3-C Quelques aspects de la vision
Cristallin et photorécepteurs
— étude du fonctionnement des photorécepteurs (suite)
— analyse à partir de documents de la famille multigénique des opsines

mardi 17 mars 2015

La catalyse enzymatique (Spé)

Les enzymes sont des acteurs fondamentaux du métabolisme. Nous allons principalement travailler sur une enzyme appelée amylase salivaire qui intervient dans la digestion de certains glucides.


Mise en évidence de l'action de l'amylase
La mise en évidence de l'activité de l'amylase se fait facilement. On prépare deux tubes. Un contient de l'empois d'amidon + un peu de salive alors que dans l'autre, la salive est remplacée par de l'eau déminéralisée (c'est le témoin). On met les deux tubes au bain-marie à 37 °C.
Au début de l'expérience, on fait un test à la liqueur de Fehling à partir des deux tubes. Il est négatif dans les deux cas, ce qui signifie qu'il y a absence de glucide réducteur.
Toutes les deux minutes, on prélève un peu de mélange dans les deux tubes et on teste au lugol (eau iodée).
On obtient les résultats suivants :

Tube témoin

Tube avec salive

On constate que le test au lugol devient négatif dans le tube avec salive. On vérifie la présence de sucre réducteur dans ce tube avec la liqueur de Fehling.
L'amylase a donc permis l'hydrolyse de l'amidon jusqu'au stade maltose. On peut constater que les stades intermédiaires donnent des colorations variées allant du violet ou rougeâtre.Ces colorations sont caractéristiques des dextrines, substances de même formule chimique globale que l'amidon mais constituées de moins de molécules de glucose.
On peut résumer la réaction chimique de la manière suivante :



Une enzyme est donc un catalyseur biologique qui a une action très rapide.

Mise en évidence de la spécificité de substrat
On appelle substrat, la molécule sur laquelle agit l'enzyme et produit, les molécules fabriquées par l'action de cette enzyme. Les enzymes possèdent certaines caractéristiques que nous allons mettre en évidence.
On fait l'expérience suivante :

On constate que la pepsine peut agir sur une protéine comme l'albumine mais pas sur l'amidon, alors que l'amylase agit sur l'amidon mais pas sur la protéine. Chque enzyme ne peut agir que sur un substrat déterminer. C'est la spécificité de substrat.

Spécificité d'action

Plusieurs enzymes différentes peuvent agir sur le même substrat en donnant des produits différents. C'est la spécificité d'action.

Effets des paramètres de l'environnement sur l'activité enzymatique

On prépare 4 tubes contenant de l'empois d'amidon.
Tube 1 : + eau distillée à 37 °C
Tube 2 : +  salive à 37 °C
Tube 3 : +  salive à 0 °C
Tube 4 : + salive à 100 °C
On teste à l'eau iodée.
On obtient les résultats suivants :

L'activité enzymatique est donc inexistante à 0 et à 100 °C. 
On remet les tubes 3 et 4 à 37 °C et on teste de nouveau à l'eau iodée. On constate que le test à l'eau iodée donne une coloration jaune dans le tube 3 et une coloration bleue dans le tube 4.
Dans le tube 3, l'enzyme s'est remise à fonctionner : elle était inhibée par la chaleur.
Dans le tube 4, l'enzyme n'est plus fonctionnelle. La chaleur à modifié la structure spatiale de la protéine. Elle est dénaturée.
On peut représenter l'activité enzymatique sur la courbe suivante :
La majorité des êtres vivants fonctionnent dans un environnement où les enzymes ont cet optimum d'activité. Cependant, certaines bactéries vivant dans les sources d'eau chaude, doivent posséder des enzymes adaptées. Leur optimum d'activité se situe donc à une température supérieure :

Si on teste l'activité de l'amylase salivaire dans un milieu acide ou un milieu basique, on constate que l'enzyme ne fonctionne plus. Chaque enzyme a un pH optimal d'activité.


Représentation de la catalyse enzymatique

La catalyse enzymatique est représentée classiquement par le schéma suivant :

Les enzymes sont des éléments fondamentaux de l'activité biologiques. En effet, toute réaction biologique est obligatoirement catalysée par une enzyme. La majorité des enzymes ont un nom construit sur le substrat qu'elle transforme en ajoutant le suffixe ase (sauf exception). Par exemple :
— hydrolyse des protéines : hydrolases
— intégration d'un CO2 (groupement carboxyle) : carboxylase
— élimination d'un groupement phosphate : déphosphorylation
Le schéma suivant représente l'hydrolyse du saccharose (sucrose en anglais) catalysée par une saccharase (sucrase en anglais).

Introduction à l'étude de la vitesse de catalyse enzymatique

On peut constater que la vitesse initiale de la réaction varie en fonction de la concentration initiale en enzyme.
Au bout d'un certain temps, la vitesse de catalyse atteint un plateau. Toutes les molécules d'enzyme ont fixé une molécule de substrat. On parle de plateau de saturation.

Site actif d'une enzyme

Toute l'enzyme ne permet pas de catalyser la réaction. La catalyse a lieu au niveau d'un site particulier appelé site actif de l'enzyme.

En réalité le site actif est constitué de deux sites : le site de reconnaissance du substrat et le site catalytique où se passe réellement la modification du substrat.

Les enzymes sont des protéines. Comme toute protéine, elles sont codées par des gènes qui peuvent subir du mutation. Dans le cas d'une enzyme, si la mutation touche des acides aminés qui interviennent dans le site actif, l'activité enzymatique sera touchée. En revanche, si les mutations ne touchent que des acides aminés qui n'ont pas de rôle dans la catalyse, l'activité enzymatique sera peu modifiée.




lundi 16 mars 2015

Perturbation du génome et cancérisation (1ère S)

Un cancer correspond à la multiplication anarchique des cellules dans un organe. On peut voir ci-dessus le cas d'un cancer du poumon :

Un certain nombre d'expériences sur les souris montre que le développement d'un cancer peut être lié à des facteurs génétiques. C'est le cas, notamment, du rôle du gène p53.

On constate que des des souris transgéniques porteuses d'un gène p53 supplémentaire (dites super-p53) développent beaucoup moins de cancers que des souris normales. On peut donc supposer que ce gène p53 fabrique un facteur qui assure une protection contre le développement de certains cancers.
On le sait depuis longtemps, certains cancers peuvent être provoqués par l'exposition à des substances ou des rayonnements dits cancérigènes. Un des cas les plus exemplaires est celui du cancer de la plèvre provoqué par une exposition à l'amiante.

il est facile de constater que plus le temps d'exposition à l'amiante est élevé plus le nombre de cas augmente mais il est tout aussi évident que l'utilisation de tabac (contenant d'autres substances cancérigènes comme les goudrons) est un facteur extrêmement aggravant. 
Ces produits cancérigènes sont donc à l'origine de la modification de cellules, de cancérisation. Ces clones cellulaires cancérisés peuvent ensuite se développer.
Il existe d'autres types de cancer qui n'ont pas pour origine une substance cancérigène mais un virus. C'est le cas du lymphome de Burkitt qui se développe dans certaines régions africaines.

Comme on peut le constater sur le document ci-dessus, le développement du EBV seul, n'explique pas l'apparition du lymphome. Il faut aussi l'apparition de translocations chromosomiques. L'apparition des cancers est essentiellement multifactorielle.
Le cancer du sein est le répandu chez la population féminine. On constate que le risque augmente beaucoup autour de 40 ans. c'est ce qui explique qu'un dépistage systématique gratuit est proposé en France.

On peut alors constater que si le nombre de cas détectés de cancer du sein, la mortalité commence à baisser puisque la maladie est combattue précocement.







Patrimoine génétique et maladie (1ère S)

Dans ce chapitre nous allons nous intéresser à la relation entre le patrimoine génétique et certaines maladies appelées maladies génétiques. Nous prendrons comme exemples la mucoviscidose qui est une des maladies génétiques les plus fréquentes, puis le diabète de type II.

La mucoviscidose

Les symptômes de la mucoviscidose sont indiqués sur le schéma ci-dessous.

Le plus important est constitué par l'obstruction des voies respiratoires et digestives par un mucus particulièrement épais.
Les bronches sont tapissés par des cellules à mucus qui fabriquent une substance qui recouvrent toute la surface.

Une protéine dite CFTR intervient dans l'élaboration de ce mucus. Cette protéine est codée par un gène porté par le chromosome n° 7.

C'est la mutation de ce gène qui provoque la transformation du mucus et son épaississement qui entraîne l'obstruction des voies respiratoires et digestives.
Les mutations de ce gène sont nombreuses :

Elles entraînent la modification de structure de la protéine et donc la modification du mucus produit.

Dans le cas de famille frappée par une maladie héréditaire, on peut construire un arbre généalogique ou pédigrée.

Il est possible, alors de reconstituer le mode de transmission de la maladie en étudiant la descendance d'un couple, par exemple le couple I (1-2).

On peut affirmer que la mucoviscidose est un allèle récessif et que la maladie a une transmission autosomale (sur un chromosome non-sexuel, dans notre cas le n° 7).
Dans le cas de maladie génétique assez courante, il est parfois intéressant de connaître la répartition de l'allèle dans la population. Cela permet de connaître le risque d'avoir un enfant malade par un calcul simple.

Sur le document suivant, on a résumé les différents niveaux de phénotype d'un malade atteint de la mucoviscidose.


Même si on ne peut pas actuellement guérir d'une maladie génétique, il existe des traitements qui permettent d'améliorer la vie des malades et d'augmenter leur espérance de vie.

Traitement par aérosols


Kinésithérapie visant à la circulation du mucus


Actuellement on tente de mettre au point des thérapies géniques permettant le remplacement du gène muté par un gène normal. On utilise un virus vecteur permettant d'introduire le gène d'utilité dans les cellules. La loi de bioéthique n'autorise la thérapie génique que sur des cellules de la lignée somatique.

Les diabètes

Le diabète est une perturbation de la régulation du taux de sucre dans le sang (glycémie). C'est une maladie en pleine progression actuellement.

Il existe deux types de diabète :
— le diabète de type I, ou diabète insulino-dépendant (DID) qui apparaît chez les sujets jeunes. Il est du à la perturbation de sécrétion de l'insuline.
— le diabète de type II, ou diabète non insulino-dépendant (DNID) qui apparaît chez les sujets âgés. Il n'est pas lié à l'insuline.
Les deux diabètes présentent des caractères héréditaires.

Certaines études montrent une répartition ethnique du diabète de type II :

On peut constater que plus le niveau de vie des sujets est élevé et moins le diabète apparaît dans le groupe ethnique. Il y a donc aussi un facteur sociologique qui intervient dans l'apparition du diabète dans une population. Les gène du diabète de type II sont des gènes de susceptibilité qui ne s'exprime que lorsque les conditions sont réunis notamment l'âge.

On a remarqué que ce sont essentiellement les indiens (et les inuits) qui sont sensibles au diabète sur le continent américain. Une tribu a retenu particulièrement l'attention des chercheurs, celle des Pimas.

L'ensemble des indiens est arrivé en Amérique par la traversée du détroit de Bering lors des glaciations. D'origine sibérienne, ils doivent résister au froid et possèdent donc l'équipement génétique leur permettant de stocker de la graisse.
Ce qu est un avantage dans des climats froids, devient un risque lorsque les populations s'installent dans des zones moins rudes. Tant que leur régime alimentaire est resté frugale et leur travail physique intense, leur physiologie a parfaitement réagi.
Lorsque les Pimas sont passés au mode de vie américain, beaucoup plus riche en graisse et en sucre, leur organisme a réagi en devenant obèse et en développant des diabètes de type II.
Les Pimas mexicains qui ont conservé leur mode de vie ancestral, ne présentent pas ces problèmes de diabète et d'obésité.





jeudi 12 mars 2015

L'expression du patrimoine génétique (1ère S)

Rôle du noyau
Nous avons vu que l'ADN peut varier par mutation. Nous avons vu que ces mutations peuvent provoquer des modifications chez l'individu.
Nous allons nous intéresser maintenant ce que fabrique l'ADN.
Document

Un certain nombre d'expériences sur les Acétabulaires, datant des années 1930, a permis de montrer que le noyau contenait l'information génétique. Les Acétabulaires sont des algues méditerranéennes de quelques centimètres et formées d'une seule cellule.

Acetabularia acetabulum


Il existe plusieurs espèces d'Acétabulaires sur lesquelles ont a fait les expériences suivantes :



On peut mettre en évidence la présence d'ADN dans le noyau cellulaire grâce à la coloration au vert de méthyle.


Une autre observation est intéressante. Il s'agit des chromosomes géants des glandes salivaires de larve de chironome.
Les chironomes sont des moustiques de petite taille. Les larves sont aquatiques.


En tirant la tête, on extrait les glandes salivaires qui contiennent des chromosomes géants. En réalité, il s'agit de chromosomes dont les chromatides ne se séparent pas à chaque mitose. Elles restent accolées les unes contre les autres, formant des structures de grande taille.

Glande salivaire à faible grossissement


Un chromosome géant dans une glande salivaire


De l'ADN aux protéines
Nous savons que l'ADN porte des informations (les gènes) sous forme d'un code à 4 lettres (A, T, C, G) correspondant à quatre nucléotides. On dit donc que la molécule d'ADN est une macromolécule codée. Une protéine est formée d'unités qu'on appelle des acides aminés. Il existe 20 acides aminés naturels différents. Une protéine est aussi une macromolécule codée. Dès la fin des années 1950, on a penser que le code de l'une pouvait correspondre au code de l'autre. On parle alors de colinéarité des deux molécules.


A peu près à la même période, on a découvert une molécule qui avait de nombreux points communs avec l'ADN, l'ARN (acide ribonucléique).


On peut cependant souligner quelques différences :
— l'ARN ne présente qu'une seule chaîne alors que l'ADN est formée de deux chaînes de nucléotides. On dit que l'ARN est monocaténaire et l'ADN bicaténaire.
— un sucre, le ribose, remplace dans l'ARN, un autre sucre, le désoxyribose.
— une base azotée, l'uracile (U), remplace la thymine dans l'ARN.


Le problème du codage ADN/protéine, s'est très rapidement posé. En effet, comment coder pour 20 acides aminés avec 4 nucléotides.
Un codage direct 1 nucléotide pour 1 acide aminé est impossible.
Un codage utilisant 2 nucléotides ne fonctionnent pas non plus puisque 4 x 4 = 16 possibilités de combinaisons de 2 nucléotides, inférieures à 20 acides aminés.
Le codage à 3 nucléotides donnent 4 x 4 x 4 = 64 combinaisons possibles. 
Cela signifie que plusieurs triplets de nucléotides codent pour le même acide aminé. On dit que le code est dégénéré (imprécis) ou redondant (répétitif).
La molécule d'ARN se constitue à partir d'un des deux brins de la molécule d'ADN, appelé le brin transcrit. C'est un complexe enzymatique appelé l'ARN-polymérase qui permet la mise en place des différents nucléotides de l'ARN.


On passe donc d'un langage ADN à un langage ARN. La différence entre les deux est constituée par le remplacement de la thymine par l'uracile. Cette phase est donc appelée la transcription. On appelle triplet une série de trois nucléotides portée par l'ADN et codon, une série de trois nucléotides portés par l'ARN.
Lorsque la molécule d'ARN est constituée, elle quitte le noyau pour le cytoplasme où se constituent les protéines. Cet ARN qui joue le rôle d'intermédiaire entre l'ADN et la protéine est appelé ARN messager ou ARNm.
Le code génétique présente donc les relations entre les différents codons et les acides aminés qui constituent une protéine.


Prenons le cas de l'acide aspartique. Il est codé par les codons GAU ou GAC. GAU a donc été transcrit depuis le brin transcrit d'ADN qui portait le triplet CTA. Pour GAC, c'est le triplet CTG qui était porté par le brin transcrit.
La phase de transcription est bien résumée par une animation sur le site suivant :
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/ADN_Prot/ADN_ARN/ADN_ARN2.html
Les codons stop correspondent à un arrêt du message, c'est à dire à l'arrêt de la fabrication de la protéine. Le début de la protéine est codé par me codon initiateur qui est le codon pour la méthionine AUG.
La seconde étape de la synthèse des protéines est la traduction. C'est elle qui permet le passage de l'ARN à la constitution des acides aminés en protéines. Cette étape se fait au niveau d'organites cytoplasmiques appelés les ribosomes. 



Tout l'ADN est il transcrit ?
Documents


En 1981, Chambon observe le  phénomène suivant :


Il constate que la molécule d'ADN n'est pas entièrement transcrite par l'ADN. Une partie des nucléotides de l'ADN ne sont pas pris en compte.
On appelle exons, les parties du gène qui sont transcrites et introns, les parties du gène qui sont non-transcrites. Tout l'ADN est transctit en ADN prémessager, mais le phénomène d'epissage ne retient que les exons transcrits dans l'ARNm.




Le phénomène d'épissage alternatif permet de comprendre comment, à partir d'un nombre relativement petit de gènes (40 000 chez l'homme), on peut obtenir un nombre très élevée de protéines, chaque gène pouvant donner un grand nombre de combinaisons.


Quelques applications du code génétique

Exercice 1


1) Pour trouver la séquence des 8 derniers acides aminés, il faut utiliser le code génétique. Pour construire la chaîne protéique, les acides aminés sont, en général, symbolisés par leur trois premières lettres.


On obtient donc la séquence suivante :
gly-phe-phe-tyr-thr-pro-cys-thr
2) Dans cette question, on demande d'indiquer le brin transcrit d'ADN, c'est à dire le complémentaire du brin d'ARN. On obtient :
CCG AAG AAG ATG TGA GGA TTC TGA

Exercice 2

*Une remarque : le terme de codon est impropre pour indiquer les triplets de nucléotides de l'ADN
1) Séquence polypeptidique 1
ARNm : AUC GUA AUA AUG CUA UAA UCG G
polypeptide : iso-val-iso-met-leu-stop
2) Séquence polypeptidique 2
ARNm : AUC GUA AUA UUG CUA UAA UCG G
polypeptide : iso-val-iso-leu-leu-stop
3) Séquence polypeptidique 3
ARNm : AUC UAA UAA UGC UAU AAU CGG
polypeptide : iso-stop
4) Séquence polypeptidique '
ARNm : AUC GUA AUA CAU GCU AUA AUC
iso- val-iso-his-ala-iso-iso

Exercice 3


1) Traduction de la séquence protéique
ARNm : AUA AAG AGG UAC GGC GAG UAA GCA CGU GCU
Polypeptide : leu-lys-arg-tyr-gly-glu-stop
La présence du codon stop interdit une traduction complète de la protéine.
2) On peut supposer que le codon UAA n'est pas un codon stop pour la Paramécie mais code pour un acide aminé.
3) La présence d'un plus grand nombre de molécules de glutamine chez la Paramécie peut laisser penser que le codon UAA code pour la glutamine chez cette cellule.
C'est une (petite) remise en cause de l'universalité du code génétique.

Un cas de maladie génétique : la drépanocytose
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Parmi les nombreuses maladies géniques, une est bien connue, la drépanocytose encore appelée anémie falciforme. 


Les symptômes de la drépanocytose sont relativement peu nombreux. Comme l'indique le texte ci-dessus, ce sont essentiellement la fatigue et une coloration jaunâtre du blanc de l'œil. On peut ajouter des douleurs au niveau des extrémités dans des conditions environnementales plus stressantes.
L'ensemble de ces caractéristiques constitue le phénotype macroscopique ou phénotype clinique.
Une observation des hématies au microscope permet de constater que chez le malade, celle-ci prennent une forme allongée dite en faucille (d'où le nom d'anémie falciforme).

Hématies normales


Hématies falciformes parmi des hématies normales


Le schéma suivant montre l'évolution de la forme des hématies chez un sujet atteint par la maladie


L'aspect caractéristique des hématies constitue le phénotype cellulaire ou phénotype microscopique.
Les hématies drépanocytaires étant plus longues que les hématies normales, elles peuvent créer des occlusions au niveau des petits vaisseaux sanguins, c'est à dire le obstruer.


La molécule d'hémoglobine est constituée de 4 chaînes protéiques et d'un noyau hême riche en fer. La forme général de l'hémoglobine est plus ou moins globulaire. Chaque molécule d'hémoglobine est une structure indépendante.


Dans le cas de la drépanocytose, il y a polymérisation de deux molécules d'hémoglobine. C'est cette association de deux molécules qui créent la déformation de l'hématie. C'est le phénotype moléculaire.


Quelle est l'origine de cette polymérisation ?
On utilise alors le logiciel Anagène. On analyse en même temps la séquence du transcrit d'ADN normal et drépanocytaire et les protéines qui sont codées.


On a une substitution entre A et T sur le brin transcrit de l'hémoglobine S (hémoglobine drépanocytaire). Cette mutation entraîne une modification de la protéine, c'est à dire un changement d'acide aminé, comme le montre  la comparaison des deux protéines.


On peut constater qu'en position 6, une valine a été substituée à un acide glutamique. C'est cette simple modification d'acides aminés qui entraîne l'ensemble des symptômes de la drépanocytose.
D'autres anémie, comme les thalassémies, présentent parfois des anomalies au niveaux des protéines plus importantes.


On peut constater que dans le cas de la thalassémies 1 ou 4, il y a apparition d'un codon stop qui arrête la traduction. La protéine résultante est alors beaucoup plus courte qu'une chaîne normale.
Chez les diplontes (2N), chaque chromosome porte un allèle.
On appelle allèle A, l'allèle qui correspond à une hémoglobine normale HbA.
On appelle allèle S, l'allèle qui correspond à une hémoglobine drépanocytaire HbS.
Un individu non-malade et non porteur est de phénotype [sain] et de génotype (A//A). Il est dit homozygote.
Un individu malade est de phénotype [malade] et de génotype (S//S). Il est aussi homozygote.
Un individu non malade mais qui présente tout de même des hématies déformées est de génotype (A//S). Il est dit hétérozygote.
Chaque gamète porte un allèle distribué au hasard. A partir de cette distribution, on peut construire un échiquier de croisement :


Deux parents hétérozygotes pour la drépanocytose, ont une probabilité de 1/4 d'avoir un enfant malade. Dans de nombreux cas, il y a un allèle dominant et un allèle récessif.
Un certain nombre de maladies génétiques sont monogéniques. C'est le cas de la mucoviscidose et de la myopathie de Duchêne.
Les allèles de la myopathie de Duchêne comme de l'hémophilie sont portés par le chromosome X. Cela signifie qu'un garçon a beaucoup plus de risques d'être malade qu'une fille. En effet, la garçon étant XY, un allèle porté par X, même récessif s'exprime alors qu'il doit être porté par les deux chromosomes chez une fille XX.
Un exemple historique est donnée par le cas du Tsarévitch Alexis, seul fils de Nicolas II, dernier Tsar de Russie. 

Nicolas II et sa famille.


L'hémophilie avait été transmise par la Tsarine Alexandra, petite fille de la Reine Victoria. Surnommée la "grand-mère de l'Europe" Victoria était conductrice de l'anomalie. L'arbre généalogique suivant montre le trajet de l'allèle de l'hémophilie dans les familles royales et princières de la fin du XIXème siècle.