FICHE DE REVISIONS POUR LES ELEVES DE PREMIERE CONSERVANT LA SPECIALITE SVT EN

TERMINALE

LE BUT DE CE DOCUMENT n’est pas de faire travailler les chapitres de la classe de Terminale mais de guider les

élèves pour mieux préparer l’entrée en SPE SVT.

Cette fiche s’appuie sur les chapitres de PREMIERE que vous pouvez retrouver dans votre classeur/cahier de SVT et

sur votre livre disponible en ligne gratuitement en suivant ce lien

https://fr.calameo.com/read/0049569796e1ff74236a6

Le programme de Terminale SPECIALITE SVT comporte 5 grandes PARTIES

GENETIQUE ET EVOLUTION

A LA RECHERCHE DU PASSE GEOLOGIQUE DE NOTRE PLANETE

DE LA PLANTE SAUVAGE A LA PLANTE DOMESTIQUEE

LES CLIMATS DE LA TERRE : COMPRENDRE LE PASSE POUR AGIR AUJOURD’HUI ET DEMAIN

CORPS HUMAIN ET SANTE

Pour la partie GENETIQUE ET EVOLUTION

Révisions à faire sur la partie du programme de 1ère « Transmission, variation et expression du patrimoine

génétique » :

Les divisions cellulaires des Eucaryotes

La stabilité du caryotype de l’espèce - Cellules somatiques diploïdes, gamètes haploïdes - Mitose, interphase et stabilité du caryotype au cours des cycles cellulaires - Méiose, fécondation et stabilité du caryotype d’une génération à l’autre

Mitose et reproduction conforme des cellules - Etapes de la mitose - Réplication de l’ADN et duplication des chromosomes pendant l’interphase (phase S) précédant la mitose - Séparation des chromatides de chaque chromosome dans les deux cellules filles lors de la mitose et conservation du patrimoine génétique - Condensation-décondensation des chromosomes au cours du cycle cellulaire

Méiose et production de gamètes haploïdes - Méiose = deux divisions cellulaires successives précédées d’une interphase au cours de laquelle a lieu la réplication de l’ADN - Etapes de la méiose - Séparation des chromosomes homologues de chaque paire dans deux cellules différentes et passage de la diploïdie à l’haploïdie lors de la 1ère division méiotique - Séparation des chromatides de chaque chromosome dans deux cellules différentes lors de la 2ème division méiotique

Comparaison mitose-méiose

Anomalies dans la distribution des chromosomes au cours des divisions cellulaires Exemple des anomalies de la méiose à l’origine de la trisomie 21

Vidéos : La mitose https://www.youtube.com/watch?v=6COxMt9gMdQ https://www.youtube.com/watch?v=1SgLt8eXfWk La méiose https://www.youtube.com/watch?v=MDkd9Kyhf4M Comparaison mitose-méiose https://www.youtube.com/watch?v=nGUpNld5L7c

Une cellule diploïde 2n = 4 Chromosomes doubles

Une cellule diploïde 2n = 4 Chromosomes doubles

Les chromosomes, éléments permanents des cellules a. b.

Un chromosome dupliqué (à deux chromatides) a. décondensé en fin d’interphase (phase G2) b. condensé en métaphase de mitose

La réplication de l’ADN

Les molécules d’ADN sont décondensées dans le noyau de la cellule en interphase (l’ensemble des molécules d’ADN enroulées autour de protéines structurantes constitue la chromatine) et se condensent lors d’une division cellulaire (mitose ou méiose) ce qui conduit à des chromosomes bien individualisés et visibles au microscope optique.

Après réplication de l’ADN au cours de la phase S de l’interphase, les chromosomes contiennent une molécule d’ADN dans chacune de leurs chromatides.

La réplication de l’ADN est semi-conservative.

Mécanisme de la réplication, action de l’ADN polymérase (enzyme)

Réplication de l’ADN et reproduction conforme des cellules - Les deux molécules d’ADN filles possèdent la même séquence de nucléotides, et donc la même information génétique, que la molécule initiale. - Les deux molécules d’ADN issues de la réplication d’une molécule initiale constituent les deux chromatides d’un chromosome qui se répartissent, lors de la mitose d’une cellule initiale, dans les deux cellules filles ; ainsi les deux cellules filles possèdent exactement la même information génétique que la cellule mère. - La succession de mitoses produit un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, que l’on appelle un clone. Différents états de condensation de l’ADN au cours du cycle cellulaire

chaîne nucléoso-mique

protéine (histone)

nucléotide libre

ADN polymérase sens de progression de l’ADN polymérase

brin de la molécule mère brin nouvellement formé

Réplication de l’ADN et duplication des chromosomes au cours du cycle cellulaire

Vidéo : La réplication de l’ADN https://www.youtube.com/watch?v=wBDaLQNwEhU

Mutations de l’ADN et variabilité génétique

Les mutations sont des modifications aléatoires de la séquence des nucléotides de l’ADN.

Mutations spontanées ou induites par des agents mutagènes

- Erreurs spontanées et aléatoires lors de la réplication de l’ADN ou altération de l’ADN en dehors des

périodes de réplication

- Fréquence des mutations augmentée par l’action d’agents mutagènes (rayonnements ultraviolets par

exemple)

Il existe des mécanismes de réparation de l’ADN faisant intervenir des enzymes ; une erreur de réplication

conduit donc à une mutation seulement si elle n’est pas réparée.

Différents types de mutations ponctuelles : substitution, délétion, addition

Mutations somatiques (présentes dans le clone issu de la cellule mutée) et mutations germinales

(potentiellement héréditaires)

Les mutations, à l’origine des différents allèles d’un gène, sont source de diversité génétique au sein des

populations.

Effets variés des mutations sur le phénotype (sans effet, variations des caractères ou maladies)

L’expression du patrimoine génétique

Les protéines, des molécules essentielles chez les êtres vivants - Rôle structural (exemple des protéines associées à l’ADN dans les chromosomes) ou rôle essentiel dans le fonctionnement des cellules (exemple des enzymes) - Macromolécules constituées d’une ou plusieurs chaînes d’acides aminés (chaînes polypeptidiques) ; lors de la synthèse d’une protéine, les acides aminés sont assemblés dans un ordre précis pour constituer la séquence de la protéine.

La relation ADN-protéine - Une protéine est le produit de l’expression d’un gène : un gène code une protéine. - La séquence de l’ADN, succession des nucléotides le long des brins de la molécule, est une information codée nécessaire à la synthèse des protéines de la cellule. L’enchaînement des acides aminés d’une protéine est en effet déterminé par la séquence des nucléotides du gène correspondant.

Du gène à la protéine, plusieurs étapes - L’ARN messager, intermédiaire entre gène et protéine - La transcription de l’ADN en ARN pré-messager dans le noyau de la cellule: mécanisme de la transcription, action de l’ARN polymérase - La maturation de l’ARN pré-messager en ARN messager dans le noyau : épissage de l’ARN pré-messager, épissage alternatif et production d’ARN messagers différents (donc de protéines différentes) à partir d’un même gène

- la traduction de l’ARN messager en protéine dans le cytoplasme : code génétique (système de correspondance entre les triplets de nucléotides de l’ARN messager et les acides aminés), mécanisme de la traduction avec intervention des ribosomes

Activité sur le logiciel « Transcription et traduction de l’ADN » de P. Cosantino à télécharger sur le site http://www.masef.com/non-medecins/adnarn.htm (choisir dans le menu Transcription et Traduction)

Des gènes à la réalisation du phénotype (ensemble des caractères d’un individu) - Les différentes échelles du phénotype : phénotype moléculaire, phénotype cellulaire et phénotype macroscopique (à l’échelle de l’organisme) Les différentes échelles du phénotype sont reliées entre elles : le phénotype moléculaire, constitué par l’ensemble des protéines présentes dans les cellules, résulte du génotype de l’individu (ensemble des allèles que possède un individu) ; les protéines, jouant un rôle essentiel dans la structure et le fonctionnement des cellules, déterminent, en interaction avec des facteurs environnementaux, le phénotype cellulaire ; le phénotype macroscopique observable à l’échelle de l’organisme dépend lui-même du phénotype cellulaire.

Du génotype au phénotype : exemple du phénotype sain ou drépanocytaire (phénotype d’un individu atteint de drépanocytose)

- La régulation de l’expression des gènes L’activité des gènes d’une cellule est régulée sous l’influence de facteurs internes, notamment au cours du développement (ce qui conduit à la spécialisation des cellules qui expriment des gènes différents) ou de facteurs externes, en réponse aux conditions environnementales. - Le phénotype d’un individu se réalise donc sous l’influence de son génotype et de facteurs environnementaux.

Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques

Les enzymes, des catalyseurs biologiques - Les enzymes sont produites par les cellules des organismes vivants ; ce sont des protéines résultant de l’expression génétique des cellules. - Les enzymes possèdent les deux propriétés fondamentales de tout catalyseur :

elles augmentent la vitesse d’une réaction chimique ; elles participent à la réaction, mais n’apparaissent pas dans le bilan de la réaction et se retrouvent

dans leur état initial à la fin de la réaction, à nouveau disponibles pour catalyser de nouvelles réactions.

- Les enzymes sont indispensables pour accélérer toutes les réactions chimiques dans les cellules des êtres vivants et leur permettre de se dérouler dans les conditions de la vie.

Schématisation d’une réaction enzymatique

La double spécificité de l’action enzymatique

- Spécificité de substrat : une enzyme n’agit que sur un seul substrat.

- Spécificité d’action : une enzyme ne peut agir sur son substrat que pour un seul type de réaction chimique.

La formation d’un complexe enzyme-substrat et le rôle du site actif de l’enzyme Enzyme + Substrat Complexe Enzyme-Substrat Enzyme + Produit(s) - La structure tridimensionnelle de l’enzyme (résultant du repliement dans l’espace de la chaîne d’acides aminés en fonction des liaisons établies entre acides aminés plus ou moins éloignés dans la chaîne) délimite un site actif permettant la fixation temporaire du substrat par complémentarité spatiale puis sa transformation en produit(s).

(molécule transformée sous l’action de l’enzyme)

- La structure tridimensionnelle d’une enzyme, liée à sa séquence d’acides aminés, lui permet donc d’interagir avec son substrat et explique donc ses spécificités de substrat et d’action.

Equipement enzymatique et spécialisation cellulaire - Les différents types cellulaires ne possèdent pas le même équipement enzymatique (ensemble des enzymes présentes dans la cellule, résultant de l’expression de certains gènes). - L’équipement enzymatique, déterminant pour la fonction de la cellule, est donc un marqueur de sa spécialisation.

Protéine enzymatique