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SVT, Cours de Sciences et Vie de la Terre, Première S, Trimestre 1 Année scolaire 2016 / 2017

ENSEIGNEMENT À DISTANCE

76-78, rue Saint-Lazare 75009 PARIS

Tél. : 01 42 71 92 57

COURS

(LEÇONS ET EXERCICES)

1 E R T R I M E S T R E

Classe de

1ère S

SVT

Toute reproduction ou représentation de ce document, totale ou partielle, constituent une

© Cours Legendre à Distance contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle.

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Introduction Générale

Ce cours est en application du programme publié au Bulletin officiel spécial n°9 du 30 septembre 2010.

Les épreuves pratiques réalisées en classe sont indiquées et des liens internet pour voir les résultats et les réalisations sont insérés.

Les modalités de l’épreuve de SVT à partir de la session 2013

Les informations ci-dessous sont issues du Bulletin officiel spécial n°7 du 6 octobre 2011. Les sciences de la vie et de la terre comprennent la partie spécifique (que tous les élèves de terminale S doivent suivre) et la partie spécialité (en fonction du choix de votre spécialité).

Vous pouvez en terminale S, avoir choisi, la spécialité sciences physiques, mathématiques ou sciences

de la vie et de la terre. L’épreuve écrite est affectée d’un coefficient 6 pour les élèves ayant fait le choix de la spécialité mathématiques ou sciences physiques.

L’épreuve écrite est affectée d’un coefficient 8 pour les élèves ayant fait le choix de la spécialité

Sciences de la vie et de la terre. En tant que candidats individuels et des établissements privés hors contrat, vous ne

passez pas la partie pratique, soit l'épreuve d’évaluation des capacités expérimentales

(ECE). La note est donc constituée de la note obtenue à la partie écrite (sur 16 points) et

rapportée sur 20 points par le jury du baccalauréat.

L’épreuve écrite a une durée de 3 heures et 30 minutes.

L'ensemble de l'épreuve écrite s'appuie sur la totalité du programme.

Elle est constituée de deux parties.

Partie 1 : sur 8 points

Cette partie permet d'évaluer la maîtrise par le candidat des connaissances acquises.

Le questionnement peut se présenter sous forme de question de synthèse et/ou de QCM. Il prend éventuellement appui sur un ou plusieurs documents.

Partie 2 : sur 8 points

Cette seconde partie de l'épreuve écrite permet d'évaluer la pratique du raisonnement scientifique et de l'argumentation. Elle est subdivisée en deux exercices :

- Le premier exercice permet d'évaluer la capacité du candidat à raisonner dans le cadre d'un problème scientifique proposé par le sujet, en s'appuyant sur l'exploitation d'un nombre réduit de

documents. Le questionnement peut être formulé de façon ouverte ou sous forme de QCM. Ce premier exercice est noté sur 3 points.



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- Le second exercice permet d'évaluer la capacité du candidat à pratiquer une démarche

scientifique dans le cadre d'un problème scientifique à partir de l'exploitation d'un ensemble de

documents et en mobilisant ses connaissances. Le questionnement amène le candidat à choisir et exposer sa démarche personnelle, à élaborer son argumentation et à proposer une conclusion.

Ce second exercice est noté sur 5 points.

Pour les candidats qui n'ont suivi que la partie spécifique des sciences de la vie et de la terre, le

second exercice de la seconde partie de l'épreuve peut porter ou non sur la même partie du programme que le premier exercice.

Pour les candidats ayant choisi la spécialité sciences de la vie et de la Terre, cet exercice porte sur l'un

des thèmes du programme de spécialité des sciences de la vie et de la Terre. En cas où vous n’auriez pas le baccalauréat, à l’issue des épreuves écrites, vous êtes invités à choisir

2 disciplines à présenter à l’oral. Si vous choisissez les sciences de la vie et de la terre, vous passerez l’épreuve de contrôle.

La durée est de 20 minutes mais elle est précédée de 20 minutes de préparation du candidat avec le

sujet au fond de la salle. Le candidat tire au sort un sujet comportant deux questions, portant sur deux domaines différents du programme de terminale S et doit traiter les deux questions. Celles-ci

portent exclusivement sur le programme du tronc commun pour les candidats qui n'ont pas choisi l'enseignement de spécialité. Pour ceux qui ont choisi cet enseignement, l'une des deux questions

porte sur l'un des thèmes du programme de l'enseignement de spécialité.

Dans l'esprit défini pour les épreuves écrites et conformément au programme officiel, les sujets

proposés doivent permettre d'évaluer les compétences acquises dans le cadre du programme de terminale. Ils comportent des documents choisis parmi ceux que les professeurs utilisent dans les

situations d'apprentissage. Cette épreuve a lieu dans une salle comportant du matériel de sciences de la vie et de la Terre afin que des questions puissent être posées sur le matériel expérimental et son

utilisation, sans que le candidat soit conduit à manipuler.

Une importance égale est attribuée à l'évaluation des connaissances et à celle des capacités mises en

jeu.



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SOMMAIRE

1ERE S

SVT

1er Trimestre

PARTIE 1 : GÉNÉTIQUE

Série 1

Reproduction conforme cellulaire

1ère Leçon L’Interphase/reproduction ADN/Réplication

2ème Leçon La Mitose

3ème Leçon Les étapes de la vie

Série 2

L’expression du patrimoine génétique

1ère Leçon La correspondance ADN protéine

2ème Leçon Transcription

3ème Leçon Traduct ion

Série 3

La réalisation des phénotypes

1ère Leçon Les échelles du phénotype

2èmeLeçon Complexité des relations génotype/ protéine/

phénotype.

3ème Leçon Expression variable des gènes



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Série 4

La mutation de l ’ADN

1ère Leçon Les nouveaux allèles

2ème Leçon Environnement et fréquence des mutations

3ème Leçon Mutations et biodiversité

PARTIE 2 : LA TECTONIQUE DES PLAQUES

Série 5

La dérive des continents

1ère Leçon Les arguments de Wegener

2ème Leçon La s ismologie

3ème Leçon Les différences entre les océans et les continents

Série 6

La structure du globe terrestre

1ère Leçon La l ithosphère cont inentale

2ème Leçon La l ithosphère océanique

3ème Leçon Le modèle global

Série 7

Un modèle dynamique pour la lithosphère

1ère Leçon La créat ion de la l ithosphère océanique

2ème Leçon Le volcanisme intra plaque

2ème Leçon Les anomalies magnétiques



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Série 8

La disparition de la lithosphère océanique

1ère Leçon Les marqueurs tomographiques

2ème Leçon Le métamorphisme

3ème Leçon Bi lan de la théorie de la tectonique des plaques



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SVT

1ERE S

1ère SÉRIE


Reproduction conforme cellulaire

PREMIÈRE LEÇON L’interphase/reproduction ADN/réplication

DEUXIÈME LEÇON La mitose

TROISIÈME LEÇON

Les étapes de la vie



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1ère Série


Introduction :

L’histoire de la génétique :

Gregor Johan Mendel (1822-1884) entra en 1943- après des études universitaires- au monastère

Saint Thomas de Brno, haut lieu de la culture scientifique. Ordonné prêtre en 1848, il étudia, de 1851 à 1853, la physique, la zoologie, la botanique et la

paléontologie à l’université de Vienne. De retour à Brno, il se consacra à l’enseignement et fit des

recherches en apiculture, en météorologie et en botanique. Il réalisa des expériences, désormais historiques, sur les croisements de variétés différentes de petits pois.

Thomas Hunt Morgan (1866- 1945) qui étudia à partir de la mouche du vinaigre, nommée la

drosophile (nom latin : Drosophila melanogaster) les mutations.

Or, les mutations sont des modifications des gènes, qui sont aujourd’hui nommées les allèles. De plus, il étudia la transmission des chromosomes sexuels X et Y.



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1ère Série

G. Beadle, associé à un chimiste, E. Tatum découvrent qu’un gène s’exprime sous forme de

protéine. Ils étudiaient les mutants métaboliques du champignon Neurospora crassa.

C’est en 1941 que cette découverte est réalisée.

C’est le début de la biologie moléculaire. Le Prix Nobel de médecine leur fut attribué en 1958.

J. Watson et Crick établirent la structure physique de la molécule d’ADN, et proposèrent que l’information génétique soit contenue dans l’enchaînement des bases azotées. Ils reçurent le prix

Nobel de physiologie en 1962.



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1ère Série

La reproduction conforme cellulaire

Le cycle cellulaire ou les étapes pour créer les cellules identiques

Dans toutes les cellules des eucaryotes, sont présents des chromosomes qui portent le matériel

génétique sous forme de chromosomes.

Les chromosomes des cellules sont étudiés pour repérer les anomalies du nombre des chromosomes.

C’est un caryotype : le classement selon des normes internationales des chromosomes d’une espèce. Tous les chromosomes sont par paires. Le caryotype humain comporte 46 chromosomes, soit 22

paires d’autosomes et une paire de gonosomes ou chromosomes sexuels : deux chromosomes X dans

le sexe féminin et un X et un Y pour le sexe masculin.

Voici des caryotypes de cellules humaines (une femme à gauche et un homme à droite)

Les chromosomes homologues possèdent les mêmes gênes mais qui sont des allèles (versions)

différents pour certains de ces gènes.

Les deux chromatides d’un chromosome sont génétiquement identiques : elles possèdent les mêmes allèles des mêmes gènes.

Au cours de l’interphase (phase S dite de synthèse), il y a doublement ou duplication de l’ADN.



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1ère Série

La structure de l’ADN

À gauche, dans l’éprouvette, une méduse d’ADN est visible.

Au centre, la structure en forme de double hélice est présente. À droite, chacun des barreaux de la double hélice est un nucléotide constitué de bases azotées

complémentaires deux à deux.

Bilan : Les cellules se reproduisent à l’identique.

Lorsqu’une cellule donne 2 cellules identiques, c’est le cycle cellulaire.

Les chromosomes sont des structures constantes des cellules eucaryotes qui sont dans des états de condensation variables au cours du cycle cellulaire.

En général la division cellulaire est une reproduction conforme qui conserve toutes les caractéristiques du caryotype (nombre et morphologie des chromosomes).

Une cellule entre en interphase : cette période comprend les phases nommées G1, S et G2 où le

contenu de la cellule se prépare à la division, donc se reproduit. Puis la période de la mitose ou division cellulaire a lieu, c’est la phase au cours de laquelle le contenu de la cellule se répand dans les

deux cellules fille.



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1ère Série

PREMIÈRE LEÇON

L’interphase- la reproduction de l’ADN- la réplication

Au cours de la croissance des tissus, une augmentation du nombre des cellules est observée. Cette

augmentation est réalisée par une division cellulaire, par mitose. Au cours de cette division, l’information génétique, portée par la molécule d’ADN contenue dans les chromosomes, est transmise

de la cellule mère aux cellules filles. Or, la molécule d’ADN est contenue dans le noyau. Au cours de l’interphase, elle va se répliquer ou se multiplier par deux.

Comment va se réaliser cette réplication de l’ADN ?

I - L’expérience historique

Meselson et Stahl vont réaliser une expérience en utilisant des isotopes légers et lourds de l’azote pour étudier la réplication de l’ADN.

L'expérience de Meselson et Stahl est une expérience réalisée pour la première fois en

1958 par Matthew Meselson et Franklin Stahl. (en photo ci-dessus).

Des bactéries sont cultivées dans un milieu contenant de l’azote lourd 15N durant plusieurs

générations. Puis par centrifugation, on obtient la densité de l’ADN recueilli : il est de 1.80.

Si des bactéries sont cultivées dans un milieu contenant de l’azote léger 14N durant plusieurs

générations. Après la centrifugation, on obtient un ADN de densité 1.65.

Si des bactéries sont cultivées pendant plusieurs générations sur un milieu de culture 15N et transférées durant une seule génération sur un milieu contenant de l’azote léger, 14N.

Après centrifugation on obtient un ADN de densité intermédiaire : 1.72 (1.65 + 1.80) le tout divisé par

2, donne 1.72).

La réplication de l’ADN s’effectue selon le modèle semi-réplicatif présenté ci-dessous.



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1ère Série

Une molécule d’ADN se sépare en deux brins, puis un nouveau brin se forme par complémentarité : c’est la réplication semi-conservative.

Un ancien brin d’ADN est conservé et un nouveau brin est créé.

La duplication maintient le nombre de molécules d’ADN par cellule. Elle se réalise par réplication, ce

qui maintient la séquence des molécules d’ADN.

II - Les phénomènes à l’échelle moléculaire

La réplication commence par la séparation locale des brins au niveau des liaisons faibles (entre les

bases azotées des nucléotides). Chaque brin de la molécule initiale sert de modèle à la synthèse d’un brin complémentaire. Au fur et à mesure de l’ouverture de la double hélice, des nucléotides de chaque

brin s’associent selon le principe de complémentarité des bases azotées (adénine avec thymine et guanine avec cytosine) ; la réplication est qualifiée de semi-conservative.

La synthèse d’ADN s’effectue grâce à l’intervention d’enzymes, les ADN polymérases. Cet ensemble d’enzymes catalysent la polymérisation des nucléotides.

Catalyser signifie accélérer une réaction chimique grâce à la présence, en petite quantité, d’une

substance qui est retrouvée inchangée en fin de réaction.

Polymérisation signifie l’association de plusieurs molécules identiques pour former une nouvelle

molécule plus importante.

La synthèse d’ADN s’effectue depuis le point d’origine de la réplication et conduit à la synthèse de

deux molécules d’ADN génétiquement identiques. (Présentée dans le schéma ci-après)



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1ère Série

Bilan de la leçon :

Chaque chromatide contient une molécule d’ADN.

Au cours de la phase S, l’ADN subit la réplication semi-conservative. En absence d’erreur, ce phénomène préserve, par copie conforme, la séquence des nucléotides.

À la fin de la réplication, chaque molécule d’ADN est en 2 exemplaires dans la cellule.

L’interphase est composée de : - la phase nommée G1

- la phase nommée S -la phase nommée G2.

C’est au cours de la phase S que l’ADN se réplique par le processus de semi-réplication.

Temps en heures

Brin parental

Brin parental

Brin parental

Brins filles



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1ère Série

DEUXIÈME LEÇON

La Mitose ou la multiplication cellulaire

Une cellule eucaryote renferme dans son noyau un nombre défini de chromosomes.

Chaque chromosome contient une molécule d’ADN. Les cellules filles issues d’une division par mitose

possèdent le même nombre de chromosomes que la cellule mère et donc portent la même information génétique.

Comment se déroulent les étapes de la division des chromosomes mais qui aboutit au

même nombre de chromosomes ?

I - La mise en évidence des modifications chromosomiques au cours des étapes de la mitose par la réalisation d’un travail pratique sur l’AIL.

Vous pouvez voir le résultat de l’expérience sur internet : http ://www.dailymotion.com/video/xixdd5_mitose-dans-une-pousse-d-ail_tech

Prélever une jeune racine en croissance d’environ 1 cm sur un bulbe de jacinthe ou d’ail.

1) Couper le segment terminal à environ 0.5 cm de l’extrémité et le déposer sur une lame. Observer

une petite tache jaune près de l’extrémité. C’est le méristème ou la zone de croissance. 2) Prenez soin de manipuler avec des gants.

3) Recouvrir l’échantillon d’acide chlorhydrique à 1 mol/ L (l’acide dissout le ciment pectique entre les parois cellulaires, ce qui permet la séparation des cellules). Il ne faut pas laisser agir plus de 5

minutes.

4) Ôter l’acide chlorhydrique avec un essuie tout. 5) Recouvrir l’échantillon d’une solution d’orcéïne acétique et laisser agir pendant 15 minutes.

(l’orcéïne colore les chromosomes et les rend visibles). 6) Eliminer l’excédent avec un autre essuie- tout.

7) Verser quelques gouttes d’acide acétique à 45 % sur le fragment d’ail. 8) Déposer la lamelle couvre-objet dessus, écraser légèrement avec un essuie –tout l’ensemble. Cela

permet de bien séparer les cellules.

Extrémité de la racine (nommée la coiffe)

Zone où les cellules se multiplient (nommée le méristème)

Photographie de la racine d’ail observée au microscope

optique



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1ère Série

II - Les étapes de la mitose

Le matériel génétique, l’ADN, se condense peu à peu sous forme de chromatides. La membrane nucléaire disparaît.

Stade de prophase : Les chromosomes sont individualisés et se placent au centre de

la cellule. Ils sont composés de 2 chromatides.

La molécule d’ADN La molécule d’ADN se condense en

une chromatide.se condense en une chromatide.

Le centromère relie les deux chromatides

Stade de métaphase : Les chromatides de chaque chromosome se séparent en

deux au niveau du centromère.

Stade d’anaphase : Les chromatides de chaque chromosome migrent vers les pôles

opposés de la cellule.

Stade de télophase : Deux cellules se forment et elles contiennent le même nombre

de chromosomes que la cellule de départ. Le caryotype de chacune des cellules sera identique.

La molécule d’ADN se condense en un filament



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1ère Série

La mitose est la suite des étapes par lesquelles passe le noyau d’une cellule eucaryote lors d’une

division cellulaire. Au cours de la prophase, la condensation de l’ADN sous forme de chromosomes à

deux chromatides se déroule. La chromatine, c’est-à-dire les molécules d’ADN associées à des protéines, subit des séries d’enroulement et un compactage. Ces modifications raccourcissent les

chromosomes, augmentent leur épaisseur et les rendent visibles. La prophase s’achève par la disparition de l’enveloppe nucléaire.

on voit

l’enroulement de

l’ADN (1)

pour former le

chromosome

Le chromosome Il a deux chromatides réunis par un centromère.

Freqmut.free.fr/part1.html

1400 nm

Chaque chromatide contient un filament enroulé

700nm

Repliement de la molécule d’ADN

300 nm

Le filament enroulé en double hélice de l’ADN

2nm



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1ère Série

Au cours de la métaphase, les chromosomes se rassemblent à l’équateur de la cellule. Les

centromères des chromosomes donnent alors l’impression d’être alignés sur un plan, appelé plaque

équatoriale. Au cours de l’anaphase, les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent chacune

vers un pôle de la cellule. Au cours de la télophase, les chromatides se rassemblent et se décondensent. Une enveloppe

nucléaire se reconstitue autour du matériel génétique ce qui donne un noyau par cellule.

À la fin de la mitose, deux cellules filles sont créés, avec la même information génétique.

Bilan de la leçon 2 : L’alternance de la réplication de l’ADN (au cours de la phase S de l’interphase) et de la séparation des

deux chromatides (au cours de l’anaphase de la mitose) assure la conservation de l’information

génétique de génération en génération.

Les différentes étapes de la mitose sont bien visibles sur cette vidéo : http ://www.dailymotion.com/video/xc5ccd_mitose-petite-animation-en-3d_tech

Exercice 1

QCM : Choisissez l’unique bonne réponse parmi les propositions suivantes

1. Au cours du cycle cellulaire, les chromosomes :

a) Possèdent deux chromatides en prophase. b) Possèdent une chromatide en phase G1.

c) Possèdent deux chromatides en phase G1

2. Le cycle cellulaire :

a) Est la succession de deux phases, la phase G1 et la phase M. b) Est de durée constante entre toutes les cellules.

c) Permet à une cellule d’en donner deux identiques.

3. La mitose comprend :

a) Trois interphases. b) Une anatase.

c) Des chromosomes avec une ou deux chromatides selon les phases



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1ère Série

4. La mitose se décompose dans l’ordre, en :

a) anaphase, prophase, métaphase, télophase. b) prophase, télophase, anaphase, métaphase.

c) prophase, métaphase, anaphase, télophase.

5. La réplication de l’ADN est semi-conservative car elle conserve :

a) la moitié de l’information génétique.

b) la moitié des chromosomes.

c) un des deux brins des molécules d’ADN

d) la moitié des molécules d’ADN

6. La réplication de l’ADN se déroule durant :

a) la prophase

b) la télophase

c) la mitose

d) la phase S de l’interphase

Exercice 2

Repérez les affirmations exactes et corrigez celles qui sont inexactes :

1. La quantité d’ADN est constante dans une cellule tout au long de l’interphase.

2. La mitose se déroule en 3 phases.

3. La mitose assure un partage inéquitable des chromosomes de la cellule mère.

4. La mitose ne peut avoir lieu qu’après la réplication de l’ADN.

5. Les chromosomes sont plus courts que la molécule d’ADN qu’ils contiennent.

Exercice 3

Restitution de connaissances

Titrez chaque

photo :

Dessinez les étapes

État des

chromosomes :



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1ère Série

TROISIÈME LEÇON

Les étapes de la vie : Les cellules germinales et les cellules somatiques

La cellule étant la plus petite unité du vivant, elle en possède toutes les fonctions dont la

reproduction.

Comment une cellule produit-elle de nouvelles cellules ?

I - Le nombre de chromosomes dans une cellule

- Les cellules du corps ou cellules somatiques

Les cellules du corps contiennent des chromosomes par paires. Ainsi les cellules du corps humain contiennent 46 chromosomes soit 23 paires de chromosomes. On dit que les cellules somatiques (du

corps) sont diploïdes, elles contiennent un chromosome issu du père et un chromosome issu de la

mère pour chaque paire de chromosome. La formule chromosomique des cellules somatiques humaines est 2n = 46

- Les cellules germinales :

Les cellules de la reproduction, les gamètes. Chacun des parents transmet la moitié de son patrimoine génétique. Ces gamètes sont les spermatozoïdes pour l’homme et l’ovocyte pour la femme. Ces

cellules germinales ne contiennent qu’un chromosome pour chaque paire de chromosomes (exemple : un chromosome sur la paire de chromosome 1). Ces cellules qui dans le cas des cellules humaines ne

contiennent que 23 chromosomes, sont des cellules haploïdes.

La formule chromosomique des cellules germinales est n = 23



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1ère Série

Seule la fécondation permet de rétablir la diploïdie.

Cas particulier du nombre de chromosomes : Le cas de l’évolution du blé :

Le blé diploïde sauvage ayant 14 chromosomes dans son noyau (formule chromosomique 2n = 14) s’est associé avec une autre espèce de blé diploïde ayant aussi 14 chromosomes dans son noyau

(formule chromosomique 2n = 14) mais avec des gènes différents. La nouvelle espèce a été nommée

le blé tétraploïde sauvage ou blé dur cultivé. Sa formule chromosomique est 4n = 28. Il y a 9 000 ans, le blé dur cultivé à 28 chromosomes s’est associé avec un autre blé à 14

chromosomes ce qui a donné le blé actuel à 42 chromosomes ou dit aussi hexaploïde. (Formule

chromosomique 6n = 42)

II - Le comportement des bactéries

Les bactéries sont des organismes vivants unicellulaires (nommées des procaryotes), et sont caractérisées par une absence de noyau et d’organites. Elles sont microscopiques, mesurant pour la

plupart d’entre elles entre 0,5 et 5 micromètres.

Les bactéries ne sont donc visibles qu’avec un microscope.

Antoine van Leeuwenhoek fut le premier à observer des bactéries, grâce à un microscope de sa

fabrication, en 1638. Ci-dessous, la photo du microscope reconstitué.

Les bactéries sont les plus anciens organismes vivant sur terre, et aussi les plus abondants.

Les bactéries sont présentes dans le sol, dans l’eau et comme parasites des autres organismes.

Leur reproduction est originale et ne comprend pas de mitose : Les bactéries se reproduisent de façon asexuée par scissiparité, le matériel génétique est tout d’abord

dupliqué, puis la bactérie s’allonge, se contracte en son milieu et se divise, formant ainsi deux cellules

filles identiques à la cellule mère.



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Ainsi, la descendance d’une cellule bactérienne est un clone de cellules génétiquement identiques,

appelé colonie.

L’intervalle de temps nécessaire à la reproduction d’une population cellulaire est variable. Certaines

cellules se multiplient rapidement tandis que d’autres ont perdu leur capacité de division. Les organismes unicellulaires se multiplient plus rapidement que les cellules des organismes

pluricellulaires.

Une population de bactéries se multiplie rapidement, son temps de génération (= intervalle de temps

nécessaire au doublement d’une population cellulaire) est de 20 à 30 minutes. À l’issue d’une division cellulaire, le nombre et la morphologie des chromosomes sont identiques entre les cellules filles et la

cellule mère. Les caractéristiques du caryotype ont été conservées. Quel que soit le temps de génération, une cellule passe alternativement d’une phase de division à l’interphase. L’ensemble de

ces deux phases constituent un cycle cellulaire.

Bilan de la leçon 3 : Les cellules se reproduisent de façon différente mais toutes aboutissent à des cellules filles ayant les

mêmes caractéristiques que la cellule mère.

Conclusion de la série 1 : Quelques schémas récapitulatifs



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Exercice 4

Voici un tableau qui présente l’évolution de la quantité d’ADN dans une cellule au cours du cycle cellulaire. Le temps est en heures, alors que la quantité d’ADN est en unités arbitraires. (UA).

Temps en

heures

0 3 5 8 9 11 16 18 20 23 25 28 29 31

ADN en

UA 5.1 6.5 6.6 6.6 3.2 3.3 3.2 4 5.1 6.5 6.6 6.6 3.3 3.3

1. Réalisez un graphique, sur une feuille de papier millimétré ci – dessous, de la quantité d’ADN par

rapport au temps.



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2. Légendez avec les mots mitose, réplication de l’ADN, interphase.

3. Rédigez un texte d’une douzaine de lignes pour commenter ce graphique.

Exercice 5

Les euglènes sont des algues unicellulaires (composées d’une seule cellule) et faciles à cultiver dans

un milieu liquide. Une photo est ci- dessous :

Les euglènes sont des organismes unicellulaires chlorophylliens, capables de se déplacer grâce à un flagelle, qui vivent dans les eaux claires des bassins. Ces eaux contiennent des substances minérales

mais sont, le plus souvent, très pauvres en matières organiques. Les euglènes sont composées d’eau, de sels minéraux et de matières organiques (principalement des protéines et des glucides comme le

paramylon, forme voisine de l’amidon).

Trois populations identiques d’euglènes sont cultivées dans des milieux liquides différents (A, B et C),

de composition chimique différente.

Milieu A Milieu B Milieu C

Eau distillée 1litre 1litre 1litre

Sels minéraux 0 4 g 4 g

Glucose 0 20 g 0

Protéines 0 10 g 0

La croissance des populations est évaluée en mesurant le nombre d’euglènes par la mesure de

l’intensité de la couleur verte et donné en nombre d’euglènes pour 0.01 millimètres cubes.

0 jour 1° jour 2° jour 3° jour 4° jour 5° jour

Milieu A 1 1 1 1 0 0

Milieu B 1 2 3 7 22 25

Milieu C 1 3 4 9 24 23

1. Décrivez les résultats obtenus lors de cette expérience.

2. Indiquez les conditions du milieu nécessaires pour la multiplication cellulaire des euglènes ?

3. Comparez en une ligne, les conditions nécessaires à la croissance des cellules animales et des cellules



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1ère Série

Exercice 6

Étude de documents

En 1957, Taylor cultive des plantes (Bellevalia) sur des milieux contenant de la thymine et observe des cellules de leur racine afin de comprendre le mécanisme de la duplication du matériel génétique qui

précède la mitose.

Il utilise notamment de la thymine tritiée (contenant du tritium, isotope radioactif de l’hydrogène), qui

lui permet de visualiser, par autoradiographie, l’ADN ayant incorporé ces isotopes.

Dans ses cultures, Taylor utilise de la colchicine, alcaloïde qui bloque la formation du fuseau mitotique (fuseau de division) et empêche donc la séparation des chromosomes en fin de métaphase sans

empêcher leur duplication : l’ensemble des chromosomes reste donc dans la même cellule à l’issue de

la mitose (d’où un doublement du nombre de chromosomes à chaque cycle). Le protocole et les résultats de l’expérience sont schématisés ci-dessous.

Pro

toco

le

Milieu de culture n°1 contenant de la thymidine radioactive et

de la colchicine.

Les racines sont soigneusement rincées

Milieu de culture n°2 contenant de la thymidine non radioactive et de la

colchicine.

Résu

ltats

Après 1 cycle cellulaire :

Chromosomes observés lors de la 1ère métaphase.

Après 1 cycle cellulaire supplémentaire :

Chromosomes observés lors de la 2ème métaphase. Une

seule chromatide par chromosome est radioactive

Après 1 cycle cellulaire supplémentaire :

Chromosomes observés lors de la 3ème métaphase. Des

chromosomes sont complètement radioactifs et

d’autres n’ont qu’une

chromatide de radioactive.

Expérience de Taylor

À partir de la comparaison des résultats obtenus à chaque cycle cellulaire, montrez que ceux-ci sont conformes à la théorie de la réplication semi-conservative de l’ADN. Vous illustrerez vos propos en fournissant une interprétation moléculaire, au niveau de l’ADN, des résultats observés (l’ADN radioactif sera représenté en rouge et l’ADN non radioactif en bleu).



Extrait

de co

urs - S

VT - Prem

ière S


1ère Série

Exercice 7

L’observation d’une culture d’amibes, organismes unicellulaires de grande taille, montre, à tout moment, des cellules en division tandis que d’autres sont en croissance.

Toutes les amibes de la culture se trouvant dans les mêmes conditions extérieures, on se demande quel est le (ou les) facteur interne qui provoque, à un moment donné, l’entrée en division :

1. Les amibes supportant très bien toute intervention de microchirurgie, on réalise l’expérience suivante : 15 heures après la fin d’une division, on ampute l’amibe d’une partie de son cytoplasme

puis on la laisse croître à nouveau. Dès que le volume cellulaire atteint la valeur qu’il avait avant l’amputation, on l’ampute à nouveau et ainsi de suite… On constate alors que l’amibe ne se divise

pas. Quelle hypothèse explicative peut-on donner à cette expérience ? (soyez logique : attention au style de phrase)

Une technique permet de mesurer le volume cellulaire et le volume nucléaire de tels organismes. On

peut ainsi suivre leur croissance entre deux divisions. Les résultats sont donnés par le graphique suivant :

Volume cellulaire Volume nucléaire en 10-3 µm3 en 10-3 µm3

Temps en heures

Fin d’une mitose début de la mitose suivante

2. Décrivez méthodiquement ce graphique.

3. L’hypothèse émise au 1 était-elle fondée ?

4. Quelle autre hypothèse peut-on émettre en observant l’évolution de ces courbes, surtout pendant les quelques heures qui précèdent la mitose ?



Extrait

de co

urs - S

VT - Prem

ière S

tél. : 01 42 71 92 57 s cours (leÇons et exercices) premi …...svt, cours de sciences et vie de...

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