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Première · SVT · Chapitre 1

Transmission, variation et expression du patrimoine génétique

Ce que tu sauras faire

  • Expliquer le caractère semi-conservatif de la réplication de l'ADN, et dire quelle expérience l'a établi.
  • Décrire le cycle cellulaire, situer la phase S et la mitose, et suivre la quantité d'ADN par cellule au cours du cycle.
  • Expliquer en quoi la mitose conserve le caryotype, et ce qu'il en résulte pour les cellules d'un même organisme.
  • Distinguer substitution, insertion et délétion, et prévoir leur conséquence sur la protéine codée.
  • Distinguer mutation spontanée et mutation induite, mutation somatique et mutation germinale.
  • Décrire les systèmes de réparation de l'ADN, et expliquer leur existence sans recourir à une explication finaliste.
  • Décrire la transcription et la traduction, utiliser le code génétique, et relier le génotype au phénotype aux trois échelles.

Au programme du chapitre

  1. Ce qu'il faut copier : le patrimoine génétique
  2. La réplication de l'ADN est semi-conservative
  3. Le cycle cellulaire et la mitose
  4. Quand la copie rate : les mutations
  5. La réparation de l'ADN — et le piège du finalisme
  6. Mutations somatiques et mutations germinales
  7. L'expression du patrimoine génétique : la transcription
  8. La traduction et le code génétique
  9. Du génotype au phénotype

Exercices corrigés

Exercice 1

Un camarade affirme : « Après la réplication, la cellule possède deux molécules d'ADN : l'ancienne, restée intacte, et la nouvelle. » Que lui réponds-tu, et sur quelle expérience t'appuies-tu ?
Un coup de pouce
Demande-toi ce que chaque modèle prévoit à la première génération, puis compare avec la bande réellement obtenue.
Voir la correction pas à pas
Il décrit le modèle conservatif, et l'expérience de Meselson et Stahl l'a écarté en 1958. Dans la réplication réelle, dite semi-conservative, les deux brins de la molécule initiale se séparent et servent chacun de matrice : il n'existe donc, à la fin, aucune molécule entièrement ancienne ni aucune molécule entièrement neuve.
Le résultat décisif est celui de la première génération : une bande unique, de densité intermédiaire. Le modèle conservatif prévoyait au contraire deux bandes dès ce stade, l'une lourde et l'autre légère. Comme aucune molécule lourde n'apparaît, le modèle est éliminé.

Exercice 2

Une élève écrit dans son devoir : « Quand l'ADN est abîmé par les UV, la cellule fabrique des enzymes de réparation pour ne pas mourir. » Réécris cette phrase correctement, et explique ce qui n'allait pas.
Un coup de pouce
Applique le test : remplace « pour » par « ce qui a pour effet de ». Si la phrase devient absurde, c'est qu'elle exprimait une intention.
Voir la correction pas à pas
La phrase prête à la cellule une intention et un but : c'est du finalisme. Une cellule ne prévoit rien et ne cherche rien ; elle n'a aucun moyen de savoir qu'elle risque de mourir, ni d'en déduire quoi que ce soit.
Une rédaction correcte décrit la cause : « Les UV soudent deux thymines voisines, ce qui déforme la double hélice. Des enzymes reconnaissent cette déformation, excisent le fragment endommagé, et le brin complémentaire sert de matrice pour reconstruire la portion manquante. »
Si l'on veut expliquer pourquoi de tels systèmes existent, la réponse est évolutive et non intentionnelle : les lignées dont les systèmes de réparation étaient efficaces ont laissé davantage de descendants, et les allèles correspondants se sont répandus au fil des générations.

Les pièges à éviter

  • Confondre réplication et transcription, parce que les deux sont des copies.
  • Se tromper de brin lors de la transcription, et donner le complémentaire de l'ARN attendu.
  • Commencer la traduction au premier nucléotide de la séquence donnée.
  • Traduire le codon stop comme s'il correspondait à un acide aminé.

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