TP « Hasard, mécanismes et conséquences des mutations »
Problématique. Pensez-vous que les mutations dont il est question dans les différents cas d'étude proposés soient liées au hasard
But du TP.
Proposer un exercice, préparer un compte rendu d'une page ou un exposé (5 diapositives au maximum) pour les autres élèves de la classe afin qu'ils comprennent les mécanismes en jeu dans le cas étudié. Vous
« prendrez en main », comme lors d'un exposé ou d'un cours, la séquence de correction de cet exercice ou la séance d’exposé.
Production attendue.
L'énoncé de l'exercice avec les documents nécessaires, les éléments de correction très clairement rédigés.
ou (solution moins formatrice) Un exposé présentant le cas étudié.
Document Activité Critères de
réussite - Documents
correspondants au cas qui vous est soumis
- Activité complémentaires
éventuellement proposées par le professeur
- Documents 1 et 2.
Utiliser les documents et les activités complémentaires éventuelles pour comprendre les mécanismes biologiques en jeu et statuer quant à la problématique.
Appeler le professeur pour aide
Modifier et assembler les versions numériques de ces documents pour construire un exercice (d'une difficulté qui doit rester raisonnable) pour vos camarades.
Rédiger un bilan/correction/exposé.
Document 1. Le code génétique.
Source : banque de schémas de SVT, académie de Dijon.
Document 2. Le détail de l'appariement des bases azotée entre elles.
La cytosine et la guanine contractent trois liaisons hydrogènes (traits pointillés), la thymine et la cytosine deux.
Remarque sur le mode de représentation. Pour
simplifier la figure, tous les carbones de ces molécules ne sont pas figurés : à chaque fois que les liaisons covalentes (traits pleins) forment un coude, il faut imaginer un atome de carbone (avec ces quatre liaisons hydrogènes caractéristiques, si seules trois liaisons sont représentées, c'est que l'atome de carbone est lié à un atome d'hydrogène qui n'a pas non-plus été
représenté).
Source du schéma : Griffith.
Cas 1. L'aflatoxine B1.
L'aflatoxine B1 (AFB1) est une toxine découverte dans des stocks d’arachide (les cacahuètes) infectées par un champignon. Cette molécule a la propriété chimique de réagir avec la guanine : la toxine et la base azotée se lient par une liaison covalente, mais cela s’accompagne de la rupture de la liaison covalente entre un atome de la base azotée et du sucre désoxyribose. Lorsque cela se produit, cela revient donc à enlever une base azotée guanine de l’ADN. Le sucre désoxyribose et le groupement phosphate du nucléotide touché restent en place.
Tableau 1-A. Le début de la séquence du gène de la globine bêta.
Codon n° Codon 1 Codon 2 Codon 3 Codon 4 Codon 5 Codon 6 Codon 7 . . . ADN d’un individu sain Brin non-transcrit G-T-G- C-A-C- C-T-T- A-C-T- C-C-A- G-A-G- G-A-G- . . .
Brin transcrit C-A-C- G-T-G- G-A-A- T-G-A- G-G-T- C-T-C- C-T-C- . . .
Le fait qu’aucune base azotée ne soit présente au niveau du nucléotide touché suggère l’hypothèse suivante :
« Lors de la réplication, n’importe quel nucléotide peut venir « compléter » le nucléotide touché ».
Document Activité complémentaire Critères de réussite
Les cours des chapitres précédents Document complémentaire 3 et 4
- Surligner les nucléotides susceptibles d'être affectés par l’AFB1.
- Envisager les conséquences de l'action de l'aflatoxine B1 dans le cas où elle s'exerce sur la première paire de nucléotides du codon n°6, puis dans le cas où elle s'exerce sur la troisième paire de nucléotides de ce même codon en envisageant :
- les produit de la réplication du gène considéré sur deux cycles cellulaires.
Vous dessinerez ces produits de la réplication dans les cellules-filles issues de mitoses.
- les produits de la transcription puis de la traduction du gène considéré pour chacune des cellules obtenues
- Conclure quant aux mécanismes et aux conséquences POSSIBLES (nous avons travaillé dans le cadre d'une hypothèse) de l'action de l'aflatoxine B1.
Demander le document 4 complémentaire
- Proposer une réponse à la problématique en définissant si nécessaire ce que vous entendez par « hasard ».
Nous verrons que l'action de l'aflatoxine B1 est en réalité plus complexe.
Cas 2. L'éthylméthanesulfonate.
L'éthylméthanesulfonate (EMS) est un agent alcalin qui a la propriété de réagir avec les bases azotées. Suite a une telle réaction, un groupement éthyle (CH
3-CH
2-) est transféré sur la base touchée, comme cela est présenté sur la figure c2-a). La O-4-éthylthymidine obtenue a, contrairement à la thymine, la propriété de contracter des liaisons hydrogènes avec la guanine.
Figure c2-a. La transformation de la thymine par l'EMS et la base azotée complémentaire du produit de cette transformation. Source du schéma : Griffith.
Tableau 1-A. Le début de la séquence du gène de la globine bêta.
Codon n° Codon 1 Codon 2 Codon 3 Codon 4 Codon 5 Codon 6 Codon 7 . . . ADN d’un individu sain Brin non-transcrit G-T-G- C-A-C- C-T-T- A-C-T- C-C-A- G-A-G- G-A-G- . . .
Brin transcrit C-A-C- G-T-G- G-A-A- T-G-A- G-G-T- C-T-C- C-T-C- . . .
Le fait qu’aucune base azotée ne soit présente au niveau du nucléotide touché suggère l’hypothèse suivante :
« Lors de la réplication, n’importe quel nucléotide peut venir « compléter » le nucléotide touché ».
Document Activité complémentaire Critères de réussite
- Envisager les conséquences de l'action de l'EMS dans le cas où elle s'exerce sur la troisième paire de nucléotides du codon n°4, puis dans le cas où elle s'exerce sur la première paire de nucléotides de ce même codon en envisageant :
- les produits de la réplication du gène considéré sur deux cycles cellulaires.
Vous schématiserez ces produits de la réplication dans les cellules-filles issues de mitoses.
- les produits de la transcription puis de la traduction du gène considéré pour chacune des cellules obtenues
- Conclure quant aux mécanismes et aux conséquences POSSIBLES (nous avons travaillé dans le cadre d'une hypothèse) de l'action de l'EMS
Demander le document 4 complémentaire
- Proposer une réponse à la problématique en définissant si nécessaire ce que vous entendez par « hasard ».
