20 novembre 2013 - 1s

classe de 1ère S - durée 2H30
DST de SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
calculatrices interdites
RESTITUTION ORGanisée des connaissances (8 pts) La duplication et la transcription de l'ADN sont des mécanismes à la fois
très proches et très différents ; proches par le fait, par exemple, que la
matrice est la même, et différents par le fait, par exemple, que les
finalités ne sont pas les mêmes.
Expliquez ces propos : en quoi ces deux mécanismes sont-ils proches et
différents.
Il est bien évident que vos explications s'accompagneront de schémas.
Exploitation de documents ; problématique (12 points) Les modalités du bac changent avec le temps... La tendance actuelle porte
sur des exercices plus courts, voire des QCM parfois. Il faut vous préparez
à tout... Vous trouverez donc ci-dessous cinq exercices différents
indépendants.
EXERCICE 1 : Vitesse de réplication de l'ADN (3 points)
La réplication de l'ADN est très rapide chez les bactéries : 500 à
plusieurs milliers de paires de bases (pb) par seconde. Or le chromosome
d'une bactérie (Escherichia coli) contient 4. 106 pb. On a pu montrer, par
ailleurs, que chez les mammifères, la réplication de l'ADN est plus lente :
50 pb/seconde.
1. Calculez le temps approximatif nécessaire à la réplication du chromosome
bactérien.
2. Calculez le temps théoriquement nécessaire à la réplication d'un grand
chromosome humain (le n° 1) dont la longueur d'ADN (déroulé) est égale à 8
cm. (Distance entre deux paires de bases successives = 0,34 nm).
3. On a pu cependant déterminer que la durée réelle de la phase S pour une
cellule humaine est égale à 6 heures.
Montrez que ce résultat est incompatible avec celui obtenu dans la question
2, si on admet que la réplication d'une molécule d'ADN commence à un bout
et se termine à l'autre bout du chromosome.
4. On plonge pendant quelques minutes, au cours de la phase S, des cellules
humaines dans un milieu contenant de la thymidine radioactive. Puis ces
cellules sont détruites, leur ADN est extrait et étalé sur une lame de
verre, sur laquelle on plaque une émulsion photographique. On obtient des
images telles que celle-ci : [pic]
Le dépôt d'argent correspond aux endroits de la molécule d'ADN ayant
incorporé de la thymidine radioactive.
Utilisez ce résultat pour reprendre et résoudre le problème soulevé dans la
question 3. EXERCICE 2 : Acides aminés et chaînes polypeptidiques (3 points)
Un oligopeptide est formé par l'association glycocolle - alanine - valine.
La formule brute du glycocolle est C2 H5 O2 N ; celle de l'alanine est C3
H7 O2 N ; celle de la valine est C5 H11 O2 N.
1) Qu'est-ce qu'un acide aminé ? Rappelez la formule générale d'un acide
aminé.
2) Illustrez votre réponse précédente en donnant les formules développées
complètes du glycocolle et de l'alanine.
3) Qu'est-ce qu'un oligopeptide ? Précisez votre réponse en écrivant les
réactions de synthèse à partir du glycocolle et de l'alanine. Comment se
nomment les liaisons entre les acides aminés ?
4) Calculez la masse molaire de chaque acide aminé et la masse molaire du
tripeptide formé. On rappelle : H=1 ; C=12 ; N=14 ; 0=16.
5) En prenant les symboles Gly, Ala, Val, écrivez tous les tripeptides
possibles, différents ne comportant qu'un exemplaire de chaque acide aminé.
6) Redéfinir à cette occasion la notion de séquence d'un polypeptide
(structure primaire) ; la structure quaternaire d'une protéine (vous pouvez
illustrer votre réponse par un exemple).
EXERCICE 3 : De l'ADN à la protéine (2 points)
On considère la protéine PT276. Une portion du gène codant pour cette protéine (brin transcrit), entre la
base 120 et la base 144, est : ... ATATTGTTTTTTCATGGCATG... 1) Présentez la chaîne polypeptidique correspondant à cette portion d'ADN
(justifiez votre présentation). 2) La portion de protéine correspondante est en fait ...TYR-ASN-LYS-PRO-
TYR... Pourquoi ? [pic] EXERCICE 4 : QCM (2 points)
Cochez les bonnes réponses
Le code génétique : (1 point - 1 erreur = 0)
o est déprimé
o est redondant
o est universel
o est un système de correspondance entre bases azotées et acides aminés.
o est propre à chaque espèce
o est constitué de 64 triplets
o présente tous les codons possibles de l'ADN
o a été présenté par Watson et Crick en 1965
o permet de décoder le message porté par l'ARNm
o permet de décoder le message porté par l'ARN pré-messager
La traduction : (1 point - 1 erreur = 0)
o se fait dans le cytoplasme
o se fait au niveau des polysomes
o se fait au niveau du réticulum endoplasmique
o fait intervenir des ARNt
o fait intervenir l'ARNm
o fait intervenir des ribosomes
o fait intervenir des ARNr
o fait intervenir des enzymes ARNt
o fait intervenir des ARNh
o fait intervenir des enzymes ARNt-polymérases
o fait intervenir des amino-acyl-ARNT-synthétases
o fait intervenir des amino-acyl-ARNT-peptidases
o fait intervenir de l'ATP
o libère de l'énergie EXERCICE 5 : Expériences de Brachet (2 points)
L'ADN est la molécule qui détient l'information génétique présidant à la
synthèse des protéines. Or l'ADN ne sort jamais du noyau et la synthèse des
protéines se fait dans le cytoplasme. Il doit donc exister une molécule
intermédiaire capable de transmettre les plans de fabrication des protéines
depuis le noyau vers le lieu de synthèse.
1) En vous basant sur vos connaissances, émettez une hypothèse sur la
nature de cette molécule intermédiaire (votre réponse doit exposer, en 5 à
10 lignes, vos connaissances sur la structure du noyau).
2) Proposez une expérience permettant d'éprouver cette hypothèse (précisez
les modalités de l'expérience, en 5 à 10 lignes, sans exposer de
résultats).
3) En 1951 Brachet montra cette relation. Les deux photographies ci-dessous
montre deux cellules :
. la première (a) cultivée 15 minutes sur milieu chaud puis soumise à
autoradiographie.
. la seconde (b) cultivée 15 minutes sur milieu chaud, puis 90 minutes sur
milieu froid, puis
soumise à autoradiographie.
[pic]
Exploitez ces résultats pour répondre à la problématique.