Etinc Wataik 1bac Sc-Math SVT Guide [PDF]

Zitiervorschau

Programme des sections internationales du baccalauréat Marocain - option Français

Cahier d’activités

GUIDE du professeur

Auteurs Aicha BATANE

Professeur du cycle secondaire qualifiant

Fatima Zohra ESSAKALI EL HOUSSAINI

Professeur du cycle secondaire qualifiant

C

ETINCELLE Guide du professeur Sciences de la vie et de la terre 1 BAC sciences mathématiques Dépôt légal : 2019MO3789 ISBN : 6-23-788-9920-978 ISSN : 4827-2550

Tous droits réser vés

DANGER

Il est strictement interdit de reproduire cet ouvrage même C

par tiellement,

d'en

faire

des

copies ou de le retransmettre par quelque moyen que ce soit, électronique ou mécanique, sans l'autorisation écrite de l'éditeur.

LE

PHOTOCOPILLAGE TUE LE LIVRE « le photocopillage, c’est l’usage abusif et collectif de la photocopie sans autorisation des auteurs et des éditeurs. Largement répandu dans les établissements scolaires, le photocopillage menace l’avenir du livre, car il met en danger son équilibre économique. Il prive les auteurs d’une équitable rémunération. En dehors de l’usage privé du copiste, toute reproduction totale ou partielle de cet ouvrage est interdite. »

Avant-propos Ce livre du professeur est un complément pédagogique qui accompagne le fascicule de cours Etincelle SVT de la 1 année du baccalauréat sciences mathématiques option français. Il permet aux enseignants, en cohérence avec les différents périphériques de la collection, de disposer d’informations utiles, immédiatement accessibles, et des conseils didactiques et méthodologiques pour travailler, pour préparer et réaliser leurs cours, pour la mise en œuvre du programme d’études et offre des suggestions pour les aider à concevoir des expériences d’apprentissage. Nous avons apporté un soin particulier à l’écriture des textes. On trouvera ainsi : ‣ A l’entrée de chaque partie; les compétences visées et les instructions officielles, aussi la progression envisagée par les auteurs accompagnée d’une programmation horaire réaliste; ‣ pour chaque chapitre, un rappel des objectifs du programme et les capacités à développer susceptibles d’être atteints; ‣ pour chaque activité, le commentaire précis de tous les documents présentés,

la correction de toutes les pistes d’exploitation; ‣ pour chaque chapitre, la correction des exercices d’application et des devoirs

surveillés. Nous formulons le souhait que l’enseignant trouve non seulement de l’intérêt, mais aussi du plaisir, à organiser les apprentissages à partir et autour de ce guide qui, comme son nom l’indique, sert à l’accompagner dans son acte d’enseigner et à baliser le processus d’enseignement / apprentissage. Nous vous souhaitons beaucoup de joie, de succès et de réussite durant votre utilisation de ce guide. L’auteur

3

Sommaire Partie 1

Les communications hormonale et nerveuse

 Chapitre 1 : Réalisation de la carte paléogéographique d’un ancien bassin sédimentaire 8 Activité 1 : Caractères et classification des sédiments dans différents milieux de dépot...................... 8 Activité 2 : Étude statistique de la composition d’un sédiment......................................................................... 8 Activité 3 : Étude morphoscopique de la composition d’un sédiment............................................................ 10 Activité 4 : Étude des figures sédimentaires et leurs significations................................................................ 10 Activité 5 : Dynamique de transport des éléments sédimentaires.................................................................. 11 Activité 6 : Conditions de sédimentation dans les milieux continentaux...................................................... 12 Activité 7 : Conditions de sédimentation dans les milieux intermédiaires................................................... 13 Activité 8 : Conditions de sédimentation dans les milieux marins................................................................... 13 Activité 9 : Reconstruction de la carte paléogéographique du bassin phosphaté au Maroc............. 14 Activité 10 : Reconstruction de la carte paléogéographique du bassin du charon au Maroc............ 14 Exercices d’application....................................................................................................................................................... 15  Chapitre 2 : La stratigraphie et les subdivisions du temps géologique.................................... 18 Activité 1 : La datation relative : Principes de stratigraphie........................................................................... 18 Activité 2 : La datation relative : Principe d’identité paléontologique....................................................... 18 Activité 3 :  La recherche des sudivisions géochronologiques : Discordance, lacunes et cycles sédimentaires................................................................................................................................................ 19 Activité 4 : La recherche des sudivisions géochronologiques : Le stratotype, la biozone, les crises et les phases orogéniques............................................................................................................................. 19 Activité 5 : L’échelle stratigraphique.......................................................................................................................... 20 Exercices d’application..................................................................................................................................................... 20  Chapitre 3 : Reconstition de l’histoire géologique d’une région donnée................................. 22 Activité 1 : La carte géologique : bilan synthétique des études stratigraphiques.................................. 22 Activité 2 : La réalisation de la coupe géologique............................................................................................... 22 Activité 3 : Reconstition de l’histoire géologique d’une région donnée....................................................... 23 Exercices d’application..................................................................................................................................................... 23 Devoir Surveillé n°1............................................................................................................................................................. 24 Devoir Surveillé n°2............................................................................................................................................................ 26

4

Guide du Professeur | ETINCELLE

Partie 2

L’information génétique  : nature, mécanisme d’expression et Génie génétique

 Chapitre 1 : La nature de l’information génétique...................................................................... 30 Activité 1 : Localisation de l’information génétique dans la cellule............................................................... 30 Activité 2 : Transfert de l’information génétique d’une cellule à une autre............................................... 30 Activité 3 : Nature chimique de l’information génétique................................................................................... 32 Activité 4 : Structure et composition de l’ADN....................................................................................................... 33 Activité 5 : Chromosome, chromatine et ADN chez les Eucaryotes............................................................. 33 Activité 6 : Mécanisme de la réplication d’ADN.................................................................................................... 34 Exercices d’application..................................................................................................................................................... 35

PARTIE

 Chapitre 2 : Mécanisme de l’expression de l’information génétique étapes de la synthèse des protéines..................................................................................................................... 37 Activité 1 : Caractère, gène et allèle : notion de mutation................................................................................ 37 Activité 2 : Relation caractère-protéine et gène-protéine................................................................................ 38 Activité 3 : Mécanisme de l’expression de l’information génétique : phase de transcription............ 39 Activité 4: Relation ARN-protéine : le code génétique....................................................................................... 39 Activité 5 : Mécanisme de l’expression de l’information génétique : phase de traduction................. 40 Exercices d’application..................................................................................................................................................... 41  Chapitre 3 Le génie génétique...................................................................................................... 42 Activité 1 : Principe du génie génétique...................................................................................................................... 42 Activité 2 : Outils et techniques de génie génétique............................................................................................. 42 Activité 3 : Application du génie génétique.............................................................................................................. 43 Exercices d’application....................................................................................................................................................... 43 Devoir Surveillé n°3.............................................................................................................................................................. 44 Devoir Surveillé n°4............................................................................................................................................................... 45

5

Partie 1 Compétences visées :

La géodynamique externe de la terre

- Approfondir les connaissances associées aux phénomènes géologiques externes et assimiler leur application au niveau de la division du temps géologique et la récupération de l’ancienne géographie et l'histoire géologique, avec la réalisation d’une lecture systématique de la cartographie et de l’analyse de l’histoire des événements géologiques d’un modèle donné. - Assimiler l’importance du contact direct avec la nature dans l’étude géologique et la sensibilisation sur l’état des sites géologiques dans l’environnement pour adapter des attitudes positives envers eux. - Appliquer une méthodologie scientifique en abordant des questions liées à des phénomènes géologiques externes. - Utiliser des outils du laboratoire et des technologies de l’information et de communication pour définir les phénomènes géologiques.

Première année du baccalauréat Série sciences mathématiques 1- Unité1

Phénomènes géologique externes

1ereannée collégiale : 2- Les relations entre les êtres vivants et leur interaction avec le milieu. Les prérequis - Les phénomènes géologiques externes. ‣ Réalisation de la carte paléogéographique d’une région :.............................................. • Les études granulométriques et morphoscopiques des sédiments : - Les figures sédimentaires ; - Dynamique et agents du transport des sédiments ; • Détermination des conditions de sédimentation dans les principaux milieux de sédimentation actuels. • Réalisation de la carte paléogéographique du milieu étudié.

Séances

11 h

‣ Reconstitution de l’histoire géologique d’une région sédimentaire

3Le contenu à enseigner et enveloppe horaire

tabulaire (plateau de phosphates) ou d’un bassin houiller (bassin de Jerada) et établissement des fondements de la carte géologique........................ • Les principes stratigraphiques et la datation relative des formations géologiques du plateau ou du bassin étudié : - Principe de superposition et principe de continuité. - Le contenu paléontologique  : notion de fossile stratigraphique et notion du principe d’identité paléontologique. • Le cycle sédimentaire : - Construction de l’échelle stratigraphique. - Notion de lacune stratigraphique.

13 h

‣ Bilan...............................................................................................................................................

• La carte géologique  : Bilan synthétique des études stratigraphiques. • Utilisation de la carte géologique pour la reconstitution de l’histoire géologique d’une région. • Réalisation des coupes géologiques.

Evaluation diagnostique au début de l’unité....................................................................

Evaluation formative et soutien : 4Au milieu de l’unité................................................................................................................. L’évaluation A la fin de l’unité........................................................................................................................ et le soutien Evaluation sommative :

Au milieu de l’unité.................................................................................................................. A la fin de l’unité et doit couvrir l’ensemble de l’unité........................................

Total

06 h

30 mm 45 min 45 mn 60 mn 60 mn 34 h

7

Chapitre

1

Réalisation de la carte paléogéographique d’un ancien bassin sédimentaire

Objectifs du chapitre :

- Connaître les caractères des sédiments dans les paysages sédimentaires. - Mettre en évidence la relation entre figure sédimentaire et agents de transport et de dépôt des sédiments. - Etudier statistiquement et mosphoscopiquement les constituants des sédiments. - Déterminer les conditions de sédimentation dans les principaux milieux de sédimentations actuels et dégager les caractéristiques des sédiments déposés dans chaque milieu. - Déterminer les conditions de sédimentation dans un milieu de sédimentation ancien  : bassin des phosphates et bassin houiller de jerrada. - Réaliser la carte paléogéographique d’une région donnée.

Capacités à développer:

- Manipuler et expérimenter en respectant les règles de sécurité. - Traçage correcte d’une courbe, d’un histogramme. - Recenser, extraire et organiser des informations. - Manifester le sens d’observation, de curiosité et d’esprit critique. - Traduire des données et interpréter des observations sours forme d’un texte structuré. - Comprendre le lien entre les conditions de sédimentation et les caractéristiques des sédiments dans différents milieux. - Déterminer la nature d’un milieu de dépôt en se basant sur différentes études sédimentaires.

Activité 1

p : 10

Caractères et classification des sédiments dans différents milieux de dépot

Doc. 1: Wentworth a classé les différents éléments solides d’un sédiment selon leur taille ou leur diamètre. Doc. 2: Les sédiments fluviatiles sont de tailles différentes, mais on constate qu’ils sont classés de l’amont vers l’aval selon leur diamètre et ceci dans un ordre décroissant On peut expliquer cette répartition par la dynamique de l’agent de transport (Courant d’eau). En amont ou la pente est raide, la vitesse du courant est forte, ce qui provoque le transport même des éléments grossiers. En s’approchant de l’aval, la vitesse du courant s’affaiblit à cause de la pente faible provoquant la sédimentation même des éléments fins. Activité 2

Doc. 3: Dans un milieu côtier (une plage), les sédiments sont classés selon leur taille dans un ordre décroissant de la côte vers le large. Cette distribution est conditionnée par la dynamique des vagues et la force des marées. - La composition sédimentaire d’une plage dépend avant tout de la formation géologique de la région. En effet la plage est essentiellement le résultat de l’érosion des roches environnantes et de l’activité biologique des organismes marins. Doc. 4: Le sable est un sédiment détritique formé de particules arrachés aux roches par des agents extérieurs ,(qui tombent, sous l’effet de la pesanteur, ensuite entrainés par (les rivières, les glaciers ou le vent) rejoignant différents milieux de dépôt (plage ou désert ou fleuve ……) Donc, un même sédiment peut occuper différents milieux de dépôt. p : 14

Étude statistique de la composition d’un sédiment

Doc. 1: La granulométrie consiste en l’analyse de la distribution statistique des classes des particules élémentaires d’un sédiment, et ceci grâce au tri qui se fait par le tamisage. Doc. 2: Diamètre des particules Poids du refus (eng) Pourcent du refus Poids cumulée (eng) Pourcentage cumulée 8

8 à 16

4à8

2à4

1à2

1/2 à 1

1/4 à 1/2

1/8 à 1/4

1/16 à 1/8

6,25

11 ,25

20

24,4

22

12,25

2,5

1,35

6,25%

11,25%

20%

24,4%

22%

12,25%

2,5%

1,35%

6,25

17,5

37,5

61,9

83,9

96,15

98,65

100

6,25%

17,5%

37,5%

61,9%

83,9%

96,15%

98,65%

100%

Guide du Professeur | ETINCELLE

Doc. 3: a25 _

Pourcentage du poids du refus

_

Courbe de fréquence Histogramme de fréquence

20 _

_ 15 _ _ 10 _ _ 5 _ _ 1/8

_

1/4

_

1/2

_

1

_

2

_

4

_

8

_

_

16

Diamétre des grains 1/16 en mm

D’après l’histogramme réalisé, on obtient une courbe unimodale donc notre sédiment est homogène b– PARTIE 1

La valeur cumulative 10090-

1cm → 10% 1cm → 1 intervalle de diamètre

8070605040302010 -

1/8

-

1/4

-

1/2

-

1

-

2

-

4

-

8

-

-

16

Diamétre des grains mm 1/16

En comparant notre courbe cumulative obtenue avec les courbes cumulatives de référence, on trouve qu’elle ressemble à la courbe B, donc on peut supposer que notre sédiment vient de l’embouchure d’une rivière. 9

C – Détermination des quartiles : Q1 et Q3’ Q3 = L’abscisse correspondante à l’ordonnée 25 % ≅ 3,2 Q1= L’abscisse correspondante à l’ordonnée 75 % ≅ 0,65 - Calcul de l’indice de classement S0 : S0 =

Q3 Q1 =

D’après le tableau, on remarque que notre valeur S0 est supérieure à 2 donc notre sédiment est très mal classé. Donc cela confirme notre hypothèse à propos de l’origine du sédiment étudiè.

3, 2 0, 65 = 2, 21

Activité 3

p : 18

Étude morphoscopique de la composition d’un sédiment

Doc. 1: Types

NU

EL

Grains non usés Caractéristiques des grains transparents ou colorés à de quartz forme anguleuse(avec des arêtes aigues)

RM

Grains émoussés avec des arrêtes subarrondies et une surface polie et brillante

Grains ronds mats, à surface dépolie, mate.

Transport long le facteur de transport est l’eau (hydrique)

Transport très long le facteur de transport est le vent (éolien)

Facteur de transport et durée

Transport très court voire absent, le facteur du transport est la glace (glacier)

Nature du milieu du dépôt

Des dépôts glaciaires d’origine Les embouchures proximale de la roche mère les plages lihorales (en amont des rivières)

Les dunes lihorales ou désertiques

Doc. 2+3:

A

C

- Echantillon A : Dominance des grains NU donc transport court ou absent, dépôt glacier ou près de la roche mère. - Echantillon B : Dominance des grains EL donc transport long par l’eau, dépôt au niveau d’une embouchure ou une plage . - Echantillon C : Dominance des grains RM dépots au niveau des dunes côtières ou désertiques et transport long par le vent.

B Echantillon A NU non usés

EL

Echantillon B Emossés luissants

Echantillon C Ronds mats RM

Doc. 4: a. Galets très émoussés, présentant des stries qui résultent du frottement et du choc lors de l’éboulement glacier → milieu glacier b. Galets à plusieurs facettes, aux arêtes émoussées, surface mate, et dépolie, reflétant un long transport éolien → milieu désertique c. Galets à forme aplatie, bien arrondie, surface lisse et polie reflétant un long transport par l’eau → milieu fluviatil 10

Guide du Professeur | ETINCELLE

d. Galets plus ou moins sphériques, émoussés, à surface trouée par des pores causés par la salinité de l’eau de mer → m. côtier Activité 4

p : 22

Étude des figures sédimentaires et leurs significations

Doc. 1: a- Les rides et les dunes sont des figures sédimentaires observées dans les dépôts principalement détritiques

Doc. 2: - L’intérieur des strates peut présenter une organisation litée avec des fines couches obliques par rapport aux joints de stratification. Cette stratification entrecroisée apparaît dans

des zones ou les conditions dynamiques de transport varient (changement du sens des courants) comme les rivières (alternance des crues et décrues) les milieu marins littoraux (marée haute et marée basse) - La présence des fentes de dessiccation à la surface d’une couche sédimentaire, prouve que le milieu de dépôt était terrestre et boueux. La boue se rétracte et se fond à cause des variations climatiques sévères, comme une forte température qui provoque l’asséchement du sol, les figures sont observées dans les lacs et les étangs……… Doc. 3: La reconstitution de la paléogéographie d’un milieu de dépôt peut se baser sur les traces fossiles de l’activité des êtres vivants. La bioturbation est l’ensemble des phénomènes de perturbation des sédiments par l’activité organique des êtres vivants. On distingue  : - Les traces de racines ; - Les traces de déplacement (empreintes de pattes) ; - Les traces de logement (Ichnofaciès des organismes suspensivores ou limnivores)  ; - Les traces de nutrition, les traces de pâture sont le résultat de la quête de nourriture à la surface des sédiments. Activité 5 p : 28 Dynamique de transport des éléments sédimentaires

Doc. 1: D’après les résultats observés dans le tableau, on constate que  : - Plus la hauteur du support de la gouttière augmente, plus la masse des sédiments recueillis dans le bac est grande. - Plus la hauteur du support augmente, plus la taille et de diamètre des sédiments recueillis augmentent. - On explique ses observations par le fait que l’augmentation de la hauteur du support implique une forte augmentation de la vitesse du courant d’eau à cause de la pente, ce qui induit le transport d’une masse plus importante des sédiments et même le transport des éléments solides de plus grande taille. Doc. 2: a- D’après le diagramme de Hjulstrôm, on remarque qu’un élément sédimentaire sur la surface de la terre peut adopter 3 types de 11

PARTIE 1

* Il existe 2 types de rides  : - Les rides de vagues : elles sont toujours à flancs symétriques, reflétant la dynamique d’un courant bidirectionnel (La houle). - Les rides de courant : elles sont toujours à flancs asymétriques reflettant la dynamique d’un courant unidirectionnel (cours d’eau au niveau d’une rivière). * Pour les dunes, on trouve 5 types  : A – Barkhanes  : dunes en croissant, convexes du côté de l’arrivée du vent, cornes du croissant orientées dans le sens du vent. B – Dunes linéaires  : en forme longitudinales, orientées parallèlement à la direction du vent C – Dunes transversales  : elles sont orientées perpendiculairement par rapport à la direction du vent D – Dunes paraboliques  : concaves du côté de l’arrivée du vent, cornes du parabole orientées contre le sens du vent E – Dunes en étoiles  : Formes pyramidales, constituées par une combinaison entre des barkhanes et des dunes paraboliques Elles résultent de la dynamique d’un courant de vent à plusieurs directions → Donc la forme des rides et des dunes est conditionnée par la dynamique de l’agent de transport (courant de vent ou d’eau)  : force, vitesse, sens et direction. b– Les surfaces de sédiments détritiques non consolidés, parcourues par un écoulement fluide (eau ou vent) s’observent des constructions de type rides ou dunes, qui s’expliquent par le mouvement du sable, qui sous l’action du courant passe du dos vers le ventre, le dos de la dune est caractérisé par sa pente, douce à cause de son exposition permanente à l’érosion due à la forte vitesse du courant, les congères de sable accumulées sur la crête, provoquent une avalanche au niveau de la pente raide du ventre, ainsi dépôt du sable, on parle de la face à sédimentation. c–La présence des rides fossiles à la surface des couches sédimentaires, permet de reconstituer les conditions de sédimentation et les caractéristiques des sédiments, et ceci en appliquant le principe d’actualisme

comportements différents. Il est soit arraché ou érodé (érosion), soit transporté, soit sédimenté Les facteurs qui conditionnent ce comportement sont  : → La vitesse du courant de transport (eau ou vent) → La taille ou le diamètre des particules. b– à partir de la taille 1 mm c– La vitesse = 65 cm/s Doc. 3: - Le comportement d’un élément solide on d’une particule est conditionné par 2 forces physiques  : - La force de gravité qui dépend de la masse de la particule - La force du courant qui dépend de la vitesse du débit (aquatique ou éolien). De ce fait, on peut assister à  : Activité 6

- Une sédimentation si P 2 F - Un transport si P 1 F - Une érosion si P est négligeable devant F Le transport d’une particule solide peut se faire de 3 modes différents, selon la taille de la particule et la vitesse du courant: - Une reptation : si la taille de la particule est importante, le courant ne peut vaincre son poids - Un saltation  : si la taille de la particule est moyenne, tantôt soulevée par le courant, et tantôt déposée. -Une suspension  : si la taille de la particule est minimale, donc le courant ne la laisse jamais se déposer sur terre p : 32

Conditions de sédimentation dans les milieux continentaux

Conditions de sédimentation

Caractéristiques des sédiments

Dépôts éoliens de sable, sous forme de dunes à forme et taille différentes selon la dynamique du courant éolien, c’est à dire la vitesse et le sens du courant du vent

Sable bien classé et bien trié. Grains de quartz Ronds mats. Galets à plusieurs facettes.

Précipitation sous forme de neige ,une basse température, flore rarissime, et la faune est typiquement adaptée

Les pentes trop raides facilitent l’arrachement des matériaux du substrat rocheux par l’agent de transport  : la glace. transport court voire absent

+ Moraines hétérogènes et mal classés, formés d’éléments détritiques à différentes tailles et formes + Grains de quartz NU. + Blocs et galets striés

Un Corps d’eau douce permanent enclavé alimenté par la pluviomètre, la fente des neiges et les rivières, Flore et faune abondantes

+ L’action des vagues + La profondeur du lac + L’apport des rivières + Le climat qui change selon les saisons + L’activité biologique

+ Galets le long des rives + Sable dans la périphérie + Vases dans le centre + Turbidités dans les profondeurs du lac.

Milieu désertique

Milieu aride souvent à vaste superficie, faible pluviométrie, forte chaleur, flore rare et faune typiquement adaptée.

Milieu glacier

Caractéristiques du milieu

Milieu lacustre

Milieu

Doc. 1-Doc. 2-Doc. 3

Doc. 4: a-

milieu fluviatil

Caractéristiques du milieu

12

Un courant d’eau douce permanent qui prend naissance à partir des sources de nappes ou de la fente des neiges. Une topographie différente. Faune et flore riches.

Conditions de sédimentation +La vitesse du courant d’eau qui change selon la topographie + L’alternance des périodes d’érosion et de sédimentation selon les saisons (pendant l’hiver la forte pluviométrie donne une forte vitesse de courant, d’où une érosion. Et le contraire pendant l’été).

Guide du Professeur | ETINCELLE

Caractéristiques des sédiments Grano classement décroissant de l’amont vers l’aval + Galets aplatis et polies. + Sable Mal ou bien classé. + Grain de quartz NU ou EL + Argile souvent abondant

b- Dans un fleuve âgé, on peut trouver des dépôts d’alluvions (sédiments fluviatiles) sous forme de terrasses, soit étagées (résultant d’une érosion qui domine la sédimentation) dans les zones à forte pluviométrie, soit emboitées (résultant d’une sédimentation qui domine l’érosion) dans les zones à faible pluviométrie. c– La formation de la méandre fluviatile reflète la dynamique du courant hydrique dans une Activité 7

rivière, car l’arrivée de l’eau à forte vitesse sur une rive cause son érosion, et on obtient une rive concave  : rive d’érosion et en face de cette dernière, on a une rive convexe à cause de la forte sédimentation due à la faible vitesse du courant d’eau. Plus cette dynamique est active plus le méandre s’élargit augmentant ainsi la largeur du lit de la rivière. p : 36

Conditions de sédimentation dans les milieux intermédiaires

Milieu

Caractéristiques du milieu

Milieu lagunaire

- Un étendue d’eau salée, en zone côtière peu profonde, isolée de la mer par un cordon littoral, alimenté par l’eau de mer grâce à une ouverture étroite - Faune et flore euryhalines

+ Les facteurs climatiques gouvernent une forte évaporation, - Les évaporites, le sel et les dépôts ce qui fait augmenter la densité , carbonnatés d’où, précipitation des sédiments. - Eléments détritiques + L’apport de l’eau de mer

Milieu littoral

Une zone de transition entre continent et océan soumise à deux ensembles de processus  : processus continentaux et les processus marins. Riche en faune et flore

+ Les sources des sédiments + Le niveau d’énergie des vagues + La pente générale de la plage + Le courant éolien et la salinité de l’eau

+ Sable bien trié + Galets avec des pores. + Sédiments grossiers (coquilles cassées d’organismes et de coraux)

L’embouchure

1.

- L’embouchure est un milieu intermédiaire ou s’affrontent les influences marines et fluviatiles. La faune et la flore sont rarissimes voire absentes car ces dernières ne peuvent s’adapter à aucune des deux conditions divergentes (fleuve, mer)

+ La charge du courant fluviatile + La dynamique du courant marin + Si la dynamique du fleuve domine, il se forme un delta + Si la dynamique marine domine, il se forme un estuaire

- Dans un delta  : dépôt de sédiments détriques, sous forme d’éventail (sable, argile, limon) - Dans un estuaire l’apport de peu de matériaux grossiers, des suspensions fines et des matières en solution, les argiles s’agglomèrent sous forme d’un bouchon vaseux.

2. Les facteurs qui déterminent la morphologie de l’embouchure sont  : → La disponibilité des sédiments Activité 8

Caractéristiques des sédiments

→ La force des courants de marée → La compétence du fleuve, là ou la pente devait s’annuler p : 40

Conditions de sédimentation dans les milieux marins

Doc. 1: Le milieu marin est subdivisé en plusieurs zones selon le relief, la profondeur des eaux, et les caractéristiques biologiques et dynamiques qui règnent, on trouve ainsi  : → La zone littorale, le plateau continental, le talus continental et son glacis et la plaine abyssale avec les fonds marins

Doc. 2: La richesse en carbonate au niveau des sédiments du plateau continental, s’explique par la richesse de la vie benthique qui consiste à des recifs coralliens et des vastes zones d’accumulation de débris et squelettes calcaires d’organismes plancton

13

PARTIE 1

Conditions de sédimentation

Milieu

Caractéristiques du milieu

Conditions de sédimentation

Caractéristiques des sédiments

Plateau continental

- Un prolongement du continent sous la surface de l’eau qui peut s’étendre jusqu’à 200m de profondeur. - Riche en vie benthique + bonne oxygénation - Forte luminosité - Température chaude

- La dynamique des vagues - La profondeur - L’éloignement du littoral - Le degré d'érosion des continents - L’activité biologique

+ Une sédimentation terrigène (dans un ordre décroissant de la côte vers le large, + Sédimentation carbonatée (récif corallien. Débris et squellettes calcaire d'organismes placton)

Le talus continental

Zone sous-marine en pente, assurant la liaison entre le plateau continental et la plaine abyssale. - Profondeur comprise entre 4000 et 8000m - Absence de faune et de flore.

- Les avalanches, le glissement de masse. - Les courants de turbidité ou la simple reptation (un glissement très lent de la masse sédimentaire).

- Les sédiments plus grossiers sables graviers sont chenalisés dans les canyons sous-marins - Cônes de sédimentation énormes dans le glacis continental avec un granoclassement parfait

Le plaine abyssale 

- Partie plate de la zone abyssale océanique (grands fonds marins), de profondeur entre 5 000 et 6 000 - Milieu très calme, obscure et riche en faune, et à température froide

- Le courant océanique - Le vent - Le C.C.D - La température de l'eau - La disponibilité du plancton

- Particules terrigènes argileuses d’origine continentale en suspension - Poussières apportées par le vent - Sédiments carbonatés (squelettes d’organisme vivants et plancton

Activité 9

p : 44

Reconstruction de la carte paléogéographique du bassin phosphaté au Maroc

Doc. 1: Les 4 principaux bassins phophatés marocains sont  : Ouled Abdoun, Maskala, Gantour et Oued eddahab dans le sud, ces gisements se distinguent par des teneurs élevées en phosphore et par faible taux en impuretés. Ces phosphates sont composés d’éléments phosphatés à aspect de grains ou de débris d’organismes vertébrés ou invertébrés ou de coprolithes ou grains composites. Doc. 2: Les sédiments phosphatés marocains sont caractérisés par leur richesse en fossiles marins. L’étude des caractéristiques des fossiles du bassin Ouled Aboun, a permi de reconstituer son paléoenvironnement supposé une zone subtidale peu profonde, très agitée, à eau tempérée à chaude. Doc. 3: La sédimentation du phosphate ou la phosphatogenèse au Maroc nécessite des conditions écologiques et géographiques bien précises  : - Présence de liaison directe entre les bassins continentaux et le milieu océanique, avec faiblesse 14

Guide du Professeur | ETINCELLE

des apports détritiques issus du domaine continental - Activité biologique intense - Présence de courants marins ascendants upwelling - Eau peu profonde tempérée à chaude. L’importance des courants d’eau froides (upwelling) est l’augmentation de la productivité biologique, car ces courants sont riches en substances minérales nutritives, comme les phosphates et les nitrates, ce qui permet de compenser la consommation biologique excessive qui appauvrit les eaux de surface. Doc. 4: Deux théories sont proposées pour reconstituer la paléogéographie des bassins phosphatés au Maroc  : - Trappe et Herbig, proposent que le centre et l’ouest marocains étaient submergés par une mer épicontinentale en liaison avec l’océan Atlantique. - Boujo et saluin  : la mer des phosphates était sous forme de golfs de faible profondeur en liaison avec l’océan Atlantique Activité 10 p : 48 Reconstruction de la carte paléogéographique du bassin du charon au Maroc

Doc. 1: - Le charbon de Jerada se caractérise par sa richesse en matière organique, homogène avec

leur enfouissement et leur compaction  : la carbonification (formation du charbon) - Régression de la mer à cause de la tectonique, permettant la réinstallation d’une forêt, ainsi le dépôt d’une future couche de charbon, puis son recouvrement d’éléments détritiques. Ces étapes peuvent se renouveler, et ceci. Grâce aux phénomènes de la subsidence qui permet à chaque instant le changement permanent du milieu de sédimentation et son paléogéographie.

une teneur en eau et en matières volatiles très réduite et surtout par son alternance avec des roches détritiques. On explique le rythme de dépôt alternatif du charbon par le changement cyclique des conditions de sédimentation et de la paléogéographie du bassin de sédimentation. Doc. 2: Les dépôts houillers du bassin de jerada sont riches en fossiles végétaux (restes de bois, spore écrasée……). Cette richesse en matière organique. nous permet de déduire l’origine biologique de ce charbon, aussi de supposer que le paléo-environnement était une forêt à côté de la mer.

Doc. 4: Les conditions de sédimentation du charbon au Maroc et la paléogéographie de ce bassin  : → Une forêt à marécages au bord de la mer. → Forte productivité de la chaine hercynienne → Faible apport détritique continental → Mouvement tectoniques favorisant le changement du milieu.

1

2 S A B L E

C

3 S E D I M E N T A I R E

U

Exercices d’application

p55

Ex. 1: Les particules solides issues de l’érosion se déposent dans les cours d’eau: ¨ quand la vitesse du courant augmente . Sur la rive A de ce cours d’eau: ¨ Il y a érosion Ex. 2:

4 P L A G E

L

5 F O S S I L E S

S

6 S E D I M E N T

7 G R E S

15

PARTIE 1

Doc. 3: On peut résumer la formation du charbon en trois étapes  : - L’installation et le développement des forêts dans des marécages à côté de la mer, puis dépôt des végétaux morts (matière organique) au fond de ce bassin sédimentaire. Ils se retrouvent ainsi sous une couche d’eau dans un milieu pauvre en o2 favorable à leur fossilisation, après leur recouvrement par des sédiments détritiques provenant de l’érosion des continents. - Enfoncement progressif du bassin par subsidence, provoque l’avancée de la mer qui engloutit l’ensemble des sédiments végétaux,

Ex. 3: 1.

Echélle: 1cm → 5% 1cm → 1 intervalle de diametre Courbe de fréquence Histogramme de fréquence

Refus en % 5045403530252015 10 5-

0,062

0,105

0,15

0,21

0,30

0,42

0,59

0,84

1,19

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Diamétre des mailles

1,19 - 0,84

0,84 - 0,59

0,59 - 0,42

Refus en % pondéral

0,2

0,4

1,2

25,5

44,3

17,4

9,3

1,5

Pourcentage cumulé %

0,2

0,6

1,8

27,3

71,6

89

98,3

99,8

Diamètre des mailles

16

Guide du Professeur | ETINCELLE

0,42 – 0,30 0,30 – 0,21 0,21 – 0,15

0,15 - 0,105 0,105 – 0,062

Echélle : 1cm → 10% 1cm → 1 intervalle de diametre

pourcentage cumulé%

Courbe cumulative

1009080706050-

PARTIE 1

40302010 0,062

0,105

0,15

0,21

0,30

0,42

0,59

0,84

1,19

-

-

-

Q3 Q1 =

-

-

-

-

-

-

100 100 # 400 = 25%

2. Q1 = 0,195 / Q3 = 0,31 S0 =

Diamétre des mailles

0, 31 0, 195 = 1, 26

Donc 1, 23 1 S 0 1 1, 41 le sédiment est bien classé. 3. On peut proposer que le sable étudié provient d’une plage ou d’un désert et que son moyen de transport est le vent 4.a. L’eau oxygénée est utilisée pour extraire la matière organique b.L’action de l’acide chlorhydrique est la dégradation du calcaire c. Calcul du pourcentage de la matière organique  :

5. On constate la dominance des grains de quartz RM et EM avec 70%, ce qui reflète un long transport par le vent et le milieu de dépôt  : des dunes désertiques ou de plage, et cela confirme notre hypothèse

100 400g - 390g = 10g $ 10 # 400 = 2, 5%

Calcul du pourcentage de la fraction argilo – limoneuse 100 390 - 370g = 20g $ 20 # 400 = 5%

Calcul du pourcentage de calcaire  : 100 370 - 100g = 270g $ 270 # 400 = 67, 5%

Calcul

du

pourcentage

de

quartz  : 17

Chapitre

2

La stratigraphie et les subdivisions du temps géologique

Objectifs du chapitre :

- Mettre en évidence les principes stratigraphiques et la datation relative des formations géologiques. - Établir l’échelle stratigraphique et déterminer la notion du cycle sédimentaire. - Mettre en évidence les critères de subdivision du temps géologique.

Capacités à développer:

- Appliquer les principes de stratigraphie pour reconstituer l’histoire géologique d’une région donnée. - Observer et raisonner pour modéliser et distinguer le fossile stratigraphique du fossile de faciès. - Utilisation des critères de subdivision géochronologique pour établir une échelle stratigraphique. - Etre capable de repérer une discontinuité ou une série sédimentaire dans une formation géologique.

Activité 1

p : 58

La datation relative : Principes de stratigraphie

Doc. 1: Les terrasses fluviatiles étagées représentent une limite d’application au principe de superposition, car plus on descend vers la profondeur du lit d’un fleuve, plus on trouve des terrasses alluviales plus récentes alors que les anciennes restent en bordures. Dans les plis couchés, les couches ne sont plus à l’horizontale mais déformées, plissées jusqu’au renversement de l’ordre normal de la série. Doc. 2: Selon le principe de continuité, les couches A , A’ ont le même âge car elles sont sur le même étendue et ont la même nature lithologique, aussi la couche A’’ malgré le changement latéral de son faciès, car elles ont le même mûr (lit) et le même toit. On explique la différence de son faciès par le changement de la nature du milieu de dépôt. Doc. 3: Selon le principe de recoupement, le filon D est plus récent que la série des couches C, B, A , car il les recoupe aussi la faille E est plus récente qui le filon D car elle le recoupe, donc la chronologie relative des évènements est la suivante  : → Dépôt de la couche C puis B puis A → Intrusion du filon D (magma) → Mouvement tectonique causant la faille E Doc. 4: D’après la coupe géologique, on remarque que les morceaux de la roche b sont inclus dans la roche a. Donc la roche b est plus ancienne que 18

Guide du Professeur | ETINCELLE

la roche a, ceci selon le principe d’inclusion; Activité 2 p : 62 La datation relative : Principe d’identité paléontologique

Doc. 1: Chaque fossile se caractérise par des critères morphologiques spécifiques qui permettent de le reconnaître, on distingue deux types de fossiles, selon leur intérêt  : - Fossiles stratigraphiques  : utilisés pour la datation des couches qui les contiennent. - Fossiles de faciès  : utilisés pour déterminer les conditions paléo-écologiques qui caractérisent le milieu de sédimentation Doc. 2: a. Les caractéristiques d’un bon fossile stratigraphique sont  : - Une grande extension géographique - Une forte abondance et évolution rapide - Une étendue verticale limitée (courte durée vie) b. Les ammonites sont des mollusques apparues au début de l’ére secondaire, et disparues à sa fin, connues par une grande expansion géographique, abondantes et à évolution rapide Donc de bons fossiles stratigraphiques pour la datation de l’ère secondaire (Le Mésozoïque) . Les trilobites aussi connus par les mêmes caractéristiques peuvent être utilisés pour la dation du paléozoïque (ère primaire) car ils sont apparus au cambrien et disparus à la fin du permien. Doc. 3: a. Les caractéristiques d’un bon fossile de faciès sont : - Une large expansion temporelle - Une distribution géographique très étroite et liée aux conditions écologiques - Une évolution très lente

Doc. 4: La couche c de la colonne A et la couché de la colonne B contiennent le même fossile  : Ammonite, qui est un bon fossile stratigraphique caractéristique de l’ère secondaire, donc les deux couches ont le même âge. Selon le principe d’identité paléontologique. Activité 3 p : 70 La recherche des sudivisions géochronologiques : Discordance, lacunes et cycles sédimentaires

Doc. 1: a-→ Dépôt d’une série de couches horizontales. → Contraintes tectoniques provoquant un plissement des couches → Érosion créant un plan de sédimentation → Dépôt d’une autre série de couches horizontales marquant une discontinuité avec la première. b- Les séries A et B présentent une discordance angulaire qui se manifeste par l’interruption d’une continuité normale entre les deux série qui présentent un pendage différent donc les deux séries n’ont pas le même âge. De même pour les série C et D Série A = horizontale Série B  : basculée ou inclinée, Série C  : horizontale Série D = plissée, Doc. 2: a- On remarque que l’épaisseur des couches diffère entre les 3 colonnes, mais l’effet le plus marquant c’est l’absence de 2 couches sédimentaires au niveau de la colonne C, on parle d’une lacune sédimentaire qu’on peut expliquer par une absence de sédimention dûe à un changement du milieu de dépôt provoqué par la variation du niveau marin, ou par une sédimentation suivie d'erosion. b- Dépôt de la couche A puis B, C et D, Après une érosion suivie du dépôt de la couche E. Doc. 3: a- Une série transgressive se reconnaît par un dépôt successif des éléments sédimentaires

sous forme de couches représentant un granoclassement décroissant du bas vers le haut par contre la série régressive est caractérisée par un dépôt des éléments sédimentaires en couches successives classées du plus fin vers le plus gros du bas vers le haut. bSédiments grossiers Sédiments fins

Série regressive Série sédimentaire

Caronates

Sédiments fins

Série transgressive

Sédiments grossiers

Les séries sédimentaires s’ordonnent souvent en séquences lithologiques qui se répètent avec une régularité plus ou moins stricte et inversé. On peut y voir un témoignage d’une évolution cyclique du niveau relatif des mers contrôlées par l’eustatisme, la subsidence marine, les mouvements tectoniques (divergence et convergence, et les variations climatiques. Ces événements identifiables à l'universelle ont permis la construction des échelles des temps. Activité 4

p : 76

La recherche ds sudivisions géochronologiques : Le stratotype, la biozone, les crises et les phases orogéniques

Doc. 1: Pour qu’une série sédimentaire soit qualifiée de stratotype, elle doit être sans déformation tectonique, et bien délimitée c’est à dire comprise entre 2 discontinuités distinctes. Elle doit aussi posséder des marqueurs biologiques (fossiles caractéristiques), géochimiques pour permettre des corrélations Doc. 2: La biozone est une série de strates à forme fossile caractéristique qui peut être utilisée dans les subdivisions géochronologiques. Il existe différents types de biozones selon l’apparition ou la disparition d’un ou de plusieurs taxons - Biozone d’oppel  : un ensemble de couches dont le contenu en fossiles constitue une association naturelle qui le distingue des couches adjacentes. - Biozone de taxon  : un ensemble de couches 19

PARTIE 1

b. Le nautile est un bon fossile de faciès, car il a une longue extension verticale (du carbonifère jusqu’à l’actuel à évolution très lente et occupent les milieux marins à profondeur qui peut atteindre 600 à 800m. De même pour les récifs coralliens qui ont des exigences écologiques très strictes et constituent d’excellentes archives du climat et du milieu marin

représentant l’extension totale de la présence des spécimens d’un taxon donné - Biozone concomitante  : la portion de couches ou les portions concomitantes ou coïncidentes des zones d’extension de deux ou plusieurs taxons déterminés - Biozone d’intervalle  : C’est l’intervalle entre 2 horizons biostratigraphiques donnés, la base ou le sommet de telle zone peut être marqué par l’apparition d’un taxon et la disparition d’un autre. Doc. 3: Les crises biologiques majeures permettent la subdivision du temps géologique en ères, on en distingue 3. → Une crise entre le primaire et le secondaire  : qui a permis la diminution de la biodiversité de 500 familles à 300 → Une crise entre le secondaire et le tertiaire  : permet une extinction moins importante de 50 familles. Les crises mineures, de moindre importance

permettent la subdivision des ères en étages, comme  : → La crise entre l’ordovicien et le silurien → La crise entre le dévonien et le carbonifère. Les crises biologiques constituent des marqueurs indispensables pour la subdivision du temps géologique, car la disparition ou l’extinction d’un taxon biologique nécessite un évènement de grand ampleur qui peut être de différentes origines  : - Extra-terrestre, comme le météorisme. - Terrestre, comme un volcanisme - Eustatique  : tectonique de plaques - Variations climatiques. Doc. 4: Le cycle orogénique est marqué toujours à sa base par une discordance donc une discontinuité qui ne peut être expliqué que par des événements tectonique majeurs, d’où son utilisation comme repère de subdivision géochronologique.

Activité 5

p : 80

L’échelle stratigraphique

Doc. 1: Eres

La durée

Quaternaire

Depuis -1,7Ma jusqu’à présent

Tertiaire (Cénozoïque)

63,3 M.a. (Depuis -65Ma jusqu’à -1,7M.a) 180 M.a (depuis -245 M.a jusqu’à-65) 305 M.a (Depuis -550 M.a jusqu’à -245)

Secondaire (Mésozoïque) Primaire (Paléozoïque)

Les périodes

Paléogène et Néogène - Crétacé - Jurassique - Trias -Permien -Carbonifère - Dévonien - Silurien - Ordovicien -Cambrien

Remarque  : Le précambrien est une subdivision du temps géologique qui a précédé l’ère primaire, et qui a duré depuis-4560 Ma jusqu’à -540 Ma, elle est caractérisé par la formation du massif cadomien et par l’apparition des êtres vivants unicellulaires.

20

Guide du Professeur | ETINCELLE

Evènements géologiques

Evénements biologiques Apparition de l’espéce humaine

Formation des chaines Apparition des des alpes et des Pyré- Nummulites et du nées Pecten Apparition des dinosaures et des Ammonites Formation des chaines - Trilobites hercynienne et calédo- - Diplodocus nienne - Poissons osseux

Exercices d’application

p86

• Je teste mes connaissances : - Les fossiles stratigraphiques se caractérisent par : ¨ Une distribution verticale très limitée - Quelle est la limite géologique correspondante à

elles ont le même âge selon le principe de continuité 2. F4 = Ammonite est un bon fossile stratigraphique, car il a une répartition très limitée dans le temps (crétacé) et une répartition géographique étendue. F1 ou F2 (Racines d’arbres et huitres) sont de bons fossiles de faciès, car ils sont caractérisés par une longue répartition dans le temps et une répartition géographique très limitée. 3. Les couches B,B’ et B’’ ont le même âge et puisque B contient l’Ammonite donc les 3 couches datent du crétacé 4. La différence de la nature lithologique entre les 3 couches peut être expliquée par la variation des milieux de dépôts. 5. La station 1 était un milieu marin car la couche B contient l’Ammonite La station 2 était une mer chaude à faible profondeur car la couche B’ contient des récifs coralliens. La station 3 était un milieu tantôt continental tantôt littoral c’est à dire une zone susceptible de subir des variations du niveau marin, car cette couche contient des huitres et des racines d’arbre

Ex. 2: 1. Les couches A, A’ et A’’ se trouvent sur le même étendue et ont la même nature lithologique, donc

21

PARTIE 1

l’extinction des dinosaures, il y a 65 millions d’années ? ¨ La limite crétacé – tertiaire - entre quelles périodes géologiques se situent le fameux jurassique ¨ Entre le trias et le crétacé - Les critères de subdivision du temps géologique sont  : ¨ Les discordances angulaires - La faille F est ¨ antérieure à l’érosion • J’applique mes connaissances : Ex. 1: L’ordre chronologique des événements géologiques qui ont affectés cette région est le suivant  : → Dépôt des couches 3→4→5→6 (principe de superposition) → Contraintes tectoniques ont provoqué un plissement des couches → Faille F (principe de recoupement) → Intrustion du magma (granite) et formation de l’auréole (principe de recoupement) → Erosion → Dépôts des couches 7→8→9 → Intrustion et éruption volcanique 10

Chapitre

3

Reconstitution de l’histoire géologique d’une région donnée

Objectifs du chapitre :

- Connaître les composantes d'une carte géologique. - Reconstituer l'histoire géologique du bassin de phosphates et du bassin houiller du Maroc.

Capacités à développer:

- Savoir lire une carte géologique. - Utiliser la carte géologique pour réaliser une coupe géologique d’une région donnée. - Exploiter la carte géologique d’une région donné pour reconstituer son histoire géologique.

Activité 1

p : 88

La carte géologique : bilan synthétique des études stratigraphiques

Doc. 1: La carte géologique est une reconstruction intellectuelle à partir d’informations sur une surface plane de toutes les informations acquises sur le terrain. Son objectif est de présenter la répartition spatiale des faciès lithologiques, leur succession, ainsi que les diverses structures d’ordre tectonique. Doc. 2: A fin de s’y retrouver, la légende de la carte géologique est découpée en plusieurs parties  : → Les formations sédimentaires sont classées suivant leur âge, en respectant un code mondial, Ce code est généralement composé d’une première lettre qui indique l’époque ou le système suivie de chiffres précisant la place stratigraphique. → Les structures lithologique sont aussi représentées selon des couleurs différentes respectant leur nature, avec des figurés arbitraires.(Les roches volcaniques avec des couleurs froides bleu), les roches plutoniques avec des couleurs chaudes (rouge). Doc. 3: a- parmis les symboles des diverses structures géologiques on trouve  : → Les signes de pendage  : qui représente l’angle d’une couche avec un plan horizontal, et aussi sa direction → Sur une carte géologique, les failles sont représentées par un trait plus fort que celui des limites de couches  : ce tracé différe selon le type de failles. → Les contours des couches plissées dépendent de la topographie, du pendage des couches 22

Guide du Professeur | ETINCELLE

mais aussi de la géométrie de l’axe d’un pli b- Dans un pli synclinal  : les signes de pendage convergent et le cœur du pli est constitué par la couche la plus récente. - Dans un pli anticlinal  : les signes de pendage divergent et le cœur du pli est formé par la couche la plus ancienne. Activité 2 p : 94 La réalisation de la coupe géologique

Doc. 1+2+3 Une coupe géologique est la représentation de la géométrie des terrains et des structures géologiques le long d’un trait de coupe. Elle est élaborée à partir des informations recueillies au sein de la carte géologique dans laquelle elle s’insère, son importance est de montrer la structure en profondeur, ainsi tous les événements remarquables (faille, pli, chevauchement, structure tabulaire, relief  , discordance ……). D’ou son utilité dans la reconstitution de l’histoire géologique d’une région donné car elle renferme une archive de tous les données sur le terrain étudié. Doc. 4: N A

B

A 1000 500 0

B

Exercices d’application

p106

• Je teste mes connaissances : Ex. 1: Pendage = orientation d’une couche géologique dans l’espace et par rapport à l’horizontal. Affleurement = un ensemble de roches non séparées du sous-sol, étant mis à nu par un ensemble de facteurs sans être masquées par des formations superficielles. Carte géologique = la représentation des roches et structures géologiques, présentes à l’affleurement ou en sub-surface d’une région Coupe géologique = présente la stratification des sous-sols le long d’une ligne de coupe. Elle se construit à partir du profil topographique auquel on ajoute la géométrie des terrains et les structures géologiques à partir des informations recueillies au sein de la carte géologique Ex. 2: - Le pendage nous renseigne sur  : c. L’angle d’inclinaison de l’affleurement - La carte géologique régionale nous renseigne sur  : a. Les affleurements b. L’histoire géologique

Limites d’affleurement C5 C5

C5

C6

C3

C4

Synclinal

C3

C4

C6

C4

Anticlinal

2. Document 2 = Les limites d’affleurement sont parallèles aux courbes de niveau → donc les couches sont horizontales Document 3 = les limites d’affleurement dessinent un V donc les couches sont inclinées. Ex. 4 : 1. a1 n1 n1

n5

A

n4 n2

n4

n6

n6

n3

n1

n5 n4 n3

a1

n2

n2

B

n3 n4

n5 n3 n2

n5 n6

1200 1000 800

2J6

J4

C

J7

J8 D

J3 J6 J8

J5

J4 J3

J7 J6 J5 J4

J3

23

PARTIE 1

Doc. 3+4 La richesse du bassin houiller en arbres fossiles. prouve l’origine biologique de ces dépôts et que la paléogéographie était un milieu marécageux à côté de la mer. Les dépôts de ce bassin date du dévonien au carbonifère avec un maximum d’épanouissement au Westphalien

Ex. 3 : 1.

ara dH

Doc. 1+2: - La paléogéographie du bassin phosphaté de Ouled Abdoun était une mer épicontinentale ouverte à l’ouest sur l’atlantique, et dont la profondeur a varié avec le temps à cause de la transgression marine et la régression. En se basant sur la carte géologique de ce bassin, on constate que les dépôts de ce bassin reviennent au Maestrichtien-Eocène. L’étude paléontologique de ce bassin dévoile la richesse en fossiles datant du turonien (crétacé) jusqu’à l’yprésien (Eocène) c’est à dire de la fin du secondaire jusqu’au début du tertiaire.

c. Les gisements naturels. - Sur une carte géologique, on déduit que les strates sont horizontales si : a. Les limites des affleurements sont parallèles aux courbes de niveau b. Le pendage de ces couches est égal à zéro -Un synclinal est identifié, sur la carte géologique, par  : c – sa couche centrale plus ancienne • J’applique mes connaissances :

e Ou

p : 100

Reconstition de l’histoire géologique d’une région donnée

Oued Jir

Activité 3

Devoir Surveillé n°1

degré d’homogénéité , en réalisant la courbe de fréquence , aussi d’estimer le degré de classement , en réalisant la courbe cumulative. 2 – Pratique des raisonnements scientifiques  : Ex. 1: 1. Le phénomène représenté est un méandre le type du milieu sédimentation est fluviatile. 2. fig a est antérieure à la figure : b car le trajet du cours d’eau est encore rectiligne 3. Ce phénomène résulte de la dynamique du courant d’eau Si ce dernier arrive avec une vitesse forte sur une rive il va l’éroder et par la suite elle deviendra concave alors que la rive évité par le courant (faible vitesse) sera le siège de sédimentation d’ou sa convexité. Le phénomène continue jusqu’à la création du méandre Ex. 2: 1. figure a → un delta figure b : un estuaire 2. Le mécanisme responsable de cette variété est l’équilibre entre les courants fluviatils et les courants marins. - Si le courant fluviatil l’emporte → formation d’un delta - Si le courant marin l’emporte → formation d’’un estuaire

p108

1 – Restitution des connaissances : • Définir les termes suivants  : - Paléogéographie = une discipline de la géologie, de la géographie et de la paléontologie dont l’objet est la reconstruction théorique de la géographie passée à la surface du globe. - Barkhane = une dune en forme de croissant allongé dans le sens du vent. Elle naît à ou l’apport de sable est faible et sous des vents unidirectionnels. - Bioturbation = déformation d’un sédiment non encore lithifié par l’action d’organismes vivants • Répondre par vrai ou faux  : a= faux / b= vrai / c=vrai • Chasser l’intrus caché dans chaque liste de mots  : a= galets éoliens / b= Présente des pores c= courbe de fréquence / d= coraux e=gravier / f= dissolution g=roche mère • Compléter le texte suivant, avec les expressions convenables : Pour préparer un sédiment à une analyse granulométrique, on commence par un lavage sous l’eau du robinet, pour éliminer l’argile et le limon , puis on ajoute l’eau oxygénée pour extraire la matière organique , et l’acide chlorhydrique pour éliminer le calcaire. L’échantillon est ensuite asséché après 24 h dans l’étuve , pesé , puis , on le pose dans une colonne de tamis , et on les fait vibrer , afin de séparer les différentes classes granulométriques . Chaque tamis va garder un refus. , qu’on va ensuite peser avec précision , et noter les résultats obtenus dans un tableau , qu’on va exploiter par la suite pour estimer le Diamètre des grains (mm)

0.5 – 0.4

0.4 – 0.31

Pesée( g)

0.25

0.5

3.125

0,1

0,2

1,25

Pesée en %

24

Ex. 3: 1.- Pour l’échantillon A  : on remarque le domainnace des grains RM → transport long par le vent et le milieu = des dunes côtières ou désertiques - Pour l’échantillon B  : on a une dominance des grains EL donc → un long transport par l’eau et le milieu = une embouchure. - Pour l’échantillon C  : on a une dominance des grains NU donc → transport faible à absent et le milieu = glacier ou près de la roche mère. 2.

0.31 – 0.25 0.25 – 0.20

0.20 – 0.16

0.16 – 0.12

0.12 - 0.10

0.10 -0.05

8.275

15.225

95.575

126.55

0.5

3,31

6,09

38,2

50,6

0,2

Guide du Professeur | ETINCELLE

Echélle: 1cm → 5% 1cm → 1 intervalle de diametre

Pesée en %

-

45

-

40

-

35

-

30

-

25

-

20

-

15

-

10

-

5

-

Courbe de fréquence de l’echantillon A

histogramme de fréquence de l’echantillon A

PARTIE 1

50

Diamétre des grains (mm)

0,05

0,10

0,12

0,16

0,20

0,25

0,31

0,4

0,5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3. On a obtenu une courbe de fréquence unimodale donc on peut déduire que le sédiment est homogène. 4. Diamètre des grains (mm)

0.5 – 0.4

0.4 – 0.31

Cumulé %

0,1

0,3

0.31 – 0.25 0.25 – 0.20 1,55

4,86

0.20 – 0.16

0.16 – 0.12

0.12 -0.10

0.10 -0.05

10,95

49,15

99,75

99,95

25

% cumulé

-

100

90

-

80

-

70

-

60

-

50

-

40

-

30

-

20

-

10

-

Echélle : 1cm → 10% 1cm → 1 intervalle Courbe cumulative de l’echantillon A

Diamétre des grains (mm)

S0 =

Q3 Q1 =

0, 82 0, 48 = 1, 30

- Pour l’échantillon C, on a S0 = 4,9 Donc pour A → S 0 1 1, 23 un très bon classement - Pour B → 1, 23 1 S 0 1 1, 41 Un bon classement - Pour C → S 0 2 2 Un très mauvais classement 6. Pour A Sable qui provient des dûnes côtières ou désertiques - Pour B → Le milieu est une plage ou une embouchure - Pour C → un milieu glacier ou proche de la roche mère 26

Guide du Professeur | ETINCELLE

0,05

0,10

0,12

0,16

0,20

0,25

0,31

0,4

0,5

- Pour l’échantillon B, on a Q1 = 0,48mm et Q3 = 0,82mm

-

0, 145 0, 11 = 1, 14

-

Q3 Q1 =

-

S0 =

-

-

-

-

-

-

Un exemple de calcul de la valeur cumulative, pour le tamis n° 4 La valeur cumulative = 0,1 + 0,2 + 1,25 + 3,31 = 4,86 5. Les quartiles pour l’échantillon A  : Q1 = 0,11 / Q3 = 0,145 ⇒

7. L’étude morphoscopique des trois sables confirme nos hypothèses. Devoir Surveillé n°2

p110

1 – Restitution des connaissances : - Définir les termes suivants : -Un fossile de faciès : fossile limité à certains types de sédiment et pouvant donner des indications relatives à la genèse du dépôt -Une série transgressive : est une série de couches caractérisée par le passage du bas vers le haut, des sédiments grossiers vers des sédiments plus fins, ce qui prouve un approfondissement de la mer c-à-d une transgression - Une discontinuité : une interruption brutale dans la continuité d’une série de couches géologiques. - Répondre par vrai ou faux : Vrai  : une discordance révèle une interruption de la sédimentation à la suite d’une phase

continentale. Donc la colonne a été prise dans la région x car durant le jurassique, cette région ne pouvait etre un milieu convenable pour la sédimentation. Ex. 2: L’ordre chronologique⇒

9 →2 →3 →5 →1 Principe de superposition

→

6 →8 →4 →7 Principe de recoupement

PARTIE 1

tectonique Faux  : les fossiles stratigraphiques permettent de dater d’une manière absolue une roche sédimentaire. Faux  : le principe de recoupement s’applique exclusivement aux roches sédimentaires. Faux  : dans une discordance, les strates horizontales sont plus vieilles que les strates inclinéés. Vrai  : la datation relative permet de positionner dans le temps un phénomène géologique par rapport à un autre.  - Pour chaque item  : relever la (ou les) réponses correcte(s) : 1- une carte topographique est au 1/50.000 représente : x l’echelle 2- Des courbes de niveau très rapprochées représente  : x une forte pente. 3- un point coté indique : x L’altitude d’une courbe de niveau 4- Le pendage nous renseigne sur  : x L’angle d’inclinaison d’une couche 5- La paléontologie est : x L’étude des fossiles 6- un synclinal : x est un pli dans lequel des couches récentes occupent le cœur de la structure 2 – Pratique des raisonnements scientifiques  : Ex. 1: 1-a→ La couche a contient des trilobites → donc le milieu est marin et l’âge est l’ére primaire → La couche B est un schiste du trias et le milieu peut être soit un fond d’eau calme ou un milieu marin → la couche C est riche en Ammonite → donc le milieu est une mer peu profonde et l’âge est le crétacé du secondaire → la couche D contient des Nummulites → donc le milieu est une mer peu profonde et l’âge est oligocène + éocène c’est à dire début du tertiaire b. L’absence d’une couche qui appartient au jurassique dans cette colonne stratigraphique est une lacune sédimentaire qu’on peut expliquer par une sédimentation suivie d’érosion ou absence de sédimentation car le milieu n’était pas favorable 2- durant le crétacé la région x est marine et la zone y est continentale Durant le jurassique la zone y est marine et x est

27

Partie 2 Compétences visées :

L’information génétique  : nature, mécanisme d’expression et Génie génétique

- Approfondir les connaissances à propos de la nature de l'information génétique et son mécanisme d'expression et à propos du principe et des techniques du génie génétique à fin de les exploiter dans la compréhension des phénomènes reliés à la génétique des êtres vivants. - Percevoir l'importance de la génétique pour la compréhension de la transmission des caractères héréditaires d'une génération à une autre dans le but d'interagir positivement avec l'environnement social. - Utiliser différents modes de communications scientifiques graphique, oral et écrite pour traduire et exploiter les données reliées à la nature de l'information génétique, son mécanisme d'expression et le génie génétique. -Acquérir une méthodologie scientifique en traitant les problématiques reliées à la nature de l'information génétique, son mécanisme d'expression et le génie génétique. - Développer la capacité de construire et de présenter un rapport de production de manière correcte et bien organisée

Première année du baccalauréat Série sciences mathématiques 1- Unité2

Nature de l'information génétique et le mécanisme d  son expression - Génie génétique

2èmeannée collégiale : 2La reproduction des êtres vivants et transmission des caractères Les prérequis héréditaires chez l'Homme Tronc commun scientifique : La reproduction chez les plantes ‣ Notion de l'information génétique ; ............................................................................................ • Localisation de l'information génétique dans le noyau de la cellule. • Rôle des chromosomes dans la transmission de l'information génétique d'une cellule à une autre : - Les phases de la mitose chez une cellule végétale et chez une cellule animale. - Le cycle cellulaire. • La nature chimique du matériel génétique : - Composition et structure des chromosomes et de la molécule d'ADN. - Mécanisme de la duplication de l'ADN. • Définition des termes : caractère, Gêne et Allèle : notion de mutation. 3• La relation caractère- protéine et la relation gène- protéine : Les contenus - La signification génétique de la mutation. à enseigner - Le code génétique. et enveloppe ‣ Mécanisme de l'expression de l’information, génétique : étapes de la synthèse

horaire

des protéines. ................................................................................................................................................. ‣ Le génie génétique : ses principes et ses technique :........................................................ • Etapes du transfert d'un gène : notion de transformation génétique : - Transfert des gènes de l'Agrobacterium tuméfactions à une plante. - Transfert d'un gène à une bactérie. • Quelques exemples de l'application du génie génétique : - La production industrielle de l'hormone de croissance et de l'insuline humaine . - La production industrielle des protéines toxiques pour lutter contre les insectes nocifs.. - L'augmentation du rendement agricole par l'utilisation des organismes génétiquement modifiés. Évaluation diagnostique au début de l'unité ......................................................................

Séances

16 h

04 h 10 h

30

Évaluation formative et soutien Au milieu de l'unité ................................................................................................................................ 4L’évaluation A la fin de l'unité ....................................................................................................................................... et le soutien Évaluation sommative : Au milieu de l'unité ................................................................................................................................ A la fin de l'unité et doit couvrir l'ensemble de l'unité ........................................

Total

45mn 45mn 60mn 60mn 34h

Chapitre

1

La nature de l’information génétique

Objectifs du chapitre : - Mettre en évidence la localisation de l'information génétique à l'intérieur de la cellule chez le êtres vivants unicellulaires et pluricellulaires. - Déterminer le mécanisme par lequel l'information génétique se transmet d'une cellule à une autre. - Construire la notion de cycle cellulaire à partir de l’étude des phases de la mitose et de l'interphase ainsi que la description du comportement des chromosomes afin de déduire la notion de reproduction conforme. - Mettre en évidence la nature chimique de l'information génétique et déterminer la structure de l'ADN et le mécanisme de sa réplication. - Mettre en évidence la relation ADN chromosome.

Capacités à développer: - Décrire et identifier les phases de la mitose. - Représenter le cycle cellulaire et évaluer sa durée. - Réaliser des schémas en relation avec les phases de la mitose. - Donner une représentation simplifiée d'un segment d'ADN et identifier ses constituants.

Activité 1

p : 116

Localisation de l’information génétique dans la cellule

Doc. 1: a. La tige seule ou le chapeau seul ne peuvent régénérer une algue entière. En revanche, le rhizoïde qui contient le noyau peut reconstituer une cellule entière en quelques semaines. Hypothèse : Le noyau pourrait être le support de l’information génétique puisque la partie nucléée a permis la régénération d’une nouvelle plante. b. Le noyau d’un rhizoïde d’une espèce, greffé sur la tige d’une autre espèce, gouverne l’élaboration des structures de sa propre espèce (forme du chapeau). Donc le noyau est donc le détenteur de l’information génétique. Doc. 2: La couleur noire du pelage des souriceaux noirs revient à l’information génétique responsable de ce

caractère (couleur noire). Les cellules œufs en culture proviennent de la souris A blanche, mais contiennent le noyau provenant de la souris noire B. Après leur développement au sein d'une souris C blanche, on obtient des souriceaux de couleur noir ressemblant à la souris source du noyau. Donc l'information génétique est localisée au sein du noyau ait chez les unicellulaires ait les pluricellulaires. Doc. 3: Le noyau est organite qui baigne dans le cytoplasme cellulaire. Il est entouré (sauf chez les procaryotes) d’une membrane nucléaire discontinue au niveau des pores nucléaires, lui permettant de réaliser des échanges avec le cytoplasme. La membrane nucléaire se prolonge dans le cytoplasme sous forme de « saccules » formant ainsi le réticulum endoplasmique granaire (présence de ribosomes). A l’intérieur du noyau, on trouve un liquide appelé nucléoplasme dans lequel baigne le ou (les) nucléole et de la chromatine.

Activité 2

p : 120

Transfert de l’information génétique d’une cellule à une autre

Doc. 1: a. On observe des cellules de forme et de taille différentes avec une quantité de cytoplasme variable. L’aspect du noyau diffère d’une cellule à l’autre. Certains sont globuleux entourés d’une membrane nucléaire et renfermant de la chromatine et un (ou des) nucléole, dans d'autres cellules, on constate que le noyau est remplacé par des filaments condensés épais (chromosomes), ou alors distincts qui se rassemblent une fois au centre de la cellule et parfois en deux groupes occupant chacun un pôle de la cellule, donc les cellules sont alors en différentes phases de division. b. - prophase ; métaphase ; anaphase ; télophase. Doc. 2: 30

Guide du Professeur | ETINCELLE

a. Photos des phases de la mitose chez une cellule végétale

Schéma d’interprétation Cellule à 2n=4 Calotte

fuseau en formation

Prophase

Disparition de l’envoloppe nucléaire et du nucléole

Commentaire

- Condensation de la chromatine en chromosomes à deux chromatides. - Disparition de membrane nucléaire et du (des) nucléole. - Début de la formation du fuseau achromatique à partir des calottes.

Cytoplasme

Fibre chromosomique Plaque Équatoriale

Organisation des chromosomes doubles (épais et courts) au niveau de l’équateur de la cellule, formant la plaque équatoriale. PARTIE 2

Fibre polaire

Métaphase

- La scission du centromère de tous

Fuseau achromatique

Anaphase

Chromosomes fils en ascension polaire

Apparition de l‘enveloppe nucléaire Paroi séparant les deux cellules filles

Télophase

Décondensation des chromosomes

b. P  endant l’interphase le noyau n’est pas en cours de division mais subit un accroissement du volume, en revanche, pendant la mitose le noyau disparait et se remplace par des chromosomes , dont le comportement change d’une étape à l’autre. c.

les chromosomes en même temps, ce qui donne naissance à deux chromosomes fils. - Rétraction du fuseau achromatique et migration polaire des chromosomes fils : ascension polaire.

- Décondensation des chromosomes.

- Apparition des membranes des nucléaires et nucléoles. - Apparition d’une paroi de séparation. - Obtention de deux cellules filles.

chromatides

bras long

centromère bras court schéma d'un chromosome métaphasique 31

chromatide

bras long

centromère bras court schéma d'un chromosome anaphasique

Doc. 3: 1 et 2 : Prophase. 3 et 4 : Métaphase. 5 : Anaphase. 6 : Télophase. -A la différence de la cellule végétale, la cellule animale possède un organite appelé centrosome qui se divise en deux parties pendant la prophase, chacune migre vers un pôle de la cellule formant ainsi deux asters (à la place des calottes polaires) donnant naissance aux fibres du fuseau achromatique. -Au cours de l’anaphase, la membrane cytoplasmique de la cellule animale s’étrangle et sépare la cellule mère en deux parties égales, c’est l’étranglement équatoriale responsable de la division de la cellule en deux cellules filles. Chez la cellule végétale par contre, on n’observe pas d’étranglement mais la formation progressive d’une nouvelle paroi qui sépare le cytoplasme des deux cellules filles. Activité 3

p : 126

Nature chimique de l’information génétique.

Doc. 1: - L’injection d’une solution contenant des bactéries vivantes de type S à une souris ADN Bactérie S

ADN

provoque la mort de celle-ci par pneumonie, en effet les bactéries S possèdent une capsule d’où le pouvoir pathogène. - L’injection d’une solution contenant des bactéries vivantes de type R à une souris n’a aucun effet ; en effet les bactéries R sont dépourvues de la capsule et sont non pathogènes. - L’injection d’une solution contenant des bactéries de type S tuées par la chaleur à une souris n’a aucun effet donc les bactéries S tuées ont perdu leur virulence. - L’injection de S tuées et R vivantes à une souris provoque la mort de celle-ci par pneumonie avec présence de bactéries S virulentes dans son sang. Hypothèse : Il existerait peut-être un facteur transformant qui serait passé de S tuées à R vivantes. Ainsi R aurait acquis la capacité de produire une capsule ; ce qui leur permet de se transformer en pneumocoques virulents. L’acquisition de la virulence par les pneumocoques R vivants est dûe à la transformation de R en S. Doc. 2: Des résultats de l’expérience d’Avery et ses collaborateurs ont montré que le principe transformant n’est ni de nature protéique, ni de nature lipidique, ni l’acide ribonucléique (ARN) car dans ces trois cas il y a transformation de R en S malgré leur élimination des extraits, mais dans le dernier cas en utilisant ADNase qui a dégradé l’ADN, la souris est vivante, donc pas de transformation de R en S. Donc la nature chimique du principe transformant est l’ADN (Acide Désoxyribonucléique).

Mécanisme de la transformation bactérienne fragments d'ADN

bactérie S tuée Morceau d'ADN responsable de la synthèse de la capsule

Bactérie B Intégration de l'ADNS au niveau de l'ADNR 32

Guide du Professeur | ETINCELLE

Bactérie S Vivante

Transforation de la bactérie R

Doc. 3: N

Cycle de vie de bactériophage (phage) :

C

1. Fixation du bactériophage sur la paroi de bactérie hôte par le biais des fibres caudales ;

O

2. Injection du matériel génétique (ADN) du bactériophage dans le cytoplasme de la bactérie ;

N 5’

P

O

O

4’

C C

C C

N

C

N

base azolée

O

C

C

N

1’

O

acide phosphorique

3. Désorganisation et détérioration de l’ADN bactérien, puis duplication de l’ADN viral (du phage) ; 4. production des protéines du virus ;

3’ C

C 2’

désoxyribose

O

T

A

C

5. formation de capsules virales entourant l’ADN viral dans le cytoplasme de la bactérie ; D

D

P

P

P

Adenosine

Cela confirme que l’ADN viral est le support de son information génétique, puisque l’ADN injecté, à lui seul a permis de produire de A nouveaux virus semblables au virus initial.

D

T

Thymidine

C

G

PARTIE 2

6. Libération des nouveaux phages et lyse puis mort de la bactérie.

Conclusion : L’information génétique est Ddonc portée et D transmise par l’ADN contenu dans le noyau P P de la cellule. Activité 4

D

D

P

P

Cytidine

Guanosine

p : 130

Structure et composition de l’ADN.

Doc. 1: L’ADN est une macromolécule hélicoïde, formé de deux brins torsadés, antiparallèles, complémentaires et associés entre eux par des liaisons hydrogènes entre les bases azotées. Doc. 2: - L’hydrolyse enzymatique de l’ADN a montré que l’ADN est une longue molécule formée de deux brins associés dont chacun est constitué par l’enchaînement de nombreux nucléotides. Chaque nucléotide forme l’unité structurale de la molécule d’ADN est composé de : • P : acide phosphorique (H3PO4) ; • S : sucre à 5 atomes de carbone (pentose) désoxyribose (C5H10O4) ; • Une des 4 bases azotées, se sont l’Adénine (A) et la Guanine (G), la Thymine (T) et la Cytosine (C). Chaque nucléotide se distingue de l’autre par la base azotée que renferme, l’adénosine, la guanosine, la cytidine et la thymidine.

Doc. 3: - Pour toutes les espèces figurant dans le tableau, le pourcentage de T (Thymine) est égale au pourcentage de A (Adénine), et le pourcentage de C (cytosine) est égale à celui de G (Guanine). On déduit donc qu’il y a une complémentarité entre A et T d’une part, et C et G d’autre part. A et T se relient par deux liaisons hydrogènes, tandis que C et G se relient par trois liaisons hydrogènes. G

C

T

A

A

T

T

A

G

C

C

G

A

T

T

A

A

T

C

G

Activité 5

p : 136

Chromosome, chromatine et ADN chez les Eucaryotes

Doc. 1: En interphase le matériel génétique est dans un état décondensé : C’est la chromatine ou nucléofilaments. La chromatine est formée de l’enchevêtrement de filaments fins de 10 nm de 33

diamètre. Chacun de ces filaments nucléaires est composé d’une série de nucléosomes reliés par un filament de l’ADN. Chaque nucléosome est formé de 8 protéines histones organisées 4 sur 4 et entourés deux fois par un filament d’ADN. Une protéine histone H1, joue le rôle d’une pince qui conserve la stabilité de la structure. Doc. 2: Les nucléofilaments s’enroulent de façon très compacte autour d’un squelette protéique (histone) en prenant l’aspect caractéristique d’un chromosome donc chaque chromosome est un assemblage entre un filament d’ADN et des protéines (histones).

de synthèse ; • l’étape G2 : pendant cette période la quantité d’ADN est double et constante 2q=14,6 pg : on parle de la 2ème phase de croissance. - l’étape M : correspond à la mitose, le taux d’ADN reste constant à 2q=14,6 pg pendant la prophase et la métaphase, pour se réduire de moitié à l’anaphase et télophase. Donc la réplication de l’ADN se fait pendant l’interphase (I) et sa simplification à moitié se fait pendant la mitose (M) ce qui permet la conservation de la stabilité de l’information génétique d’une génération à l’autre. Interphase (I) + mitose (M) = Cycle cellulaire (C)

Doc. 3:

Doc. 2:

• la molécule d’ADN apparaît sous forme d’une double hélice ne dépasse pas 2 nm de diamètre ;

- On constate que l’ensemble de bactéries cultivées pendant de nombreux cycles dans un milieu enrichi en azote lourd (15N). Ces bactéries transférées dans un milieu enrichi en azote léger (14N) et après un cycle cellulaire montre que leur ADN est 100% intermédiaire c’est à dire ADN hybride (un brin avec 15N et un brin avec 14N). Après deux cycles cellulaires (2 générations) dans un milieu nutritif enrichi en azote léger (14N), on obtient 50% de bactéries à ADN léger (14N) et 50% à ADN hybride.

• on trouve toujours la molécule d’ADN entourée plusieurs fois autour des histones formant une suite de grains ressemblant à un collier de perles (les nucléosomes) et formant un filament de 11 nm ; • le filament d’ADN s’enroule autour de lui-même et forme un nucléofilament de 30 nm. • a la prophase, les nucléosomes se rapprochent grâce à l’enroulement des nucléofilaments, formant des nœuds, puis la spiralisation commence et s’accentue de plus en plus, jusqu’à la condensation maximale en métaphase et chaque chromosome est formé de deux chromatides liées par le centromère de 1400 nm. Activité 6

p : 140

Mécanisme de la réplication d’ADN.

Doc. 1: Le graphique montre l’évolution du taux d’ADN au cours de cycles cellulaires. On se limitera à interpréter un cycle complet : - L’interphase : subdivisée en trois étapes distinctes du durée variables G1, S, G2. • l’étape G1 : la quantité d’ADN est constante en une quantité qui est égale à q=7,3 pg : on parle de la 1ère phase de croissance ; • l’étape S : période pendant laquelle la quantité d’ADN augmente progressivement jusqu’à doubler la valeur initiale 2q=14,6 pg : on parle de la phase 34

Guide du Professeur | ETINCELLE

Après trois générations bactériennes dans un milieu nutritif à ADN léger (14N) il y a augmentation du taux des bactéries à ADN léger (75%) et les bactéries à ADN hybride ne représentent que 25%, donc selon ces informations, on peut déduire que cette duplication se fait selon un modèle de réplication semi-conservative car chaque ADN formé se constitue d'un brin ancien et d'un autre nouveau. Doc. 3: Pendant la duplication de l’ADN (phase S), on constate tout au long du filament chromosomique l’apparition des yeux de réplication sous l’effet de l’enzyme hélicase qui détruit les liaisons hydrogènes entre les bases azotées, cela entraine la séparation des brins d’ADN initiaux et la formation de deux nouveaux brins (néoformés) à partir des nucléotides libres dans le noyau à l’état dispersé. Par le jeu de la complémentarité des bases et à l’aide de l’ADN polymérase, la chaine de nucléotides

néoformée est identique à la moitié perdue et chaque molécule fille d’ADN est donc une réplique parfaite de la molécule mère. Donc la mitose sépare le chromosome en deux chromosomes fils à un chromatide et la réplication rétablit la forme initiale, on parle de la reproduction conforme de l’information génétique. Doc. 4: La structure des chromosomes subit des transformations qui se renouvellent de façon répétitive à chaque cycle. On parle de cycle chromatique, lors duquel se duplique la molécule d’ADN de manière semi-conservative. Interphase : - en G1 : le nucléofilament décondensé est unique (une molécule d’ADN) ;

2. a. Faux

c. Vrai

e. Faux

g. Faux

b. Faux

d. Faux

f. Vrai

h. Vrai

- a et c

- b et c

-c

3. - c et d

J'applique mes connaissances : Ex 1 : 1. 3

7

6

5

2

9

2. 2 et 8 = anaphase

4 = deux cellules filles

3 = interphase

5 = Métaphase

6 = prophase

9 = Fin anaphase

7 = début prophase

1 = Télophase

3. Une cellule à 2n= 4 en phase 5 :

- en S : apparition des yeux de réplication ; - en G2 : des différents yeux de réplication finissent par se rejoindre et la molécule d’ADN est ainsi dupliquée (deux molécules d’ADN). Mitose : - Pendant la prophase, les deux copies d’ADN restent solidaires l’une à l’autre au niveau du centromère, d’où l’obtention de chromosome a deux chromatides spiralées bien visibles, formé de deux molécules d’ADN identiques portant chacune la même information génétique. La spiralisation maximale est atteinte en métaphase ;

Chromosomes doubles sur la plaque équatoriale

Une cellule à 2n= 4 en phase 8 :

- Lors de l’anaphase, il y a séparation des chromosomes au niveau des centromères. Dans chaque pôle il y a un chromosome toujours spiralé au maximum ; - à la télophase, les deux cellules filles ont la même information génétique que leur cellule mère et les chromosomes commencent leu déspiralisation. Donc conservation de l’information génétique d’une génération à une autre. Exercices d’application

p148

Je teste mes connaissances : 1. a. En métaphase, les chromosomes doubles sont disposés sur une plaque équatoriale. b. A l'anaphase, les deux lots de chromosomes simples migrent vers les deux pôles de la cellule.

4

Chromosomes fils en ascenssion polaire

Ex 2 : 1. Quantité d‘ADN (U.a) 8 7 6 5 4 3 2 1

M Temps (R) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

2. M= Mitose , la durée = 1h ( à partir de 1h15 jusqu'à 2h 15) 3. Le cycle cellulaire commence à 1h pour se terminer à 13h donc sa durée est de 12h. 4. La courbe représente la variation du taux d'ADN en fonction du temps en (h). La quantité d'ADN était stable à 8 u.a., Puis à 1h45 elle diminue jusqu'à 4u.a. ( la mitose), ensuite reste stable (G1) pour se dupliquer de 4 à 8 u.a entre 5h30 et 10h (S). Elle reste stable à 8u.a jusqu’à 13h45 (G2). 5. Regarder la courbe

36

Guide du Professeur | ETINCELLE

Chapitre

2

Mécanisme de l’expression de l’information génétique étapes de la synthèse des protéines

Objectifs du chapitre :

- Définir les notions de caractère, gène, allèle et mutation et établir la relation caractère- protéine et la relation gène protéine. -Déduire la signification génétique de la mutation en utilisant le code génétique. - Construire la notion du code génétique. - Mettre en évidence la relation entre l'information génétique et la synthèse des protéines. - Mettre en évidence la relation entre ADN-ARNm et protéine. - Décrire les étapes de la synthèse des protéines : La transcription et la traduction.

Capacités à développer:

- Appliquer les mécanismes de la transcription et de la traduction. - Réaliser la transcription d'un allèle. - Utiliser le code génétique pour traduire une molécule d'ARNm en protéine. - Appliquer les mécanismes de la transcription et de la traduction. p : 150

Caractère, gène et allèle : notion de mutation

Doc. 1: - Le caractère couleur du pelage des souris est représenté par deux phénotypes : le phénotype gris et le phénotype noir. - Le caractère groupe sanguin est représenté par quatre phénotypes : le phénotype O ; le phénotype A ; le phénotype B et le phénotype AB. - Le caractère longueur de taille est mesurable, et représenté par différents phénotypes. - Le caractère forme du lobe de l’oreille est représenté par deux phénotypes : phénotype lobe libre et phénotype lobe attaché. Donc un caractère héréditaire est une particularité d’un individu qui le distingue des autres individus de la même espèce. Il est observé directement, peut être quantitatif comme la taille et le poids ou quantitatif comme la couleur des yeux, forme du lobe de l’oreille : on parle de caractères morphologiques et si on a recours à des analyses comme les groupes sanguins, on parle de caractères physiologiques. - Le caractère est génétique ou héréditaire, lorsqu’il est transmissible d’une génération à l’autre. - Le phénotype est l’aspect observable ou visible d'un caractère chez un individu. Doc. 2: a. Le gène est une portion d’ADN responsable d’un caractère héréditaire bien déterminé, il

peut se trouver sous forme de version différentes appelés allèles. L’allèle est une diversion de gène responsable de l’apparition d’un phénotype. Hypothèse : Peut-être les phénotypes d’un même caractère proviendraient d’un seul gène qui a subit une modification imprévue dans l’ordre de ses nucléotides pour donner plusieurs allèles. b. Allèle d’un parent

Allèle de l’autre

Combinaison de couple d'allèles

O

O

O//O

A

B

A//B

A

O

A//0

A

A

A//A

B

O

B//0

B

B

B//B

Doc. 3: a. Les colibacilles se trouvant sur le milieu minimum sans streptomycine (sur le milieu 1) se multiplient en donnant un clone (ou colonie) mais en présence de la streptomycine (sur le milieu 2) disparaissent, donc la sensibilité à la streptomycine est un caractère sauvage : « Strep S ». Alors que le phénotype mis en évidence par l’expérience est la résistance à la streptomycine ( Strep R). b. Sur le milieu 3 avec présence de la streptomycine des colonies apparaissent cela montre que ces bactéries normalement sensibles 37

PARTIE 2

Activité 1

à la streptomycine deviennent résistantes à cet antibiotique, on les désigne par « Strep R » . c. La mutation est une variation brutale spontanée au niveau du matériel génétique ( la molécule d'ADN) qui conduit à l’apparition d’un nouveau caractère héréditaire transmis d’une génération à l’autre. Ce nouveau caractère « résistance à la streptomycine » est héréditaire car après incubation, les bactéries « Strep R » transmettent ce caractère à leurs descendances (milieu 4) pour donner des nouvelles colonies bactériennes résistantes « Strep R », donc cette modification héréditaire est une mutation et les bactéries qui ont acquis ce caractère du résistance sont considérées comme bactéries mutantes ou mutées. Doc. 4: a. • Pour le mutant 1 : remplacement du nucléotide C n° 7 par le nucléotide T : mutation par substitution. • Pour le mutant 2 : l’ajout d’un nucléotide C dans la position 7 : mutation par insertion. • Pour le mutant 3 : perte du nucléotide A n° 4 : mutation par délétion. b. L’hypothèse du document 2 est validée car on constate qu’une mutation ponctuelle provoque une modification des séquences de l’ADN ainsi l'apparition de plusieurs versions du même gène donc des allèles : c'est la variabilité génétique. Activité 2

Caractère sauvage (pigmentation)

Doc. 1:

Donc l’absence ou la défaillance de l’une des enzymes (des proteines) est à l’origine de l’apparition d’un nouveau phénotype comme l’albinisme et la phénylcétonurie ce qui témoigne de l’existence d’une relation caractère-protéine. Les personnes atteintes de phénylcétonurie ne sont pas obligatoirement atteintes d’albinisme, car la tyrosine est un acide aminé peut être synthétisé par l’organisme. Cependant, on la retrouve dans les aliments riches en protéines. Doc. 2: a. Sujet sain Phénotype macroscopique

Phénotype cellulaire

a. La pigmentation de la peau est un processus complexe qui débute avec la synthèse de la mélanine (protéine) à l’intérieur des mélanocytes et ceci nécessite l’intervention de plusieurs enzymes (catalyseurs) parmi lesquelles la tyrosinase fabriquée à partir d’un acide aminé appelé tyrosine. Les albinos sont incapables de synthétiser la mélanine donc incapable de synthétiser cette enzyme induisant la production de la mélanine.

Guide du Professeur | ETINCELLE

Absence de mélanine Absence de tyrosinase Tyrosine + substances nutritives Tyrosinase Mélanine

b. La phénylcétonurie est une déficience intellectuelle causée par l’accumulation de l’acide phénolcétonurique dans les tissus nerveux dû à l’absence de la synthèse de l’enzyme PAH qui transforme la phénalanine en tyrosine.

p : 154

Relation caractère-protéine et gène-protéine

38

Caractère mutée (albinisme)

Phénotype moléculaire

Normal

Sujet drépanocytaire - anémie ;

- palpitations ; - essoufflement. Hématies Hématies discoïdes falciformes oxygénées et désoxygénées flexibles et rigides. Hémoglobine Hémoglobine HbA avec le HbS avec val comme 6ème glu comme a a. 6ème a a.

b. Il y a une ressemblance dans la séquence nucléotidique de la globine normale et modifiée (drépanocytaire) sauf au niveau du nucléotide n°17 A qui se substitue en T, d'ou la transformation de HbA en Hbs g donc le gène gouverne la protéine g On dit qu'l ya une relation ( géne protéine), l'apparition d'un nouvel allèle conduit à l'apparition d'une nouvelle proteine.

p : 158

Mécanisme de l’expression de l’information génétique : phase de transcription

Donc la transcription permet donc le transfert de l’information génétique de l’ADN à l’ARN, donc du noyau vers le cytoplasme. Activité 4

p : 162

Doc. 1:

Relation ARN-protéine : le code génétique

D’après les résultats obtenus par l’expérience de Brachet, on constate que la coloration par le vert de méthyle montre que l’ADN, support de l’information génétique, est localisé au niveau du noyau de la cellule dans le nucléoplasme, et que la coloration par le rose de la pyronine montre que l’ARN est localisé au niveau du nucléole et du cytoplasme cellulaire. L’utilisation des enzymes confirme ces conclusions.

Doc. 1:

Doc. 2:

- Après l’incubation de l’amibe A dans un milieu contenant de l’uracile radioactif, on constate que la radioactivité s’est installé dans le noyau, car l’ARN se forme dans le noyau. - Implantation du noyau radioactif de l’amibe A au niveau de l’amibe B énuclée. On remarque que la radioactivité s’est deplacée du noyau vers le cytoplasme. Donc l’ARNm est capable de se déplacer du noyau vers le cytoplasme.

ADN

ARN

Sucres

Désoxyribose

Ribose

Bases azotées

A.T.G.C

A.U.G.C

- La reprise de la synthèse protéique prouve l’implication de l’ARNm dans la synthèse protéique et l’ajout de l’ARNase confirme ce résultat.

Acide phosphorique

(P) = H3Po4

(P) = H3Po4

Donc l’ARN messager joue le rôle d’intermédiaire entre l’ADN et la protéine.

Structure

Poids

2 brins Un brin complémentaires = : bicaténaire monocaténaire = double hélice Grand

Petit

Doc. 3: a. Après ouverture de la double hélice d’ADN et la rupture des liaisons hydrogène existant entre les deux brins d’ADNpar l'enzymz ARN polymérase. L’un des deux brins, appelé brin transcrit, sert de « matrice » à la synthèse d’une nouvelle chaine. Il se forme un brin d’ARN dont la séquence est complémentaire d’une portion du brin transcrit de la molécule d’ADN. Cette synthèse se réalise à partir des nucléotides libres contenus dans le nucléoplasme. L’appariement des nucléotides respecte la complémentarité des bases, la thymine étant remplacée par l’uracile sur l’ARN (A – U et C – G). b. L’ARN polymérase de déplace le long du brin transcrit, et se détache une fois arrivée à la fin du gène. L’ARN formé quitte le noyau par l’un des pores nucléaires portant avec lui un message transcrit de l’ADN et il s’appelle l’ARN messager (ARNm).

Doc. 2: Ce graphique représente la variation de la quantité de l’ARNm et la quantité d’acides aminés incorporés dans les protéines en fonction du temps : - Entre 0 et 30 min, la quantité ARNm diminue progressivement, au même temps il y a une augmentation de la quantité d’acides aminés incorporés dans les protéines. - Après, l’ajout de l’ARNm à 30 min on constate le même résultat donc l’ARNm et indispensable pour la synthése des proteines. Conclusion : La synthèse des protéines nécessite l’intervention de l’ARNm qui est responsable de l’incorporation des acides aminés dans la protéine. Doc. 3: a. L’utilisation de l’ARNm ; polymère « poly U » permet l’incorporation du phényalanine, donc obtention d’un polypeptide monotone ; poly « Phe ». - L’utilisation de l’ARNm ; polymère « poly A » permet l’incorporation de la lysine, donc obtention d’un poly « Lys ». - L’utilisation de l’ARNm ; polymère « poly C 39

PARTIE 2

Activité 3

» permet l’incorporation de la proline, donc obtention d’un polypeptide poly « Pro ».

correspond grâce à la complémentarité codonanticodon.

Entre la séquence des 4 nucléotides de l’ADN et la séquence de 20 acides aminés il y a une correspondance appelée code génétique.

Doc. 2:

Parmi les possibilités de combinaisons des 4 nucléotides de l’ARNm, seules des associations de 3 bases ou triplets permettent de coder pour un nombre suffisant d’acide aminé : 43=64 triplets. Donc les nucléotides de l’ARNm sont organisés en unités appelées codons. b. et c. Dans le code génétique, il y a 61 codons qui codent chacun pour un seul acide aminé bien déterminé avec le phénomène de répétition, ainsi plusieurs codons peuvent coder pour un seul acide aminé (code redondant), mais il y a des codons qui ne codent pour aucun acide aminé appelé des codons non-sens ou codon stop comme UAG, UGA, UAA et permettent l’arrêt de la synthèse protéique, tandis que le codon AUG indique le début de la séquence codante sur l’ARNm, appelé le codon d’initiation et correspond à l’acide aminé méthionine. Activité 5

p : 166

Mécanisme de l’expression de l’information génétique : phase de traduction

Doc. 1: En plus de l’ARNm et les acides aminés, d’autres éléments sont indispensables à la synthèse des protéines comme les ribosomes et ARNt. - les ribosomes sont des petits organites cytoplasmiques formé chacun par deux sous unités, grande et petite fixées en activité de traduction sur une molécule d’ARNm. Le ribosome possède alors deux sites fonctionnels : - Le 1ersite permettant la fixation de l'ARNt portant l'acide aminé convenable au codon. - Le 2émesite permettant la polymérisation des acides aminés - l’ARNt, petite molécule d’ARN repliée en feuille de trèfle. Il présente un site de fixation spécifique à un acide aminé et un anticodon, triplet de bases complémentaires au codon de l’ARNm correspondant à l’acide aminé qu’il porte. Un l’ARNt joue un rôle d’adaptateur, il adapte l’acide aminé qu’il porte au codon de l’ARNm qui lui 40

Guide du Professeur | ETINCELLE

Sur le même messager, plusieurs ribosomes effectuent la traduction de la même protéine les uns après les autres, le tout constitue un polyribosome, ce qui fait que plusieurs molécule d’une protéine donnée sont synthétisées en même temps sur un même l’ARNmessager. Donc les séquences d'acides aminés formés au sein d'un même polysome sont identiques. Doc. 3: a. Au niveau de chaque gène, l’information est sous forme d’une séquence de nucléotides du brin informatif de l’ADN qui détermine la succession d’acides aminés correspondant. La biosynthèse démarre dans le noyau où se fait la transcription de l’ADN en ARNm, et finit dans le cytoplasme où se fait la traduction de l’ARNm en chaines polypeptidiques et ceci s’effectue en trois étapes : - L’initiation : elle consiste à mettre en place des différents acteurs de la synthèse au niveau du codon initiateur AUG de l’ARNm : fixation de la petite sous unité ribosomale et de l’ARNt – méthionine selon la complémentarité codonanticodon, puis fixation de la grande sous unité ribosomale de telle sorte que l’ARNm – méthionine occupe le site P du ribosome alors que le site A, libre, se trouve en face du 2ème codon de l’ARNm. - L’élongation : un ARNt chargé du 2ème acide aminé, se positionne au niveau de site A, libre, selon la complémentarité codon-anticodon et l’ARNt fixé au site P est libéré dans le cytoplasme. Le ribosome se déplace d’un codon à l’autre le long de l’ARNm dans le sens 5’ 3’, on parle de translocation au cours de laquelle des liaisons peptidiques s’établissent entre les différents acides aminés. - Terminaison : la traduction s’arrête quand l’un des trois codons non-sens survient au niveau du site A. il s’effectue une dissociation des acteurs de la synthèse et un déplacement de l’acide aminé initiateur méthionine. b. L'ARNt joue le rôle d'adaptateur qui permet de traduire une série de codons en série d'acides aminés en respectant le code génétique.

Exercices d’application

J'applique mes connaissances :

p172

Ex 1 :

Je teste mes connaissances :

1.

1. Q.C.M : • Le codon désigne une séquence de trois nucléotides : a. de l’ARN messager.

AGC GUG GUG UCU UCU AUA CUA CUA AGACU Ser Val Ala Ser Ser thr Leu Leu Arg

2. TCG CAC CGA AGA AGA TGT GAG GAT TCT GA

•L’anticodon désigne une séquence de trois nucléotides : c. de l’ARN de transfert • L’ARN : a. est un polynucléotide. c. est une molécule monocaténaire ( un seul brin ). • Un codon est un triplet de : d. permet la synthèse d’une copie conforme de l’ADN. PARTIE 2

• La transcription : a. se déroule dans le noyau. • La traduction : c. a lieu dans le cytoplasme au niveau des ribosomes. • L’ARNm : b. détermine la synthèse des enzymes. 2. titre : schéma illustrant la phase d'élongation de la traduction. 3 2

GL

}

Y

MET

4 5

THR C

C

A

}

1

6 C G U A

U

G

G

C A

G G U

A

A

A

G

U

C

U

U

G

}

7

8

Titre : .....................................................................................

1 : ribosome

5 : ARN tronsfert

2 : dipeptide

6 : anticodon

3 : Site A du ribosome 7 : ARNm 4 : acide aminé codé

8 : codon 41

Chapitre

3

Le génie génétique

Objectifs du chapitre :

- Construire la notion de variation génétique à travers la mise en évidence du principe de la transformation génétique à partir de l'étude d'un exemple de transfert naturel de gènes d'une bactérie (Agrobacterium tumefaciens) à une cellule végétale. - Utiliser ce principe pour expliquer les techniques du génie génétique et ses application possibles dans différents domaines ( la production industrielle de l'insuline humaine). ces applications constituent une occasion et sur son expression.

Capacités à développer:

- Dégager les technique et les étapes de transfert d'un gène en déduisant la notion de modification génétique à partir de l'étude d'un exemple précis. - Déduire l'importance su génie génétique à partir de l’exploitation de données. - Réaliser un schéma résumant les techniques et les étapes du génie génétique.

Activité 1

p : 174

Principe du génie génétique

Doc. 1: -Expérience1 : l’isolement de la bactérie At au niveau de la tumeur et son introduction dans une fissure au niveau d’une plante saine induit la formation de la galle du collet. Donc At est responsable de la formation de la galle du collet. -Expérience2 : les cellules tumorales de la galle du collet acquiérent la capacité de se diviser aléatoirement et de synthétiser les opines sans la presence de At . Donc il y a modification genetique des cellules vegetales. -Experience3 : la culture de At dans une température 37°c provoque la disparition du plasmide, et la bactérie At résultante perd sa capacité d’induire la galle du collet . Donc le plasmide est responsable de la formation de la galle du collet. -Expérience4 : la bactérie At résistante à l’antibiotique et sans plasmide reste en vie. La bactérie B sensible à l’antibiotique et avec plasmide, meurt. Mais ce qui attire notre attention c’est l’apparition d’une nouvelle souche à la fois résistante à l’antibiotique et pourvue d’un plasmide . Donc le plasmide est un vecteur capable de se déplacer d’une cellule à l’autre. Le mécanisme de formation de la galle du collet= à la suite d›une blessure ou d›une lésion, Agrobacterium tumefaciens, bactérie qui survit facilement dans les sols cultivés, entre en contact avec une cellule de la plante et lui 42

Guide du Professeur | ETINCELLE

injecte une partie de son plasmide Ti : on peut donc dire qu›il s›agit d›un véritable transfert naturel d›ADN. Cette partie du plasmide Ti s›incorpore au matériel génétique du végétal. L›expression de la partie du plasmide Ti incorporée (ADN-T) est remarquable par toutes les conséquences qui se déroulent par la suite : il se produit une prolifération incontrôlée de la galle au cours de laquelle se produit une synthèse de substances spécifiques appelées opines. Ces substances, dont la synthèse est sous la dépendance du morceau de plasmide Ti incorporé, vont induire un déroulement de l›activité photosynthétique habituelle de la plante au profit des bactéries. Les opines rejetées dans le milieu extracellulaire sont prélevées par les bactéries qui les utilisent pour leur propre croissance et leur multiplication ; il en découle un important grossissement de la tumeur et en conséquence, les bactéries sont de plus en plus nombreuses. Si la plante hôte meurt alors la tumeur disparaît, mais les bactéries restent dans le sol et peuvent éventuellement infecter de nouvelles plantes Activité 2 p : 178 Outils et techniques de génie génétique

Doc. 1: Les caractéristiques qui font de la bactérie E.coli un bon outil pour le génie génétique, sont -Une petite taille -Une prolifération rapide -Riche en plasmides -Riche en ribosomes et tous les organites

Doc. 2 et 3: -Certaines enzymes coupent l’ADN au niveau de la même base sur les deux brins, on obtient alors de fragments à bout franc ( c’est le cas de EcoRV) . Plus souvent, ces enzymes coupent les deux brins de façon décalée, on obtient alors des fragments avec une extrémité cohésive. Si on ajoute un autre fragment avec les mêmes extrémités cohésives, les bases vont s’apparier (c’est le cas de EcoRI, Mspl et Kpnl). - Les extrémités cohésives produites par de nombreux types de nucléases de restriction permettent de relier deux fragments d’ADN par des appariements de bases complémentaires. Les fragments d’ADN ainsi réunis peuvent être liés de façon covalente au cours d’une réaction très efficace catalysée par l’ADN ligase. Donc l’utilisation de la même nucléase pour découper le gène d’intérêt et pour préparer le plasmide, facilite la conception d’un bon vecteur d’expression. Doc. 4: On peut aussi isoler le gène d’interet à partir des ARNm extraits de cellules. Une transcriptase inverse est utilisée pour fabriquer un ADN simple brin à partir de ces ARNm. Une ADN polymérase synthétise alors le deuxième brin d’ADN : on obtient de l’ADNc (ADN complémentaire) qu’on peut insérer dans des vecteurs de clonage. Il s’agit alors d’une banque d’ADNc, représentant tous les gènes exprimés par les cellules d’intérêt à un moment donné.

TC AT AG GA TTA C

GAATTC CTTAA G

Doc. 5:

Activité 3 Application du génie génétique

p : 182

Doc. 1: Les étapes de la transgénèse, sont : 1) Isolement du gène d’intérêt par l’une des méthodes suivantes : -le gène est découpé directement à partir des cellules du pancréas, en utilisant une enzyme de restriction convenable. -L’ARNm codant pour le gène d’intérêt est isolé de cellules productrices. Par utilisation de la transcriptase inverse , on obtient de l’ADNc puis avec la polymérase, de l’ADNc bicaténaire. 2) Préparation du vecteur :Le plasmide de la bactérie E.coli est ouvert par la même enzyme de restriction, pour avoir des boucs cohésifs complémentaires 3) Insertion dans le vecteur : Insertion du gène d’intérêt dans le plasmide grâce à la séquence de nucléotides des boucs cohésifs appropriée à la ligation (compatibilité). La ligation des 2 molécules d’ADN se fait par une ligase. On obtient un plasmide modifié génétiquement. 4) Transformation de la bactérie : Le plasmide ainsi modifié est introduit dans une bactérie qui devient ainsi modifiée. Puis prolifération jusqu’à l’obtention d’un clone de bactéries transformées. 5) Sélection des clones, soit par des sondes d’ADN radioactives, soit par la résistance à certains antibiotiques. -Les vecteurs utilisés portent des marqueurs de transformation. Dans le cas des plasmides, il s’agit de gènes de résistance aux antibiotiques. Ainsi, si des bactéries transformées avec ce plasmide arrivent à cultiver sur un milieu contenant l’antibiotique, c’est que ces bactéries initialement sensibles à l’antibiotique sont devenues résistantes. Seule l’intégration du plasmide porteur du gène de résistance peut expliquer l’apparition soudaine de cette résistance. -Pour cribler toutes les colonies contenant un plasmide recombiné, on utilise l’hybridation moléculaire : on ajoute une sonde nucléique dont la séquence est complémentaire d’un fragment du gène recherché. Celle-ci peut aller s’hybrider (= reconnaître et se lier à sa séquence complémentaire) au gène d’intérêt après dénaturation de l’ADN des bactéries. La dénaturation est la séparation des deux brins de l’ADN. Doc. 2: 43

PARTIE 2

nécessaires pour la synthèse protéique en grande quantité

- L’organisme donneur est : la cellule β du pancréas de l’homme L’organisme génétiquement modifié est : la bactérie E.coli _Le gène transféré est : le gène codant pour l’hormone insuline - Une production de la protéine insuline en grande quantité, donc subvention aux besoins Éviter les cas d’allergie pour les protéines d’origine animale Cout raisonnable Exercices d’application

21-

Bactérie (Escherichia coli)

Cellule humaine

3-

4-

56-

p 188

7-

Je teste mes connaissances : 1. Génie génétique : l'ensemble des techniques menant à la transformation du génome d'un être vivant.

1 : ADN humain

2. Le rôle :

3 : Ouverture du plasmide

- Les plasmides : jouent le rôle de vecteur en transgénie.

4 : Gène de l'insuline

- Les enzymes de restriction : coupure de l'ADN lors de l'isolement du gène désiré.

6 : Transfert du plasmide bactérien transgénique dans la bactérie

- Les ligases : la liaison des bouts cohésifs lors de l'intégration du géne isolé dans le plasmide vecteur.

J'applique mes connaissances :

- La transcriptase réverse : la transcription inverse d'une molécule d'ADN à partir d'une molécule d'ARNm.

2 : plasmide bactérien

5 : plasmide bactérien transgénique

Ex : Une bactérie Géne cly 1

3. 3 2

•d •b

}

• a et d

ADN la cellule du riz modifié

Géne crt1

Plante de riz doré

• c et d 4. La jonquille

Étape 1 : isolement des gènes d’intérêt. Étape 2 : Intégration des gènes dans le plasmide qui devient transgénique. Étape 3 : cellule végétale du riz transgénique = capable de produire le β carotène

44

Guide du Professeur | ETINCELLE

p 189

2. c

1 – Restitution des connaissances : I- Définir :

3. a et c

• Chromosome : une structure constituée d'ADN et de protéines. Support de l'information génétique qui n’apparaît que lors de la mitose.

4. b 5. c

• Chromatide : l'un des deux nucléofilaments qui constituent le chromosome.

a. Faux (sont constitués d'une seule chromatide)

-Chromatine : un amas de nucléofilaments fins et enchevêtrés, constitué d'une association d'ADN et de protéines histones.

c. Faux (les chromosomes ne sont visibles que durant la mitose)

III. b. Faux (sont constitués de deux chromatides)

- Anaphase : la 3ème phase de la mitose où les chromatides sœurs se séparent après scission du centromère et migrent vers les pôles.

d. Vrai

II- Q.C.M :

V.

1. a

IV. Mettre en ordre : cgagdgb

Cellule Cellule Métaphase Anaphase en G1 en G2 de mitose de mitose

Télophase de mitose

Nombre de chromosomes (n ou 2n)

2n

2n

2n

2n

2n

Nombre de chromatides par chromosome

1

2

2

1

1

Quantité d’ADN : (q ou 2q)

q

2q

2q

q

q

2 – Pratique des raisonnements scientifiques : Ex. 1: 1. a. Un œuf d'amphibien à été ligaturé, permettant l’obtention de 2 fragments, l'un nuclée et l’autre anuclée.

B : métaphase (chromosomes organisés en plaque équatoride). A : fin de l’anaphase où début du télophase ( les 2 lots de chromosomes se déspiralisent). c.

b. Le fragment nuclée s'est développé avec prolifération ( multiplication des cellules). Alors que le fragment anuclée se réduit de taille. On déduit que le noyau est responsable de la prolifération cellulaire et du développement.

Chromosomes dupliqués organisés en plaque équatoriale

2. a. La mitose. b. C : anaphase (axenssion polaire des 2 lots de chromosomes ). d. L’activité observée au niveau du fragment nuclée est la mitose, un phénomène qui permet la transmission de l’information génétique d’une cellule mère à deux cellules filles de manière conforme. Donc le transfert et la conservation de l’information génétique sont garantis après un cycle cellulaire 45

PARTIE 2

Devoir Surveillé n°3

( mitose +interphase : réplication).

d : liaison peptitique.

Ex. 2:

e : sous unité ribisomale alegrande.

1.

f : petite sous unité ribosomale. 2 – Pratique des raisonnements scientifiques : Nombre de cellules

Ex. 1: 1. chez l’individu A :

5000 4000

…

TAT AAC CCC GAA CCT GAC … AUA UUG GGG CUU GGA CUG Iso — Leu — gly — Leu — gly — Leu

…

GCC TCT CTG GGT GGA … CGG AGA GAC CCA CGU Arg — Arg — Asp — pro — Arg

…

TAT CCT CGG … UAU GGA GCC Tyr — Gly — Ala

3000 2000 1000 10

20

30 40 50 60 70 Fluorescence par cellule

On constate que le nombre de cellules diminue avec l’augmentation de la quantité de la fluorescence jusqu’à 45 u.a, puis le nombre commence à augmenter progressivement. 2. Les cellules à 35 u.a sont en phase G1alors que les cellules à 70 u.a sont en phase G2. 3. La synthèse ou la réplication de l’ADN. 4. La réplication de l’ADN est un mécanisme qui dure longtemps donc parmi les cellules de départ 4200,une quantité a commencé sa réplication pour atteindre la phase G2 (70u.a) alors que les autres sont en cours. Devoir Surveillé n°4

p 191

I – Restitution des connaissances : 1. x : ADN

y : ARNm

Z : ARNt

- L’étape 1 : la transcription, sa localisation = le noyau. - L’étape 2 : La traduction sa localisation = le cytoplasme. 2. Le brin qui contient des triple qui coincident aux deux codons indiqués sur la molécule y ( UUA et UAC) est le brin 2. TAG AAT CGG GCT ATG ATA CGT TGA AUC UUA GCC CGA UAC UAU GCA ACU

3. a : acide aminé ; b : anticodon ; c: tripeptide 46

Guide du Professeur | ETINCELLE

2. Le malade B : Mutation de substitution du nucléotide n°10 G par A, donc la séquence des acides aminés va changer au niveau de l’acide aminé n°4 Leu qui sera transformé en phe . - le malade C : mutation par substitution du nucléotide n°26 T par C, d’où la séquence des acides aminés va changer au niveau de l’acide aminé n°9 Asp qui sera transformé en Gly . - Le malade D : mutation par substitution du nucléotide n°40 C par T, d’où la séquence des acides aminés va changer un niveau de l’acide aminé n°14 Ala qui sera transformé en Thr . - Donc on déduit que chaque transformation au niveau du gène ( la séquence d’ADN) induit une variation au niveau de la séquence des acides aminés (protéine), donc le gène gouverne la protéine ( Relation gène - protéine). Ex. 2: 1. D’après les résultat du tableau, on remarque que la quantité de fer absorbée au niveau des intestins et la quantité de fer emmagasiné dans les organes, sont plus élevées chez l’individu malade par rapport à l’individu sain , et ceci parceque la protéine hépcidine qui régule l’absorption du fer au niveau des intestin est anormale chez la personne malade. Donc s’il ya un dysfonctionnement d’une protéine donnée.

Cela se reflète sur le phénotype du caractère gouverné par cette protéine. On conclue q’il ya une relation entre la proteine et le caractère. 2. Individu sain : ATA — CGT — GCC — AGG — TGG UAU — GCA — CGG — UCC — ACC Tyr — Ala — Arg — Ser — Thr

Allèle ARNm péptide

Individu malade : ATA — CGT — ACC — AGG — TGG UAU — GCA — UGG — UCC — ACC Tyr — Ala — Trp — Ser — Thr

PARTIE 2

- La mutation par substitution du nucléotide n°7 G par A au niveau de l’allèle sauvage a donné un allèle muté qui a codé pour un polypeptide différent du normal au niveau de l’acide aminé n°3 Arg qui devient Trp . Donc il ya une relation entre le géne et la protéine.

47

95,00 Dhs