Sciences de la vie et de la Terre

Classe de1ère S Programme 2002

Partie I - Sciences de la Vie

Connaissances exigibles

1  La diversité des phénotypes est en relation avec la diversité des protéines.

1-1 Le phénotype aux échelles de l’organisme et de la cellule trouve son origine à l’échelle des molécules.

1-1-1
A
l’échelle de l’organisme, on peut observer des caractères morphologiques,
anatomiques, physiologiques et comportementaux.

1-1-2A
l’échelle cellulaire, le phénotype concerne
des caractères structuraux et métaboliques.

1-1-3A
l’échelle moléculaire, le phénotype concerne
les protéines de structure, les protéines
enzymatiques et le résultat de leur activité.

1-2  L’activité d’une protéine est liée à sa structure.

1-2-1
Une
protéine se caractérise par
la séquence de ses acides
aminés.

1-2-2Une
séquence d’acides
aminés acquiert une structure spatiale particulière dans des
conditions de milieu données.

2 Les enzymes sont des protéines qui contribuent à l’expression du phénotype.

2-1  Les enzymes sont des catalyseurs biologiques.

2-1-1Une
enzyme possède les propriétés d’un catalyseur

•  
  Un
  catalyseur accélère la vitesse d’une réaction chimique

• Il
  est intact en fin de réaction

• Il
  agit à faible concentration.

2-1-2Les
enzymes agissent dans des conditions de
milieu compatibles avec la vie.

2-1-3
La
formation d’un complexe enzyme-substrat
pendant une très courte durée est une étape indispensable à l’activité
de catalyse.

2-2 L’activité enzymatique obéit à une double spécificité :

2-2-1
La
structure spatiale d’une enzyme lui confère
la possibilité de s’associer spécifiquement à un substrat.

2-2-2
L’
enzyme ne catalyse alors qu’un seul type
de réaction chimique, c’est la spécificité
d’action.

2-2-3
La
double spécificité d’une enzyme
s’explique par la configuration spatiale de son site
actif.

• Le
  site actif est une zone en creux de l’enzyme
  o des acides aminés se lient avec le
  substrat

•  
  Des
  acides aminés réagissent avec le substrat
  au cours de la catalyse.

2-3 Des modifications de la protéine
enzymatique peuvent moduler ou abolir son activité.

2-3-1 Ces modifications peuvent avoir pour
origine un changement dans la séquence
des acides aminés.

•  Le changement
  d’un ou plusieurs acides aminés peut
  modifier le site actif de l’enzyme.

2-3-2 Ces modifications
peuvent avoir pour origine un changement de conditions du milieu.

• Une augmentation
  de température peut modifier la forme donc la fonction de l’enzyme.

• Un changement de pH 
  peut modifier la forme donc la fonction de l’enzyme.

3 La séquence des acides aminés des protéines est imposée par l’information génétique.

3-1 Un gène se caractérise par une séquence de nucléotides de l’ADN.

• La molécule
  d’ADN d’un chromosome est le support de très nombreux gènes.

3-2  La transcription, première étape de la synthèse protéique, se déroule dans le noyau.

3-2-1 Des acides
ribonucléiques messagers (ARNm) complémentaires du brin d’ADN
transcrit sont synthétisés.

3-2-1-1 L’ARN, comme l’ADN, est formé d’un encha”nement de nucléotides.

• L’ARNm
  est une molécule simple brin.

• Trois nucléotides
  possèdent les mêmes bases que l’ADN : Adénine / Cytosine /
  Guanine.

• Un nucléotide
  possède une base différente : Uracile à la place de Thymine.

3-2-1-2 L’encha”nement des nucléotides
de l’ARNm est complémentaire de l’encha”nement des nucléotides
du brin d’ADN transcrit.

• Le nucléotide
  à Adénine est complémentaire du nucléotide
  à Uracile,

• Le nucléotide
  à Cytosine est complémentaire du nucléotide
  à Guanine.

3-2-2 En fin de
transcription, les ARNm produits passent
dans le cytoplasme.

3-3 La traduction, deuxième étape de la synthèse des protéines, se fait dans le cytoplasme.

3-3-1 Le code
génétique permet la correspondance entre acides
aminés et nucléotides.

• Trois
  nucléotides consécutifs d’ARNm forment
  un codon.

•  A un codon
  correspond un seul acide aminé.

• Plusieurs
  codons peuvent correspondre à un acide aminé : le code
  génétique est dégénéré.

• Le code
  génétique est identique pour la quasi totalité des êtres vivants :
  il est universel.

3-3-2 La séquence
des nucléotides de l’ARNm est traduite
en séquence d’acides
aminés de la cha”ne polypeptidique.

• La traduction
  commence au niveau d’un codon initiateur.

• Elle se
  termine au niveau d’un codon stop.

4 Un phénotype résulte d’interactions complexes entre le génotype et l’environnement.

4-1  Un phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes.

4-1-1 Le
phénotype dépend de la combinaison des
différents allèles de chaque gène impliqué.

4-1-2 Un
même phénotype peut être obtenu chez un
individu homozygote ou hétérozygote.

• Chez un
  homozygote, les deux allèles
  du gène sont identiques : le phénotype
  traduit directement le génotype.

• Chez un
  hétérozygote, les deux allèles
  du gène sont différents : le phénotype
  peut résulter de l’expression d’un seul allèle.

4-2  Un phénotype peut être gouverné par plusieurs gènes agissant successivement.

4-2-1 La
réalisation d’un phénotype comporte souvent
plusieurs étapes constituant une cha”ne de biosynthèse.

•  Ces étapes
  aboutissent à la synthèse d’une molécule.

• Chaque
  étape dépend de l’activité d’une enzyme.

4-2-2 La mutation
d’un seul gène participant à une cha”ne de biosynthèse
peut suffire à modifier le phénotype.

4-2-3 Un même phénotype
peut être obtenu lors de la mutation de
différents gènes d’une même cha”ne de biosynthèse.

4-3  Les facteurs de l’environnement contribuent à la réalisation du phénotype.

4-3-1 Les
facteurs de l’environnement peuvent modifier
directement l’information génétique par mutation.

4-3-2 Un même génotype
peut conduire à des phénotypes différents
en fonction des facteurs de l’environnement.

EXPRESSIONS et MOTS CLéS  :

les mots et expressions
clés sont écrits en rouge dans
le texte du référentiel.