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Préparation à l’Agrégation Interne Séances des 10 et 14 octobre 2009

CORRECTION DU SUJET : LES DIVISIONS CELLULAIRES ET

PREPARATION A LA CONFERENCE : GENETIQUE

Les mots clés : ADN, ARN, génome, gène, allèle, mutation génique (neutre, silencieuse, faux-sens, non-

sens), mutation de phase (addition, délétion, duplication), mutation chromosomique (translocation,

inversion), mutation génomique ou caryotypique, chromosome homologue, caryotype, génotype,

phénotype, caractère héréditaire, brassage génétique, crossing-over, cycle de développement, diploïdie,

haploïdie, dominance, récessivité, test-cross, mitose, méiose, innovation génétique, réplication,

expression, transcription, traduction, code génétique, codon, carte génétique, clonage, transgénèse,

sonde, recombinaison, polymorphisme, population, espèce...

Dans les programmes : 3

ème : Diversité et unité des êtres humains

Les chromosomes présents dans le noyau sont le support du programme génétique. Chaque cellule d’un individu de

l’espèce humaine possède 23 paires de chromosomes, l’une d’elles présente des caractéristiques différentes selon le

sexe.

Chaque chromosome est constitué d’une molécule d’ADN. L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de

la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes. Chaque chromosome contient de nombreux gènes.

Chaque gène est porteur d’une information génétique. Les gènes déterminent les caractères héréditaires.

Un gène occupe la même position sur chacun des chromosomes d’une même paire.

Il peut présenter des versions différentes appelées allèles. La molécule d’ADN présente des différences selon les

allèles.

Les cellules de l’organisme, à l’exception des cellules reproductrices, possèdent la même information génétique

que la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions successives.

La division d’une cellule est préparée par la copie de ses 46 chromosomes, se caractérise par la séparation des

chromosomes obtenus, chacune des cellules formées recevant 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la

cellule initiale.

2nde : Cellule, ADN et unité du vivant La cellule fonde l’unité et la diversité du vivant : le matériel génétique est contenu dans un ou des chromosomes.

Unité et variabilité de la molécule d’ADN

Parenté et diversité des organismes

Première S :

La morphogenèse végétale et l’établissement du phénotype : La mitose est un processus commun aux cellules eucaryotes : Au cours de l’interphase, la réplication

de l’ADN s’effectue un mécanisme semi-conservatif, fondé sur la complémentarité des bases. Les

structures cellulaires se modifient lors de la mitose. Chaque cellule fille contient le même patrimoine

génétique que la cellule initiale.

Terminale S

Méiose et fécondation participent à la stabilité de l’espèce. Méiose et fécondation sont à l’origine du brassage génétique

Terminale S Spécialité

Des débuts de la génétique aux enjeux actuels des biotechnologies : travaux de Mendel

La théorie chromosomique de l’hérédité : Travaux de Morgan, carte génétique et notion de gène (unité

de fonction, de recombinaison, de mutation)

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L’avènement de la biologie moléculaire, une nouvelle rupture : Nature chimique du gène (ADN-

double hélice), la relation gène protéine, les modalités de l’expression génétique sont replacées dans une

perspective historique.

La révolution technologique : clonage des gènes, séquençage, polymorphisme.

BCPST : Organisation cellulaire et moléculaire du vivant

L’information génétique à l’échelle cellulaire - Supports et organisation de l'information génétique

- Mécanismes moléculaires de conservation de l'information génétique

- Transmission de l'information lors de la mitose

- Mécanismes moléculaires de l’expression génétique

- Aspects chromosomiques et génétiques de la reproduction ; méiose ; mécanismes favorisant

l’hétérozygotie

Les supports à maîtriser :

- Résultats de croisements, arbres généalogiques.

- Réalisation et interprétation de préparations microscopiques de cellules en division : en mitose (apex

de racines, téguments d’Amphibiens, gonades d’Ascaris, embryons en segmentation etc …) ; en méiose

(testicules, anthères, sporanges de Fougères, gonades d’Ascaris etc…).

- Maquettes : ADN, divisions cellulaires etc…

- Divers logiciels relatifs à la synthèse des protéines et à l’exploitation de banques de données sur

différents gènes (Anagène , Phylogène etc…).- …

Quelques orientations bibliographiques :

- Biologie moléculaire de la cellule, ALBERTS B. et al, Flammarion

- La cellule, biologie moléculaire, DARNELL J. et al, Decarie - Vigot

- Biochimie, STRYER L., Flammarion

- Introduction à l'analyse génétique, SUZUKI D.T. et al., De Boeck Université

- Analyse génétique moderne, GRIFFITHS et al., 2001, De Boeck Université

- Génétique, gènes et génomes, ROSSIGNOL et al 2000, Dunod

- Biologie moléculaire et médecine, KAPLAN J.C. et DELPECH M., Médecine-Sciences, Flammarion

- Génétique, collection Synapses, Hachette

- Diagnostics génétiques, SERRE et coll., 2002 Dunod

...

Des pistes de révision

! Les chromosomes, des structures stables et changeantes

! Les interactions ADN-protéines

! Modifications des séquences liées à la réplication

! Mitose et conservation de l’information génétique lors de sa transmission

! Place de la mitose dans le cycle cellulaire (la régulation n’est pas au programme)

! Variabilité génétique engendrée par la mitose et la méiose

! Conséquences génétiques de la méiose

Exemples d'épreuves orales portant sur ce thème : Leçons

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Biologie et physiologie animales ou biologie générale

La transmission de l'information génétique (3ème

)

Les mécanismes de l'évolution (1ère

ES et L)

Méiose, fécondation et brassage génétique (Terminale S)

Reproduction sexuée et diversité des êtres humains (3ème

)

Biologie et physiologie végétales

L'apport des expériences d'hybridation à la compréhension de l'hérédité (TS spécialité)

Le cycle cellulaire chez les eucaryotes (1ère

S)

Travaux Pratiques

Biologie et physiologie animales ou biologie générale

Cycle génétique de deux organismes (Terminale S)

La méiose et ses conséquences génétiques (Terminale S)

Les divisions cellulaires (Lycée)

Méiose et fécondation (Terminale S)

Mendel et Morgan : les fondements de la génétique (TS spécialité)

Stabilité et variabilité du matériel génétique (Lycée)

Biologie et physiologie végétales

La méiose et ses conséquences génétiques à partir d'exemples pris chez des organismes à phase

haploïde dominante (Terminale S)

La méiose et ses conséquences génétiques à partir d'exemples pris chez les végétaux (Terminale S)

Le cycle cellulaire chez les végétaux (1ère

S)

Le cycle de développement d'un champignon et son intérêt génétique (Terminale S)

Les débuts de la génétique : des expériences d'hybridation à la théorie chromosomique de l'hérédité (TS spécialité)

Travail prévu

Activité 1 à préparer avant la séance : présentation par deux stagiaires

Construction de deux activités de Travaux Pratiques en TS dans le cadre de la partie « Stabilité et

variabilité des génomes et évolution » chapitre « Méiose et fécondation sont à l’origine du brassage

génétique » à partir des documents donnés ci-dessous (un document par stagiaire). Seront présentés:

- la fiche élève (objectifs et questionnement)

- les réponses attendues

Activité 2 : travail en séance

Correction du devoir scientifique, bilan des connaissances nécessaires sur les notions abordées

Corrections des deux activités préparatoires

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Document 1

Document 2