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SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2) |
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SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2) |
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SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1) |
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SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1) |
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SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1) |
SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)  IntroSV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)
La présentation des génomes et de leur organisation est l'occasion de préciser les points communs et les différences entre Eucaryotes, bactéries et virus. L'expression des génomes et son contrôle s'appuient uniquement sur des exemples eucaryotes et permettent de discuter du concept de gène. La présentation de la transmission des génomes au cours des divisions cellulaires permet de rappeler et comparer les principales caractéristiques des divisions mitotique et méiotique. Elles sont mises en lien avec leurs implications dans les processus de développement et de reproduction qui sont abordés par ailleurs dans le programme. Les processus de diversification des génomes sont l'occasion de comprendre la diversité génétique observée à l'échelle des populations et à l'échelle des espèces. Les mécanismes de maintien ou de réduction de la diversité génétique produite, soit par des tris sélectifs, soit par des processus aléatoires, sont abordés dans la partie sur l'évolution. Enfin, cette partie est l'occasion de présenter quelques techniques couramment utilisées au laboratoire pour étudier les génomes et leur expression.
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SV-F-1 Génome des cellules et des virus, transmission de l'information génétique (BCPST 1) |
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SV-F-1-1 Organisation des génomes |
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SV-F-1-2 La transmission de l'information génétique au cours des divisions cellulaires chez les Eucaryotes |
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Chez les Eucaryotes, le matériel génétique est dupliqué au cours de la phase S interphasique qui précède toute division cellulaire.
La réplication semi-conservative de l'ADN est assurée par des ADN polymérases. C'est un processus avec un faible taux d'erreur qui assure la conservation globale de l'information génétique.
Les connaissances sur les ADN polymérases ont permis d'élaborer des méthodes d'amplification in vitro de l'ADN.
Précisions et limites :
La diversité des ADN polymérases n'est pas attendue. On insiste juste sur la nécessité d'amorce pour les ADN polymérases, de la complémentarité des bases et de la polarité 5'-3' pour la synthèse des acides nucléiques.
Aucune protéine du système de réplication autre que l'ADN polymérase n'est à présenter.
Le détail des mécanismes de correction des erreurs et de réparation de l'ADN n'est pas au programme. En revanche, l'ordre de grandeur du taux d'erreur de la réplication est indiqué.
Le cycle cellulaire des cellules eucaryotes comprend une interphase et une mitose.
Le matériel génétique est dupliqué pendant la phase S (réplication).
Le matériel génétique est réparti équitablement entre les 2 cellules filles au cours de la phase M.
Le cycle cellulaire est contrôlé.
Le passage d'une étape à une autre est sous le contrôle de signaux extracellulaires et de facteurs internes notamment liés à l'intégrité de l'information génétique.
Précisions et limites :
Aucun mécanisme moléculaire n'est attendu : on signale seulement l'existence de points de contrôle dont le franchissement autorise la poursuite du cycle, sans aucun détail.
La multiplication des virus est traitée dans la partie sur l'expression des génomes.
Les chromosomes répliqués, à 2 chromatides, se condensent progressivement au cours des prophases de mitose et de méiose I.
Précisions et limites :
Aucun détail moléculaire n'est attendu.
Le processus mitotique assure une égale répartition des chromosomes entre les deux cellules-filles grâce à l'intervention de protéines (notamment du cytosquelette).
La cytocinèse permet la séparation des deux cellules-filles.
Précisions et limites :
On considère uniquement la mitose de cellules pour lesquelles la division cellulaire suit la division nucléaire. On se limite aux mécanismes de base et à l'existence du fuseau de division. Des molécules comme les cohésines et les séparases par exemple ne sont pas exigibles.
La méiose est une série de deux divisions successives précédée par une interphase.
Elle permet de passer d'une phase diploïde à une phase haploïde.
C'est une des étapes de la formation des gamètes et des méiospores chez les organismes à reproduction sexuée.
Précisions et limites :
Les acquis du lycée sur les brassages génétiques sont remobilisés.
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- Expliquer le principe de polymérisation par l'ADN polymérase.
- En se basant sur le fonctionnement des ADN polymérases, expliquer le principe de la PCR.
- Estimer l'ordre de grandeur de la durée des différentes phases d'un cycle cellulaire à partir de résultats expérimentaux.
- Interpréter des résultats mettant en évidence un contrôle du cycle cellulaire.
- Représenter la structure d'un chromosome métaphasique (centromère, télomère, kinétochore).
- Expliquer comment le processus mitotique, et en particulier le fonctionnement du fuseau de division, permet l'égale répartition des chromosomes, donc de l'information génétique.
- Illustrer le processus de cytocinèse chez les Métazoaires et les Embryophytes.
- À l'aide de différentes techniques microscopiques, repérer les différentes phases de la mitose, l'organisation des chromosomes et du fuseau de division.
- Expliquer comment le processus méiotique permet d'aboutir à 4 cellules-filles haploïdes à partir d'une cellule-mère diploïde.
- Représenter schématiquement les caractéristiques cytologiques et chromosomiques de la méiose.
- À l'aide de différentes techniques microscopiques, repérer les différentes phases de la méiose, l'organisation des chromosomes et du fuseau de division.
Liens :
Organisation de la cellule bactérienne et eucaryote (SV-C-2)
Acides nucléiques (SV-D-2-3)
Brassages génétiques en méiose (SV-F-4)
Formation des gamètes, des méiospores et des gamétophytes (SV-G)
Diversité génétique comme base de diversité du vivant (SV-K) |
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SV-F-2 L'expression du génome (BCPST 1) |
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SV-F-3 Le contrôle de l'expression du génome (BCPST 1) |
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SV-F-4 La diversification des génomes (BCPST 2) |
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SV-G Reproduction (BCPST 2) |
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SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) |
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SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2) |
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SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1) |
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SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2) |