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Enseigner les

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Enseigner les. Un exemple de mise en oeuvre de démarche d'investigation. Christian Le Guillou Août 2012. structure de l’ADN et nature du message codé. Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée - PowerPoint PPT Presentation

Text of Enseigner les

  • Christian Le GuillouAot 2012

  • structure de lADN et nature du message cod

  • Thme 1 La Terre dans lUnivers, la vie et lvolution du vivant : une plante habite La nature du vivant. Les tres vivants sont constitus dlments chimiques disponibles sur le globe terrestre. Leurs proportions sont diffrentes dans le monde inerte et dans le monde vivant. Ces lments chimiques se rpartissent dans les diverses molcules constitutives des tres vivants. Les tres vivants se caractrisent par leur matire carbone et leur richesse en eau. Lunit chimique des tres vivants est un indice de leur parent. . De nombreuses transformations chimiques se droulent lintrieur de la cellule : elles constituent le mtabolisme. Il est contrl par les conditions du milieu et par le patrimoine gntique. La cellule est un espace limit par une membrane qui change de la matire et de lnergie avec son environnement. Cette unit structurale et fonctionnelle commune tous les tres vivants est un indice de leur parent. . La transgense montre que linformation gntique est contenue dans la molcule dADN et quelle y est inscrite dans un langage universel. La variation gntique repose sur la variabilit de la molcule dADN (mutation). Luniversalit du rle de lADN est un indice de la parent des tres vivants.

  • Trois notions vises - molcule dADN- ADN, molcule code- universalit de la molcule dADN

  • en partie construites en classe de Troisime

  • Diversit et unit des tres humains

    Chaque chromosome est constitu dADN.

    LADN est une molcule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.

    Chaque chromosome contient de nombreux gnes. Chaque gne est porteur dune information gntique. Les gnes dterminent les caractres hrditaires.

    Un gne peut exister sous des versions diffrentes appeles allles.

    Les cellules de l'organisme, l'exception des cellules reproductrices, possdent la mme information gntique que la cellule-uf dont elles proviennent par divisions successives.

  • En Troisime, lADN est prsent comme la molcule constitutive des chromosomes, prsentant diffrents tats, pelotonn (condens) pendant la division cellulaire (chromosomes observables) et dbobin entre deux divisions cellulaires.

    LADN est une molcule informative qui gouverne lexpression des caractres. Les units dinformation sont appeles gnes (information gntique) et un mme gne peut correspondre plusieurs versions (allles).

    Lors de la division cellulaire, lADN se rplique (copie) pour donner deux molcules identiques qui se spareront lors de la division cellulaire.

  • La mise en problme

  • Situation-problme ancre dans la confrontation du rel biochimique avec une uvre dart

  • image de la molcule dADN, obtenue par diffraction des rayons X par Rosalind Franklin (1920-1958) en 1951. photographie de lescalier double rvolution du chteau de Chambord.

  • Chteau de ChambordEscalier double rvolution plac au centre de l'difice, attribu a l'italien Lonard de Vinci. Le plan trs novateur en France et l'ingniosit de l'escalier suggrent que Lonard de Vinci, venu en France la demande de Franois 1er ds 1516, pourrait tre l'un des inspirateurs du projet. Il comporte deux voles d'escaliers suivant un schma de double hlice et permet d'accder la grande terrasse, elle aussi inspire par Lonard de Vinci. Deux personnes empruntant chacune une vole d'escalier peuvent s'apercevoir par les ouverture pratiques dans le noyau mais ne se rencontrent jamais. Son dcor sculpt est l'un des chefs d'uvre de la Renaissance franaise.

  • Images saisissantes de deux objets issus dunivers que tout oppose, et pourtant si proches. Ressemblance fortuite ou relevant dune analogie structurale dcouvrir?

  • Exercice

  • ExerciceTravail coopratif : 5 personnesDure du travail : dheureEsquissez une stratgie rsolutive, tenant compte des pr-requis de la classe de Troisime.

  • Une proposition de dmarche

  • La rsolution du problme

  • Proposition dune dmarche rsolutive (parmi dautres possibles)

    Mon but : lucider la structure de la molcule dADN pour rechercher dans celle-ci des explications ses proprits rplicativesCe que je sais : La molcule dADN, constitutive des chromosomes a probablement, linstar de lescalier double rvolution du chteau de Chambord, une structure en double hlice.Ce que je dois faire : Vrifier lexactitude de cette affirmation et identifier les molcules constitutives, celles qui forment les rampes et les marchesLes moyens dont je dispose : Le texte complet en Anglais ou un extrait en Franais, de larticle publi par Watson et Crick en 1953 dans la revue Nature un logiciel de visualisation molculaire comme RASTOP, RASMOL ou Jmol un site en ligne : http://www.umass.edu/molvis/bme3d/materials/jtat_080510/exploringdna/contents/contents.htm

  • La consigne de travail :Ralisez un schma structural simplifi de la molcule dADN rendant compte de sa proprit dautorplication.

  • J.D. Watson et F.H. CrickMedical Research Council Unit for the Study of the Molecular Structure of Biological Systems, Cavendish Laboratory, CambridgeArticle soumis le 2 avril 1953, publi le 25 avril 1953 (Nature 171, page 737)Traduction : G. Furelaud, avril 2003

  • Nous souhaitons suggrer une structure pour [...] l'acide dsoxyribonuclique (ADN). Cette structure prsente de nouvelles caractristiques qui sont d'un intrt biologique considrable.

    Une structure pour l'acide nuclique a dj t propose par Pauling et Corey. [...] notre avis, cette structure n'est pas satisfaisante. [...]Nous souhaitons proposer une structure radicalement diffrente pour [...] l'acide dsoxyribonuclique. Cette structure a deux chanes hlicodales enroules chacune autour du mme axe. [...] Les deux chanes suivent des hlices dextres, mais [...] de directions opposes. [...] Les bases sont l'intrieur de l'hlice et les phosphates l'extrieur. [...] Il y a un rsidu sur chaque chane tous les 3,4 Angstrm (10-10 m) selon l'axe z. Nous supposons un angle de 36entre les rsidus adjacents d'une mme chane, de manire ce que la structure se rpte aprs 10 rsidus sur chaque chane, c'est dire aprs 34 Angstrm. [...]La nouvelle caractristique de cette structure est la manire dont les deux chanes sont maintenues assembles par les bases puriques et pyrimidiques. Les plans des bases sont perpendiculaires l'axe de la fibre.

  • Elles sont regroupes en paires, une unique base d'une chane tant relie par des liaisons hydrognes une unique base de l'autre chane, de manire ce que les deux [bases] se trouvent cte cte [...]. Une des bases de cette paire doit tre une purine et l'autre une pyrimidine pour que les liaisons [hydrognes] soient prsentes. [...]Les paires [de bases azotes] sont : adnine (purine) avec thymine (pyrimidine), et guanine (purine) avec cytosine (pyrimidine).En d'autres termes, si une adnine constitue un membre d'une paire, sur n'importe quelle chane, alors selon ces hypothses l'autre membre doit tre une thymine; il en est de mme pour la guanine et la cytosine. La squence des bases sur une simple chane n'apparat aucunement restreinte. Il a t trouv exprimentalement que le rapport entre les quantits d'adnine et dethymine, et le rapport entre guanine et cytosine, sont toujours trs proches de l'unit dans l'acide dsoxyribonuclique. [...]

  • nuclotide adninenuclotide cytosinenuclotide guaninenuclotide thymine

  • Londres 2012LONDRES 2012

  • CantonParis La Dfense

  • Sculpture mtallique

  • fin

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