TP : L’eau dans Le sol : Mesures approchées de la perméabilité et de la capacité de rétention

TP : L’eau dans Le sol

 Mesures approchées de la perméabilité et de la capacité de rétention

Objectif : - Montrer que la texture du sol agit sur la capacité de rétention de l’eau et sur sa perméabilité.

-         Montrer le rôle de la matière organique dans le sol dans l’amélioration de sa capacité de rétention de l’eau et sur sa perméabilité.

Définitions :

La capacité de rétention. L’eau de rétention existe sous deux formes : l’eau capillaire et l’eau pelliculée.

-           L’eau capillaire, soumise à des forces électrostatiques et ioniques supérieures au pouvoir de succion des racines se fixe aux particules du sol. Elle n’est donc pas disponible pour les végétaux.

-           L’eau pelliculée, dite aussi liée ou hygroscopique, située dans les micropores entre les agrégats du sol elle est au contraire utilisable en partie par les plantes jusqu’ au point de flétrissement irréversible.  

-          L’eau gravitaire, occupe les macropores, perdue par la force de la gravité

La perméabilité est la capacité, d'un sol poreux à absorber de l’eau.

La porosité, qui correspond au pourcentage de proportion de vide d'un sol, détermine l'espace à travers lequel l’eau peuvent circuler.

Cependant, la taille et la forme des pores sont également importantes. Avec un sol avec des pores de grande taille aura plus grande perméabilité.

Protocole expérimentale :

-          Peser 100 g du sol séché et le mettre dans un entonnoir sur un papier filtre.

-          Verser sur le sol 100 ml d’eau distillée au temps t1.

-          Récupérer l’eau gravitaire Vg dans une éprouvette graduée et noter le temps t1 de l’apparition de la première goutte.

-          Noter le temps t2 de la dernière goutte.

-          Mesure le volume Vg récupéré et calculer le volume retenue Vr.

-          Remplir le tableau des résultats et schématiser la manipulation.

Goupe1 / sable , Groupe2 /sable + tourbe , Groupe 3 / sol de jardin

QUESTIONS :  

-Échanger les résultats obtenus et remplir  le tableau 

-Représenter graphiquement ces résultats 

- Analyser et comparer les sols

_ Discuter,Critiquer ,Corriger et répéter la manipulation si nécessaire

Expression de l’information génétique: Comment l’ADN conduit-elle aux caractères de l’être vivant ?

Expression de l’information génétique

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Comment l’ADN conduit-elle aux caractères de l’être vivant ?

Pourquoi êtes-vous blonds ? bruns ? chauves ? Pourquoi avez-vous les yeux bleus ? Pourquoi ressemblez-vous à vos parents ? Pourquoi êtes-vous grands ? petits ?

1-      Définitions :

Le phénotype : Le phénotype est l'ensemble des caractères observables d'un individu.

Le génotype : Le génotype est l'ensemble ou une partie donnée de la composition génétique (information génétique) d'un individu. Le génotype d'un individu est donc la composition allélique de tous les gènes d'un individu.

Le gène : Chaque chromosome contient de nombreux gènes, chacun porte une information génétique et détermine un caractère.
2- Situation-problème :    Protéine-Phénotype

-Dans certains cas de cancer, la mutation (modification de la séquence d’ADN) de certains anti-oncogènes comme le gène de la p53, empêche la protéine p53 de fonctionner correctement.

-La mucoviscidose est une maladie fréquente, due à une mutation de l’ADN affectant une personne sur 40 environ. Les aspects macroscopiques s’expliquent par des modifications d’une protéine(molécule).

3- Que sont les protéines ?:

-Les protéines sont des macromolécules (=polypeptides) constituées d’un enchaînement de quelques à plusieurs centaines d’acides aminés (molécules contenant au moins les éléments «C", "H","O" et "N").

-20 acides aminés entrent dans la composition des protéines, donc la structure primaire d’une protéine est déterminée par par le nombre, la nature et la succession des acides aminés.

-Les protéines remplissent de nombreux rôles :

• Structure, pour permettre par exemple à la cellule de maintenir son organisation dans l'espace ;
• Transport, afin d’assurer le transfert des différentes molécules dans et en dehors des cellules ;
• Communication, pour assurer la transmission de molécules dans la cellule ou l'organisme, ex : Hormones
• Défense, pour lutter contre les éléments étrangers à l’organisme, par exemple les anticorps ;
• Enzyme, pour catalyser (produire une réaction) l'essentiel des réactions chimiques de la cellule et de l’organisme (digestion).

En fait, l'immense majorité des fonctions cellulaires sont assurées par des protéines

4- Quelle  relation gène -protéine ?

La séquence des nucléotides code-t-elle la séquence des acides aminés d’une protéine ?

4-1-Processus pour le passage d’une molécule d’ADN à la séquence d’une protéine ?

- L’ADN des chromosomes est contenu dans le noyau et la synthèse des protéines a lieu dans le  cytoplasme.
 - un intermédiaire est donc indispensable entre l’ADN et les protéines.

-  l’ARN messager, il assure le transfert de l’information d’un compartiment cellulaire à l’autre.

- l’ARN messager (ARNm) = chaîne nucléotidique simple brin (= Acide Ribonucléique

Le transfert de l’information génétique des gènes vers les protéines s’effectue alors en deux grandes étapes
successives : la transcription et la traduction.
4-2- la transcription de l’ADN en ARN messager :

4-3- la traduction de l’ARNm en séquence polypeptidique :

Elle se déroule dans le cytoplasme de la cellule.
1- le code génétique : Dans le cytoplasme, l’ARNm sert de modèle pour la synthèse de la protéine codée par un gène qui s’exprime.
- Le passage de la séquence nucléotidique à une séquence d’acides aminés de la protéine fait intervenir un système de correspondance que l’on appelle le code génétique.

Comme il y a 4 bases azotées différentes (ATGC) en les associant par trois, on obtient 43 = 64 associations différentes, c’est-à-dire64 codons différents possibles au niveau de l’ARNm : 61 codons significatifs (codant pour des acides aminés) et 3 codons non-sens (codons stop)
- Le code génétique est universel
- Le code génétique est univoque (= non ambigu) : un triplet désigne un seul acide aminé.
- le code génétique est redondant : un même acide aminé peut être désigné par plusieurs triplets différents.

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Exercice integré: L' eau dans le sol

 Exercice intégré: L'eau dans le sol : Capacité de rétention,point de flétrissement,eau capillaire,eau de constitution,.....

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L’eau est un constituant essentiel des sols, elle peut se trouver dans plusieurs états à l’intérieur d’un sol, ces états se distinguent essentiellement par l’intensité des forces qui lient l’eau et les grains.

Exercice integré:

Dans le but d’étudier certaines propriétés physiques du sol, on réalise la manipulation suivante :

-          On met dans deux tubes 100g des échantillons du sol sec (sol-a et sol-b).

-          Au temps t1 on verse sur les deux échantillons 100 ml d’eau.

-          Au temps t2, on obtient les résultats représentés dans la figure 1.

1-      La manipulation a mis au point deux propriétés physiques du sol, la perméabilité et la capacité de rétention en eau (R).

2-      Donner les définitions de ces propriétés du sol.

3-      Calculer et comparer R pour les deux types du sol (sol-a et sol-b).

La figure 2 résume les résultats de R pour 4 types des sols

4-      En se basant sur les données de la figure 2, déterminer le pourcentage d’eau retenue  (% R) dans les quatre types ces sols.

5-      A partir de tes réponses des questions 3et 4, conclure le type des 2 échantillons du sol a et sol b.

le point de flétrissement (F) correspond au seuil en deçà duquel l’humidité du sol ne permet plus à la plante de prélever l'eau dont elle a besoin, car la réserve utile en eau du sol a été entièrement consommée.

 La plante flétrit alors puis meurt si ce taux d'humidité dure.

6-      Déterminer F dans un sol sableux et un sol argileux en se basant sur les données de la figure 2.

a.       Calculer la différence entre les valeurs de R et F.

b.      Que représente-t-elle cette différence ?

7-      Déduire la relation entre :

a.       La texture du sol et R.

b.      La texture du sol et F.

8-      Comment agit l’humus dans le sol sur sa capacité des rétention.

9-      Résume ces résultats en mettant en relation R ,F,texture du sol,formes de l’eau dans le sol et role de l’humus.

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part 1: Activité 4: La réplication de l’ADN modèle semi-conservatif

-          La réplication de l’ADN

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Les acquis : Les chromosomes sont  formés de molécule d’ ADN enroulés au tour des molécules protéiques appelées histones.

-          A l’interphase , la quantité d’ADN passe de q à 2q ,puis retournera à q pendant l’anaphase de la mitose.

Définition : La réplication de l'ADN, appelée aussi duplication de l'ADN, est le processus au cours duquel l'ADN est synthétisé. Ce mécanisme permet d'obtenir, à partir d'une molécule d'ADN, deux molécules identiques à la molécule initiale, en vue de leur distribution aux deux cellules filles pendant la mitose.

Problème ; Comment s’effectue la réplication de l’ADN ?

Hypothèse : Ces deux chercheurs ont travaillé sur la question de réplication d’ADN dans les années 1950.A leur époque,3 hypothèses s’affrontent pour expliquer ce mécanisme. - Hypothèse1 : conservative - Hypothèse 2 : semi-conservative - Hypothèse 3 : dispersive.

Le tableau ci-dessous présente les résultats prévus pour ces 3 hypothèses.

Décrire ces résultats ………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………

Expériences de Franklin Stal et Matthew Meselton (1958) :

Des bactéries sont cultivées sur un milieu ne contenant que de l’azote lourd (15N, sachant que l’azote léger « naturel » est 14N). Leur ADN est donc composé avec des atomes d’azote lourd. Ces bactéries sont ensuite placées sur un milieu ne contenant que de l’azote léger 14N. L’ADN maintenant synthétisé sera donc constitué d’azote 14N, le seul présent dans le milieu. l’ADN des bactéries est extrait après la première, la deuxième et les troisièmes réplications, placé dans une solution de chlorure de Césium et centrifugé. La position des ADN est repérée par une mesure de la densité optique. Cette manipulation permet de séparer les molécules d'ADN selon leur poids. Le résultat est le suivant :

Densité : N lourd =1.724  - Densité : N léger =1.710 Densité :N lourd +N leger =1.717

Décris les résultats obtenus après la première et la deuxième division

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Sachant que l’épaisseur de la bande représentant la densité de l’azote est proportionnelle à sa quantité.

Comment évoluera-t-il la quantité d’azote lourd et léger au cours des générations après plusieurs générations ?

………………………………………………………………………………………………………………………

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Quelle hypothèse jugez-vous valide d’après ces résultats ?.......................................

Justifiez………………………………………………………………………………………………………

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Evaluation :

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suite Activité 3: la composition chimique et la structure de l'ADN

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2- Composition chimique et Structure de l’ADN : Acide Désoxyribonucléique. A- Les molécules

chimiques constituant l’ADN : L’hydrolyse de L'ADN libère 3 types de molécules : - Des groupes phosphates (PO4-) - Des sucres simples (C5 H10 O4) ou désoxyribose. - Quatre types de bases azotés : Adénine ; Guanine, Cytosine, et Thy-mine. Groupe phosphate Désoxyribose B- Les nucléosides et nucléotides : 1-Compléter d’après la figure ci-joint la composition chimique : 1 nucléoside =………………………………………………………………………. 1 nucléotide=............................................................................. 2-De quoi diffère un nucléotide à l’autre ? ……………………………………………………………………………………………. 1 nucléoside 1 nucléotide 3-1-La structure primaire d’ADN : Les acides nucléiques sont des polynucléotides (polymères de nucléotides). Les nucléotides s'enchaînent dans un ordre qui paraît quelconque, Sur un squelette Phosphate-Sucre-Phosphate-Sucre- ………………….et sont branchées les bases azotées. Leur ordre de succession constitue la structure primaire de l'ADN que l'on appelle sa séquence. Remarquez que suivant le numéro de carbone des sucres s’effectuent les liaisons covalentes, chaque sucre au milieu de brin est lié à une base azotée (par 1’) et à 2 groupes phosphates (par 3’ et 5’). Donc chaque séquence d’ADN à deux extrémité 5’ et 3’. De quoi donc diffère une séquence d’ADN à l’autre ? Fragment d’une séquence d’un brin d’ADN 3-2. La Structure secondaire des ADN : Certaines observations suggèrent que la structure de l’ADN ne cor-respond pas simplement à une chaîne polynucléotidique mais à une structure plus complexe : - La règle de Chargaff : (1940) : Quel que soit l’espèce d’origine, l’ADN contient toujours autant de purine que de pyrimidine . Voir les exemples du tableau ci-dessous : - Compléter le tableau. : calculer A/T, G/C et A+G/T+C - Donner une hypothèse concernant la structure de l’ADN et expliquant ces résultats. - Etude de la diffraction des rayons X Les résultats de ces expériences suggèrent une structure hélicoïdale de la molécule. - Autres expériences Elles montrent que les chaînes polynucléotidiques sont maintenues par des liaisons H entre les bases azotées. - Modèle de Watson et Crick (Proposé en 1953.) Historique : La photographie de l'ADN obtenue par Rosalind Franklin aux rayons X montre que cette macromolécule a une forme de croix. Après un an et demi de recherches en équipe, Crick et Watson comprennent enfin que cette forme de croix révèle que l'ADN est une double hélice. En 1954, Crick et Watson, poursuivant leurs recherches, comprennent que l'ADN est composé de deux brins identiques de phosphates et de sucres (désoxyribose) enroulés l'un autour de l'autre. Et entre-deux, comme des barreaux d'échelle, sont disposées les bases A,T,C et G. L'ordre de ces bases le long de la molécule d'ADN définit l'information ou le code génétique. Pour cette formidable découverte, Francis Crick, James Watson et Maurice Wilkins parta-gent en1962 les hon-neurs du Prix Nobel de médecine. Conclusion :……………………………………………………………………………………………

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Activité 3 : Nature chimique du matériel héréditaire : La structure du chromosome et de l’ADN.

Activité 3 : 
Nature chimique du matériel héréditaire : La structure du chromosome et de l’ADN.

Les acquis :

 Le matériel génétique est localisé…………………………………………………

Au cours de la mitose, les chromosomes de la cellule ………………….. Sont …………….. aux ……………………..………………………

D’après les expériences de Griffith et d’Avery, on a conclu que……………………………………

1- La structure du chromosome :

 a- La fig 1 représente une photographie faite au microscope électronique d’un chromosome métaphasique déstabilisé (désorganisé par élimination des protéines associées) par traitement chimique.

la fig2 montre une partie de ce chromosome observée à fort grossissement.

b- La fig 3 montre une photographie de l’ultrastructure d’ une partie de la chromatine déroulée en interphase :

 c- Fig 4 : Le chromosome, le nucléofilament, le nucléosome et l’ADN:

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