Ondes Transversales et Exercice 3

• The notes below summarize the provided text about waves and genetics

Ondes Transversales (Transverse Waves)

• Equation générale: y(x,t) = A sin[2π(ft - kx)], où A est l'amplitude, f la fréquence, k le nombre d'onde, x la position et t le temps
• La distance entre deux points consécutifs qui vibrent en phase est la longueur d'onde (λ)
• La vitesse de propagation (v) est calculée par v = fλ
• La vitesse maximale d'oscillation d'un point est vmax = Aω = 2πfA

Exercice 3

• L'équation donnée est y(x,t) = 0.04 sin[2π(0.500t - 12.5x)].
• La distance entre deux points vibrant en phase est la longueur d'onde λ. On a k = 12.5, donc λ = 2π/k = 2π/12.5 = 0.08 m
• La vitesse de propagation est v = fλ = 0.5 * 0.08 = 0.04 m/s
• L'élongation à x = 0.150 m et t = 10.0 s est y(0.15, 10) = 0.04 sin[2π(0.5 * 10 - 12.5 * 0.15)] = 0.04 sin[2π(5 - 1.875)] = 0.04 sin[2π(3.125)] = 0.04 sin(6.25π) = 0 m
• La vitesse maximale d'oscillation est vmax = 2πfA = 2π * 0.5 * 0.04 = 0.04π ≈ 0.126 m/s
• L'élongation est nulle lorsque l'argument du sinus est un multiple entier de π, donc 2π(0.5t - 0) = nπ où n est un entier.
• Cela implique que t = n, où n est un entier

Exercice 4

• Amplitude: A = 6.00 cm
• Fréquence: f = 3.00 Hz
• Célérité: c = 200 cm/s
• Calcul de la longueur d'onde: λ = c/f = 200/3 cm
• Équation de l'onde progressive: y(x,t) = 6.00 sin[2π(3.00t - (3/200)x)], en cm
• Vitesse maximale d'un point de la corde: vmax = 2πfA = 2π * 3 * 6 = 36π cm/s

Exercice 5

• Équation de l'onde progressive transversale: y(x,t) = 0.30 sin(2π(0.50t - 0.25x))
• "Onde transversale" signifie que les oscillations sont perpendiculaires à la direction de propagation
• Calculs pour l'onde:
  • La différence de hauteur entre un sommet et un creux est 2 * amplitude = 2 * 0.30 = 0.60 m
  • Période: T = 1/f = 1/0.50 = 2 s
  • Longueur d'onde: λ = 1/0.25 = 4 m
  • Vitesse de propagation: v = fλ = 0.50 * 4 = 2 m/s
• Temps pour atteindre une hauteur de 20 cm (0.2 m) au point x = 0:
  • y(0,t) = 0.30 sin(2π(0.50t)) = 0.20
  • sin(πt) = 2/3
  • πt = arcsin(2/3) ≈ 0.7297
  • t ≈ 0.7297 / π ≈ 0.232 s
• Nouvelle équation de l'onde dans la région où c = 1.5 m/s:
  • Nouvelle longueur d'onde: λ' = c'/f = 1.5/0.5 = 3 m
  • Nouveau nombre d'onde: k' = 2π/λ' = 2π/3
  • Nouvelle équation: y(x,t) = 0.30 sin(2π(0.50t - (1/3)x))

Chapitre 1: La stabilité du génome

• Le génome, contenu dans le noyau de toutes nos cellules, renferme l'intégralité des gènes de notre espèce
• La stabilité du génome est préservée au cours des divisions cellulaires et des générations
• Il est intégralement hérité lors de la mitose, transmise aux cellules filles
• L'alternance de la méiose et de la fécondation maintient un nombre constant de chromosomes au fil des générations

L'organisation de la molecule d'ADN

• L'ADN (acide désoxyribonucléique) est une molécule universelle présente chez toutes les espèces
• L'ADN est un polymère de nucléotides
• Les nucléotides sont constitués de trois parties: un ou plusieurs groupements phosphates, un pentose (désoxyribose), et une base azotée
• L'ADN contient 4 types de nucléotides, differant selon leur base azotée

Bases azotees

• Bases puriques: Adénine (A) et Guanine (G) (deux cycles)
• Bases pyrimidiques: Thymine (T) et Cytosine (C) (un seul cycle)
• Les deux brins d'ADN sont complémentaires et antiparallèles

Structure de l'ADN

• L'ADN est une molécule formée de deux brins, où chaque brin est un polymère de nucléotides
• Les deux brins sont complémentaires: A en face de T, C en face de G, maintenus par des liaisons hydrogènes (2 entre A et T, 3 entre C et G)
• Les deux brins sont antiparallèles: ils sont orientés dans des directions opposées, avec une extrémité 5' (phosphate) et une extrémité 3' (sucre)
• Un phosphate assure la liaison entre le C3' d'un sucre et le C5' du sucre suivant

Molecule d'ADN variable

• La séquence des nucléotides détermine l'information portée par l'ADN, et elle peut varier entre les individus d'une même espèce
• Les allèles sont des versions différentes d'un gène, différant par leur sequence en nucléotide
• Tous les individus possèdent les mêmes gènes, mais pas forcément les mêmes allèles

Localisation de l'information genetique

• Chez les eucaryotes, la majorité de l'ADN se trouve dans le noyau, avec un nombre de molécules d'ADN variable selon l'espèce
• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent également leur propre ADN.

ADN chez les Procaryotes

• Chez les procaryotes (archées et bactéries), il n'y a pas de noyau
• Chaque bactérie possède une molécule d'ADN circulaire appelée chromosome bactérien, et peut également contenir des plasmides
• Les plasmides facilitent l'échange d'informations génétiques (résistance aux antibiotiques)

Euchromatine vs Heterochromatine

• Chez les cellules eucaryotes, L'ADN nucléaire a différents etats de condensation (euchromatine ou heterochromatine)
• L'ADN est toujours associé à des protéines, formant la chromatine

Chromosomes

• Lors de la mitose ou de la méiose, l'ADN se condense davantage pour former des chromosomes
• Un caryotype est l'ensemble des chromosomes d'une cellule, observés en métaphase de mitose, colorés pour révéler des bandes
• Chez les espèces diploïdes, chaque chromosome est présent en deux exemplaires (un du père, un de la mère)
• L'humain possède 46 chromosomes (23 paires)

Chromosomes Sexuelles

• Les chromosomes numérotés de 1 à 22 sont appelés autosomes; ils portent les mêmes gènes, mais pas forcément les mêmes allèles
• La 23e paire est particulière: XX chez les femmes et XY chez les hommes; ce sont les chromosomes sexuels ou gonosomes
• Dans un caryotype, les chromosomes sont classés par taille et position du centromère

La replication de l'ADN

• Avant chaque division cellulaire, l'ADN se replica à l'identique
• On passe d'un chromosome simple (une chromatide) à un chromosome double (deux chromatides)
• Chaque chromatide correspond à une molécule d'ADN (double hélice)
• Les observations au MET révèlent des "yeux de replication", zones où les brins d'ADN se séparent

La mechanisme de replication

• Le mécanisme fait intervenir l'enzyme ADN polymérase qui ajoute des nucleotides complémentaires en face de chaque brin
• La protéine hélicase sépare les deux brins d'ADN
• Les nouveaux nucleotides sont ajoutés à l'extremité 3' del'ADN

Aspects de la replication

• Au cours de la réplication, les deux brins d'ADN se séparent
• Ils peuvent se séparer car ils sont reliés par des liaisons faibles (ponts hydrogènes)
• La molécule qui est responsable de cette séparation est l'hélicase

Elongation des breins et replication

• Les brins d'ADN ne peuvent être rallongés que par l'extrémité 3'
• La synthèse de l'ADN se fait donc de 5' à 3'
• Les nouveaux nucléotides du brin néosynthétisé sont ajoutés par complémentarité
• La réplication de l'ADN utilise des nucléotides triphosphates: ATP, GTP, CTP, TTP
• Chez les eucaryotes, la réplication de l'ADN est terminée lorsque les yeux de réplication se rejoignent