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Biotechnologies des Plantes. Marqueurs moléculaires (exploitant l'ADN et les protéines) de types isoenzymes, RFLP, PCR (évaluation QCM)

Biotechnologies, marqueurs

Biotechnologies des Plantes. Marqueurs moléculaires (exploitant l'ADN et les protéines) de types isoenzymes, RFLP, PCR (évaluation QCM)

MARQUEURS MOLECULAIRES. PREPARATION (EXTRACTIONS et PURIFICATIONS)

En Biotechnologies et Amélioration des plantes, l'utilisation des marqueurs biochimiques et moléculaires est nécessaire. C'est avant tout, leur aspect technique qu'il faut maîtriser, en partant de la préparation des molécules représentant les marqueurs basés sur les protéines, ADN, ARN, ..) et les variantes d'Electrophorèse nécessaires pour leur séparation et leur révélation.
Le choix du marqueur moléculaire à utiliser en Biotechnologies et Amélioration des Plantes est primordial. Il faut comparer les différents marqueurs (protéines, isoenzymes, RFLP, PCR) et connaître leurs avantages et leurs inconvénients. Aussi, leur mise en pratique est nécessaire.


- MARQUEURS MOLECULAIRES. PREPARATION (EXTRACTIONS et PURIFICATIONS)

- MARQUEURS MOLECULAIRES. TYPES


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DIFFERENTS TYPES DE MARQUEURS MOLECULAIRES. PREPARATION ET COMPARAISON (QCM)


MARQUEURS MOLECULAIRES. PREPARATION DES MOLECULE DU MARQUAGE

Q1. Il est facile d'extraire et purifier l'ADN d'une bactérie que l'ADN d'une plante, parce que :- cocher une seule réponse
- [ ] L'ADN des bactéries est petit et circulaire et associé à des histones en quantité faible.
- [ ] L'ADN des plantes se dénature rapidement.
- [ ] L'ADN des bactéries est riche en introns.
- [ ] L'ADN des plantes est associé aux histones.
- [ ] L'ADN des bactéries est petit et associé à des histones en quantité faible.

Q2. Il est facile d'extraire et purifier l'ADN des folioles de plantes que l'ADN des animaux. -cocher une seule réponse.
- [ ] C'est vrai, car les plantes contiennent peu d'ADN.
- [ ] C'est vrai, car les animaux ne contiennent pas d'autres sources de l'ADN, comme l'ADN chloroplastique.
- [ ] C'est faux, car l'ADN des plantes est entouré par de nombreuses histones.
- [ ] C'est faux, car l'extrait d'ADN des plantes est associé aux histones, en plus des produits du métabolisme secondaire.
- [ ] C'est vrai, car les animaux sont riches en activité DNase.

dna (ADN)

Q3. Le(s) critère(s) d'une solution d'ADN bien purifié est (sont): -cocher une seule réponse.
- [ ] Contenu avec un ADN non altéré.
- [ ] Contenu présentant une densité optique à 260 nm, plus importante.
- [ ] Contenu avec très peu de protéines.
- [ ] Contenu riche en ADN non altéré avec des protéines dénaturées.
- [ ] Contenu riche en ADN non altéré avec une densité optique à 280 nm , plus faible .

Q4. A l'aide de la figure ci contre, proposer l'ordre logique des étapes expérimentales simulées (1 à 7) du protocole menant à la purification de l'ADN-cocher une seule réponse.

DNA purification

- [ ] 6 --> 5 --> 7 --> 1 --> 3 --> 2.
- [ ] 6 --> 4 --> 7 --> 1 --> 3 --> 2.
- [ ] 6 --> 4 --> 7 --> 1 --> 2 --> 3.
- [ ] 6 --> 5 --> 7 --> 1 --> 2 --> 3.
- [ ] 6 --> 1 --> 7 --> 3 --> 5 --> 2.


Q5. Par rapport aux enzymes, l'extraction et la purification de l'ADN nécessite l'emploi de matériel biologique frais ou conservé à températures basses -cocher une seule réponse.
- [ ] C'est vrai, car l'ADN peut être facilement dénaturé.
- [ ] C'est vrai, car les enzymes et l'ADN sont toutes des molécules fragiles.
- [ ] C'est faux, car l'ADN est résistant à la dénaturation par rapport aux enzymes.
- [ ] C'est vrai, car l'ADN bicaténaire se transforme facilement en ADN monocaténaire, lors de la purification.
- [ ] C'est vrai, car les enzymes sont plus résistantes à l'hydrolyse, lors de la purification.

Q6. Le rôle de la basicité élevée du tampon d'extraction dans la purification de l'ADN des plantes est: -cocher deux réponses justes.
- [ ] Contribution à l'élimination des polyphénols et des polysaccharides.
- [ ] Acquisition d'une charge positive aux histones pour faciliter leur séparation.
- [ ] Neutralisation de la charge électrique des histones de point isoélectrique égal au pH du tampon d'extraction de l'ADN .
- [ ] Contribution à la déstruction des structures lipidiques membranaires.
- [ ] Contribution à l'inactivation des DNases.

Q7. A l'aide de la figure ci-contre relative aux marqueurs isoenzymatiques, remplir les cases vides par les mots et chiffres convenables (Ecrire en MAJUSCULES, attention aux fautes d'orthographe /5.

isoenzymes

- Afin de préparer un extrait enzymatique à partir d'une plante, je prépare 50 mL d'un tampon d'extraction TAMET (pH 7,0). On donne les poids moléculaires respectifs du Tris, acide ascorbique et EDTA comme 121,14 g/mol, 176,12 g/mol et 292,24 g/mol. J'aurai besoin de [........] g de Tris (choix: 1,03; 2,03; 3,03; 4,03; 5,03), - et [.......] g d'EDTA (choix: 0,146; 0,256; 0,340; 1,15; 3,06).
- EDTA joue le rôle d'inhibiteur des [.................] (choix: OXYDASES, GLUCOSIDASES, METALLOPROTEASES, TRANSFERASES, ENDOPEPTIDASES).
- L'acide ascorbique joue le rôle d'inhibiteur de [................] (choix: HYDROLYSE, GLYCOSILATION, TRANSAMINATION, OXYDATION, ESTERIFICATION).
- Le Triton X-100 joue agit sur les [..............] (choix: LIPIDES, SUCRES, PROTEINES, PHENOLS, OXYDASES).


MARQUEURS MOLECULAIRES. TYPES, COMPARAISON


Q8. Choisir parmi la liste des mots suivants ceux qui conviennent pour remplir les vides (copier et coller les mots dans les cases vides ou les écrire en MAJUSCULES) afin d'avoir une information correcte /1.
- Les isoenzymes, marqueurs datant de [............] (choix: 1920, 1960, 1980, 1987, 1989), - proviennent d'extraits de plantes séparées par électrophorèse dans des conditions [....................] (choix: STABLES, AMBIANTES, NON DENATURANTES), - suivies d'une révélation par des [................] (choix: COLORANTS, SUBSTRATS, SONDE, ANTICORPS).
- Il en résulte un [................] (choix: CHROMATOGRAMME, ZYMOGRAMME, ELECTROPHOREGRAMME), - reflétant les [..............] (choix: PHENOTYPES, ALLELES, ORIGINES) des génotypes de la plante.

Q9. Après électrophorèse sur gel, la révélation des isoenzymes implique:-cocher une réponse juste //1a.
- [ ] une coloration au bleu de coomassie.
- [ ] une élution des formes enzymatiques séparées.
- [ ] Un apport des substrats de l'enzyme.
- [ ] Un transfert des protéines sur membrane (western blotting).

Q10. L'un des avantages des marqueurs isoenzymatiques est:-cocher une réponse juste /1.
- [ ] Le caractère dominant des isoenzymes.
- [ ] La capacité de détection de toutes les mutations.
- [ ] Le caractère de codominance des isoenzymes.
- [ ] L'application de la technique à toutes les enzymes.

Q11. Les marqueurs de type isoenzymes se distinguent des marqueurs de types RFLP par:-cocher une réponse juste /1.
- [ ] La présence d'une étape de transfert des isoenzymes sur membrane après séparation par électrophorèse.
- [ ] La possibilité que les isoenzymes distinguent les génotypes des individus hybrides et ceux de leurs parents, contrairement aux RFLP.
- [ ] Le risque de dénaturation que les isoenzymes présentent lors de l'électrophorèse.
- [ ] La mise en évidence par les isoenzymes, de la majorité des mutations.

Q12. Concernant la PCR, remplir les cases vides par une réponse juste (écrire en MAJUSCULES, respecter les espaces et éviter les FAUTES D'ORTHOGRAPHE)/1.

pcr, thermocycleur

- La première étape de la PCR est la [...............] (choix: HYBRIDATION, PHOSPHORYLATION, ELONGATION, DEPHOSPHORYLATION, DENATURATION),.
- Suivie de [..............] (choix: HYBRIDATION, PHOSPHORYLATION, ELONGATION, DEPHOSPHORYLATION, DENATURATION)..
- La troisième étape est [..................] (choix: HYBRIDATION, PHOSPHORYLATION, ELONGATION, DEPHOSPHORYLATION, DENATURATION)..
- L'hybridation exige une température en degré celcium d'environ [.......] (choix: 27, 36, 72, 80, 94).
- L'élongation se fait à une température en degré celcium égale à [.......] (choix: 27, 36, 72, 80, 94).

Q13. Parmi les propositions relatives à la PCR, laquelle est inexacte ? -cocher une seule réponse /1.
- [ ] Elle nécessite la répétition de cycles alternant dénaturation, hybridation et synthèse.
- [ ] C'est une technique d'amplification d'ADN in vitro.
- [ ] Elle nécessite l'utilisation d'amorces ARN.
- [ ] Elle nécessite une polymérase thermostable.
- [ ] Elle fait subir à l'ADN 3 températures différentes.

Q14. La technique PCR- cocher une seule réponse /1.
- [ ] repose sur 3 étapes successives: dénaturation de l'ADN, hybridation des amorces, et élongation par la RNA polymérase.
- [ ] permet d'amplifier des fragments d'ADN grâce à la Taq polymérase.
- [ ] est une technique moins sensible avec peu de risque de contamination.
- [ ] Elle nécessite une RNA polymérase thermostable.
- [ ] Elle fait subir à l'ADN 3 températures successives; 94°C, 70°C et 65°C.

Q15. Concernant la technique RFLP, remplir les cases vides par une réponse juste (écrire en MAJUSCULES, répecter les espaces et éviter les FAUTES D'ORTHOGRAPHE)/1.
- La technique RFLP nécessite un ADN [........] (choix: LINEAIRE, CIRCULAIRE, PUR, HETEROGENE), - et des enzymes de restriction qui sont des [................] (choix: EXONUCLEASES; ENDONUCLEASES, POLYMERSES).
- L'électrophorèse des fragments d'ADN est réalisée selon le critère de la [.........] des molécules. (choix: TAILLE, FORME, POLARITE, IONICITE).
- Elle est suivie par une étape de transfert d'ADN sur membrane de nitrocellulose, connue par [.................] (choix: NORTHERN BLOTTING, WESTERN BLOTTING, SOUTHERN BLOTTING).

gel agarose

Q16. La digestion d'un ADN par une enzyme de restriction a permis l'obtention de 3 fragments A, B et C de tailles différentes (voir figure).

RFLP

Séparés par électrophorèse sur gel d'agarose 1,5%, le profile attendu correspondra à: -cocher une seule réponse //1a.
- [ ] Profile 1.
- [ ] Profile 2.
- [ ] Profile 3.
- [ ] Profile 4.
- [ ] Profile 5.

Q17. Concernant la technique PCR, remplir les vides par une réponse juste convenable (écrire en MAJUSCULES, respecter les espaces et éviter les FAUTES D'ORTHOGRAPHE) /1.
- Contrairement à la technique RFLP, la technique PCR ne nécessite ni ADN [...........] (choix: PUR, CIRCULAIRE, LINEAIRE, LONG, COURT), - ni étape de transfert d'ADN sur membrane de nitrocellulose, connue par [................] (choix: NORTHERN BLOTTING, WESTERN BLOTTING, SOUTHERN BLOTTING).
- La technique PCR a besoin d'une enzyme appelée [.....................] (choix: ARN POLYMERASE, TAQ POLYMERASE, TRANSFERASE, LIGASE), - qui est une [..............] (choix: ADN POLYMERASE, ARN POLYMERASE, TRANSCRIPTASE REVERSE, LIGASE).
- La polymérisation de l'ADN nécessite un appareil appelé [..............] (choix: PCR, GENERATEUR, THERMOCYCLEUR, SEQUENCEUR).

Q18. L'un des inconvénients des marqueurs RAPD par rapport aux marqueurs de types RFLP et isoenzymes réside dans:-cocher une réponse juste /1.
- [ ] La nécessité d'une purification suffisante des molécules marqueurs.
- [ ] La difficulté pour RAPD de distinguer les génotypes des individus hybrides de ceux de leurs parents.
- [ ] La nécessité pour RAPD d'une étape de transfert des molécules sur membrane de nitrocellulose.
- [ ] Le polymorphisme réduit détecté par RAPD après électrophorèse.

Q19. Consultez le document ci joint et répondez aux questions relatives à l'amplification d'un gène par PCR-cocher une réponse juste /1a.
Impact des paramètres de la PCR sur l'amplification d'un gène de 1 kb cloné dans un plasmides de 5 kb.
Dans cette simulation, on change les paramètres de la PCR par rapport aux paramètres témoins (montrés par la figure ci dessous). On lance l'essai (runs 1, 2, 3, 4) et on notes les changements affectant le rendement (yield), la pureté de l'ADN du gène et le temps exigé dans l'amplification complète

DNA. Polymérisation en chaîne

- [ ] C'est le changement de la température de fixation des amorces (annealing) qui a permis d'avoir une meilleure amplification du gène cloné dans le plasmide.
- [ ] C'est l'augmentation de la température de l'élongation de l'ADN (extension) qui a donné une meilleure amplification du gène cloné dans le plasmide.
- [ ] C'est l'augmentation de la concentration des deux amorces (primers) qui a conduit à une meilleure amplification du gène cloné dans le plasmide.
- [ ] L'augmentation de la température de l'élongation de l'ADN (extension) a amélioré le rendement de l'amplification du gène par PCR.
- [ ] La pureté de l'ADN du gène amplifié par PCR, est influencée par la concentration des amorces, suite à une inhibition de l'élongation.

Q20. A l'aide du zymogramme suivant, choisir l'information correcte concernant l'enzyme préalablement analysée par électrophorèse-cocher une réponse juste /1.

zymogramme

- [ ] L'enzyme montre une structure tétramérique avec 2 allèles.
- [ ] L'enzyme montre une structure tétramérique avec 5 allèles.
- [ ] L'enzyme serait sous le contrôle d'un seul locus.
- [ ] Les isoenzymes des zones Z1 et Z2 sont dépendantes les unes des autres.
- [ ] Chez les hétérozygotes, les isoenzymes bordantes (limites) sont des hétérotétramères.


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With his intelligence, this microorganism pushs the plants to produce its food ? - choose the correct answer -
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سؤال 2 QUESTION 2.في الغالب، تعتمد تقنية كهرتهجير البروتينات على خاصيات:
Predominantly, protein electrophoresis uses molecular criteria: - choose the correct answer
( - التأين الشحنة الكهربائية Electrical charge - ionicity )(!الوزن Size)(!الشحنة الكهربائية و الوزن Electrical charge and size )

سؤال 3 QUESTION 3.في الغالب، تعتمد تقنية كهرتهجير الأحماض النووية على خاصيات:
Predominantly, nucleic acid electrophoresis use molecular criteria: - choose the correct answer
(!الشحنة الكهربائية Electrical charge )(الوزن Size)(!الشحنة الكهربائية و الوزن Electrical charge and size)




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