SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION ... 1 SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION –...

download SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION ... 1 SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION – Brassage gأ©nأ©tique

of 22

  • date post

    13-Jul-2020
  • Category

    Documents

  • view

    0
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION ... 1 SVT Thأ¨me 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION –...

  • 1

    SVT Thème 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION – Brassage génétique et diversité génétique BAC S

    Question de Synthèse 1 : Diversité génétique Des généticiens étudient le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique. Ils prennent comme modèle d’étude deux populations de drosophiles constituées d’individus mâles et femelles homozygotes pour deux gènes indépendants.

    Des mâles de la population 1 sont placés avec des femelles de la population 2 dans le même flacon d’élevage. Leur croisement aboutit à la génération F1. Les individus issus de la première génération (F1) obtenue sont ensuite croisés avec des individus de la population 2. On obtient une deuxième génération (F2) dans laquelle les généticiens observent, pour les caractères étudiés, une diversité des combinaisons phénotypiques.

    En s’appuyant sur cet exemple, proposer un texte illustré montrant par quels mécanismes la reproduction sexuée aboutit, ici, à la diversité phénotypique observée. L’essentiel à connaître : La méiose est une succession de 2 divisions cellulaires qui produit 4 cellules haploïdes à partir d’une cellule diploïde. Lors de la première division de méiose, les chromosomes subissent un brassage interchromosomique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues. Une grande diversité de gamètes est ainsi produite. Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s’unissent : leur fusion conduit à un zygote, à l’origine d’un nouvel individu. La diversité génétique potentielle des nouveaux individus est immense.

    I) La méiose des individus F1 produit une diversité de gamètes haploïdes II) La fécondation génère en F2 une diversité d’individus diploïdes

    Gamètes F1

    Gamètes Parent 2 e+ vg+ e- vg- e+ vg- e- vg+

    e- vg-

    e+//e- vg+//vg-

    e-//e- vg-//vg-

    e+//e- vg-//vg-

    e-//e- vg+//vg-

    Phénotypes Corps clair Ailes longues

    Corps sombre Ailes courtes

    Corps clair Ailes courtes

    Corps sombre Ailes longues

    Individu F1

    ou

    ou

    M EI

    O SE

    I M

    EI O

    SE II

    Télophase I

    Télophase II

    e+ e-

    e+

    e+

    e+

    e-

    vg+ vg+

    vg+ vg+

    vg- vg-

    e- e-

    vg- vg- e+ e+

    Vg- Vg-

    e- e-

    vg+ vg+

    e+

    vg+

    e+

    vg+

    e-

    Vg-

    e-

    Vg-

    e+

    Vg-

    e+

    Vg-

    e-

    vg+

    e-

    vg+

  • 2

    SVT Thème 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION – Brassage génétique et diversité génétique BAC S

    Question de Synthèse 2 : Méiose et diversité des gamètes Expliquez, en vous limitant au cas d’un individu hétérozygote pour trois gènes, comment la méiose permet la diversité génétique des gamètes.

    Vous illustrerez votre raisonnement par des schémas successifs, en partant d’une cellule possédant 2 paires de chromosomes : la première paire porte le gène A (allèles A et a) et le gène B (allèles B et b) ; la seconde paire porte le gène D (allèles D et d). L’essentiel à connaître : La méiose est précédée par la duplication des chromosomes. Méiose et fécondation sont à l’origine d’un brassage des allèles. Le brassage intrachromosomique : des crossing-over entrainent des échanges de morceaux de chromatides entre chromosomes homologues appariés lors de la prophase I. Le brassage interchromosomique est dû à la séparation au hasard des chromosomes homologues de chaque paire lors de l’anaphase I. Il concerne donc des chromosomes remaniés par le brassage intrachromosomique qui l’a précédé. ABD AbD aBd abd ABd Abd aBD abD

    Autre question de synthèse Le caryotype est caractéristique de chaque espèce. Expliquez comment la méiose et la fécondation participent à la stabilité du caryotype au cours de la reproduction sexuée. Votre exposé sera accompagné de schémas en choisissant le caryotype 2n = 4. L’essentiel à connaître : Le caryotype est l’ensemble des chromosomes d’une cellule (23 paires chez l’Homme). La méiose assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde. Elle suit une phase de réplication et ses 2 divisions successives conduisent, à partir d’une cellule mère diploïde (2n=4 chromosomes) à 4 cellules filles haploïdes (n=2 chromosomes). La fécondation est l’union de 2 gamètes haploïdes (n=2) pour former un zygote diploïde (2n=4).

    Duplication des chromosomes d A

    D a

    b B

    d A

    D a

    b B

    Prophase I (début)

    Prophase I (fin)

    Métaphase I

    Métaphase II

    d A

    D a

    b B

    d A

    D a

    b B

    d A

    D a

    b B

    d A

    D a

    b B

    A

    b

    A A

    b

    A

    B

    a

    B

    a

    b

    a

    B

    a

    b D D D D d d d d

    A A A A

    B

    B B B B b b b b

    a a a a D D D D d d d d

  • 3

    SVT Thème 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION – Diversification du vivant et évolution de la biodiversité

    BAC S

    Question de Synthèse 3 : Diversité génétique et diversification des êtres vivants

    L'association des mutations et des brassages génétiques au cours de la méiose et de la fécondation ne suffit pas à expliquer la totalité de la diversification des êtres vivants. D'autres mécanismes interviennent. Décrire les mécanismes qui, en dehors de la méiose et la fécondation, sont à l’origine d’une diversification des êtres vivants. Montrer ensuite comment un de ces mécanismes permet d’expliquer des différences entre deux espèces proches génétiquement : l’Homme et le chimpanzé. L’exposé doit être structuré avec une introduction, un développement et une conclusion. Sont exclus de votre sujet les brassages génétiques intervenant au cours de la méiose et les mécanismes conduisant à des anomalies au cours de la méiose. L’essentiel à connaître : Des mécanismes de diversification des génomes existent : hybridations (croisement entre 2 espèces proches) suivies de polyploïdisation (multiplication du nombre d’exemplaires de chaque chromosome), ou transfert de matériel génétique par voie virale. S’agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes de vie différentes peuvent résulter de variations dans la chronologie, la durée et l’intensité de l’expression de ces gènes (mutations dans les gènes régulateurs), comme c’est le cas par exemple entre l’Homme et le chimpanzé, très proches génétiquement. Une diversification des êtres vivants est également possible sans modification des génomes : ce sont les associations comme la symbiose. Le développement de comportements nouveaux transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique est une source de diversité.

    I) DIVERS MECANISMES DE DIVERSIFICATION 1) Mécanismes liés à l’expression des gènes

    2) Mécanismes liés au nombre de chromosomes

    3) Transfert horizontal de gènes

  • 4

    4) Symbiose

    Association entre 2 espèces différentes, chacune recevant un bénéfice de l’autre : modification des phénotypes (morphologie, croissance, structures, métabolisme…). Endosymbiose quand un des organismes est inclus à l’intérieur de l’autre (ex : mitochondries = bactéries aérobies à l’intérieur de cellules eucaryotes anaérobies).

    5) Des mécanismes culturels Dans une espèce, des populations physiquement séparées peuvent acquérir des comportements différents. Ces changements sont transmis au sein de la population, génération après génération, par apprentissage. Si ces changements ne permettent plus la reproduction entre ces populations, elles forment des espèces différentes. II) UN MECANISME EXPLIQUANT DES DIFFERENCES ENTRE L’HOMME ET LE CHIMPANZE

    • Quand on compare les gènes des chimpanzés et des Hommes, le pourcentage de similitudes est proche de 99%, ce qui contraste avec les différences morphologiques et anatomiques des 2 espèces.

    • La phase embryonnaire est plus courte chez le chimpanzé (2 semaines au lieu de 8), ce qui explique la forte croissance du cerveau de l’homme par rapport au chimpanzé : expression plus longue de gènes impliqués dans les mitoses des cellules nerveuses.

    • Phase fœtale : trou occipital et forme du crâne sont proches chez les 2 espèces.

    • Durant la phase lactéale (naissance  premières molaires), basculement du trou occipital vers l’arrière chez chimpanzé : expression de gènes modifiant le crâne uniquement chez chimpanzé  perte de la bipédie permanente.

    Autre question de synthèse

    Montrez que la biodiversité est une étape de l’évolution des espèces, résultant de différents mécanismes de diversification des populations. L’essentiel à connaître : Espèce = population d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations, à un moment donné. L’évolution est la transformation des populations au cours du temps ; elle