3/ LES CLIMATS DE LA TERRE : COMPRENDRE LE PASSÉ POUR AGIR AUJOURD’HUI ET DEMAIN

Depuis 150 ans, le climat planétaire présente un réchauffement d’environ 1°C. Les scientifiques pointent le fait que ce changement climatique a des conséquences importantes déjà observables sur la météorologie, la biosphère et l’humanité. L’objectif de ce thème est de s’approprier les outils nécessaires pour appréhender les enjeux climatiques contemporains en établissant des comparaisons avec différents exemples de variations climatiques passées. Il s’agit en particulier de comprendre que les méthodes d’étude et les mécanismes expliquant les variations constatées peuvent être de natures différentes. Certains mécanismes, déjà étudiés, sont réactivés dans ce contexte. Après avoir compris les causes et la dynamique des variations climatiques passées et mobilisé ses acquis précédents (cycle du carbone, effet de serre, circulation océanique…), on peut aborder les enjeux contemporains liés au réchauffement climatique : ses conséquences sur la biosphère et l’humanité, mais aussi les possibilités envisagées en matière d’atténuation et d’adaptation. L’étude du réchauffement climatique, celle de ses causes mais aussi de ses conséquences sur l’atmosphère et sur les océans sont abordées en complémentarité par l’enseignement scientifique dispensé en classe terminale.

3,1/ LES VARIATIONS CLIMATIQUES PASSÉES

Objectifs : pour comprendre les variations climatiques,

• identifier les méthodes de mesure les plus adéquates,

• comprendre les mécanismes potentiellement responsables de ces évolutions et

• acquérir une idée générale de l’amplitude thermique des variations climatiques reconstruites depuis le début du Paléozoïque.

• être capable de formuler des hypothèses explicatives sur les spécificités du réchauffement climatique à la lueur de ses connaissances des climats passés.

• exercer un regard critique sur tous les biais d’interprétation pouvant affecter la compréhension de systèmes complexes impliquant de nombreux phénomènes.

Liens : SVT – classe de seconde : érosion des paysages, enseignement de spécialité en classe de première : services écosystémiques ; enseignement scientifique en classe de première : Soleil, source d’énergie. Physique-chimie, enseignement de spécialité en classe terminale : réactions chimiques, isotopes ; mathématiques, enseignement de spécialité en classe terminale, mathématiques complémentaires, enseignement optionnel en classe terminale : modélisation statistique.

3,1,1/ Causes du climat

1/ Météo et climat

Distinguer des données relevant du climat d’une part, de la météorologie d’autre part.

cours ES

Manuel p.50

https://www.ventusky.com/

https://www.infoclimat.fr/cartes/observations-meteo/temps-reel/temperature/france.html

https://www.lelivrescolaire.fr/page/4822475

https://www.lelivrescolaire.fr/page/16121207

La confusion entre météorologie et climatologie est très répandue ce qui conduit à des raisonnements et des conclusions fausses. Il est donc nécessaire de savoir distinguer l’un de l’autre. Des millions de données météorologiques collectées dans le monde permettent l’étude du climat actuel. Par contre, des indicateurs sont indispensables pour retracer l’histoire des climats passés de la Terre. Pb : En quoi la climatologie se différencie-t-elle de la météorologie ? Quels indicateurs a-t-on pour estimer et comprendre les variations du climat au cours du temps ?

κλιμα « inclinaison du ciel »

μετεωρολογια «recherche ou traité sur les corps ou les phénomènes célestes»

Appareil	Mesure	Unité
thermomètre	température	°C, F, K
baromètre	pression	Pascal, bar, atm, mmHg
hygromètre	hygrométrie	% eau
pluviomètre	pluviométrie	mm
	nébulosité	Octas, dixième
anémomètre	vitesse des vents	km/h
girouette	direction des vents	°

La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires…).

La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques locaux qu’elle prévoit à court terme (jours, semaines).

Météo et climat sont définis par un ensemble de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée. Ces grandeurs sont principalement la température, la pression, l’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité, la vitesse et la direction des vents.

2/ variation des paramètres orbitaux

Mettre les variations temporelles des paramètres orbitaux, définis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des températures.

rappels

Manuel p.300

Les cycles de Milankovitch sont des variations cycliques de paramètres de l'orbite de la Terre (les paramètres de Milankovitch) qui engendrent des variations du climat terrestre.

Les principaux cycles sont :

• le cycle de l'excentricité : il s'agit de la variation de la forme de l'orbite terrestre, qui oscille entre une forme plus circulaire et une forme plus elliptique. Le cycle principal a une période d'environ 400 000 ans et des cycles secondaires de l'ordre de 100 000 ans ;

• le cycle de l'obliquité : il s'agit de la variation de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport à son orbite. Ce cycle a une période d'environ 41 000 ans ;

• le cycle de la précession des équinoxes : il s'agit de la variation de l'orientation de l'axe de rotation de la Terre. Ce cycle a une période d'environ 26 000 ans.

cycles de Milankovitch

La répartition en latitude des climats et l'alternance des saisons sont des conséquences de

• la sphéricité de la Terre, et de

• sa rotation

• autour d'un axe incliné par rapport au plan de révolution autour du Soleil.

3/ variations des masses atmo&hydrosphériques

https://www.ventusky.com/

https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/orthographic=-38.04,25.98,330

http://portal.onegeology.org/OnegeologyGlobal/

Exploiter la carte géologique du monde pour calculer les vitesses d’extension des dorsales

tectonique des plaques, circulation océanique

la variation de la position des continents a modifié la circulation océanique

la circulation océanique modifie la circulation atmosphérique

4/ l'effet de serre

Mobiliser les connaissances acquises sur les conséquences des activités humaines sur l’effet de serre et sur le cycle du carbone.

Manuel p.286-289

http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/cycle.carbone.html

video 7'24'' : https://www.hatier-clic.fr/miniliens/mie/2020/9782401073401/est_c02_act2_classe_inversee.mp4

5/ le cycle du Carbone

Mobiliser les acquis antérieurs sur le cycle du carbone biosphérique et les enrichir des connaissances sur les réservoirs géologiques (carbonates, matière organique fossile) et leurs interactions.

prendre note du schéma-bilan-global

Notions qui ne sont pas redéveloppées en enseignement de spécialité mais les acquis sont attendus :

• la distinction entre climat et météorologie,

• le mécanisme de l’effet de serre, gaz à effet de serre,

• le cycle biochimique du carbone

• l’étude du réchauffement climatique

• l'albédo = rapport entre la quantité d’énergie réfléchie et la quantité d’énergie incidente

D’environ 1°C en 150 ans, le réchauffement climatique observé au début du XXIe siècle est corrélé à la perturbation du cycle biogéochimique du carbone par l’émission de gaz à effet de serre liée aux activités humaines.

netographie

http://acces.ens-lyon.fr/acces/terre/paleo/variations/paleoclimats/syntheses/variations-du-climats/astro/milanko9.htm

https://aurelienb.pagesperso-orange.fr/HTML/milankovitch/index.htm

http://aurelienb.pagesperso-orange.fr/downloads/MILAN.pdf

logiciel slimclimat : http://www.lmd.jussieu.fr/~crlmd/simclimat/

video 4'21 : https://youtu.be/C1CRrtkWwu0?si=ztyhXgUn7BQ4i8dE

text 172 words : http://www.dnaftb.org/1/index.html

DNA Structure

correction TP et bilan

Bilan/ L’organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées

 Réaliser et /ou observer des préparations microscopiques montrant des cellules animales ou végétales.

 Observer et analyser des images de microscopie électronique.

 Distinguer les différentes échelles du vivant (molécules, cellules, tissus, organes, organisme) en donnant l’ordre de grandeur de leur taille.

cellule, matrice extracellulaire/paroi, tissu, organe ; organite, spécialisation cellulaire, ADN, double hélice, nucléotides (adénine, thymine, cytosine, guanine), complémentarité, gène, séquence.

Les cellules spécialisées ont une fonction particulière dans l’organisme, en lien avec leur organisation et la structure moléculaire l’ADN lui permet de porter une information.

La matrice extracellulaire est constituée de différentes molécules qui, dans leur grande majorité, permettent l’adhérence cellulaire.

Chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions sont assurées par une seule cellule. Chez les organismes pluricellulaires, les organes sont constitués de cellules spécialisées formant des tissus, et assurant des fonctions particulières.

Toutes les cellules d’un organisme sont issues d’une cellule unique à l’origine de cet organisme. Elles possèdent toutes initialement la même information génétique organisée en gènes constitués d’ADN (acide désoxyribonucléique). Cependant, les cellules spécialisées n’expriment qu’une partie de l’ADN.

netographie

https://www.thinglink.com/scene/781537682185519105

https://989723745328449866.weebly.com/cours-1.html#

https://989723745328449866.weebly.com/uploads/5/3/3/2/53321233/cours_1.pdf

http://www.medecine.unige.ch/enseignement/dnaftb/

http://www.genoscope.cns.fr/externe/HistoireBM/

https://www.timetoast.com/timelines/genetics-timeline--15

https://www.timetoast.com/search/timelines?cx=partner-pub-3637961829875093%3Aehixnl-dg1y&cof=FORID%3A9&ie=UTF-8&q=genetics&sa=Search&siteurl=localhost%2F&ref=localhost%2Fcategories&ss=

DNA from the begining : http://www.dnaftb.org/

Lettre de Crick à son fils Mickael du 19/03/1953 : https://planet-vie.ens.fr/article/2459/lettre-francis-crick-son-fils-1953#telechargements

frise interactive : https://www.timetoast.com/timelines/dna-17486a4b-a390-4854-8b8b-89fe8efabeb1

21 novembre

évaluation

pour s'entrainer : https://www.qcm-svt.fr/QCM/public-seconde.php

QCM en ligne : https://www.assistancescolaire.com/eleve/2nde/svt/reviser-le-cours/2_svt_01#exercicet2

5/ virologie

Avant la découverte du monde microbien, le terme de virus (latin : poison) était utilisé dans un sens très large. Il s’est limité progressivement à désigner le principe contagieux des maladies transmissibles.

1898 : Découverte du virus de la mosaïque du tabac, alors nommé Contagium vivum fluidum. Ivanovski démontre en 1892 qu'un extrait de feuille malade reste infectieux après filtration à travers un filtre de Chamberland

1898 à 1901 : Découvertes de premiers virus impliqués dans des zoonoses et maladies humaines (Fièvre aphteuse, Fièvre jaune)

1917 : Premières découvertes de virus dits bactériophages (infectant des bactéries)

1931 : Première découverte d'un virus oncongène (induisant le cancer chez le poulet)

1939 : Première photographie au microscope électronique d'un virus

1943 : Cultures cellulaire

1983 : Identification du VIH du SIDA

1989 : Première évaluation du nombre des virus marins (4 à 10 millions / 1 ml d'eau)

2003 : Première découverte d'un virus géant (mimivirus, dont le génome sera séquence en 2004)

2008 : Découverte d'un virus encore plus gros, le Mamavirus, et découverte d'un virus capable d'infecter un autre virus

Taille, forme

Taille des virus : 20 à 250 nm

Il faudrait plus de 20 milliards de virus pour obtenir un petit point visible à l’œil nu.

On estime que chaque ml d’eau de l’océan contient entre 2 et 10 millions de virus (des virus infectant des bactéries pour la plupart).

Les plus grandes dimensions vont approximativement de 0,6 µm (Mollivirus) à 1,5 µm (Pandoravirus)

4 familles de virus géants désormais connues.

Des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS/Aix-Marseille Université), du laboratoire Biologie à grande échelle (CEA/Inserm/Université Joseph Fourier) et du Genoscope (CNRS/CEA) ont de découvert un virus géant d'un genre totalement nouveau, dans le même échantillon de permafrost de Sibérie, datant de 30 000 ans, d'où avait déjà été isolé Pithovirus. Microscopie, génomique, transcriptomique, protéomique et métagénomique, ont permis aux chercheurs de dessiner un portrait détaillé de ce nouveau virus, baptisé Mollivirus sibericum. Ces travaux sont publiés dans PNAS le 7 septembre 2015.

Composition & Métabolisme

Virus =

• parasite intracellulaire obligatoire (incapables de réplication autonome)

• Liaison protéique (clef-serrure) à la membrane de la cellule hôte

• => spécifique d’un type particulier de cellule (les protéines auxquelles il peut se fixer)

• souvent spécifique d'une espèce

• il existe des virus pour tout type de cellule (eucaryotes ou procaryotes)

• il existe des virus de virus

Un virus est constitué de :

• Enveloppe (pas toujours présente) L’enveloppe a la même composition qu’une membrane cellulaire : majoritairement des lipides

• Capside = « boîte » faite de protéines

• Enzymes

• Matériel génétique (ADN ou ARN) de 3 à 200 gènes selon les virus

Le matériel génétique peut être:

ADN

• Double brin en général = bicaténaire = double strand (ds)

• Parfois simple brin = monocaténaire = single strand (ss)

• Une seule molécule généralement linéaire, mais parfois circulaire

ARN

• Simple brin (positif ou négatif). L’ARN positif peut être immédiatement traduit en protéines. L’ARN négatif doit d’abord être copié en un brin complémentaire qui servira à la synthèse des protéines.

• Parfois double brin

• Une seule ou plusieurs molécules

Positif = codant = sens / Négatif = transcrit = antisens

Des mutations transforment constamment les virus ce qui permet de faire apparaître chaque année de nouvelles souches de virus plus ou moins virulentes (ce qui oblige à fabriquer de nouveaux vaccins). Ces changements sont qualifiés de glissements antigéniques (ou dérive antigénique [antigenic drift]. (À ne pas confondre avec dérive génétique [genetic drift]) ! Parfois, une transformation majeure, appelée cassure antigénique [antigenic shift] peut faire apparaître une souche très virulente cause d’une grande épidémie mondiale (pandémie).

Croissance & Reproduction

3 mécanismes d’entrée du virus :

• microphagocytose pour les virus nus (ex : poliovirus)

• fusion puis lyse pour les virus enveloppés. Fusion de l’enveloppe avec la membrane hôte puis la formation d'un pore qui s'élargit laisse passer la capside dans le cytoplasme (ex : VIH).

• endocytose et fusion pour de nombreux virus enveloppés (Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae..). Après attachement sur son récepteur cellulaire, le virus est internalisé au sein d’un endosome. Une acidification du virus est induite par une pompe à protons (ex : protéine M2 pour le virus influenza type A). Cela induit une modification conformationelle des protéines d’enveloppe virale libérant des régions protéiques hydrophobes habituellement cachées qui réagissent avec les lipides membranaires de l’endosome. Il s’ensuit une fusion des membranes et une libération de la capside virale dans le cytoplasme de la cellule.

Dans certains cas, c’est l'enveloppe du virus qui fusionne à la membrane de la cellule ce qui permet à la capside d’entrer dans la cellule

Le virus se fragmente dans la cellule.

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Ce matériel génétique contient les informations pour :

• Synthétiser les protéines de la capsides

• Synthétiser les enzymes nécessaires à leur assemblage

La cellule synthétise des protéines virales à partir du matériel génétique du virus

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Les pièces de virus s’assemblent en virus.

Les virus formés quittent la cellule:

Les virus sortent en bourgeonnant par exocytose. C'est le cas du VIH ou La membrane se lyse (se défait sous l’action d’enzymes du virus) et la cellule libère les virus.

Le temps du cycle viral peut varier d’un virus à l’autre en fonction de la taille du génome et de la complexité du cycle viral (4 à 8 heures pour le poliovirus, plus de 40 heures pour les Herpesviridae). http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html

Classification & Evolution

Les virus sont classés par le matériel génétique qu’ils contiennent :

• dsDNA

• ssDNA

• dsRNA+

• ssRNA-

• ssRNA+

Les virus à ARN positifs sont identiques à l'ARNm viral et peuvent donc être immédiatement traduits par la cellule hôte.

L'ARN viral négatif est complémentaire de l'ARNm et doit donc être converti en ARN positif par une ARN polymérase avant la traduction.

la polarité d'un acide nucléique est négative sur le brin transcrit en ARN messager et est positive sur le brin complémentaire. Un brin de polarité positive est dit « sens » tandis qu'un brin de polarité négative est dit « antisens ».

Le brin « sens » d'une double hélice d'ADN — brin de polarité positive — présente une séquence nucléotidique semblable à celle de l'ARN transcrit à partir du brin complémentaire. Ainsi, une séquence ATG sur un brin sens correspond à une séquence AUG sur l'ARN. Cependant, ce n'est pas le brin sens qui est transcrit en ARN messager, mais le brin « antisens » — de polarité négative — qui lui est complémentaire.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Polarit%C3%A9_(acide_nucl%C3%A9ique)

Biotopes & Réservoirs

Grippe

Les oiseaux constituent le réservoir principal du virus de type A (on y retrouve tous les types de HA et NA connus). Chez les oiseaux, le virus attaque surtout les voies digestives (se dissémine donc par les fientes). Chez les mammifères, il attaque surtout les cellules des voies respiratoires. L'épidémie de grippe aviaire est causée par une souche particulièrement virulente pour certaines espèces d'un virus A. (H5N1). Le virus est difficilement transmissible à l’homme et il ne se transmet pas d’humain à humain. Généralement, un virus aviaire ne peut pas se transmettre à un humain et un virus humain ne peut pas se transmettre à un oiseau (les récepteurs cellulaires ne sont pas les mêmes). Le porc possède des récepteurs pouvant se lier à des virus aviaires et à des virus humains. Un porc peut donc être infecté par une souche aviaire et une souche humaine en même temps. Dans ce cas, il peut y avoir un « mélange » de matériel génétique permettant à un virus aviaire de donner sa virulence à un virus humain.

SARS-CoV-2

- le variant 501Y.V1, dit « britannique », qui provient de la lignée B.1.1.7 ;

- le variant 501Y.V2, dit « sud-africain », qui provient de la lignée B.1.351 ;

- le variant 501Y.V3, dit « brésilien », qui provient de la lignée B.1.1.248 ou P.1 ;

- le variant CAL.20C, dit « californien », qui se trouvent dans deux lignées, B.1.427 et B.1.429.

VHE

viande de porc

VHA

sandwichs, surgelés, coquillages

VGEA

sandwichs, surgelés, coquillages

Application & Utilisation

Virus de l’Hepatite

VHE

Virus non enveloppé

Capside : icosaédrique.

Diamètre : 27 à 30 nm.

ARN simple brin positif.

ARN simple brin de polarité positive comprenant environ 7500 nucléotides.

L’ARN génomique est infectieux. ORF= open reading frame = cadre de lecture ouvert = région non fermée par codon stop => entre start et stop

• ORF-1 (~5 kb) code une polyprotéine non structurale clivée en methyltransférase (MeT), protéase (Pro), hélicase (Hel) et ARN polymérase (Pol).

• ORF-2 (~2 kb) codant une protéine se présentant sous 2 formes : la protéine majeure de capside non glycosylée (pORF2 :74kDa), une seconde forme glycosylée dans le réticulum endoplasmique (gpORF2 :88kDa) dont le rôle est inconnu.

• ORF-3 (369 bp) coderait une protéine susceptible de se lier au cytosquelette.

Le virus de l’hépatite A (VHA) est un virus à transmission entérique de la famille des Picornaviridae, du genre Hepatovirus. Dans le sang les particules virales sont pseudo-enveloppées mais dans les selles, le VHA est un virus nu, possédant une capside lisse très résistante.

Virus gastroentérites GEA

Virus les plus fréquemment en cause : Norovirus Rotavirus A Adénovirus (ADV 40/41) Sapovirus (GI,GII,GIV,GV) Kobuvirus (Aichivirus)

Nouveaux virus plus rarement rencontrés (virus émergents souvent issus de familles connues) : Picornavirus, Cosavirus, Salivirus, Rhinovirus C, Parechovirus, Parvovirus, Bocavirus, Bufavirus, Picobirnavirus, Coronavirus, Torovirus

Les norovirus apparaissent responsables du plus grand nombre de cas (517 593 cas, soit 34% du nombre total de cas d’origine alimentaire) ;

ils sont au 3e rang en nombre d’hospitalisations (3 447 hospitalisations, 20% du nombre total d’hospitalisations pour infection d’origine alimentaire)

et au 7e en nombre de décès (8 cas décédés, 3% du nombre total de cas décédés d’origine alimentaire).

Cancer et virus ?

Certains virus peuvent provoquer la cancérisation de la cellule qu’ils parasitent

Ex.

• Virus de l’hépatite B (cancer du foie)

• Virus de l’hépatite C (cancer du foie)

• Virus de la mononucléose (lymphome de Burkitt et autres cancers)

• Virus responsable des condylomes (cancer du col de l’utérus)

Comment lutter contre si petit ?

• Pas d'antibio

• antiviraux

  • Inhibiteurs de la transcriptase inverse pour rétrovirus (enzymes permettant la multiplication de l'ADN viral)

  • Inhibiteurs des protéases (enzymes nécessaires au découpage des chaînes d’acides aminés synthétisées à partir du matériel génétique du virus en protéines individuelles)

  • Inhibiteurs des récepteurs de la membrane de la cellule hôte ou des protéines du virus qui se fixent sur ces récepteurs.

• vaccins

Le vaccin antigrippal est constitué de fragments de virus qui ont été cultivés dans des embryons de poulet. Le vaccin utilisé comprend généralement trois souches différentes de virus. Les souches utilisées pour faire le vaccin sont sélectionnées au début de l’année et le vaccin est administré à l’automne suivant.

5 types de vaccins :

• inactivé

• sous-unitaire

• à particules pseudovirales

• à vecteur viral

• à ARN ou ADN

fabrication d'un vaccin :

• phase préclinique : production d'Ag, formulation, tests animaux

• phase 1 : essai sur 10-100 volontaires, mersures des effets II

• phase 2 : essai sur 100-1000 volontaires, mesures des effets

• phase 3 : essai sur grande échelle

• pharmacovigilance, échelle industrielle,

Références

F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017.

https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/hepatitis-e

http://www.microbes-edu.org/etudiant/hepatiteE.html

http://www.microbes-edu.org/etudiant/gastro-enterites.html

https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf

https://www.hepatites-info-service.org/transmission-de-l-hepatite-e/

https://www.revmed.ch/revue-medicale-suisse/2013/revue-medicale-suisse-396/mise-a-jour-sur-l-hepatite-e

https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf

https://www.elsevier.com/fr-fr/connect/medecine/virus-et-environnement-les-hepatites-a-et-e

https://www.lsbio.com/research-areas/infectious-disease/hepatitis#hepatitis-c

https://aemip.fr/?page_id=3747

https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/maladies-hivernales/gastro-enterites-aigues

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7147845/

http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html

Les microbes | Les vrais maîtres de la Terre | ARTE

2/ Comptage & marquage

20 ans de science et de recherche sur l'Océan

Gersande & Aymone : https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200601113337.htm

Ines & Daria : https://www.newscientist.com/article/2448553-black-holes-jets-are-so-huge-that-they-may-shake-up-cosmology/

microscop trials

3/ Fabrication d'OGM par transgénèse

Recenser, extraire et organiser des informations sur des exemples d’utilisation de biotechnologies pour créer de nouvelles variétés : transgénèse, édition génomique…

Comprendre les enjeux de société relatifs à la production des semences.

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?page=recherche&recherche=transgenese

Dossier ENS transgénèse : http://acces.ens-lyon.fr/biotic/biomol/transgen/html/etapes.htm

Manuel p.264-265

cours génétique : T°SVT genetique.odt

diversité génétique / sélection artificielle

Aujourd’hui, de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales (par hybridation, par utilisation des biotechnologies…). Les pratiques culturales (par exemple pour la production de graines) constituent un enjeu majeur pour nourrir l’humanité. La production de semences commerciales est devenue une activité spécialisée.

2,4,2/ Conséquences de la sélection

1/ Domestication et Biodiversité

Recenser, extraire et exploiter des informations relatives aux risques induits par l’homogénéisation génétique des populations végétales (sensibilité aux maladies : crise de la pomme de terre en Irlande, conséquence d’une infection virale chez la banane…).

Bourguignon 4’ : https://youtu.be/DVhkQgdCCvg

Manuel p.266, 267, 269, 270, 271

expliquez la contradiction entre augmentation de diversité allélique au cours de la domestication, augmentation du nombre de variétés et appauvrissement génétique des espèces cultivées -> doc.2B p.267

expliquez l'effet protecteur de la biodiversité -> doc.2 p.269

intrans : engrais (NPK) et pesticides (insecti, herbi, fongi, bactéri...cides)

lutte biologique : https://www.iaea.org/fr/themes/lutte-biologique

Une espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité), cette diversité résulte de mutations dans des gènes particuliers, mais l’étude des génomes montre un appauvrissement global de la diversité allélique lors de la domestication. La perte de certaines caractéristiques des plantes sauvages (comme des défenses chimiques ou des capacités de dissémination) et l’extension de leur culture favorisent le développement des maladies infectieuses végétales. Ces fragilités doivent être compensées par des pratiques culturales spécifiques. L’exploitation des ressources génétiques (historiques ou sauvages si elles existent) permet d’envisager de nouvelles méthodes de cultures (réduction de l’usage des intrants, limitation des ravageurs par lutte biologique).

2/ Coévolution humains & plantes

Analyser des informations sur la quantité d’amylase salivaire ou sur les gènes de synthèse des omégas 3 dans les populations humaines et établir le lien entre ces éléments et le régime alimentaire de ces populations.

Manuel p.272

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22384110/

Acide gras = chaîne de 4 à 36 atomes de carbone (rarement au-delà de 28)

saturé = en hydrogène car tous les atomes de C sont occupés par des H, pas de double liaisons

insaturé = en H, des doubles liaisons réduisent la valence des C pour les H

polyinsaruré = présence de 2 dbl liaisons ou plus

FADS = Fatty Acid DeSaturase, enzyme qui remplace un H et crée une double liaison entre C

omégas 3 et 6 sont deux familles d’acides gras polyinsaturés qui se distinguent par la localisation d’une de leurs liaisons chimiques doubles

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3285190/figure/pone-0031950-g001/?report=objectonly

Métabolisme \ enzymes	ω3	ω6
FADS2=Δ6	α-linolen (C18:3) → stéarido (C18:4)	linolen (C18:2)→ γ-linolen (18:3)
FADS1=Δ5	eicosatetraeno (C20:4) → eicosapentaeno (C20:5)	dihomo-γ-linolen (C20:3) → arachidon (C20:4)

I = allèle de FADS2 muté par insertion 22 nucléotides

D = allèle de FADS2 non muté moins efficace sur acides gras végétaux

régime	végétarien	omnivore
Populations	Niger-Gambie-Kenya Chine-Japon Pakistan-Bangladesh-Sri-Lanka	Afro-Ameriq Italie-Finlande Vietnam
Fréquence maj	I//I	I//D

coévolution, évolution culturelle

La domestication des plantes, menée dans différentes régions du monde, a eu des conséquences importantes dans l’histoire des populations humaines. Elle a contribué à la sélection de caractères génétiques humains spécifiques. la sélection humaine s’est opérée au cours de l’établissement d’une relation mutualiste entre plantes et êtres humains.

Bilan : La domestication des plantes

2,4/ LA DOMESTICATION DES PLANTES

Objectifs : comprendre comment l’humanité a domestiqué des espèces végétales variées afin d’optimiser leurs caractéristiques (rendement, facilité de récolte…) au détriment de leur diversité génétique initiale et de leur capacité à se reproduire sans l’intervention humaine.

De manière réciproque, la domestication végétale a aussi eu une influence sur l’humanité, l’évolution culturelle du régime alimentaire a entraîné une évolution biologique de populations humaines.

Liens : enseignement de SVT – classe de seconde : biodiversité, agrosystèmes ; enseignement de spécialité en classe de première : mutations, écosystèmes.

2,4,1/ Sélection des plantes

1/ Comparaison Plante sauvage // cultivée

Comparer une plante cultivée et des populations naturelles voisines présentant un phénotype sauvage.

Identifier la diversité biologique de certaines plantes cultivées (tomate, chou, pomme de terre par exemple).

Identifier des caractères favorisés par la domestication (taille, rendement de croissance, nombre des graines, précocité, déhiscence, couleur…).

Recenser, extraire et exploiter des informations concernant des mécanismes protecteurs chez une plante sauvage (production de cuticules, de toxines, d’épines…) et les comparer à ceux d’une plante cultivée.

Identifiez le lieu, l’âge approximatif et les modifications génétiques à l’origine de la domestication du Maïs

1/ Complétez le tableau de Comparaison :

Sauvage / cultivée	Daucus carota	Foeniculum vulgare	Spinacia oleracea / Chenopodium album	maïs/Téosinthe
fruit
feuilles
tige
racines
Organe consommé

plante sauvage / plante domestiquée

La sélection (empirique ou programmée) exercée par l’être humain sur les plantes cultivées au cours des siècles a retenu des caractéristiques différentes de celles qui étaient favorables à leurs ancêtres sauvages.

2/ Histoire de sélection des plantes

Identifier la diversité biologique de certaines plantes cultivées.

Identifier des caractères favorisés par la domestication (taille, rendement de croissance, nombre des graines, précocité, déhiscence, couleur…).

Histoire de la domestication du blé

histoire de la domestication des plantes : https://www.gnis-pedagogie.org/sujet/evolution-historique-selection/

Manuel p.260-261

la sélection humaine s’est opérée au cours de l’établissement d’une relation mutualiste entre plantes et êtres humains.