§ Comment expliquer la diversité des individus malgré leur parenté ?

Comment expliquer la diversité des génomes, des gènes et de leurs allèles ?

2.1/ L'évolution des génomes par brassage de gènes

En classe de seconde, une première approche de la diversité génétique a été effectuée.

En classe de première S, les mutations ont été étudiées à l'échelle moléculaire ainsi que leur contribution à la production de diversité génétique.

En classe terminale, on étudie les aspects génétiques de la sexualité en se limitant au cas des organismes pluricellulaires.

Dans la série « racontes-moi ta vie » Je vais vous raconter votre vie … à partir du début

2.1.1/ Brassage de gènes par fécondation

A1 : Observation de la fécondation / video

4'19'' fécondation : http://youtu.be/HTfEshpLikE

7'37'' repro humaine part2 : http://youtu.be/y4SFgYCMqAg

54'06'' miracle de la vie : http://youtu.be/L1QRdkyB0Ls

1h22'23'' odyssée de la vie : http://youtu.be/t2yHwTN7RxM

gamètes, fécondation, caryogamie, zygote,

[γαμ : game : mariage] [caryo : noyau]

A2 : Comparaison de caryotypes / photos

http://98.img.v4.skyrock.net/7240/19417240/pics/1027851660_1.gif

Inventaire des anomalies intersexuelles : http://pierrehenri.castel.free.fr/Articles/intersexualite.htm

Inventaire des anomalies chromosomiques (de structure et de nombre) http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/PolyMecaFr.html

haploïde (n), diploïde (2n),

chromosomes homologues = autosomes / sexuels = gonosomes

formule chromosomique = nombre de chromosomes

avec n = nb de pair de chromosomes

anomalies chromosomiques, polysomie

A3 : Cas des jumeaux

« vrais » = monozygotic in english = clones => 1! cellule œuf

« faux » = dizygotic in english => 2 cellules œufs

En japonais courant, on utilise plus souvent le mot 双子, ふたご, futago, enfant-double.ⁱ

一卵性双生児

いち-らん-せい-そう-せい-じ

ichi-ran-sei-sō-sei-ji

un-œuf-nature-jumeau (double-vie-nourrisson)

二卵性双生児

に-らん-せい-そう-せい-じ

ni-ran-sei-sō-sei-ji

deux-œuf-nature-jumeau (double-vie-nourrisson)

En chinois

vrais jumeaux : "des enfants doubles du même oeuf" 同卵双胞胎

faux jumeaux : "des enfants doubles d'oeufs différents" 异卵双胞胎.

A4 : Calculs de probabilités

Nb de combinaisons chromosomiques possibles différentes :

1 nombre de gamètes possibles (n=23) : 2²³ = 8 388 608 gamètes possibles à partir d'une cellule souche humaine (ovogonie ou spermatogonie)

2 nombre de zygotes possibles (2n=46) : 2²³ x 2²³ = 7,036874418x10¹³ = 703 687 441 800 000 = sept cent mille milliards

Bilan : Brassage de gènes par fécondation

Au cours de la fécondation, un gamète (haploïde) mâle et un gamète (haploïde) femelle s'unissent : leur fusion conduit à un zygote (diploïde). Une partie de ces zygotes est viable et se développe mais la diversité génétique potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote contient une combinaison unique et nouvelle d'allèles.

§ comment se forment les gamètes ?

la méiose est le nom donné à la division permettant de fabriquer des gamètes

2.1.2/ Brassage de gènes par Méiose

A1 : Observation de la méiose / microphotographies

Photos à classer dans l’ordre

3/ rayonnement reçus et absorbés par la terre

Carte mentale sur effet de serre → pb

composition de l’atmosphère :

https://www.meteo45.com/couches_atmospheriques.html

18 Things You Should Know About Genetics : http://youtu.be/bVk0twJYL6Y

A0 : Petite histoire génétique

• 1865 (Autriche) Mendel démontre l'existence de "facteurs génétiques"
• 1868 (Suisse) Miescher trouve une substance spécifique du noyau qu'il nomme la "nucléine"
• 1883 (Allemagne) Weismann utilise le terme "matériel génétique"
• 1880 - 1890 - Walter Flemming, Edouard van Beneden, & Eduard Strasburger dessinent les chromosomes lors de la division cellulaire.
• 1883 (Allemagne) Weismann utilise le terme "matériel génétique"
• 1903 - Walter Sutton, American physician and geneticist,  hypothesized that chromosomes are hereditary units.
• 1905 - William Bateson coined the term “genetics”.
• 1909 - Johannsen propose le mot gène pour remplacer celui de facteur utilisé par Mendel
• 1909 Phoebus Levene discovered ribose, a sugar present in genetic material.
• 1910 (Amérique) Morgan montre que les gènes sont portés par les chromosomes
• 1913 - Alfred Sturtevant made the first genetic map of a chromosome.
• 1928 - Frederick Griffith made a revolutionary discovery from an experiment: dead bacteria can have genetic material incorporated by living bacteria
• 1929 Phoebus Levene discovered deoxyribose and nucleotides (adenine, guanine, cytosine, and thymine), recognizing the significance of phosphate-sugar bases in the structure of DNA.
• 1933 - Jean Brachet was able to show that DNA was found in chromosomes and that RNA was found in the cytoplasm of all cells.
• 1941 - George Wells Beadle & Edward Lawrie Tatum made an extremely important fundamental discovery: genes code for proteins.
• 1944 (Amérique) Avery, Mc Leod & Mc Carty montrent que l'ADN est le support des gènes, Le rôle de l’ADN comme support de l’information génétique fut confirmé par les expériences de Hershey et Chase sur la reproduction de bactériophage.
• 1951 ( Amérique ) Chargaff établit sa règle : [A] = [T] et [C] = [G] pour toute cellule. Exemple chez l'homme : A= T=30% ; C=G=19%.
• 1953 (Angleterre) Franklin & Wilkins montrent que la molécule a la forme d'une double hélice, puis Watson & Crick établissent le modèle moléculaire de l'ADN : http://www.snv.jussieu.fr/vie/documents/decouverteadn/index.htm
• 1958 Meselson & Stahl montrent comment se réplique l'ADN
• 1960 Crick & Brenner découvrent le codon.
• 1961, Monod & Jacob découvrent l’ARNm.
• 1962 Wilkins, Watson & Crick obtiennent le prix Nobel de Médecine pour la structure de l'ADN
• 1965 Nirenberg & Mattéi découvrent le code génétique : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/m&s/m&s.html#exp1
• 1967 Nirenberg & Khorana complètent les travaux de Monod & Jacob sur la transcription et la traduction

compléter avec :

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

http://www.snv.jussieu.fr/vie/documents/decouverteadn/index.htm

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

publication

Watson & Crick : http://www.exploratorium.edu/origins/coldspring/ideas/printit.html ; http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html

Bilan 1S : Information et matériel génétique / Schéma ©

• Gène, allèle, information génétique
  
• séquence des bases (nucléotides)
  
• ADN, caryotype, locus (loci), chromosome, chromatide, nucléotide, Adénine, Thymine, Cytosine, Guanine, complémentarité
  
• mutation, transgénèse, brassage génétique.
  
• homo/hétérozygote, [Phénotype], (Génotype), génôme
• interphase : G1, S, G2, dupli, réplication semi-conservative, mitose, pro, méta, ana, télophase
  

§ tous parents tous différents

A3 : modélisation moléculaire des minéraux

Logiciel en ligne Minusc : http://www.librairiedemolecules.education.fr/outils/minusc/app/minusc.htm

http://www.librairiedemolecules.education.fr/outils/minusc/app/minusc.htm

modélisation structures moléculaires minérales par Merkel : http://www.le.ac.uk/eg/spg3/atomic.html bn

modélisation des formes cristallines: http://webmineral.com/crystall.shtml

glaucophane : http://webmineral.com/jmol/structure.php?id=Glaucophane

calcite : http://webmineral.com/jmol/structure.php?id=Calcite

librairie de molécules :

quartz : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=242

aragonite : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=246

feldspath : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=245

olivine : http://www.librairiedemolecules.education.fr/molecule.php?idmol=244

atlas de cristallologie : http://www.mineralogie.org/base-de-donnees-p1-2.htm

structure cristalline

19 novembre

1,4,2 : Modélisation globale

A1 : Répartition mondiale du volcanisme de subduction / site CNRS

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/02_subduction/02_carte/carteok.htm

Les zones de subduction sont le siège d'une importante activité magmatique qui aboutit à une production de croûte continentale.

A2 : Schématisation des étapes pétrograhiques / logiciel & animations

logiciel subduction (Perez) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/subduction/subduction.htm

métabasalte+métagabbros contiennent des minéraux hydratés
éclogite faite de minéraux anhydres / déshydratation de métabasalte+métagabbros
=>déshydratation croûte océanique
=> hydratation manteau lithosphérique continental susjacent
=> baisse du solidus (point du fusion)
=> fusion partielle des péridotites du manteau continental
=> plutonisme (granitoïdes, diorite) + volcanisme (rhyolite, andésites) continentaux = Accrétion continentale

Glossaire : http://www.premiumwanadoo.com/renard/revisions/SVT/lexGeol.htm#S

glossaire : http://operabaroque.fr/magmatiques.htm

schéma-bilan : http://www.biologieenflash.net/sommaire.html → géologie interne → subduction

site Nicollet : http://christian.nicollet.free.fr/page/CO/PTCO.html

B : Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux

Les zones de subduction sont le siège d'une importante activité magmatique qui aboutit à une production de croûte continentale.
Dans les zones de subduction, des volcans émettent des laves souvent visqueuses associées à des gaz et leurs éruptions sont fréquemment explosives.
La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite libère de l'eau qu'elle a emmagasiné au cours de son histoire, ce qui provoque la fusion partielle des péridotites du manteau sus-jacent (de la lithosphère chevauchante).
Si une fraction des magmas arrive en surface (volcanisme), la plus grande partie cristallise en profondeur et donne des roches à structure grenue de type granitoïde.
Un magma, d'origine mantellique, aboutit ainsi à la création de nouveau matériau continental.

B : schéma-bilan

Dmagmatisme et subduction.odp

© schéma-bilan

Compléter le schéma-bilan

2/ Biochimique et génétique de l’Hémoglobine

- Caractériser à l’aide d’un exemple les différentes échelles d’un phénotype (moléculaire, cellulaire, de l’organisme).

Le phénotype résulte de l’ensemble des produits de l’ADN (protéines et ARN) présents dans la cellule. Il dépend du patrimoine génétique et de son expression.

Gènes de l’hémoglobine sur anagène