SVTR: 2/ De la plante sauvage à la plante domestiquée

vendredi 12 mai 2023

2/ De la plante sauvage à la plante domestiquée

2,4/ La domestication des plantes

Partie pas à l’écrit : https://www.education.gouv.fr/bo/20/Special2/MENE2001799N.htm

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.

1/ Complétez le tableau de Comparaison carotte, fenouil, épinard/chénopode :

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

2/ Élaborez un tableau de Comparaison maïs et téosinte

Recherchez :

◦ l’architecture de la plante et des inflorescences

◦ la structure des grains et leur composition chimique

• Réalisez des croquis

Indiquez les ressemblances et différences : de l’architecture de la plante, des inflorescences et des grains (nombre par épis, masse, composition)

Expliquez pourquoi :

• les caractéristiques du maïs sont des avantages pour une plante cultivée

• la plante cultivée ne peut plus se reproduire à l’état sauvage

plante sauvage / plante domestiquée

11 mai

2/ Histoire de sélection des plantes

Manuel p.260-261

Histoire de la domestication du blé

Identifiez le lieu, l’âge approximatif et les modifications génétiques à l’origine de la domestication du Maïs¹ : histoire de la domestication des plantes : https://www.gnis-pedagogie.org/sujet/evolution-historique-selection/

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

3/ Sélection et diversité

Diversité des légumes du marché : https://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Marche/etalage.htm

Manuel p.268 (Voir mécanismes de défenses du chapitre précédent)

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.

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

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

diversité génétique / sélection artificielle

Une espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité).

Manuel p.263

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

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.

4/ Fabrication d'OGM par transgénèse

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 1,2,1/ Transferts de gènes 1/ Transgénèse pour fabrique d’OGM

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

Aujourd’hui, de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales (par hybridation, par utilisation des biotechnologies…).

2,4,2/ Conséquences de la sélection

1/ Domestication et diversité génique

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

12 mai

Manuel p.266-267

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…).

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.

2/ Nouvelles pratiques culturales

Manuel p.269-271

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). Cette diversité résulte de mutations dans des gènes particuliers.

2,4,3/ Coévolution humains-plantes

1/ Fréquences alléliques / régimes alimentaires

Manuel p.272

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

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.

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 = 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-Am 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.

Sitographie

http://cache.media.eduscol.education.fr/file/SVT/03/9/Plante_domestiquee_228039.pdf

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

Dossier Amélioration des plantes : https://www.gnis-pedagogie.org/sujet/principes-objectifs-selection-plantes/

lexique : https://www.gnis-pedagogie.org/lexique/

http://www.cnrs.fr/fr/des-parcelles-plus-petites-et-plus-diversifiees-favorisent-la-diversite-de-plantes-jusquau-centre

diapo fac Tlse : http://www.m2p-bioinfo.ups-tlse.fr/site/images/0/09/1617_PlantesDomes.pdf

Bilan : La domestication des plantes

Notions : plante sauvage, plante domestiquée, diversité génétique, sélection artificielle, coévolution, évolution culturelle.

Les pratiques culturales (par exemple pour la production de graines) constituent un enjeu majeur pour nourrir l’humanité. 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. Cette sélection s’est opérée au cours de l’établissement d’une relation mutualiste entre plantes et êtres humains. Aujourd’hui, de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales (par hybridation, par utilisation des biotechnologies…). La production de semences commerciales est devenue une activité spécialisée. Une espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité). Cette diversité résulte de mutations dans des gènes particuliers. 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). 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.

Précisions : il s’agit de distinguer différentes modalités d’action humaine sur le génome des plantes cultivées. Des plantes alimentaires sont étudiées comme exemples, sans visée d’exhaustivité.