3/ Modélisation mathématique

video 3'51 : https://youtu.be/pPNm1RHu-fY

En 1908, le mathématicien britannique Geoffroy H. Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg proposent un modèle théorique qui prévoit "la stabilité des fréquences relatives des allèles dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée".

Le principe de (Castle-)Hardy-Weinberg ( aussi connue comme loi d'Hardy-Weinberg, modèle d'Hardy-Weinberg, Hardy-Fleury-Weinberg ; en anglais, Hardy–Weinberg equilibrium ou HWE) est une théorie de génétique des populations, qui postule qu'au sein d'une population (idéale), il y a équilibre des fréquences allélique et génotypique d'une génération à l'autre.

L'équilibre de Hardy-Weinberg reste le modèle théorique central de la génétique des populations. La notion d'équilibre dans le modèle de Hardy-Weinberg est assujettie à différentes hypothèses.

Ces hypothèses sont les suivantes :

1. La population sur laquelle on étudie cette notion d'équilibre est panmictique. Les couples se forment au hasard (panmixie), et de même leurs gamètes se rencontrent au hasard (pangamie).

2. La population est très grande en effectif, ceci pour diminuer très fortement les variations d'échantillonnage.

3. Il ne doit y avoir dans la population, ni sélection, ni mutation, ni migration.

4. Les générations successives sont discrètes (pas de superposition de générations dans les croisements).

5. Les différents génotypes sont viables et féconds.

Dans ces conditions la diversité génétique de la population se maintien et doit tendre vers un équilibre stable de la distribution génotypique. Les relations entre fréquences génotypiques et fréquences alléliques permettent d'estimer celles-ci à partir de fréquences phénotypiques.

S'il existe deux allèles (A et a) chez un individu dont les fréquences sont p et q, la fréquence des trois génotypes possibles (AA, Aa et aa) sera respectivement de p², 2pq et q². C'est ce qu'on appelle l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Le modèle mathématique de Hardy-Weinberg utilise la théorie des probabilités pour décrire le phénomène aléatoire de transmission des allèles dans une population. En assimilant les probabilités à des fréquences pour des effectifs de grande taille (loi des grands nombres), le modèle prédit que la structure génétique d’une population de grand effectif est stable d’une génération à l’autre sous certaines conditions (absence de migration, de mutation et de sélection). Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.

3/une échelle d’organisation d'espace

Construire une échelle (du vivant) illustrée des exemples du cours et d’exemples personnels qui vous semblent pertinents.

pour rendre concret les pb de taille qui nous dépassent,

construire son propre savoir, faire ses fiches bac

Situer les ordres de grandeur : atome, molécule, organite, cellule, organisme.

Relier l’échelle de la cellule et celle de la molécule

Netothèque

2,4,1/ Sélection des plantes

3/ Sélection et diversité

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

Manuel p.268 / chou cultivé/sauvage (Voir mécanismes de défenses du chapitre précédent)

diversité génétique / sélection artificielle

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

Manuel p.263 / maïs

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…).

video 5'37 : https://youtu.be/YTR21os8gTA : Birds-of-Paradise Project IntroductionExplore more: http://www.birdsofparadiseproject.org The Birds-of-Paradise Project reveals the astounding beauty of 39 of the most exquisitely specialized animals on earth. After 8 years and 18 expeditions to New Guinea, Australia, and nearby islands, Cornell Lab scientist Ed Scholes and National Geographic photojournalist Tim Laman succeeded in capturing images of all 39 species in the bird-of-paradise family for the first time ever. This trailer gives a sense of their monumental undertaking and the spectacular footage that resulted. Filmed by Tim Laman, Ed Scholes, and Eric Liner. Produced and Edited by Eric Liner.

video 8'25 : https://www.birdsofparadiseproject.org/evolution-in-isolation/ : Speciation: An Illustrated IntroductionThere is a dizzying diversity of species on our planet. From genetic evidence we know that all of those species evolved from a single ancient ancestor. But how does one species split in to many? Through the evolutionary process of speciation — which begins when populations become isolated by changes in geography or by shifts in behavior so that they no longer interbreed. This video illustrates the speciation process in birds to help you understand the basis of earth's biodiversity.

text: https://www.bioexplorer.net/parts-of-cell-theory.html/

video 6'27 : https://youtu.be/JQVmkDUkZT4 : Kurzgesagt – In a Nutshell What Are You? So. Are you your body? And if so, how exactly does this work? Lets explore lots of confusing questions. This video is part of a collaboration with CGPGrey. Are you your body?

2/ DE LA PLANTE SAUVAGE À LA PLANTE DOMESTIQUÉE

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.

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

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

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

1Le lieu : en méso- Amérique, région dans laquelle on trouve le plus grand nombre de variétés de Maïs, les croisements possibles avec les différentes variétés de Téosinte peuvent expliquer cette diversité.

L’âge : 6000 ans, découverte d’épis possédant des rachis solides (donc de Maïs) datés de 4250 ans au Mexique.

3,1,2/ Génétique des populations

3/ Modélisation mathématique

video 3'51 : https://youtu.be/pPNm1RHu-fY

En 1908, le mathématicien britannique Geoffroy H. Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg proposent un modèle théorique qui prévoit "la stabilité des fréquences relatives des allèles dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée".

Le principe de (Castle-)Hardy-Weinberg ( aussi connue comme loi d'Hardy-Weinberg, modèle d'Hardy-Weinberg, Hardy-Fleury-Weinberg ; en anglais, Hardy–Weinberg equilibrium ou HWE) est une théorie de génétique des populations, qui postule qu'au sein d'une population (idéale), il y a équilibre des fréquences allélique et génotypique d'une génération à l'autre.

L'équilibre de Hardy-Weinberg reste le modèle théorique central de la génétique des populations. La notion d'équilibre dans le modèle de Hardy-Weinberg est assujettie à différentes hypothèses.

Ces hypothèses sont les suivantes :

1. La population sur laquelle on étudie cette notion d'équilibre est panmictique. Les couples se forment au hasard (panmixie), et de même leurs gamètes se rencontrent au hasard (pangamie).

2. La population est très grande en effectif, ceci pour diminuer très fortement les variations d'échantillonnage.

3. Il ne doit y avoir dans la population, ni sélection, ni mutation, ni migration.

4. Les générations successives sont discrètes (pas de superposition de générations dans les croisements).

5. Les différents génotypes sont viables et féconds.

Dans ces conditions la diversité génétique de la population se maintien et doit tendre vers un équilibre stable de la distribution génotypique. Les relations entre fréquences génotypiques et fréquences alléliques permettent d'estimer celles-ci à partir de fréquences phénotypiques.

S'il existe deux allèles (A et a) chez un individu dont les fréquences sont p et q, la fréquence des trois génotypes possibles (AA, Aa et aa) sera respectivement de p², 2pq et q². C'est ce qu'on appelle l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Le modèle mathématique de Hardy-Weinberg utilise la théorie des probabilités pour décrire le phénomène aléatoire de transmission des allèles dans une population. En assimilant les probabilités à des fréquences pour des effectifs de grande taille (loi des grands nombres), le modèle prédit que la structure génétique d’une population de grand effectif est stable d’une génération à l’autre sous certaines conditions (absence de migration, de mutation et de sélection). Cette stabilité théorique est connue sous le nom d’équilibre de Hardy-Weinberg.

1 - Une longue histoire de la matière

3/une échelle d’organisation d'espace

Construire une échelle du vivant illustrée des exemples du cours et d’exemples personnels qui vous semblent pertinents.

pour rendre concret les pb de taille qui nous dépassent, construire son propre savoir,

Situer les ordres de grandeur : atome, molécule, organite, cellule, organisme.

Relier l’échelle de la cellule et celle de la molécule

Netothèque

Données de santé : la UK Biobank partage ses données avec des assureurs

Publié le 16 Nov, 2023 dans Gènéthique magazine

Une enquête [1] a révélé que la UK Biobank a ouvert sa vaste base de données biomédicales à des entreprises du secteur de l’assurance à plusieurs reprises entre 2020 et 2023. Les données de santé avaient été partagées par un demi-million de citoyens britanniques volontaires, pensant qu’elles bénéficieraient à la recherche médicale.

Créée en 2006 pour aider les chercheurs à étudier les maladies, la base de données contient des millions d’échantillons de sang, de salive et d’urine, ainsi que des dossiers médicaux, des scanners, des données de dispositifs portables (cf. Données personnelles : l’Europe s’inquiète du rachat de Fitbit par Google), et des informations sur le mode de vie des volontaires.

1,2/ LE MÉTABOLISME DES CELLULES

1,2/ LE MÉTABOLISME DES CELLULES

métabolisme = ensemble des réactions chimiques dans une cellule, un individu

Pour assurer les besoins fonctionnels d’une cellule, de nombreuses transformations biochimiques s’y déroulent : elles constituent son métabolisme.

1,2,1/Transformations biochimiques de matière organique

matière organique : contient C-H, molécules du vivant

le pain, le vin, le cidre et la bière sont produits grâce à un champignon, la levure Saccaromyces cerevisiae.

Comment cet organisme vivant permet-il les transformations utilisées par l’homme depuis des millénaires ?

? Écrivez les recettes, sous forme d’équations chimiques, de ces transformationⁱ

i

: farine + eau + levure → gaz → pain (bulles)

 : raisin + levure → vin (alcool (éthanol))

: pomme + levure → cidre (alcool (éthanol) + gaz (mousse))

: malt + houblon + eau + levure → bière (alcool (éthanol) + gaz (mousse))

1,1/ L’ORGANISME PLURICELLULAIRE, UN ENSEMBLE DE CELLULES SPÉCIALISÉES

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.

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

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

DNA

 

video 12'58 : https://youtu.be/8kK2zwjRV0M DNA Structure and Replication: Crash Course Biology #10 : Hank introduces us to that wondrous molecule deoxyribonucleic acid - also known as DNA - and explains how it replicates itself in our cells.

text : https://lettersofnote.com/2015/07/10/a-most-important-discovery/

animations : http://www.dnaftb.org/19/animation.html