jeudi 14 novembre 2024
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
mercredi 13 novembre 2024
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 |
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feuilles |
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tige |
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racines |
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Organe consommé |
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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.
mardi 12 novembre 2024
2/ Comptage & marquage
Estimer une abondance par la méthode de capture, marquage, recapture, fondée sur le calcul d’une quatrième proportionnelle.
À l’aide d’un tableur, simuler des échantillons de même effectif pour visualiser la fluctuation d’échantillonnage.
Estimer le nombre de billes dans un bocal
La méthode CMR pour « Capture – Marquage - Recapture » consiste à capturer un petit groupe d’individus (n1) issus d’une population dont l’abondance (N) est inconnue et de les marquer avant de les relâcher. Puis de capturer plus tard un autre groupe d’individus (n2) issus de la population N. Certains individus capturés peuvent avoir été marqués lors de la première capture : ce sont les individus p.
Grâce à la formule : n1 / N = p / n2 => on peut avoir : N = n1 x n2 / p
Les moustiques Anopheles gambiae sont vecteurs de l’hématophage Plasmodium falciparum responsable de la malaria (paludisme). Les moustiques sont marqués par des poudres colorées fluorescentes. En Afrique il y a deux saisons : la saison sèche de novembre à mai, la saison humide de juin à octobre.
Saison |
Septembre 2013 |
Mai 2014 |
Moustiques marqués puis lâchés |
3 407 |
5 267 |
Moustiques capturés non marqués |
5 843 |
363 |
Moustiques capturés marqués |
44 |
49 |
♥♦♠♣ Calculer les effectifs de la population de moustiques A gambiae en saison sèche et en saison humide dans le village du Burkina Faso. Que remarquez-vous ? Pourquoi est-ce important de connaître les effectifs de la population de moustiques ?
Effectif de la population de moustiques en saison humide sept 2013:
n1 = 3 407 ; n2 = 5 843 + 44 = 5 887 ; p = 44 ; N = 3 407 x 5 887 / 44 = 455 841
La population de moustiques en saison humide s’élève à 455 841.
Effectif de la population de moustiques en saison sèche mai 2014:
n1= 5 267 ; n2 = 363 + 49 = 412 ; p = 49 ; N = 5 267 x 412 / 49 = 44 285
La population de moustiques en saison sèche est de 44 285.
→ On remarque que la population de moustiques est multipliée par 10 en saison humide.
Il est important de connaître les effectifs de la population de moustiques A gambiae car il s’agit du vecteur de la malaria au Burkina Faso. On peut ainsi adapter des programmes de lutte.
⸎Il existe plusieurs méthodes permettant d’estimer un effectif à partir d’échantillons. La méthode de « capture-marquage-recapture » repose sur des calculs effectués sur un échantillon. Si on suppose que la proportion d’individus marqués est identique dans l’échantillon de recapture et dans la population totale, l’effectif de celle-ci s’obtient par le calcul d’une quatrième proportionnelle.
3/ Estimations & marges d’erreurs
En utilisant une formule donnée pour un intervalle de confiance au niveau de confiance de 95 %, estimer un paramètre inconnu dans une population de grande taille à partir des résultats observés sur un échantillon.
|
|
01/09/13 |
01/05/14 |
Saison |
|
humide |
sèche |
Moustiques marqués relâchés |
n1 |
3 407 |
5 267 |
Moustiques capturés non marqués |
no |
5 843 |
363 |
Moustiques capturés marqués |
p |
44 |
49 |
Moustiques capturés au total : no+p |
n2 |
5 887 |
412 |
estimation de la population : n1 x n2 / p |
N |
455 841 |
44 286 |
fréquence marquée observée : p/n2 |
f |
0,00747409546458298 |
0,118932038834951 |
√n2 |
|
76,7267880208731 |
20,2977831301844 |
Intervalle mini : f – 1 / √n2 |
m |
-0,00555916222539037 |
0,0696655749267368 |
Intervalle maxi : f + 1 / √n2 |
M |
0,0205073531545563 |
0,168198502743166 |
amplitude : M-m |
a |
0,0260665153799467 |
0,0985329278164293 |
marge d’erreur : a/2 |
Ɛ |
0,0130332576899734 |
0,0492664639082147 |
Manuel p.190-191
Manuel page 200, la marge d’erreur pour un niveau de confiance de 95 % dans les deux échantillons du doc.3 p.191. :
- la marge d’erreur pour un échantillon de petite taille (40) : Ɛ = 1,96 √ 0,6 ( 1 - 0,6) / 40 = 0,15
- la marge d’erreur pour un échantillon de grande taille (150) : Ɛ = 1,96 √ 0,6 ( 1 – 0,6 ) / 150 = 0,078
→ On remarque que la marge d’erreur est beaucoup plus faible pour un échantillon de grande taille.
IC = [fobs - Ɛ ; fobs + Ɛ] ; Ɛ = k √ fobs (1 - fobs) / n
pour un niveau de confiance de 95 % k = 1,96
pour une même fréquence observée fobs = 0,6
Avec la marge d’erreur calculée, vérifier les intervalles de confiance dans les deux cas. Que remarquez-vous ?
- Intervalle de confiance de l’échantillon de petite taille : IC = [ 0,6 – 0,15 ; 0,6 + 0,15 ] = [ 0,45 ; 0,75 ]
- Intervalle de confiance de l’échantillon de grande taille : IC = [ 0,6 – 0,05 ; 0,6 + 0,05 ] = [ 0,52 ; 0,68 ]
On remarque que l’intervalle de confiance est beaucoup plus étroit, dans le cas d’un échantillon de grande taille, l’estimation est donc plus précise.
Autre méthode. Avec les valeurs du doc.3 p.191 :
IC = [ fobs – 1 / √ n ; fobs + 1 / √ n ]
- IC de l’échantillon de petite taille : IC = [ 0,6 – 1 / √ 40 ; 0,6 + 1 / √ 40 ] = [ 0,44 ; 0,76 ]
- IC de l’échantillon de grande taille : IC = [ 0,6 – 1 / √ 150 ; 0,6 + 1 / √ 150 ] = [ 0,52 ; 0,68 ]
On retrouve les mêmes intervalles de confiance qu’avec la première méthode.
Calculez l’intervalle de confiance de la valeur de 49 % de femelles opossum du doc.2 p.191
Population d’opossums : 147 dont 72 femelles, ce qui fait f = 72/147 = 0,489… donc 49 % ♀
Intervalle de confiance : IC = [ 0,49 – 1 / √ 147 ; 0,49 + 1 / √ 147 ] = [ 0,408 ; 0,572] donc entre 40 % et 57 %.
Cela fait une amplitude de 0,572-0,408 = 0,164
donc une marge d’erreur de 0,164/2 = 0,82 donc la valeur est précise à + ou – 8 %.
⸎ À partir d’un seul échantillon, l’effectif d’une population peut également être estimé à l’aide d’un intervalle de confiance. Une telle estimation est toujours assortie d’un niveau de confiance strictement inférieur à 100 % en raison de la fluctuation des échantillons. Pour un niveau de confiance donné, l’estimation est d’autant plus précise que la taille de l’échantillon est grande.
4/ Comparaison de séquences / logiciel
utiliser un logiciel pour définir les mots gène, allèle, mutation
Objectifs : Exprimer et exploiter des résultats à l’écrit en utilisant les technologies de l’informatique
Principe : les logiciels Anagène, Genigen sont des banques de données « database » permettant de manipuler des séquences d’ADN. Il suffit d’ouvrir les « tiroirs » pour trouver des séquences d’ADN puis de les comparer...
-Comparer des séquences de nucléotides de différents gènes différents pour donner une définition du mot gène.
-Comparer des séquences de nucléotides de différents allèles d’un même gène pour donner une définition du mot allèle et du mot mutation
Protocole :
Charger les allèles A,B et O du gène des groupes sanguins : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/?load=PAC-ABO
Manipuler les différentes fonctions proposées (curseur, taille de police, couleurs, cases à cocher, ...) pour faire connaissance avec le logiciel
Observer attentivement pour faire connaissance avec les trois molécules proposées...
La numérotation correspond au nombre de bases (donc de nucléotides). Quelle est la taille de ces 3 allèles # combien de bases (nucléotides) contiennent-ils ?
Réaliser un alignement des séquences (menu action) permet de mettre en évidence les différences entre les séquences en alignant toutes les parties identiques des molécules. Quelles sont les différences entre A et B ? A et O ? B et O ?
Ouvrir une nouvelle séquence de la banque (Alt B) pour comparer avec un autre gène.
Choisir un gène dans la banque de séquences (décochez protéines et ARN qui sont des molécules de nature differente)
Comparez le gène chargé avec celui des groupes sanguins : longeur, séquence. Quelle est la différence entre le gèen que vous avez choisi et celui des groupes sanguins ?
Rédiger une définition du mot « gène » grâce à la comparaison de deux gènes différents
Rédiger une définition du mot « allèle » grâce à la comparaison de deux allèles différents
Les allèles d'un gène sont apparus dans l'histoire par mutations. Rédiger une définition du mot « mutation ».
gène, allèle, mutation, séquence.
la structure moléculaire de l’ADN lui permet de porter une information.
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/