Comment notre patrimoine héréditaire individuel évlolue-t-il ?

4,1,3/ Evolution du patrimoine génétique

1/ La mitose engendre des clones

Comprendre la notion de clone à partir de divers exemples tirés de l’agriculture ou du domaine de la santé (cellules cancéreuses, lymphocytes B producteurs d’un seul anticorps, clones bactériens).

rappel TP sur la mitose / extrémités racinaires de Jacinthe : http://svtotriolo.free.fr/photos/mitose/lame_mitose.htm

• Réalisez un schéma de mitose

• à 2n=6

• différencier les pairs par la forme (taille et position du centromère)

• différencier les homologues (chromosomes paternel & maternels) par la couleur,

• marquer deux gènes sur 2 chs différents, ex : groupe sg (A//B) et (+//-)

• Rappel sur le cancer

la succession de mitoses produit un clone, c’est-à-dire un ensemble de cellules, toutes génétiquement identiques, aux mutations près. Ces clones sont constitués de cellules séparées (cas des nombreuses bactéries ou de nos cellules sanguines) ou associées de façon stable (cas des tissus solides).

• Diapo sordaria : Prendre des notes et complétez les schémas ©

• TP BAC /Sordaria

video d’élèves : Qui donc a saboté la méiose ? https://youtu.be/G2K2MPQGHjw

• prendre des notes

Les accidents génétiques de la méiose

Des anomalies peuvent survenir au cours de la méiose : crossing-over inégal ; migrations anormales de chromatides au cours des divisions de méiose…

Ces accidents, souvent létaux, engendrent parfois une diversification importante des génomes et jouent un rôle essentiel dans l’évolution biologique (familles multigéniques, barrières entre populations…).

Sitothèque

Combien de cellules composent un être humain ? : https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1002533#pbio-1002533-g002

mutations somatiques des cellules sanguines : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6163040/

Identification d’un des gènes associés aux travaux de Mendel : https://www.sciencelearn.org.nz/resources/2001-identifying-mendel-s-pea-genes

Lois de Mendel :

• site de SB : http://www.edu.upmc.fr/uel/biologie/analgen/apprendre/1_histoire/loisdemendel_det1.htm ;

• site de Suzette Bazetoux, Jacqueline Laurent, Christine Richard-Molard : http://uel.unisciel.fr/biologie/analgen/analgen_ch01/co/apprendre_ch1_01_01.html

Photos méiose :

µphoto : https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSAcnzig2c3UW-m3YxE5Gu5l_lV7Ee01MYxnLe25H6plYt3CdALrQ

µphoto et schémas : http://imagesbiogeolfxm.free.fr/mitose/original/brassage%20intrachromosomique.jpg

images légendées : http://www.svtauclairjj.fr/meiose/anateloI.htm#

Manuel en ligne : https://fr.calameo.com/read/0049569798519072fbf59

Lexique : http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelavieaulycee/lexique.htm

Jeu : Croisons des gradons : https://www.espace-sciences.org/sites/espace-sciences.org/files/documents/animations-en-ligne/biologie/dragons/mendel.swf

Petit jeu génétique sur la famille Simpson: http://departement.cegepstfe.ca/sciences/lduchesne/101nya/labos/lab_genetique_lignage/sampson.htm

caryotype Down : 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

schématiser la division cellulaire : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/division_cellulaire.swf

schémas de la méiose : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article2345 et http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1734

animations sur la méiose : http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=D1_-mQS_FZ0

Comparaison mitose / méïose : http://www.biologieenflash.net/sommaire.html

Méiose Tours Flash : http://genet.univ-tours.fr//gen000100_fichiers/MEIOSE.SWF

logiciel genetique.exe à télécharger: http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/genetique/genetique.htm

logiciel méiodule : http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/logiciels/meiodule/

virtual classroom : http://www.vcbio.science.ru.nl/en/virtuallessons/meiostage/

Animal Cell Meiosis : Cell alive : http://www.cellsalive.com/meiosis.htm

photos des différents mutants de drosophiles : http://criantdrosophiles.blogspot.fr/2010_07_16_archive.html ; http://carroll.molbio.wisc.edu/images.html 

comment élever des drosophiles : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/drosoelevage/dros-elv.htm ;

logiciel croisement drosophiles sur net : http://inforef.be/swi/drosolab.htm

test cross dragons / 2 gènes non liés : http://www.espace-sciences.org/sites/espace-sciences.org/files/documents/animations-en-ligne/biologie/dragons/mendel.swf

familles multigéniques :

http://www.edu.upmc.fr/sdv/masselot_05001/biodiversite/duplication.html

http://www.chups.jussieu.fr/polys/biochimie/SFbioch/POLY.Chp.3.6.html

http://librairiedemolecules.education.fr/outils/pevf/pe1_982/classes/cl1l_fm.htm

http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/mecanismes/globines/html/synthese.htm

Les anges-gardiens de la stabilité du génome : http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=8841

Tests génétiques A quoi servent-ils ? https://www.inserm.fr/dossier/tests-genetiques/+

test génétique

2,2/ Les moteurs de l'évolution

1/ Sélection naturelle

Analyser une situation d’évolution biologique expliquant un écart par rapport au modèle.

Manuel p.192-193

video 3'38'' Pierre Gouyon : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/selection_naturelle-HD.mp4

Jeu Constantino /Phalène : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/phalenes/ : afficher les graphiques et interpréter

Jeu Colorado University / lapins : http://phet.colorado.edu/en/simulation/natural-selection

faire la liste des facteurs influençant l’effectif de la population de lapins, de loups, de végétaux

♥♦♠♣ QCM sur Jecoldirec : utilisez le document envoyé par mail intitulé "Palu et Derpano" plutôt que le doc source universitaire (plus compliqué) : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/gen12ch8b.htm

bilan 2nde : La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.

presentations : who takes which ?

Daria : 402 words : https://www.the-scientist.com/penguins-are-among-the-world-s-slowest-evolving-birds-study-70249 Penguins Are Among the World’s Slowest-Evolving Birds: Study

Aymone : 324 words : https://www.nationalgeographic.co.uk/environment-and-conservation/2021/03/oceans-need-protection-now-a-new-blueprint-may-help-countries Oceans need protection now. A new blueprint may help countries reach their goals.

227 words : https://www.bbc.com/future/article/20210316-how-the-human-right-to-a-healthy-environment-helps-nature The human right that benefits nature

Louis Marie : 245 words : https://www.bbc.com/future/article/20210323-climate-change-the-rivers-that-breathe-greenhouse-gasesThe rivers that 'breathe' greenhouse gases

Ines : 255 W :https://www.bbc.com/future/article/20201016-why-we-cant-survive-without-water How long can you survive without water?

424 W :https://www.newscientist.com/article/2332431-hummingbird-that-was-feared-extinct-is-spotted-in-colombian-mountains/ Hummingbird that was feared extinct is spotted in Colombian mountains

483 W : https://www.ldeo.columbia.edu/news-events/ice-disappearing-record-speed The Ice Is Disappearing at Record Speed

Text 213 words : DNA sequencing: bench to bedside and beyond : https://academic.oup.com/nar/article/35/18/6227/2402812

video 7'59 : https://www.youtube.com/watch?v=NNASRkIU5Fw Nucleic Acids. Paul Andersen explains the importance and structure of nucleic acids. He begins with an introduction to DNA and RNA. He then describes the important parts of a nucleotide and shows how they are connected through covalent and hydrogen bonding.

presentation :

text 338 words : https://gc.copernicus.org/articles/3/427/2020/gc-3-427-2020.html

italia's geology : http://www.luniversoeluomo.org/geolog/lazio/2geo_laz.htm

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

paintings reproductions : https://www.wga.hu/index1.html

Geologic Faults comic: https://xkcd.com/1874/

2/ La méiose mélange les combinaisons d’allèles

Schématiser les conséquences de la méiose pour deux paires d’allèles portés par deux chromosomes différents ou par un même chromosome.

Interpréter des résultats de croisements avec transmission de deux paires d’allèles (liés ou non entre eux), portés ou pas par les chromosomes sexuels.

• Diapo Drosophiles1 : Prendre des notes et complétez les schémas ©

• TP drosophiles vg/eb : TP BAC

test cross = croisement d’un hétérozygote avec un homozygote récessif dans le but de déterminer le génotype et la place des gènes sur les chromosomes

Brassage interchromosomique

En fin de méiose, chaque cellule produite reçoit un seul des deux allèles de chaque paire avec une probabilité équivalente.

Pour deux paires d’allèles, quatre combinaisons d’allèles sont possibles, équiprobables ou non en cas de gènes liés.

3/ Les brassages chromosomiques apportent de nouvelles combinaisons

Schématiser les conséquences de la méiose pour deux paires d’allèles portés par deux chromosomes différents ou par un même chromosome.

Interpréter des résultats de croisements avec transmission de deux paires d’allèles (liés ou non entre eux), portés ou pas par les chromosomes sexuels.

Schématiser les mécanismes expliquant certaines anomalies chromosomiques après méiose et fécondation.

• Diapo méiose : Prendre des notes et complétez les photos ©

crossing-over, enjambement, chiasma

brassage intrachromosomique en prophase 1

brassage interchromosomique en anaphase 1

• Diapo Drosophiles2 : Prendre des notes et complétez les schémas ©

• TP BAC /Drosophiles vg/bl/eb

• logiciel de croisement : https://www.didac-tic.fr/droso/

• logiciel https://svt.ac-versailles.fr/IMG/DrosoSimul/index.html

1,2,3/ Bilan cellulaire du métabolisme

1/ Deux types de métabolismes

 Schématiser des flux de matière et d’énergie au sein d’un organisme, entre les organismes et avec le milieu.

Respiration : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Fermentation : C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₆O + 2CO₂

Photosynthèse : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Les êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement (milieu, autre organisme) pour assurer les besoins de leur métabolisme (autotrophe, hétérotrophe).

autotrophe : se nourrit [trofein] tout seul [auto], sans matière organique produite par un autre [etero] être vivant

hétérotrophe : se nourrit [trofein] de matière organique, donc de matière produite par un autre [etero] être vivant

1,2,3/ Bilan cellulaire du métabolisme

1/ Deux types de métabolismes

 Schématiser des flux de matière et d’énergie au sein d’un organisme, entre les organismes et avec le milieu.

Respiration : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Fermentation : C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₆O + 2CO₂

Photosynthèse : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Les êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie avec leur environnement (milieu, autre organisme) pour assurer les besoins de leur métabolisme (autotrophe, hétérotrophe).

autotrophe : se nourrit [trofein] tout seul [auto], sans matière organique produite par un autre [etero] être vivant

hétérotrophe : se nourrit [trofein] de matière organique, donc de matière produite par un autre [etero] être vivant

Comment disposons-nous d’un patrimoine unique, différent pour chaque individu ?

4,1,2/ Genèse de génomes uniques

Le brassage des génomes par La reproduction sexuée des eucaryotes

1/ La fécondation génère des combinaisons uniques

Extraire et organiser des informations sur l’élaboration des lois de Mendel.

Comprendre les relations de dominance / récessivité en fonction de l’équipement chromosomique chez les diploïdes (par exemple sur le système ABO, et/ou les gènes de la globine).

1. Expériences de Mendel : Manuel p.22 : répondre aux 3 questions p.23

2. Echiquier de croisement avec les groupes sanguins : Manuel p.24, répondre à la question 1 p.25

3. Petit jeu génétique sur la famille Simpson

4. Calculez le nb de combinaisons chromosomiques différentes possibles chez l’humain : nombre de gamètes possibles (n=23) ? => nombre de zygotes possibles (2n=46) ?ⁱ

La fécondation entre gamètes haploïdes rassemble, dans une même cellule diploïde, deux génomes d’origine indépendante apportant chacun un lot d’allèles.

Chaque paire d’allèles résultant est constituée de deux allèles identiques (homozygotie) ou de deux allèles différents (hétérozygotie).

Le nombre de combinaisons génétiques possibles dans les gamètes est d’autant plus élevé que le nombre de gènes à l’état hétérozygote est plus grand chez les parents.

prépa TP : utilisation loupe bino, repérage de différents mutants,

2/ La méiose mélange les combinaisons d’allèles

Schématiser les conséquences de la méiose pour deux paires d’allèles portés par deux chromosomes différents

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

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

2/ Dérive génétique

À partir d’un logiciel de simulation, montrer l’impact d’un faible effectif de population sur la dérive génétique et l’évolution rapide des fréquences alléliques.

Démarche 2nde : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

Démarche sur logiciel : pour accélérer les tirages et comptages, on peut utiliser un logiciel :

logiciel Constantino :

Effectuer 4 tirages (2 couleurs / 10 individus puis 100 individus ; 5 couleurs / 10 individuds puis 100 individus) , suivre sur plusieurs générations et noter le nombre de générations nécessaires pour obtenir une population uniforme (toutes les boules de la même couleur).

– application “en ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

– application “hors-ligne” : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/derive-diplo-local.zip

– fiche technique : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/FT-derive-diplo.pdf

autres logiciels :

http://philippe.cosentino.free.fr/productions/derivehtml5/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

bilan 2nde : La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

2/ Mesure du métabolisme des euglènes

F Mettre en oeuvre des expériences pour identifier les substrats et produits du métabolisme.

animation à compléter : https://svtanim.fr/besoins_cellules.htm

? Schématisez l'expérience

: tracer la courbe avec un logiciel tableur

schématisez les échanges de gaz

Photosynthèse // respiration

3/ Equation chimique de respiration et de photosynthèse

Respiration : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Photosynthèse : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

text 222w : https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Biology_(Kimball)/04%3A_Cell_Metabolism/4.11%3A_Metabolism

video 9'39 : https://youtu.be/7MNnsmxWIk0?si=MsrXhHySH5OeWtwX Not animal and not plant? What are you, Euglena? What is Euglena? This is a short microscope video to give an introduction to the basics of euglena, focusing on the fact, that euglena is plant and animal at the same time. The video also shows the fascinating behaviour of Euglena sanguinea, a species of euglena forming thick layers of cells on the surfaces of ponds and lakes turning the water seemingly into blood.

video 2'34 : https://youtu.be/_rrelS-jwNY?si=7q78XdLiiLdWxGX_Metabolism Module 1 - Overview of Cellular Metabolism