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.
dossiers
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
voir cours génétique !
Etapes
de la transgenèse associées aux
outils et techniques de biologie moléculaire
1/ Repérer un caractère intéressant dans un
organisme vivant
Sélection variétale
2/ Identifier la protéine responsable de ce
caractère
3/
Identifier & isoler le gène d'intérêt
/ Examen du génome
Cartographie
du génome - Séquençage
Identifier
'un gène dans un mélange de fragments d'ADN.
Enzyme de restriction - Southern blot
4/ Réaliser et amplifier une construction génique
Insertion d'un fragment d'ADN dans un plasmide
Introduction
du plasmide modifié dans le génome de la cellule hôte.
Construction génique - Clonage d'un gène.
5/ Transférer de l'ADN
Introduire
un ADN étranger ou remplacer un fragment d'ADN
Vecteurs biologiques (bactéries, virus)
Recombinaison homologue
Fusion utilisant des liposomes
Transfection
Utilisation du polyéthylène glycol (PEG)
Micro-injection in vitro
Electroporation
Canon à particules
6/
Contrôler l'efficacité du transfert chez l'hôte par détection
directe des transgènes
Hybridation
in situ - PCR
7/
Sélectionner des cellules exprimant le gène ajouté par tri
Gène de sélection - Gènes rapporteurs
http://acces.ens-lyon.fr/biotic/biomol/transgen/html/etapes.htm
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
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.
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).
Comprendre les
enjeux de société relatifs à la production des semences.
Conduire un projet
pour suivre une culture de semences commerciales sur plusieurs
générations, en prévoyant un protocole de comparaison des
productions obtenues.
Identifier des
caractères favorisés par la domestication (taille, rendement de
croissance, nombre des graines, précocité, déhiscence, couleur…).
Recenser, extraire
et organiser des informations sur des exemples d’utilisation de
biotechnologies pour créer de nouvelles variétés : transgénèse,
édition génomique…
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.
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…).
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.
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