4,2/ LA COMPLEXIFICATION DES GÉNOMES PAR ÉCHANGES ENTRE ESPÈCES

Objectifs : il s’agit de comprendre ici que des mécanismes non liés à la reproduction sexuée enrichissent les génomes de tous les êtres vivants.

Liens : SVT – classe de seconde : la cellule différenciée ; les organites.

Misensit°

en VO : https://youtu.be/rdro1Eq9VMg

https://youtu.be/kP8KWVs XK3k

D’où vient le pouvoir de Spiderman ?

Les échanges de gènes relèvent-ils de la fiction ?

4,2,1/ Transferts de gènes

1/ Transferts horizontaux de gènes

• Étudier des expériences historiques mettant en évidence la transformation bactérienne.

Manuel p.64

1928 Griffits : video 2'52 : https://youtu.be/d18t2fShMdQ?si=lK6-R86-Ql8Nl3F-

1944 Avery Mc Leod Mc Carty : video 6'07 : https://youtu.be/uVfW48pUlyY?si=szqk5mwTWip-UwuT

1955 : Hershey & Chase

Des échanges de matériel génétique, hors de la reproduction sexuée (transferts verticaux), constituent des transferts horizontaux. Ils se font par des processus variés (vecteurs viraux, conjugaison et transformation bactérienne…). Les transferts horizontaux sont très fréquents et ont des effets très importants sur l’évolution des populations et des écosystèmes.

2/ Transgénèse pour fabrique d’OGM

• Comprendre comment la connaissance des mécanismes des transferts horizontaux permet des applications biotechnologiques (notamment la production de molécules d’intérêt dans les lignées bactériennes).

Rappel de 1ères+2nde / transgénèse & OGM

voir chap 2,4,1,3

L’universalité de l’ADN et l’unicité de sa structure dans le monde vivant autorisent des échanges génétiques entre organismes non nécessairement apparentés.

3/ Traces de transferts chez l’humain

video 3' : https://www.arte.tv/fr/videos/087419-026-A/tu-mourras-moins-bete/ transfert de gènes

• Recenser des informations attestant l’existence de transferts horizontaux de gènes dans l’histoire du génome humain.

• Extraire et organiser des informations d’un arbre phylogénétique pour identifier l’importance des transferts horizontaux.

p.66-67 syncytine

TP Genigen : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/

comparez les gènes des syncytines humaines et virale : chargez les séquences puis alignez puis affichez le tableau de comparaison

Les pratiques de santé humaine sont concernées par les transferts horizontaux de gènes (propagation des résistances aux antibiotiques).

4,2,2/ Relations biotiques

1/ Typologie des relations hétérospécifiques

hétérospécifiques [entre différentes espèces]

• bénéfique, neutre ou néfaste,

• inter- ou intraspécifique

• extra- ou intracelluaire

• obligatoire ou facultative

• occasionnelle ou permanent

• directement (ex prédateur-proie) ou indirectement (ex ressource commune)

• => coévolution induite par ces échanges

Relation	Hôte	cible	effet	remarque	exemples obligatoires	exemples facultatives
Neutralisme	0	0	neutre	pas d'interaction	musaraigne & cerf dans une forêt
Symbiose	+	+	synergique	bénef réciproque	corail et zooxanthelles , lichens	mycorhizes, nodosités
Mutualisme	+	+	synergique	bénef réciproque	héron pique bœuf, coccinelle	plantes nectarifères entomogames - insectes nectarivores pollinisateurs
Compétition	-	-	néfaste		Vulpes vulpes - Buteo buteo	brulis de truffe Quercus robur - Fagus sylvatica
Coopération	+	+	bénéfique
Commensalisme	0	+	bénéfique		Remora	poisson clown - anémone certains mulots cohabitent avec des blaireaux, certaines chouettes nichent dans les cavités creusées et laissées par les pics noirs.
Amensalisme	-	+	néfaste	Production d'inhibiteurs	noyer	truffe
Parasitisme	-	+	néfaste		tique puceron puce coucou la graphiose de l’orme est une infestation de l’orme par le champignon Ophiostoma ulmi.	champignons
Prédation	-	+	néfaste		chat, coccinelle	plante carnivore

parasitisme : [du grec para : contre, à côté] aux dépens d'un hôte , de façon permanente ou pendant une phase de son cycle vital.

commensalisme : [du latin cum- : avec + mensa : table] « compagnon de table » association fréquente ou systématique entre deux êtres vivants dans laquelle l'hôte fournit une partie de sa nourriture au commensal qui ne lui nuit et ne le dérange pas ; il n’obtient en revanche aucune contrepartie évidente de ce dernier

mutualisme : [du latin mutuus, réciproque, qui s'échange]

symbiose : [du grec βίος bio : vie + σύν syn : ensemble] association à bénéfice réciproque, obligatoire ou permanente, de deux ou plusieurs organismes différents, mutuellement bénéfique, voire indispensable à leur survie. La symbiose est un cas particulier de mutualisme.

Endosymbiose  => intracellulaire

Ectosymbiose  => extracellulaire

https://www.mnhn.fr/fr/alerte-presse/des-liens-inattendus-entre-plantes-et-truffes

https://www.maxicours.com/se/cours/les-interactions-au-sein-d-un-ecosysteme/

https://biodiversite-foret.fr/2022/12/21/les-interactions-biotiques-ou-comment-vivre-ensemble/

https://www.supagro.fr/ress-pepites/processusecologiques/co/RPop.html

correc TP à rendre sur ED

correction : https://svt.enseigne.ac-lyon.fr/spip/?derive-et-selection-chez-la-drosophile

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. L'équilibre de Hardy-Weinberg est : p² + 2pq + q²=1

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.

4/ Quatre forces évolutives modifient l’équilibre théorique

Au cours de l’évolution biologique, la composition génétique des populations d’une espèce change de génération en génération. Les écarts entre les fréquences observées sur une population naturelle et les résultats du modèle s’expliquent notamment par les effets de forces évolutives (mutation, sélection, dérive, etc.).

• Migration = changement de lieu d'un organisme provoquant l'isolement de certains génômes, donc une évolution différente et éventuellement un croisement avec une nouvelle population et dans ce cas l'apport de nouveaux gènes pour la population.

• Mutation = modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN, à l'origine de nouveaux allèles.

• Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ... élimination des individus (allèles) les moins adptes à survivre et se reproduire.

• Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

2/ BIODIVERSITÉ, RÉSULTAT ET ÉTAPE DE L’ÉVOLUTION

Ce thème prend appui sur l’étude de la biodiversité actuelle et passée à différentes échelles (diversité des écosystèmes, des espèces et des individus). L’origine de la diversité des êtres vivants est expliquée par l’étude des mécanismes de l’évolution qui s’exercent à l’échelle d’une population, dont la sélection naturelle et la dérive génétique, ainsi que la spéciation. Elle montre aussi que les temps de l’évolution sont divers et liés au hasard (crise biologique, dérive génétique). Enfin, elle aborde la sélection sexuelle et son importance en termes évolutifs, en lien avec la communication dans une communauté d’organismes. Ce thème est l’occasion d’observer concrètement le vivant. Il s’inscrit dans la continuité de l’étude de l’évolution biologique commencée au collège et poursuivie dans l’enseignement de spécialité du cycle terminal.

2,1/ Les échelles de la biodiversité

1/ Définition de la biodiversité

? Exercice prise de notes/tête

biodiversité, échelles de biodiversité

Le terme de biodiversité est utilisé pour désigner la diversité du vivant et sa dynamique aux différentes échelles, depuis les variations entre membres d'une même espèce (diversité génétique) jusqu'aux différentes espèces et aux écosystèmes composant la biosphère.

2/ Comparaison de races

à l'aide des documents proposés

F Caractériser la variabilité phénotypique chez une espèce commune animale ou végétale et envisager les causes de cette variabilité.

phénotype = caractère observable (visible ou mesurable) d'un individu, d'une cellule ou d'un organisme, caractéristique d'un être vivant, observable à l'échelle moléculaire, cellulaire ou macroscopique, qui résulte de l'expression de ses gènes et, éventuellement, de l'influence exercée par l'environnement.

Du grec ancien φαίνω , « phaínô » (faire briller, montrer, paraître) et de τύπος, « tupos » (marque, type).

La spectrophotométrie est une technique de détection qui consiste à mesurer l'absorption de la lumière par des objets,

https://codexvirtualis.fr/codex/cabinet-de-curiosites-virtuel/des-animaux-et-des-milieux/tous-differents-une-espece

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3689469/#Sec2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3669759/#!po=50.0000

https://www.vigienature-ecole.fr/node/217

https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article548

opération escargots sce participatives : https://www.vigienature.fr/fr/operation-escargots

Au sein de chaque espèce, la diversité des individus repose sur la variabilité de l’ADN : c’est la diversité génétique. Différents allèles d'un même gène coexistent dans une même population, ils sont issus de mutations qui se sont produites au cours des générations.

talk about holydays

video 4'44 : https://youtu.be/aHJpJ23iaSc?si=OaIsMj-YsZ3Ny48v

text 204 w : https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-7050-9_13

practical work : let's taste kefir & fill the table

https://www.healthline.com/nutrition/8-fermented-foods#Frequently-asked-questions

https://draxe.com/nutrition/fermented-foods/

https://www.howtocook.recipes/36-fermented-foods-from-around-the-world/