mardi 14 janvier 2014

§ Comment la biodiversité a-t-elle pu être modifiée au cours de l'évolution ?

2,3/ L'évolution de la biodiversité / Évolution des espèces

La biodiversité a été définie et présentée comme produit et étape de l'évolution. Dans les classes précédentes, il a été montré que des individus porteurs de diverses combinaisons génétiques peuvent différer par leurs potentiels reproducteurs (plus grande attirance sexuelle exercée sur le partenaire ; meilleure résistance à un facteur du milieu, aux prédateurs ; meilleur accès à la nourriture, etc.). Cette influence, associée à la dérive génétique, conduit à une modification de la diversité génétique des populations au cours du temps.

Bilan des acquis

  • notion de biodiversité à différentes échelles, et relations de cause à effet entre la biodiversité à l’échelle des organismes et la biodiversité génétique
  • ◦ le phénotype macroscopique dépend du phénotype cellulaire, lui-même induit par le phénotype moléculaire
  • ◦ le phénotype moléculaire dépend du patrimoine génétique de la cellule et de la nature des gènes qui s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés
  • ◦ l’expression d’un phénotype dépend donc du génotype et de l’environnement
  • les mutations sont la source aléatoire de la diversité des allèles, fondement de la biodiversité
  • • notion de caractères héréditaires, transmis lors de la reproduction sexuée, et modalités de cette transmission
  • • possibilité de survenues d’anomalies lors du déroulement de la méiose, conséquences de ces anomalies, pour l’individu, mais aussi dans un contexte d’évolution du vivant
  • • notion de plan d’organisation (des vertébrés)
  • • notion d’homologie moléculaire (utilisées pour établir des relations de parentés)

A1/ Définition de quatre forces évolutives / rappel de 2nde

Mechanisms : the processes of evolution : http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_14
Film du CNRS : http://www.cnrs.fr/biodiversite2010/spip.php?article5 → multimedia → video → « groupes humains, homogénéité et diverstité »
  • 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 = provoque l'apparition de nouveaux allèles par modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN.
  • Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ...
  • Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

A2/ Simulation de la dérive génétique / logiciels

dérive génétique

lundi 13 janvier 2014

A3/ Séparation des composants d'une protéine / chromatographie

séparation des acides aminés par chromatographie d'une protéine hydrolysée par un suc : http://www.didier-pol.net/2FTCCMAA.html
Chromatographie sur couche mince des acides amines d'un polypeptide : http://www.didier-pol.net/2CCMRES.htm
=> protéines = polypeptide = polymère d'acides aminés

A4/ Découpage d'une protéine à différentes échelles / schémas

formule chimique des acides aminés puis de la liaison peptidique : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/acideamine/acideamine.htm
structure I, II, III, IV d'une protéine :
Structure primaire
Structure secondaire
Structure tertiaire
Structure quaternaire
séquence d'acides aminés
= polypeptide
configuration spatiale simple = hélices, feuillets, boucles
configuration spatiale globale
= enchaînement des hélices, feuillets et boucles
assemblage de sous-unités
= complexe protéique

§ Acides nucléiques et protéines sont deux types de macromolécules contenant une séquence : quel est le lien ?

jeudi 9 janvier 2014

Pour fin janvier : fiche de synthèse sur la spéciation / gpe de 2
mots clefs : 
espèces, spéciation,
critères phénotypiques & interfécondité
isolement génétique, reproductif, géographique, écologique,
laps de temps

  1. Moustiques du métro de Londres → mutations – spéciation par isolement géographique – sélection naturelle / Bascouert & Hebert
  2. Souris de Madère → remaniements chromosomiques (fusions) – spéciation par isolement reproductif et/ou géographique – dérive génétique
  3. Ours blanc/ours brun (hybride : « le pizzly »), Tigre/lion, Corneille noire/corneille mantelée, Pouillots asiatiques, Pieris napi/Pieris bryoniae → Hybrides fertiles / Ponroy & Mahmoud
  4. Tournesols américains → modifications caryotypiques – spéciation par isolement reproductif – hybrides fertiles / Turbet
  5. Certains insectes Diptères (Culex, Aedes, Drosophila) dont les gamètes sont parasités par des Rickettsies ou par des bactéries du genre Wolbachia → Spéciation par isolement reproductif (les gamètes infectés par les rickettsies ne sont pas « compatibles » avec les gamètes non infectés)
  6. Saumons (Onchorhynchus), → Isolement reproductif écologique / Combaluzier & Denis
  7. Crapauds du genre Bombina → Isolement reproductif écologique / Aubergeon & Asselin
  8. Drosophiles → Selon les populations : isolement reproductif comportemental, écologique, mécanique
  9. Pouillot verdâtre (Phylloscopus trochiloïdes), → Anneaux de spéciation (spéciation par isolement gégographique) / Justin & Froger
  10. Goélands de l’hémisphère nord (Larus) → Anneaux de spéciation (spéciation par isolement gégographique) / Leroy & Juin
  11. Géosptizes des Galapagos, → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle
  12. Cyclidés des grands lacs africains, → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle / Marquet & Guilmet
  13. Drépanicidés → Spéciation – dérive génétique – sélection naturelle
  14. Fauvettes à tête noire → Spéciation – action de l’homme – compétition intraspécifique / Panetier
  15. Mésanges → Notion d’espèces, définition, limites / Onimus & Gaudin
  16. Guppy → Sélection naturelle / sélection sexuelle / Fuss
  17. Tigre/lion → Spéciation prézygotique - Barrière de reproduction = géographie et comportement / Langlais & Millerand
  18. Mouton/chèvre → Spéciation post-zygotique( développement de l’embryon stoppé au 1/3) / Naudet & Turbet & Guilleau
  19. Cheval / zèbre / Blin & Feve
  20. Hamster / Budain & Arnou

A4/ Découverte des membracides / diaporama

Modification des gènes de développement et apparition d’une troisième paire d’ailes chez les membracidés (cf ressource sur le site svt de nantes ) : http://www.blogg.org/blog-50595-billet-des_ailes_brisent_un_dogme_scientifique-1320793.html#.UOFdOeS88dV
Des insectes à 3 paires d'ailes : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2173.htm
Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage : http://www.nature.com/nature/journal/v473/n7345/abs/nature09977.html
Membracidés : un nouveau plan d'organisation chez les insectes : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/35540154/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281
la Famille des Membracides: http://aramel.free.fr/INSECTES10-8'.shtml
autres exemples :
  • Modification des gènes hox et disparition des membres chez les serpents
Gènes de développement
chronologie et intensité d'expression

§ protéines = phénotype moléculaire => liées au gène … mais comment ?

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

23/ Protéines, expression primaire de l’information génétique.

231/ Macromolécules à séquence dans la cellule

9 janvier : TP Rastop

A1/ Prétest de biochimie / rappel de 2nde

Une macromolécule
… est un polymère
comme par exemple
... formé de monomères ...
comme par exemple
… formés d'atomes
glucide
Polyoside
amidon, cellulose, saccharose
Oses
glucose, fructose, désoxyribose, ribose
CHO
lipide
Polyglycéride, …
huile, beurre
acides gras
Acide oléique, Acide butyrique
CHO
protide
Polypeptide
mélanine, albumine, hémoglobine
acides aminés
Acide glutamique, Acide aspartique, phenylalanine, méthionine, ...
CHON
acide nucléique
Polynucléotide
ADN, ,
Nucléotides
adénosine, cytidine, guanidine, thymidine,
CHONP
Métabolisme
molécule / macromolécule
polymère / monomère
molécule organique = CH
glucides , lipides = CHO
protides = CHON
ADN = CHONP
nucléotide = monomère de l'ADN
ose = monomère des glucides
acide gras = monomère des lipides
acide aminé = monomère des protides

FT/ logiciel de modélisation moléculaire / manuel p.394

Rastop, Raswin, Rasmol, jmol, ... sont des logiciels de modélisation moléculaire en 3D → forme des molécules et macromolécules

A2/ Modélisation virtuelle de molécules / logiciels

protocole / manuel p.40 : ouvrir Rastop ou Rasmol → fichier → ouvrir → « adn ec » correspondant à un morceau de molécule d'ADN, « ac nucl arnm » correspondant à un morceau de molécule d'ARN → organiser les fenêtres pour avoir les molécules côte à côte
Menu « atome » → « colorer par » → « forme » → différentie les nucléotides par la couleur
Menu « atome » → « colorer par » → « CPK » → différentie les atomes par la couleur
comparer les molécules et noter vos observations, trouver 3 différences entre ADN et ARN
vous pouvez aussi visualiser d'autres molécules :
glucides ; lipides ; protides ; acides nucléiques : ADN, ARN
SCHeMA-BILAN

mercredi 8 janvier 2014

révisions avant devoir / plan :
Theme 1 - The Earth in the Universe, life and evolution of life : a planet inhabited
1.2- The nature of life(suite)
 ...
§ Qu'est-ce que le matériel génétique?
123 - Molecular map of life : DNA
A1/ Modélisation moléculaire de l'ADN / maquette + Logiciel Rastop
A2/ comparaison de séquences d'ADN / Logiciel Anagène
A3/ Petite histoire génétique
A4/ Scientific sources about genetics
A5/ Schématisation d'une transgénèse
A5/ Débats sur éthique, clonage, transgénèse et ogm / articles + films
B123/ Plan du vivant : Structure et fonction de l'ADN

§ Qu'est-ce que l'évolution biologique?
13 - Evolution of life
§ Quelles preuves de parenté entre les espèces ?
131 - Relationship between living beings, homologies
A1/ Dissection de différents vertébrés
A2/ Schématisation anatomique / diagramme de polarité
B131/ Relations entre êtres vivants, homologies
§ Qu'est-ce qui fait évoluer ?
132 - Evolutionary forces
A1/ Film sur les forces évolutives
A2/ Définition des forces évolutives
A3/ Modélisation de la dérive génétique / maquette + logiciel
B132/ 4 forces évolutives : mutation, dérive, sélection, migration
§ Quel est le fruit de l'évolution ?
133 - Evolution and Biodiversity
A1/ Rappel / sortie et herbier
A2/ A walk in the forest / animation
A3/ Définir la biodiversité et l'évolution / diaporama
A4/ Outils de mesure de la biodiversité / animations
B133/ La biodiversité, résultat et étape de l’évolution

Theme 2 - Human Body, Health and Physical exercise. Physiological changes during exercise.
§ quel est le lien entre effort, dioxygène & nutriments ?
21 - Exercise and dioxygen
A1/ Expérimentation assistée par ordinateur ExAO
A2/ Exploitation des résultats ExAO
A3/ Mesure des capacités respiratoires totales / spirométrie
A4/ Calcul des capacités maximales / VO2max
A5/ Etude statistique du lien entre sport, obésité et diabète
B21/ exercice physique et dioxygène
§ Comment le cœur et les poumons fonctionnent-ils pendant un effort ?
22- Circulation and respiration during an effort
A1/ Mesure de la pression artérielle / Sphygmomanomètrie
A2/ ECG / ExAO 1
A3/ Dissection cardiopulmonaire
A4/ Anatomie pulmonaire fonctionelle / logiciels
A5/ Anatomie cardiaque fonctionelle / logiciels
A6/ Schématisation du circuit cardio-pulmonaire / animations
B22/circulation et respiration au cours de l'effort

mardi 7 janvier 2014

A4/ Protéine thermomètre chez Arabidopsis thaliana / article PrLaSce

B222/ Gènes et environnement

L’ensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule (phénotype moléculaire) dépend :
- du patrimoine génétique de la cellule (une mutation allélique peut être à l’origine d’une protéine différente ou de l’absence d’une protéine) ;
- de la nature des gènes qui s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés.

B/ Gènes et environnement/ schéma ©

Mots clefs : Phénotype moléculaire, microscopique, macroscopique, expression génétique, protéine, facteurs d'expression, variabilité

§ protéines = phénotype moléculaire => liées au gène … mais comment ?

§ Quel est le lien entre gènes et protéines ?

23/ Protéines, expression primaire de l’information génétique.

231/ Macromolécules à séquence dans la cellule

A1/ Prétest de biochimie / rappel de 2nde

gènes homéotiques, homologies moléculaires de séquences

FT / logiciels banques de séquences moléculaires

On dispose de deux logiciels pour le traitement des séquences des gènes homéotiques :
- SeqaidII : ce logiciel gratuit est déjà assez ancien ; il comporte néanmoins de multiples fonctions d'analyse, de conversion et de comparaison des séquences : http://www.inrp.fr/Acces/biogeo//genemol/seqaid.htm ; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC321006/
- Anagène : logiciel sous windows diffusé par le CNDP. Version de démonstration téléchargeable.

A4/ Découverte des membracides / diaporama

Modification des gènes de développement et apparition d’une troisième paire d’ailes chez les membracidés (cf ressource sur le site svt de nantes ) : http://www.blogg.org/blog-50595-billet-des_ailes_brisent_un_dogme_scientifique-1320793.html#.UOFdOeS88dV
Des insectes à 3 paires d'ailes : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2173.htm
Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage : http://www.nature.com/nature/journal/v473/n7345/abs/nature09977.html
Membracidés : un nouveau plan d'organisation chez les insectes : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/35540154/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281
la Famille des Membracides: http://aramel.free.fr/INSECTES10-8'.shtml
autres exemples :
  • Modification des gènes hox et disparition des membres chez les serpents
Gènes de développement
chronologie et intensité d'expression

lundi 6 janvier 2014

§ des pelages pas tous génétiques

§ Génétique ou environnement ? Nature ou culture ? Inné ou acquis ?

222/ Gènes et environnement

A1/ Exercices sur lapins himalayens / documents

rôles de l’environnement et du génotype dans l’expression d’un phénotype.

C/ poursuivre avec quelques articles colorés

Mécanismes génétiques de la couleur des yeux : http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=4116
Génétique de la couleur et de la texture du pelage chez le chat domestique : http://www.academie-veterinaire-defrance.org/fileadmin/user_upload/Bulletin/pdf/2012/numero_3/205.pdf
Mélanisme et évolution chez la souris pocketmice : http://www.svt-hatier.com/ressources/chap_4/svt2_c4_app.pdf
The genetic basis of adaptive melanism in pocket mice : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC154334/#_blank

A2/ Comparaison d'allèles phénylcétonuriques / Anagène

Anagène → fichier → banque de séquences → la phenylalanine hydroxylase
remplir la première colonne du tableau (attention avec bases complémentaires)
rôle de l'alimentation sur le génotype

A3/ Comparaison de gènes sur banque de séquences / logiciel anagène

Protocole / Manuel p 64
  • drépanocytose : fichier → thèmes d'étude → relation pheno-génotype → phénotype drépanocytaire → comparer les séquences → comparaison simple → noter les différences
  • albinisme : fichier → banque de séquences → tyrosinase → tyrcod1 & tyralba1 → comparer → comparaison simple → noter les différences
  • groupes sanguins : fichier → banque de séquences → système ABO des groupes sanguins
Charger des séquences - « acod.adn », « bcod.adn » et « ocod.adn » sont les allèles du gène des groupes sanguins [« .cod.adn » = ADN, « .pro » = protéine]
Comparer (alignement avec discontinuité) - combien de bases (nucléotides) en commun ? Différents ?
gène, allèles, génotype
allèle, géne, génotype, homo/hétérozygote

A4/ Protéine thermomètre chez Arabidopsis thaliana / article PrLaSce

A3/ Comparaison de gènes homéotiques / logiciel Anagène

Protocole / manuel p.38 : ouvrir le logiciel Anangène – dossier « boxthm » - ouvrir les quatre fichiers – comparer les séquences , - prendre les informations pour avoir les % d'identité – construire un tableau des identités, appelé matrice en phylogénèse.
différents mutants homéotiques : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/ATP/gen-dros.htm
Développement embryonnaire et gènes sélecteurs : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/homeotique/index.html
gènes homéotiques, homologies moléculaires de séquences