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TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre N. COHEN Classe de terminale S Page 1 TP classe de terminale S – LPO LOUIS ARMAND TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre 4 TP n° SVT Classe de terminale S Durée : biologie 2h LA DIVERSIFICATION DU VIVANT CHAPITRE 2 : DIVERSIFICATION ET ÉVOLUTION DU VIVANT THÈME : LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’ÉVOLUTION DU VIVANT Lors de la méiose, parfois, des anomalies de crossing-over ou dans la répartition des chromosomes surviennent. Ces anomalies peuvent avoir des conséquences très variables selon les cas et selon les espèces. Elles peuvent contribuer à entretenir la biodiversité. La diversification du vivant peut aussi résulter d’associations entre différents organismes : la symbiose. Plus curieux encore, les virus ont même un rôle à jouer dans les mécanismes de diversification du monde vivant. Problématique : quelle est l’origine de la grande diversité des formes de vie sur Terre ? Capacités attendues : Étudier les modalités d'une modification du génome. Comparer des gènes du développement pour en identifier les homologies de séquences. Étudier un exemple de diversification du vivant sans modification du génome. I. BIODIVERSITÉ, POLYMORPHISME, ANEUPLOÏDIES, POLYPLOÏDIES. Objectif : montrer que des mutations ou des anomalies chromosomiques lors de la méiose peuvent avoir des conséquences variables selon les organismes et être à l’origine du polymorphisme des populations. Présenter l’importance des gènes du développement au sein du monde vivant. Matériel : livre (p 22-23 et p 36 à 39), ordinateur avec connexion à Internet, logiciel Anagène avec le fichier « homeobox.edi » dans le répertoire « sauve » d’anagène, logiciel Rastop avec le fichier « antennapedia.pdb » dans le répertoire « molecules ». Sur le site http://svtlouisarmand.free.fr vous trouverez différents dossiers comprenant des fichiers pdf, xls… Dont ceux ci-après : Polymorphisme.pdf (document sur la notion de polyallélisme et de polymorphisme) Code_genetique.pdf (code génétique) FT_anagene_comparaison.pdf (fiche-technique du logiciel « Anagène ») FT_rastop.pdf (fiche technique du logiciel « Rastop ») Aneuploïdie_et_polyploïdie.pdf (document présentant des cas d’anomalies du le nombre de chromosomes) Genes_homeotiques.pdf (document expliquant le rôle des gènes homéotiques et les conséquences de leur mutation) Homeobox.edi (fichier de molécules s’ouvrant avec Anagène et présentant une portion appelée homeobox de différents gènes homéotiques et qui code pour une portion appelée homéodomaine de protéines homéotiques. Disponible également dans le répertoire « sauve » d’Anagène) Antennapedia.pdb (fichier au format pdb s’ouvrant avec Rastop et correspondant aux modèles moléculaires de deux protéines homéotiques ANTP au contact de deux portions d’ADN). Disponible également dans le répertoire « molecules ». Aide à la résolution : commencez par montrer que le polymorphisme des populations est lié à l’existence de mutations à l’origine de nouveaux allèles et, à l’aide du livre, montrez que des anomalies lors de la méiose peuvent conduire à l’apparition de nouveaux gènes et contribuer à l’évolution des génomes mais peuvent aussi provoquer des anomalies chromosomiques néfastes chez l’Homme. Enfin, à l’aide de l’étude des gènes homéotiques, montrez, grâce aux logiciels « Anagène » et « Rastop » que des séquences particulières de ces gènes ont été conservées au cours de l’évolution et se retrouvent dans différentes espèces pourtant très éloignées mais également au sein d’une même famille multigénique chez l’Homme. Montrez que les mutations homéotiques peuvent avoir des conséquences radicales sur le développement embryonnaire. N. COHEN Page 2 TP classe de terminale S – LPO LOUIS ARMAND TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre II. Classe de terminale S GÉNOME, ÉLÉMENTS GÉNÉTIQUEMENT TRANSPOSABLES ET RÉTROVIRUS ENDOGÈNES. Objectif : montrer que notre génome est loin d’être stable et loin d’être à 100 % humain. Montrez que certains virus ont même joué un rôle dans l’évolution des primates. Matériel : ordinateur avec connexion à Internet, logiciel Anagène avec le fichier « syncytine.edi » dans le répertoire « sauve » d’Anagène. Sur le site http://svtlouisarmand.free.fr vous trouverez différents dossiers comprenant des fichiers pdf, xls… Dont ceux ci-après : EGT.pdf (document présentant les éléments génétiquement transposables et les rétrovirus endogènes). Syncytine.edi (fichier de molécules s’ouvrant avec Anagène et présentant une portion du génome du virus MPMV et du gène de la syncytine. Disponible également dans le répertoire « sauve » d’Anagène) FT_anagene_comparaison.pdf (fiche-technique du logiciel « Anagène ») Aide à la résolution : à l’aide des documents, expliquez la notion d’élément transposable et discutez de l’importance de ce phénomène dans le génome humain, notamment grâce à l’étude du gène à l’origine de la syncytine. Information complémentaire : le gène ERVW1 est un gène humain localisé sur le chromosome 7 qui permet la synthèse de la syncytine, une molécule assurant la mise en place dès l’implantation de l’embryon dans l’utérus maternel de ce qui deviendra par la suite le placenta. Le gène désigné ici sous l’appellation MPMV-enveloppe est un gène viral responsable de la synthèse de l’enveloppe du virus MPMV (Mason Pfizer Monkey virus) qui infecte les primates en pénétrant dans les cellules-cibles. III. SYMBIOSE ET ENDOSYMBIOSE. Objectif : rédiger un article, accompagné de schémas, afin de présenter un exemple d’association à bénéfice réciproque entre organismes. Matériel : livre (p 40-41), ordinateur avec connexion à Internet. Aide à la résolution : à l’aide d’une recherche sur Internet ou dans tout autre ouvrage de référence, définissez la notion de symbiose et choisissez un exemple à développer parmi les cas suivants : la théorie endosymbiotique, le lichen, les mycorhizes, Rhizobium, Acacia cornigera, la digestion chez la vache, les coraux. N. COHEN Page 3 TP classe de terminale S – LPO LOUIS ARMAND
