SVT_1_recherche de parentée

Intro : Le temps en biologie et en géologie :
Objectif : comprendre l'évolution biologique et géologique de notre planète.
Stabilité/variabilité : caractérise la terre et les êtres vivants : stabilité et variabilité.
Ex : une chaîne de montagne : à l'échelle d'une vie humaine : pas de modification du paysage stabilité
à l'échelle de millions d'année : les fleuves transportent des cailloux érosion.
Actuellement dans les Alpes on trouve des roches calcaires avec des fossiles marins importantes modifications
du paysage : à l'échelle des millions d'année variabilité.
Thème 1 :
PARENTE ENTRE LES ÊTRES
VIVANTS ACTUELS ET FOSSILES
Intro :
En 2nde : "cellule, ADN et unité du vivant."
L'étude du vivant à différente échelle : organisme, cellule, molécule à permit de dégager deux caractéristiques des
êtres vivants : unité (origine commune) + diversité (évolution).
Rappels de 1ere S :
¤ l'ADN : - dans le noyau
- aspect : double hélice :
(2 brins = 2 chaînes)
- 2 chaînes : 2 poly nucléotides
A : Adénine
T : Thymine
C : Cytosine
G : Guanine
Gène : fragment d'une molécule d'ADN qui a les informations nécessaires à la synthèse d'une chaîne polypeptidique
(Chaîne de plusieurs Acides Aminés (AA) reliés par les liaisons peptidiques).
Allèle : Un gène peut exister sous plusieurs versions qui diffère l'une de l'autre par leurs séquences de nucléotides
(différences minimes). Allèle = version différente d'un gène.
L'expression des gènes = synthèse :
- Transcription :
o Noyau
o Définition : synthèse d'une molécule d'ARNm à partir d'un brin d'ADN
Une molécule d'ARN est une copie de l'information du gène.
Traduction :
o Cytoplasme
o Définition : Utilisation de la molécule d'ARNm pour enchaîner les AA les uns aux autres pour
réaliser la synthèse d'une chaîne polypeptidique.
o Mécanisme : triplet de nucléotide : les codons. 1 codon = 1 AA.
Le code génétique est le système de correspondance entre codon et AA. Il est UNIVERSEL. Voir tableau p 90.
Le message est lu dans un seul sens codon par codon grâce aux ribosomes qui se déplacent le long de l'ARNm.
(Codon stop = arrêt de la synthèse)
La chaîne polypeptidique va se replier dans l'espace donnant une protéine avec une fonction particulière due à cette
configuration spatiale (elle dépend de la séquence en AA d'une chaîne polypeptidique).
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Nicolas MAILLARD TS2 2004 / 2005
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Chapitre 1 :
RECHERCHE DE PARENTES CHEZ LES VERTEBRES
ETABLISSEMENT DE PHYLOGENIE
I Données utilisables
A : Caractère homologue
1) Diversité des caractères utilisables
- Caractère morphologique ou anatomique
¤ Membres : voir TP
¤ Autres…
- Caractères embryologiques
Voir TP
- Caractères moléculaires
Séquence en nucléotide d'un gène ou séquence en AA d'une chaîne polypeptidique
2) L'homologie
- Ex : les membres :
Voir TP. Bien qu'ils n'aient ni le même aspect, ni la même fonction, ils sont tous construits de la même façon : trois
segments ayant les mêmes connexions avec les structures voisines. Ce sont des organes homologues. De plus ils ont
la même origine embryologique. L'homologie est donc une ressemblance héritée d'un ancêtre commun.
P 17 : papillon ; p 19 : chauve souris.
Les ailes ont un aspect très semblables ; même fonction : voler mais des structures différentes : cette
ressemblance n'est pas héritée d'un ancêtre commun. C'est la manifestation d'une adaptation aux contraintes d'un
même milieu.
- Cas des molécules :
doc 14 p 26
Des molécules homologues ont de grandes similitudes dans leurs séquences : elles dérivent d'une molécule possédé
par le plus récent ancêtre commun aux organismes étudiés. L'homologie traduit une parenté entre ces molécules
donc entre les organismes qui les possèdent. Ces molécules présentent des différences dues à des mutations qui se
sont accumulées au cours du temps et qui ont étés transmises. Plus l'ancêtre commun est récent, plus les
différences sont faibles.
Le degré de similitude renseigne donc sur le degré de parenté entre les organismes concernés.
B : Caractères judicieusement choisis
1) Les caractères doivent êtres informatifs/pertinents
Différencier certains organismes dans l'échantillon étudié.
Crocodile – mésange – grenouille : caractères doigt non informatif car ils l'ont tous.
Crocodile – grenouille – Homme : caractère amnios informatif : ils ne l’ont pas tous. Caractère informatif si il existe
sous 2 états différents dans l'échantillon étudié.
2) Les caractères polarisés
L'évolution se traduit par des modifications ( = innovation évolutives) transmises au fil des générations. (Apparition,
disparition, modification) pour tout caractère, on qualifie l'état préexistant (le plus ancien) d'état primitif ou
ancestral et le nouvel état est nommé état dérivé. Seul le partage d'état dérivé de caractères par certains groupes
de l'échantillon étudié permet de préciser les relations de parenté.
C : Bilan : une matrice des caractères
Matrice des caractères pour quelques tétrapodes :
Caractère
Amnios
Placenta
Etat primitif
Absence (0)
Absence (0)
Etat dérivé
Présence (1)
Présence (1)
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Animal
Crocodile
Mésange
Chauve – souris
Homme
Grenouille
Amnios
1
1
1
1
0
Placenta
0
0
1
1
0
II Représentation des liens de parenté
A : Leurs caractéristiques
(Des branches + des nœuds)
Un nœud correspond à un ancêtre commun ( = population ancestrale)
L'ancêtre commun possédait l'ensemble des caractères dérivés partagés par toutes ses espèces. Chaque nouvel
embranchement est justifié par une innovation évolutive.
Ex : prenons la phylogénétique des espèces a, b, c :
Plus le nombre d'innovation évolutive partagée par deux groupes/espèces est élevé, plus ces groupes sont
étroitement apparentés.
Application : préciser l'arbre des tétrapodes avec les caractères amnios et placenta
B : Quelques problèmes posés
1) Un seul ou plusieurs arbres ?
Si plusieurs arbres peuvent êtres construits à partir des mêmes données, l'arbre le plus probable est celui qui
comporte les moins d'innovation évolutive. (Car une innovation évolutive est quand même rare.)
2) Un fossile peut-il être un ancêtre commun à plusieurs organismes (à un groupe) ?
L'archéoptéryx partage un ancêtre commun avec les oiseaux mais il n'est pas l'ancêtre des oiseaux vivants
aujourd'hui. Il possède des caractères dérivés qui lui sont propres. Un ancêtre commun demeure hypothétique et ne
peut être assimilé à un fossile.
3) Y a-t-il concordance avec la classification traditionnelle ?
Non, il n'y a pas concordance. La classification traditionnelle : on se base sur les apparences, les ressemblances qui
ne sont pas forcement des homologies c'est pourquoi les poissons actuels ne constituent pas un seul groupe si on
prend en compte les relations de parentés.
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