DS2 : les mécanismes de diversification du vivant. Partie 1

DS2!: les mécanismes de diversification du vivant.
Partie 1 restitution de connaissances. (10 points) (20 minutes maxi)
QCM avec support documentaire: Cochez la ou les réponses exactes.
1!: Une figure de division cellulaire.
La situation ci- contre
1
Ne peut exister que dans une cellule en première division
de méiose
2
Correspond à deux chromosomes homologues
3
Suppose qu'il y a eu obligatoirement un crossing-over
4
Ne peut exister que dans une cellule diploïde
5
Ne peut pas exister
2!: Un croisement chez les moustiques.
Lorsqu’on croise des moustiques homozygotes, l’un de type sauvage (corps gris, oeil prune), l’autre à
corps noir et oeil clair, tous les individus de la F1 obtenus sont de type sauvage.
Lorsque les femelles F1 sont croisées avec des mâles à corps noir et œil clair, on obtient les résultats
suivants :
_ 698 moustiques à corps gris et oeil prune,
_ 712 moustiques à corps noir et oeil clair,
_ 290 moustiques à corps gris et oeil clair,
_ 282 moustiques à corps noir et oeil prune.
1
Les allèles (corps gris) et (œil prune) sont dominants.
2
Le second croisement est un croisement test.
3
Les résultats du second croisement mettent en évidence un brassage interchromosomique
4
Les femelles de F1 produisent 4 gamètes équiprobables
5
Les gènes sont liés.
3. Etude d’un caryotype.(1)
Ce caryotype!:
1
Est celui d’une femme
2
Est anormal
3/3
Est celui d’un gamète produit par une femme (Pas certain)
4
A été réalisé à la fin de la méiose.
5
A été réalisé à la fin de la méiose 1
6
Provient d’une non-disjonction d’une paire de
chromosomes homologues.
7
Après fécondation avec un gamète normal, il donnera un
caryotype trisomique.
4. Etude d’un caryotype.(2)
Ce caryotype est celui d’une graminée.
1
Sa formule chromosomique est 2n = 28
2
Cette espèce est fertile
3
Il peut provenir d’une hybridation de 2 espèces 2n = 24
4
Il peut provenir d’une hybridation de 2 espèces, suivie
d’une polyploïdisation.

5. Une expérience sur des bactéries.
Les résultats de cette expérience nous apprennent
que!:
1
Aucune mutation spontanée ne s’est
produite dans les groupes témoins.
2
Les bactéries de l’expérience
«!mélange!»ont trouvé les acides aminés
dont elles ont besoin dans la gélose
3
Un transfert de gènes s’est produit dans
l’expérience «!mélange!»
4
Les souches [arg+, tr-] ont acquis la
capacité de synthétiser le tryptophane
dans l’expérience «!mélange!»
6. Les macaques de l’île de Koshima au Japon!:
Les biologistes japonais modifièrent le comportement alimentaire de la colonie de macaques (Macaca
Fuscata) qui vivait là. Ils jetèrent des patates douces sur la plage, qui n'est pas un territoire coutumier de
ces animaux. Une femelle, Imo, âgée de deux ans, commença à laver les patates douces dans l'eau de mer
avant de les manger. 4 ans après, 50 % des individus lavent leurs patates douces. Mais les vieux mâles et
certaines femelles dominantes n’ont jamais lavé ces patates.
Cette colonie finit par prendre possession de ce nouvel habitat, le bord de mer, et y acquirent de nouveaux
comportements adaptés à ce nouveau milieu, comme la nage, la découverte et le traitement innovateur de
nouvelles sources de nourriture.
1
Le comportement de lavage des aliments a une composante génétique.
2
Il s’est transmis par apprentissage.
3
Il a permis une diversification du vivant en provoquant une mutation.
4
Il a permis de nouvelles adaptations à l’environnement
5
La population qui a acquis ce comportement se trouve avantagée.
Correction méthodologique.
Partie 2!: résoudre un problème nouveau.(5 points)
Une salamandre chlorophyllienne.
A partir de l’exploitation méthodique des documents proposés, identifiez le mécanisme à l’origine de
cette espèce de salamandre et dites en quoi il participe à la diversification du vivant.
(Problème)
La Salamandre ponctuée (Amblystoma maculatum) est un vertébré amphibien qui vit enfouie sous terre
et ne sort qu'au printemps pour pondre dans une mare ou sur les bords d'un lac.
Les œufs se développent dans des eaux peu profondes.
Oophila amblystomatis, est une algue verte unicellulaire qui doit sont nom au fait qu'elle se développe
dans les oeufs des salamandres.
L’algue n’a jamais été observée à l’état libre dans le milieu.
(infos)

Document 1!: Observation microscopique de cellules musculaires d’embryon de salamandre.
Myocyte = cellule musculaire
Myofibrille!: protéines des cellules musculaires
Saisie
Interprétation (+ connaissances)
Le document représente une photographie en
microscopie électronique d’une cellule
embryonnaire de salamandre et un agrandissement.
Je vois que l’algue est située à l’intérieur de la
cellule embryonnaire.
On note que cette algue est bien chlorophyllienne,
elle présente un chloroplaste.
L’algue n’a jamais été observée à l’état libre dans le
milieu
Je sais que des organismes vivants peuvent
s’associer de façon permanente pour vivre, ils
partagent alors certains bénéfices de façon plus ou
moins exclusive!: c’est la symbiose.
 DONC, il s’agit ici d’une endosymbiose (le
symbionte est dans les cellules de l’hôte) entre un
vertébré et une algue chlorophyllienne.
Cette symbiose paraît obligatoire puisque l’algue
n’existe pas à l’état libre.
Quels sont les bénéfices réciproques tirés de cette association!?
Document 2!: Mesure de la pression d’O2 dans des œufs de salamandre
L’algue.
Une cellule embryonnaire
Algue DANS la
cellule
Clhoroplaste
A la lumière!: PO2  quand
on «!s’enfonce!» dans l’œuf et
25Kpa en moyenne
A L’obscurité: PO2  quand
on «!s’enfonce!» dans l’œuf et
2Kpa en moyenne

Saisie
Interprétation (+ connaissances)
Le document représente la pression en O2
(évaluation quantité d’O2) en fonction de la
profondeur de l’œuf.
Je vois que
- A la surface de l’œuf la pression d’O2 est de
20Kpa (ce qui correspond au 20% d’O2)
- En profondeur, la pression est modifiée!: elle
diminue à l’obscurité ( +/-2 Kpa) tandis
qu’elle augmente à la lumière ( +/- 25
Kpa)
Je sais que l’algue chlorophyllienne réalise la
photosynthèse grâce à ses chloroplastes!: elle capte
la lumière (l’œuf se développe dans des eaux peu
profondes) et produit de la matière organique et de
l’O2.
DONC la photosynthèse réalisée par l’algue
représente une source d’O2 pour les cellules de
l’œuf (et notamment les cellules profondes)
Sachant que l’O2 est indispensable à la respiration cellulaire, on peut imaginer que cet apport en O2 est
bénéfique au fonctionnement des cellules embryonnaires.
Document 3!: résultats d’expériences.
3 lots de 300 oeufs de Salamandre présentant l'association avec l'algue Oophila sont placés dans des
conditions différentes :
- Le premier lot est élevé en absence de lumière
- Le second avec une alternance de 12 H de lumière et de 12 H d'obscurité
- Le troisième lot est placé dans un environnement avec 24H de lumière par jour.
Si l'embryon est extrait de l'oeuf et qu'il ne reste que la masse gélatineuse, les algues ne se multiplient pas.
Les chercheurs pensent que les algues Oophila ont besoin des déchets produits par l'embryon (déchets
azotés, CO2...) pour se multiplier.
Saisie
Interprétation (+ connaissances)
Le document représente le % d’éclosion en fonction
de la durée de développement des œufs dans ≠
conditions d’éclairement.
Je vois que
A la lumière 80 % desœufs
ont éclos au 52ième jour
A L’obscurité: il faut 70 jours
pour atteindre les 80%
A 52 jours %> avec 12/12.

- Un maximum d’œufs éclosent plus
rapidement en présence de lumière!:
exemple!: 80% en 52 jours, tandis qu’il faut
70 jours pour atteindre les 80% dans les
autres conditions d’éclairage.
- Un éclairement de 12 heures accélère aussi
légèrement la durée du développement de
l’embryon par rapport au lot non éclairé (en
50 jours 30% des embryons éclairés 12 h par
jour éclos, contre 22% dans le groupe non
éclairé).
Les algues Oophila ont besoin des déchets produits
par l'embryon (déchets azotés, CO2...) pour se
multiplier
 La lumière augmente la vitesse du
développement embryonnaire et accélère l'éclosion.
La présence des algues! améliore, donc, le
développement des embryons.
La photosynthèse produisant de l’O2, et l’O2
participant au mécanisme de production d’énergie
(respiration), je peux faire l’hypothèse que les œufs
bénéficie de l’activité photosynthétique des algues.
Je sais que le CO2 et les éléments azotés sont
indispensables à la photosynthèse
DONC, je peux dire que l’algue bénéficie aussi du
métabolisme des cellules de l’œufs qui lui
fournissent les éléments indispensables à la
réalisation de la photosynthèse.
Mise en relation!:
La salamandre assure son développement grâce à une endosymbiose (doc1)!: l’algue vit de façon
obligatoire dans les cellules embryonnaires.
La salamandre bénéficie de la production d’O2 de l’algue par photosynthèse (doc2), cet apport
d’O2 accélère le développement embryonnaire (doc3) et potentialise la réussite reproductive.
L’algue bénéficie des déchets du métabolisme des cellules embryonnaires pour réaliser sa photosynthèse
(doc3) elle ne peut vivre sans cette symbiose.(doc1)
Différentes données scientifiques semblent montrer que certains organites des eucaryotes se sont
mis en place par un processus d’endosymbiose. Ainsi les mitochondries, les chloroplastes seraient, issus
de l’endosymbiose de bactéries dans des cellules eucaryotes. Ce mécanisme a été fondamental dans la
diversification des lignées cellulaires du vivant.