TS quelques points de repères dans les différents chapitres

TS quelques points de repères dans les différents chapitres.
Chap 2 : Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles – phylogenèse –Evolution
Etablissement de phylogénie
Notion
Contenu
Taxon regroupant tous les descendants d’un ancêtre commun. Il est défini par un caractère
dérivé partagé par l’ensemble des êtres vivants qu’il regroupe..
Taxon
Regroupement d’êtres vivants dans une classification, un clade est un taxon
Caractère dérivé et L’état dérivé du caractère (on parle souvent de caractère dérivé) est l’état nouveau apparu
primitif (état dérivé et chez l’ancêtre commun le plus ancien du clade. Ses propres ancêtres possédaient le
primitif
d’un caractère à l’état primitif
caractère)
Homologie
Deux structures molécules etc descendant d’une structure molécule … ancestrale
commune.
Horloge moléculaire
Hypothèse réalisée si la distance génétique entre deux portions homologues d’ADN est
grossièrement proportionnelle au temps qui sépare leur état actuel de la séparation des
deux séquences (spéciation ou duplication de gène)
Distance génétique
Nombre de mutations accumulées différenciant deux portions homologues d’ADN (ou
indirectement d ‘acides aminés).
Arbre phylogénétique Représentation graphique des relations de parentés entre différentes espèces.
Le degré de parenté est donné par le nombre de caractères dérivés partagés. Plus deux
espèces partagent de caractères dérivés, plus leur parenté est grande.
Nœud d’un arbre Représente l’évènement isolant génétiquement deux lignées. Sur un arbre phylogénétique
phylogénétique
il représente une spéciation, s’il s’agit d’une famille de protéine, le nœud représente la
duplication de gène. L’apparition des caractères dérivés ne doit pas être placés sur les
nœuds.
Fossile vivant
Espèce actuelle ayant conservé de nombreux caractère de l’espèce ancestrale. Attention
que sa distance génétique à l’espèce ancestrale est la même que celle de n’importe quel
représentant actuel du même clade.
Clade
La lignée humaine. Place de l’homme dans le règne animal.
Notion
Contenu
Situation de l’espèce
humaine dans l’arbre
de la vie
Connaître les clades emboîtés auxquels appartient l’espèce humaine (eucaryotes,
vertébrés, tétrapodes, amniotes, mammifères, primates, hominoïdes, hominidés,
homininés) avec le caractère dérivé définissant chaque clade, la date approximative
d’apparition.
Les représentants actuels des « singes sans queue » : gibbon, orang-outan, homme,
chimpanzé bonobo, gorille. Plus ancien fossile : le proconsul (23 Ma)
Groupe descendant de l’ancêtre commun de l’homme chimpanzé gorille (13 Ma ?)
Groupe d’hominidés possédant des caractères dérivés en rapport avec la bipédie. Bassin
élargi, avancement du trou occipital, forme de l’articulation du genou (+ réduction des
canines). Plus anciens fossiles Orrorin tugenensis (-6 Ma) peut être Toumaï (-7Ma) si sa
bipédie est confirmée
Caractères dérivés propres (ou particulièrement développés chez) à l’homme la bipédie
régression de la face, augmentation du volume crânien, production et utilisation d’outils.
Au moins un de ces caractères doit être présent.
Savoir les tirer d’une comparaison avec le chimpanzé ou le gorille).
Australopithecus anamensis (-4 Ma)
Australopithecus Afarensis (- 3,5 Ma) c’est la célèbre Lucy (peut être responsable des
empreintes de Laetoli).
Australopithecus (Paranthropus) robustus (-1 –2 Ma)
N’ont pas d’industrie attestée, volume cérébral 450 cc voisin du chimpanzé.
Homo habilis (-1.5 –2.5 Ma Afrique de l’Est, industrie de galets aménagés, volume cérébral
650 cc
Hominoïdes
Hominidés
Homininés
Critères d’appartenance
à la lignée humaine.
Fossiles d’homininés à
connaître:Australopithe
cus (singes de l’Est, ils
ont tous été trouvés
dans l’Est africain)
Homo
Caractère buissonnant
de l’évolution humaine
Homo Erectus (-1.7 Ma  -0.1) Afrique de l’E puis tout le vieux monde. Un Erectus africain
tardif (homo ergaster) semble avoir donné toute la population humaine ultérieure.
Homo Neanderthalensis (-0.5 à –30000) occupe l’Europe de l'ouest.
Homo sapiens apparaît au proche orient (-0,1 Ma  actuel) occupe le monde entier et
remplace les erectus.
A chaque époque (sauf l’actuelle) plusieurs espèces d’homininés coexistent chacune
évoluant en se spécialisant dans une niche écologique différente. La tendance à
l’encéphalisation par exemple n’est nette que dans une branche, le renforcement de la
puissance des mâchoires s’observant dans une autre.
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Chapitre 3 : Stabilité et variabilité des génomes et évolution.
Partie 2 : innovations génétiques
Notion
Contenu
Polyallélisme et
polymorphisme
génique
Mutations ponctuelles
Les allèles sont des variantes d’un gène, ils occupent un locus précis sur un chromosome
donné (ne pas confondre avec des gènes dupliqués qui occupent des loci différentes).
Une seule base azotée est affectée, ce peut être une insertion, une délétion, une
substitution. Insertion et délétion modifient toujours le cadre de lecture. Une substitution
peut donner une mutation neutre ou silencieuse (pas de modification de la séquence
d’acides aminés) une substitution d’un aa dans la protéine (faux sens) où l’apparition d’un
codon stop arrêtant la traduction (mutation non-sens).
Les mutations apparaissent au hasard.
Différents types d’effet Mutations affectant le succès reproductif (positivement, négativement, cas de la sélection
des mutations
diversifiante où c’est l’hétérozygote qui est favorisé).
Mutations affectant un gène du développement (modifiant le plan d’organisation).
Mutations neutres.
Lignée germinale et
Seules les mutations affectant la lignée germinale sont transmises à la descendance.
cellules somatiques
Pression de sélection
Action du milieu sur un phénotype donné, ce phénotype peut-être sélectionné
négativement si l’individu qui le porte a moins de descendants, positivement dans le cas
inverse.
Sélection naturelle
Seuls les individus survivant jusqu’à l’âge de la reproduction peuvent transmettre leurs
gènes à la descendance. La sélection naturelle oriente donc l’évolution des êtres vivant
vers une meilleure adaptation à leur milieu. Seuls les phénotypes sont sélectionnés mais le
résultat est une modification des fréquences alléliques dans le pool génique de l’espèce.
Effet divergent de la
Si le milieu ne change pas, la pression de sélection conservation des adaptations
sélection naturelle
existantes qui vont s’affiner. Si le milieu change adaptation au nouveau milieu
Famille de gènes
Apparition lors de duplication de gènes. Les deux gènes résultat de la duplication sont
identiques au départ mais n’occupent pas le même locus (ce son t bien des gènes
différents). L’accumulation de mutation sur une des copies (libérée de la pression de
sélection car non fonctionnelle) peut amener une des copies à rencontrer une nouvelle
fonction. C’est le mécanisme d’apparition de caractères nouveaux.
Partie 3 : Diversité des individus stabilité de l’espèce
Notion
Contenu
Révisions 1 S
2tapes de la mitose, chromosomes mono et bichromatidiens, Structure de l’ADN,
représentation de l’IG sur l’ADN, structure primaire des protéines, réplication transcription
traduction de l’information génétique
Savoir placer et définir les notions de fécondation, méiose, phase haploïde, diploïde.
Connaître les termes de caryotype, autosome, gonosomes.
Cycle de vie d’un être
vivant à reproduction
sexuée
Méiose
Brassages
Cycle de vie de
sordaria
Anomalies lors de la
méiose
Termes à connaître en
génétique
Savoir faire et annoter les schémas d’ une méiose avec 2N= 4 avec et sans crossing-over.
Bien situer la séparation aléatoire des chromosomes homologues de chaque paire à
l’anaphase de DI.
Brassage interchromosomique, intrachromosomique, savoir l’illustrer par un schéma de
méiose adapté.
Savoir expliquer la formation d’un asque avec ou sans recombinaisons.
Savoir faire un schéma de méiose anormale conduisant à une trisomie avec un autosome.
Connaître les écritures de génotypes, phénotypes avec des gènes liés ou indépendants.
Définitions de lignée pure, homozygote hétérozygote
Croisements test
Savoir reconnaître un croisement test et interpréter ses résultats.
Le croisement test permet de savoir si un caractère résulte d’un gène ou de deux gènes.
S’il y a deux gènes, on peut savoir si ces gènes sont liés ou indépendants.
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Chapitre 4 Procréation.
Partie 1: du sexe génétique au sexe phénotypique
Notion
Contenu
Termes à savoir définir
Caryotype de l’homme, de la femme, caractères sexuels secondaires, primaires, annexes
embryonnaires, viviparité
Structure comparée des chromosomes X et Y avec parties homologues, partie de X sans
équivalent sur Y, gène SrY sur la petite partie de Y sans équivalent sur X.
Schéma simplifié des voies génitales mâles et femelles.
Comparaison de sujets à caryotype anormaux (X0, XXY), effet de castration d’un embryon
puis implant de testostérone comparé à castration puis greffe de testicule. Interprétation
des Free Martins
Canaux de Müller et canaux de Wolff, gonades indifférenciées
Schéma à connaître
Expériences à savoir
interpréter
Sexe phénotypique
indifférencié
Sexe gonadique
Sexe phénotypique
différencié.
Cascade comandant la
différenciation en mâle
ou femelle.
Cellules de la lignée germinale colonisent le cortex chez la femelle et la médulla chez le
mâle.
Régression canal de Wolff chez la femelle, développement du canal de Müller (donnant la
trompe l’utérus le vagin). L’inverse chez le mâle le canal de Wolff donnant l’épididyme et le
spermiducte.
Gêne SRY  Protéine TDF  développement de la gonade en testicule  production de
deux hormones (AMH hormone anti-müllerienne ) par les cellules de Sertoli inhibe le
développement du canal de Müller. Testostérone produite par les cellules de la glande
interstitielle  stimule le développement du canal de Wolff.
Le phénotype « par défaut » est féminin
Partie 2: Régulation physiologique de l’axe gonadotrope : intervention de trois niveaux de contrôle
Notion
Contenu
Rappels de 1 S
Notion d’hormone, de communication humorale, glande endocrine et exocrine de
régulation, d’état physiologique et pathologique.
Histologie du testicule, de l’ovaire (avec des follicules à leurs différents stades de
développement). Différentes parois de l’utérus (endomètre et myomètre).
Connaître les évènements du cycle ovarien, mettre en rapport les phases folliculaires et
lutéales de l’ovaire, proliférative et sécrétoire de l’utérus, les différents états de la glaire
cervicale.
Effet de castration chez l’homme comme chez la femme, effet de l’injection d’hormone
sexuelle sur les variations des taux d’hormones hypophysaires ( mise en évidence de
rétrocontrôle négatif)
Distinction entre rétrocontrôle négatif et positif chez la femme uniquement avec l’effet
différent d’un implant (faibles doses) ou d’une injection (forte dose) d’hormones
ovariennes.
Savoir expliquer ainsi l’apparition du pic de LH chez la femme.
Milieu extérieur  Encéphale  hypothalamus  gn-RH ( neuro hormone à sécrétion
pulsatile)  hypophyse antérieure  LH FSH  gonade
Connaître l’irrigation particulière de l’hypophyse avec le système porte hypophysaire.
Schémas à savoir
annoter
Chez la femme
Expériences à savoir
interpréter
Chaîne de contrôle de
la production
d’hormone sexuelle
Différents éléments
d’une boucle de
régulation
Deux types de
régulations
Situations bilan
Application à la
maîtrise de la
Paramètre réglé (concentration d’hormone sexuelle) capteur sensible à sa concentration,
centre intégrateur (fixation de la valeur de consigne, comparaison avec cette valeur )
Messager efférent (Hormones hypophysaires LH FSH) effecteur (ovaire ou testicule
producteur d’hormone sexuelle).
Régulation à valeur de paramètre constante (cas de l’homme) régulation à valeur de
paramètre variable (cas de la femme).
Savoir interpréter les états JF pré pubère, cycle normal, grossesse (HCG), ménopause
Définition de contraception et contragestion.
procréation
Savoir expliquer les deux modes d’action de la pilule contraceptive (action par
l’intermédiaire des rétrocontrôles, et action due au progestatif sur la glaire cervicale et la
muqueuse utérine
Différences entre pilules séquentielles, combinées, micro pilules à progestatif seul.
Opérations à réaliser lors d’une FIVETE
Chapitre 5 : Immunologie
Notion
Contenu
SIDA, VIH, maladie opportuniste, antigène, répertoire immunologique, vaccin
Cycle de vie du virus.
Schéma de synthèse réaction par voie cellulaire,
Schéma de synthèse des réactions par anticorps (= voie humorale).
Anticorps
Les caractéristiques du Rétrovirus= virus dont le matériel génétique est de l’ARN, intégrant une copie de son
VIH
génome dans un chromosome de la cellule infectée. Donc une fois infectée, tout cycle
cellulaire (mitose + phases G1 S et G2) répliquera les gènes viraux en même temps que le
reste de l’ADN lors de la phase S.
Les principales protéines : le gp120, protéine de surface dont le récepteur sur la cellule
cible est le CD4.
transcriptase inverse assurant la recopie du génome viral (ARN sous forme d’ADN: c’est
bien une transcription inverse). Il n’y a pas de transcription inverse chez les eucaryotes,
c’est donc un point faible du virus (cible d’un médicament comme l’AZT).
Les étapes d’une
Savoir nommer ces étapes (primo infection, phase asymptomatique, Sida déclaré), donner
infection par le VIH
le signes sérologiques (évolution de la charge virale, du taux de LT4, de LTc, d’anticorps
anti protéines virales) et cliniques (fièvres lors de la primo-infection, maladies
opportunistes lors du Sida déclaré).
La baisse du taux de LT4 accompagnant la montée de la charge virale lors de la primoinfection montre que le LT4 est cellule cible du VIH.
Les leucocytes=
Cellules sanguines impliquées dans la réaction de l’organisme aux éléments étrangers.
globules blancs,.
Comprennent des phagocytes (comme les leucocytes polynucléaires) ainsi que
Connaître leurs
macrophages (résultant de la différenciation des monocytes).
caractères cytologiques
Les Lymphocytes T (pour thymodépendants) avec deux sous-types suivant leurs récepteurs
(cad savoir les
membranaires : LT4 (ou LT auxiliaires) s’ils portent un récepteur CD4, LTc (pour
schématiser, taille,
cytotoxiques) s’ils portent un CD8.
forme du noyau)
Les lymphocytes B qui se différencient en plasmocytes producteurs d’anticorps.
Cellules cibles du VIH Toutes les cellules portant un CD4 : essentiellement les LT4, à un moindre degré les
macrophages.
Organes lymphoïdes primaires (moelle rouge des os qui produit toutes les cellules
Grandes lignes de
sanguines donc tous les leucocytes et assure la maturation des LB, thymus nécessaire à la
l’anatomie de système
maturation des LT). Organes lymphoïdes secondaires (ganglions lymphatiques, rate) qui
immunitaire
rassemblent tous les types d’immunocytes (macrophages, LB, LT) sur le trajet des vaisseaux
lymphatiques (ganglions) ou du sang (rate)
Défenses innées
Protections passives (peau) et actives (phagocytes). Sont des éléments du système
immunitaire immédiatement effecteurs lors de la première rencontre avec l’antigène. Elles
précèdent et sont indispensables à l’efficacité des défenses acquises (= défenses
immunitaires proprement dites).
Différents types de
Réaction par anticorps (voie humorale). Les Ac se fixent spécifiquement sur un antigène (
réactions immunitaires complexe immun) ce qui permet leur agglutination (un Ac ayant plusieurs sites spécifiques)
acquises.
et facilite l’action des phagocytes (effet de l’agglutination, rôle du récepteur à la partie
constante des anticorps = récepteurs Fc des phagocytes).
Réaction par voie cellulaire : action cytotoxique des LTc .
Récepteurs des LB (=
Le récepteur B est formé d’anticorps membranaires de même spécificité que les Ac libres
anticorps membranaire) qui seront produits par le plasmocyte après activation lu LB.
et récepteurs des LT (=
Le récepteur T n’est jamais libre, tous les récepteurs T d’une même cellule ont la même
TCR)
spécificité.
Chaque jour sont produits par la moelle des millions de LB et LT de spécificité différentes.
Structure des anticorps Savoir faire un schéma d’anticorps, avec les parties constantes (partie Fc) et les parties
(= immunoglobulines) variables (d’un AC à un autre). Ces parties variables déterminent deux sites spécifiques de
fixation sur un antigène. Ces deux sites ont la même spécificité.
Savoir interpréter
Utilise une irradiation ( destruction de la moelle osseuse) et une thymectomie, puis une
l’expérience de Claman reconstitution avec greffe de moelle, greffe de thymus ou les deux.
La capacité testée après sensibilisation (= vaccination ) par un antigène (en général GRM
globules rouge de mouton) et la production de plages de lyse (donc capacité de
Termes à savoir définir
Schémas à connaître
destruction à distance) ou d’agglutination. Dans les deux cas ce que l’on teste est la
capacité de produire des anticorps.
Elle montre la nécessité d’au moins deux types cellulaires (LT LB) pour une réaction
humorale efficace, donc d’une coopération cellulaire.
Chapitre 5 : Immunologie (suite)
Activation des LB
Expansion clonale
Phase effectrice
Activation des LTc
Activation et rôle des
LT4
Premier signal : fixation d’un Ac membranaire (= récepteur B) sur un antigène « reconnu »
(= ayant une forme complémentaire) par ce récepteur. Cet antigène peut- être libre (=il
n’a pas besoin d’être présenté).
Second signal, Interleukine 2 produite par un LT4 préalablement activé.
Le résultat est une phase d’expansion clonale (mitoses ) produisant un grand nombre de
LB de même spécificité. La plupart se différencient en plasmocytes ( phase effectrice
avec la production d’anticorps), d’autres restent des cellules mémoires qui vont être
responsable de la mémoire immunitaire.
Premier signal = fixation récepteur T sur un antigène présenté par une cellule infectée.,
second signal, Interleukine 2 produite par un LT4 préalablement activé.  phase
d’expansion clonale (mitoses ) produisant un grand nombre de LTc de même spécificité.
Un certain nombre resteront des cellules mémoire La phase effectrice est une action
cytotoxique par contact (« baiser qui tue »). Le LTc provoque la mort de cellules présentant
l’Ag sur lequel elle se fixe par son récepteur T spécifique.
Activés par la fixation ru récepteur T sur l’Ag présenté par un macrophage (le macrophage
est une CPA= cellule présentatrice de l’Ag, ne pas confondre avec la présentation par une
cellule infectée) ayant phagocyté cet antigène.  expansion clonale (et production de LT4
mémoire).  phase effectrice = production d’Il2 (interleukine 2).
La présence de LT4 activés est indispensable à une activation efficace tant des LT que des
LB.
La destruction des LT4 au cours du SIDA provoque donc un effondrement de l’ensemble
des défenses (cellulaire comme par anticorps) d’où les maladies opportunistes.
Chapitre 7 : La convergence lithosphérique
Schéma localisant les différents matériaux générés en subduction et présentant le couplage entre métamorphisme et
Volcanisme andésitique
Prisme d’accrétion Fosse
Ec
lo g
ite
s
Sc
h
ist
es
b
leu
s
SV
1.
Croûte
continentale de la
marge active.
2.
Domaine
d'extraction
des
magmas du manteau
supérieur hydraté.
3. Stockage des
magmas en base de
croûte continentale.
4.
Plutons
de
granitoïdes.
5.
Tracés
des
isothermes.
6. Percolation de
l'eau à partir de la
lithosphère
océanique
métamorphisée
magmatisme (modifié d'après Kornprobst, 2000).
Légende : SV - Méta-basalte ou méta-gabbro à actinote et chlorite (schistes verts formés par hydrothermalisme
océanique). SB - Méta-basalte ou méta-gabbro à glaucophane (schistes bleus). Eclogites : Méta-basalte ou métagabbro à grenat et jadéite . M - Production et propagation des magmas basaltiques issus de la fusion partielle du
manteau. Les liquides basaltiques provoquent à la base de la croûte continentale une anomalie thermique (remontée
des isothermes)
et une fusion partielle à l'origine de la formation des granitoïdes (G).
La plaque plongeante est soumise à un régime de haute pression tout en présentant des températures inférieures aux
températures que l'on rencontre généralement aux profondeurs mentionnées. Au droit de la colonne de fusion
partielle du manteau et de genèse des granitoïdes, les températures sont plus élevées que celles que l'on rencontre
généralement aux profondeurs mentionnées.
Chapitre 8 : Couplage des événements biologiques et géologiques au cours du temps
Les crises biologiques
Notion
Contenu
Crise biologique
Baisse brutale, globale, de la diversité biologique.
Coupure dans les temps Evènements brefs (à l’échelle des temps géologiques), globaux donnant un repère dans les
géologique
temps géologiques. Les grandes crises biologiques sont des coupures de ce type. Par
exemple :
La crise K-T qui marque la limite mésozoïque cénozoïque (-65 Ma)
La crise permo-triasique marque la limite paléozoïque mésozoïque (-250 Ma)
Modifications de la
Aucun animal de plus de 25 kg ne passe la limite.
faune au passage de
Les dinosaures disparaissent ainsi que les ptérosauriens.
limite K-T
Dans les océans, les ammonites disparaissent ainsi que la moitié des familles d’animaux
planctoniques. les espèces de foraminifères planctoniques changent (globotruncana avant,
globigérines après)..
Marqueurs de la
La transition est enregistrée en milieu marin par une couche aux caractères géochimiques
transition
et minéralogiques particulier (argile noire)
Marqueurs
Richesse en Iridium (élément abondant dans les météorites et le manteau). C’est le pic
géochimiques
d’Iridium.
Appauvrissement brutal en CaCO3 (carbonate de Ca, qui forme les roches calcaires=
carbonatées). (cause : crise planctonique car les foraminifères ont un test carbonaté, et
arrêt de la photosynthèse). En l’absence de calcaire, il ne reste que l’argile.
Richesse en carbone d’où la couleur noire ( présence de suies suite d’incendies).
Marqueurs
Quartz choqués (= clivés) signe d’une puissante onde de choc.
minéralogiques
Magnétites nickélifères (fusion en milieu oxydant, comme l’atmosphère riche en O2).
Durée de la crise
Tous les pics sont superposés au mm près avec la crise biologique. La faune de
foraminifère change brutalement (dans le dernier mm) signe d’un phénomène très bref. La
finesse du pic de magnétite plaide pour un événement quasi instantané.
Scénarios possibles
Notion
Contenu
Richesse en Iridium, magnétites nickélifères, onde de choc, incendies responsables de suies
et d’un « hiver nucléaire » avec arrêt de la photosynthèse.
On connaît un cratère daté de –65 Ma (Chicxulub).
Volcanisme
Iridium (les laves viennent du manteau), magnétites (mais pas les bonnes) éventuellement
signe d’onde de choc (mais pas assez puissante pour des quartz choqués). Incendies,
nuages interrompant la photosynthèse.
Existence d’un très important volcanisme encadrant la coupure en Inde (Trapps du Deccan)
lié au passage de l’Inde au-dessus du volcan de la Réunion.
Le suspect idéal : la
Cratère de 300 km de diamètre au Yucatan, correspondant à un astéroïde de 15 km de
météorite de Chicxulub diamètre.
Les effets délétères sur les êtres vivants :
Onde de choc (ouragan destructeur sur 1000 km), Tsunami (Amérique du nord), retombées
des éjectas (flash thermique à la rentrée dans l’atmosphère  500° au sol pendant
quelques minutes). Incendies  arrêt de la photosynthèse pendant 6 moie, températures
glaciaires pendant un an.
Pluies acides toxiques.
Effet de serre du au C02 d’où réchauffement anormal pendant les 10000 as qui suivent.
Chute de météorite
En conclusion, un petit quiz pour se distraire :
http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelavieaulycee/quiz.htm