Partie I

1
BIN1001 – Intégration biosciences/informatique
Devoir 4, session hiver 2005
À remettre le vendredi 1 Avril 2005, avant 17 :00
Partie I
Six positions nucléotidiques ont été extraites d’un alignement de génomes du HIV2. L’arbre
le plus parcimonieux a été obtenu en utilisant l’ensemble de l’alignement. Le but de l’exercice
est, pour ces six positions, de (1) trouver le nombre minimum de changements et (2)
proposer un scénario possible de l’histoire évolutive (c’est-à-dire les nucléotides ancestraux
à chaque nœud interne et l’ensemble des substitutions) qui soit le plus parcimonieux.
Position 1
/-----------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
|
/--------------------------------------------------------|
|
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/---------------------------------------------------|
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/----+
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/----------------------------------------------|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
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|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
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\-----+
|
/----+
/----|
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|
\---------------+----|
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/----+
/----|
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\--------------------+----|
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\----+
/----\----+
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\-------------------------+----|
|
/----|
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/---------------+----|
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/----|
|
/----+
/----+----|
|
|
|
/-----+---------|
|
/----+
\----+---------------|
|
|
\-------------------------|
|
|
/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
A
A
A
C
A
C
A
A
C
C
C
C
C
A
A
G
G
G
G
G
G
G
G
G
A
G
A
C
G
G
C
T
A
A
A
T
C
A
2
Position 2
------------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
|
/--------------------------------------------------------|
|
|
/---------------------------------------------------|
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/----+
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/----------------------------------------------|
|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
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\-----+
|
/----+
/----|
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|
\---------------+----|
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/----+
/----|
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\--------------------+----|
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\----+
/----\----+
|
\-------------------------+----|
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/----|
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/---------------+----|
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/----|
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/----+
/----+----|
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|
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/-----+---------|
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/----+
\----+---------------|
|
|
\-------------------------|
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/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
G
A
T
A
G
A
A
G
G
G
G
G
G
G
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
G
A
T
T
A
T
G
T
T
T
A
A
G
3
Position 3
------------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
|
/--------------------------------------------------------|
|
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/---------------------------------------------------|
|
/----+
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/----------------------------------------------|
|
|
|
|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
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\-----+
|
/----+
/----|
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|
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|
\---------------+----|
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/----+
/----|
|
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|
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\--------------------+----|
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\----+
/----\----+
|
\-------------------------+----|
|
/----|
|
/---------------+----|
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|
/----|
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/----+
/----+----|
|
|
|
/-----+---------|
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/----+
\----+---------------|
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\-------------------------|
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/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
G
A
A
T
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
G
A
A
G
G
G
T
G
G
A
T
A
A
4
Position 4
/-----------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
|
/--------------------------------------------------------|
|
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/---------------------------------------------------|
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/----+
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/----------------------------------------------|
|
|
|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
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\-----+
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/----+
/----|
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\---------------+----|
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/----+
/----|
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\--------------------+----|
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\----+
/----\----+
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\-------------------------+----|
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/----|
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/---------------+----|
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/----|
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/----+
/----+----|
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/-----+---------|
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/----+
\----+---------------|
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\-------------------------|
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/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
A
G
A
A
T
T
A
A
A
A
A
A
A
G
G
G
G
A
A
A
A
A
A
A
A
C
T
T
T
T
A
T
A
A
G
A
A
A
5
Position 5
/-----------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
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/--------------------------------------------------------|
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/---------------------------------------------------|
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/----+
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/----------------------------------------------|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
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\-----+
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/----+
/----|
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\---------------+----|
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/----+
/----|
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\--------------------+----|
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\----+
/---------+
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\-------------------------+----|
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/----|
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/---------------+----|
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/----|
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/----+
/----+----|
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|
/-----+---------|
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/----+
\----+---------------|
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|
\-------------------------|
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|
/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
C
C
G
A
G
G
C
A
A
A
A
A
A
G
G
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
C
C
G
C
A
G
G
G
A
A
C
6
Position 6
/-----------------------------------------------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------------|
/-------------------------------------------------------------------|
|
/--------------------------------------------------------|
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/---------------------------------------------------|
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/----+
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/----------------------------------------------|
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/-----------------------------------------|
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\----+
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/-------------------------|
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/----|
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\----+
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/----+----|
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/---------+
/-----+---------|
/----+
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/----+
/----|
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\----+
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\----------+----|
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\----+
/----|
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\---------------+----|
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/----|
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/----+----|
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\-----+
/-----+---------|
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/----+---------------|
|
\-----+
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/----+
/----|
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|
\---------------+----|
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/----+
/----|
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\--------------------+----|
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\----+
/----\----+
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\-------------------------+----|
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/----|
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/---------------+----|
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/----|
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/----+
/----+----|
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|
/-----+---------|
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/----+
\----+---------------|
|
|
\-------------------------|
|
|
/----|
\------------------------------+
/----+----|
|
/-----+---------|
\--------------+---------------|
/----\-------------------------------------------------------------------+-----
T
G
T
C
A
C
T
C
C
C
C
C
C
C
C
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
T
T
T
T
T
A
T
A
A
G
T
T
C
7
Partie 2
1) Quel nœud correspond au plus récent ancêtre commun des Poissons et des
Champignons ?
Homme
a
b
Poisson
Champignon
c
Érable
d
Pin
2) À partir de l’arbre suivant, déterminer quelle affirmation est vraie?
Orang-outan
Gorille
Homme
Bonobo
Chimpanzé
a) Le Gorille est le plus proche parent de l’Homme
b) Le Bonobo est le plus proche parent de l’Homme
c) Le Chimpanzé et le Bonobo sont aussi proches de l’Homme
d) Le Chimpanzé est le plus proche parent de l’Homme
3) Quel arbre ne décrit pas la même phylogénie que les autres ?
a
A
E
K
I
B
J
G
H
D
F
C
b
A
E
G
H
I
J
B
K
D
F
C
c
A
E
G
H
B
J
I
K
F
C
D
d
A
E
H
G
I
B
J
K
F
C
D
8
4) Les 4 arbres représentent-ils la même phylogénie ?
E
A
D
C
G
F
H
E
B
A
B
A
B
D
E
D
C
G
F
H
C
H
HF G C D E B A
F
G
5) Sachant la phylogénie de l’ensemble des espèces proposées, déterminer quel sous-arbre
est faux.
S. cerevisae
D. rerio
C. merolae
O. sativa
H. sapiens
A. thaliana
S. acidocaldarius
P. abyssi
a
c
V. cholerae
C. difficile
S. cerevisae
O. sativa
H. sapiens
A. thaliana
V. cholerae
C. merolae
C. difficile
V. cholerae
P. abyssi
b
P. abyssi
D. rerio
H.sapiens
A. thaliana
A. thaliana
V. cholerae
C. merolae
C. difficile
S. acidocaldarius
S. acidocaldarius
d
P. abyssi
9
6) Etant donné que l’ancêtre commun à toutes les espèces ne présentait aucun des
caractères indiqués sur l’arbre suivant (arborescence, feuille, fleur, graine, vascularisation),
qui suis-je sachant que je suis une plante herbacée qui porte des graines mais pas de
feuille ?
algues
mousses
hépatiques
arborescence
fougères arborescentes
psilotum
feuilles
perte des feuilles
arborescence
vascularisation
pins
ginko
gnétales
graines
perte des feuilles
cactus
érables
fleurs arborescence
lys
7) Quel ensemble d’espèces forment un groupe monophylétique dans un cas mais pas dans
l’autre ?
S. cerevisiae
S. paradoxus
S. mikatae
S. bayanus
N.castellii
C. glabrata
K. waltii
S. kluyveri
K.lactis
A. gossypii
C. albicans
a)
b)
c)
d)
S. cerevisiae, S. paradoxus et S. mikatae
K. waltii, S. kluyveri et A. gossypii
K. waltii, S. kluyveri et K.lactis
N. castelli et C. glabrata