SVT - 3ème - Etablir une relation de parenté entre les

Pierron - SVT
Fiche professeur – 3e
CSVT66
Activité 66 : Etablir une relation de parenté entre
les espèces
1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO (hors série n°6 du 19 avril 2007, applicable à
la rentrée 2008)
Partie : Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre
Connaissances
…
La cellule, unité du vivant, et
l’uniformité des instructions du
patrimoine génétique dans tous
les organismes d’aujourd’hui,
Homme compris, indiquent sans
ambiguïté une origine
primordiale commune.
Les espèces apparaissent et
disparaissent au cours des temps
géologiques. Leur comparaison
conduit à imaginer entre elles une
parenté qui s’explique par
l’évolution.
L’existence de ressemblances
entre des groupes apparus
successivement suggère la
parenté des espèces qui les
constituent.
Une espèce nouvelle présente
une organisation commune et
aussi des caractères nouveaux
par rapport à une espèce
antérieure dont elle serait issue.
L’Homme, en tant qu’espèce,
est apparu sur la Terre en
s’inscrivant dans le processus de
l’évolution.
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Capacités déclinées dans une situation
d’apprentissage
….
Observer, questionner, formuler
une hypothèse et la valider,
argumenter afin d’établir le
concept d’évolution.
Exploiter des textes, schémas,
graphiques, images, bases de
données [Compétence 4-B2i
domaine 4] afin d’établir une
relation de parenté entre les
espèces.
….
Exemples d’activités
…
Comparaison de plans
d’organisation de vertébrés.
Utilisation du logiciel Phylogènecollège pour créer des groupes
emboîtés et montrer qu’un
système de groupes emboîtés porte
la même information qu’un arbre.
Comparaison de quelques fossiles
d’une lignée pour identifier leurs
ressemblances et leurs différences.
Repérage et positionnement de
l’Homme sur un « arbre
d’évolution » des vertébrés ou des
Primates.
….
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EXTRAITS REFERENTIELS DU BO (spécial n° 6 du 28 août 2008hors série n°6 du 19
avril 2007, applicable à la rentrée 2009)
Connaissances
......
La cellule, unité du vivant, et
l’universalité du support de
l’information génétique dans
tous les organismes, Homme
compris, indiquent sans
ambiguïté une origine
primordiale commune.
Une espèce nouvelle présente
des caractères nouveaux par
rapport à une espèce antérieure
dont elle serait issue.
L’Homme, en tant qu’espèce,
est apparu sur la Terre en
s’inscrivant dans le processus de
l’évolution.
…..
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Capacités
déclinées
dans
situation d’apprentissage
une
….
Observer, recenser et organiser
des informations afin d’étayer la
théorie de l’évolution.
Observer, recenser et organiser
des informations afin d’établir
une relation de parenté entre les
espèces.
Situer dans le temps les
découvertes scientifiques en
étudiant des textes historiques
concernant l’évolution.
…..
Commentaires
….
Sont exclus :
- la construction d’un arbre
d’évolution ;
- tous les termes génétiques
n’ayant pas été définis dans la
partie « Diversité et unité des
êtres humains » ;
- les notions d’homologie et
familles multigéniques ;
- la liste exhaustive des groupes
présents à des époques données ;
- l’étude détaillée, pour ellemême, des pièces squelettiques
des Vertébrés ;
- l’évolution de la lignée humaine
….
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2. PRESENTATION DE L’ACTIVITE
-
Objectifs de connaissances :
L’existence de ressemblances entre les groupes apparus successivement suggère la parenté
des espèces qui les constituent.
Une espèce nouvelle présente une organisation commune mais aussi des caractères nouveaux
par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue.
-
Objectifs méthodologiques et/ou technologiques :
Développement du sens de l’observation
Initiation au raisonnement scientifique qui permet d’établir des relations de parenté entre espèces
Compréhension d’un arbre d’évolution
-
Liste du matériel :
• Squelette humain
• Squelette carpe
• Squelette grenouille ou crapaud
• Squelette pigeon
• Squelette lapin
Ou autres…
Réf 15016
Réf 15508
Réf 15511 ou 15424
Réf 15506
Réf 15504 ou 15420
• Postes informatiques équipés du logiciel Phylogene-Collège gratuit téléchargeable à l’adresse :
http://acces.inrp.fr/evolution/logiciels/phylogene
La version de base de ce logiciel peut être complétée par le téléchargement de la collection FossilesCollège téléchargeable à l’adresse :
http://acces.inrp.fr/evolution/logiciels/phylogene/collections-de-phylogene/index_html
Mais, la collection Vertébrés Lycée, plus complète, comporte simultanément les exemples choisis pour
l’activité « Recherche de parenté entre fossiles et êtres vivants actuels » (Compsognathus, Archéoptéryx
et Pigeon). C’est cette collection qui a été retenue dans le cas de l’exemple utilisé dans la fiche d’activité
ci-dessous.
Remarques : Il est nécessaire, après téléchargement, de décompresser le fichier des collections choisies
dans le dossier « Collections » du logiciel Pylogène-Collège.
Prise en main du logiciel : consulter le site :
http://acces.inrp.fr/evolution/logiciels/phylogene/caracteristiques-version-2008/prise-en-mains
(Tenant compte des nouveaux programmes du Collège, et des adaptations apportées au logiciel en 2008,
une perspective globale d'utilisation pédagogique du logiciel au Collège et au Lycée a été esquissée. Le
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texte est accessible à partir de la page d'accueil de Phytogène et consultable directement à l'adresse
suivante
http://acces.inrp.fr/evolution/logiciels/phylogene/texte-de-cadrage-jch )
-
Intégration pédagogique
Après avoir montré que la cellule représente l’unité du vivant et que le programme génétique est
universel, suggérer une origine commune à tous les êtres vivants ; il s’agit maintenant de fonder le
concept d’évolution en constatant l’existence d’une parenté entre les êtres vivants.
L’étude des fossiles (chapitre précédent du programme) a permis de dégager l’idée de groupes d’êtres
vivants disparus.
La comparaison des plans d’organisation du squelette des membres antérieurs de quelques vertébrés
actuels et fossiles est choisie comme exemple : les similitudes traduisent une origine commune, les
différences s’expliquent par l’évolution.
Il apparaît essentiel de privilégier l’observation du réel en début de séance. Le recours à une base de
données telle que celle offerte par le logiciel Phylogène vient en complément et offre l’opportunité de
formation à divers référentiels du B2i et à leur validation.
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Activité 66 : Etablir une relation de parenté entre les
espèces
Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Evaluation expérimentale S.V.T.
I. L’organisation du membre antérieur de vertébrés actuels
L’étude du membre antérieur des vertébrés (actuels – fossiles) permet-elle d’établir une parenté entre
eux ?
1 - Observe attentivement le squelette du membre antérieur de l’Homme, après avoir pris connaissance
des informations ci-dessous :
Trois ensembles composent les membres antérieurs : le bras, l’avant-bras, la main. Le squelette du bras
comporte un os, l’humérus ; celui de l’avant-bras se compose du radius et du cubitus. Celui de la main
est constitué de nombreux petits os
Annote le schéma et attribue une couleur à chacune des trois parties :
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2 - Observe la constitution du squelette du membre antérieur d’autres espèces (grenouille, oiseau,
chauve-souris, lapin….) et comparez avec l’organisation observée chez l’Homme.
Pour cela, annote les schémas et colorie de la même couleur que celle utilisée pour le membre antérieur
de l’Homme, les parties équivalentes des membres antérieurs des différents Vertébrés :
Grenouille
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Oiseau
…………
………..
……………..
………….
……………. .
…………..
Chauve-souris
………………….
…….......
……………..
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……………..
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Lapin
c) Compare l’organisation des membres antérieurs de ces différentes espèces :
- quelles sont les principales différences ?
- Quelles sont les ressemblances ?
d) En quoi la similitude des plans d’organisation du membre antérieur des différents Vertébrés peut-elle
être considérée comme un argument en faveur d’une origine commune à ces espèces ?
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II Relations de parenté entre êtres vivants actuels et fossiles
Nous allons considérer trois espèces :
•
Compsognathus, un petit Dinosaure carnivore de la taille d’un coq, qui vivait il y a 150 millions
d’années
•
Archéoptéryx, un fossile de la taille d’un pigeon, retrouvé dans des roches vieilles de 150 millions
d’années
•
L’Aigle, Oiseau actuel.
1. Construction du tableau de comparaison des trois espèces à l’aide du logiciel Phylogene
Lance le logiciel Phylogène. Ouvre la collection Vertébrés-Lycée.
Dans la barre de menus, choisis « Construire ».
Sélectionne les 3 animaux à comparer en cliquant sur les cases, puis sélectionne les caractères :
squelette, queue, plumes, organes locomoteurs, bréchet (=os plat sur lequel sont fixés les muscles des
ailes)
Remplis à l’écran le tableau de caractères et vérifie sa validité.
Recopie les résultats dans le tableau ci-dessous :
a) Quels sont les caractères partagés par les trois espèces ?
b) Quels sont les caractères propres à l’Archéoptéryx et aux Oiseaux qu’ils ne partagent pas avec le
Dinosaure ?
c) Quel est le caractère présent uniquement chez le pigeon ?
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2. Réalisation de groupes emboîtés à l’aide de la fonction « classer » du logiciel
Les groupes emboîtés sont constitués en classant les animaux en fonction des caractères qu’ils partagent.
Dans le module « Classer » de Phylogene, clique sur le bouton « Tracer des boîtes »
On classe en allant du caractère le plus partagé au moins partage (ou inversement). Il suffit de cliquer
dans l'ordre sur les noms des caractères.
a) Recopie la classification emboîtée obtenue à partir tableau de comparaison :
b) Que révèlent les groupes emboîtés ?
3. Des groupes emboîtés aux arbres de parenté
Les parentés existant entre différents animaux et les transformations progressives peuvent aussi être
représentées sous la forme d’un arbre de parenté que l’on peut associer à l’échelle des temps :
3
2
1
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a) Quelles caractéristiques présentait l’ancêtre commun à l’Archéoptéryx et au Pigeon ?
b) Place sur l’arbre, en position 1,2 et 3, les critères utilisés lors de la classification.
c) Place sur l’arbre, en position 1 et 2, les critères utilisés lors de la classification.
d) Explique pourquoi on peut dire qu’il existe une parenté entre les Dinosaures et le groupe des Oiseaux.
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FICHE ELEVE CORRIGÉE
Les séances de travaux pratiques et de cours précédentes ont permis de constater que tous les organismes
vivants sont organisés en cellules. L’universalité du code génétique (ADN) a été établie. Ce sont des
arguments en faveur de l’origine commune des espèces.
Au cours des temps géologiques, des espèces apparaissent et disparaissent. Différents groupes de
Vertébrés se sont ainsi succédés.
Nous allons rechercher comment mettre en évidence des liens de parenté entre des espèces différentes à
partir de l’exemple de l’organisation du membre antérieur de quelques Vertébrés.
Puis, nous rechercherons comment établir des relations de parenté entre des Vertébrés actuels et fossiles.
I. L’organisation du membre antérieur de Vertébrés actuels
L’étude du membre antérieur des Vertébrés (actuels – fossiles) permet-elle d’établir une parenté entre
eux ?
1 - Observe attentivement le squelette du membre antérieur de l’Homme, après avoir pris connaissance
des informations ci-dessous :
Trois ensembles composent les membres antérieurs : le bras, l’avant-bras, la main. Le squelette du bras
comporte un os, l’humérus ; celui de l’avant-bras se compose du radius et du cubitus. Celui de la main
est constitué de nombreux petits os
Annote le schéma et attribue une couleur à chacune des trois parties :
Bras
Humérus
Avant-bras
Radius
.
Main
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Cubitus
Os de la main
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2 - Observe la constitution du squelette du membre antérieur d’autres espèces (grenouille, oiseau,
chauve-souris, lapin….) et compare avec l’organisation observée chez l’Homme.
Pour cela, annote les schémas et colorie de la même couleur que celle utilisée pour le membre antérieur
de l’Homme, les parties équivalentes des membres antérieurs des différents Vertébrés :
Grenouille
Humérus
Bras
Avant-bras
Cubitus
Radius
Main
Os de la main
Oiseau
Bras
Humérus
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Avant-bras
Radius
Cubitus
Main
Os de la main
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Chauve-souris
Bras
Avant-bras
Main
Humérus
Os de la main
Cubitus
Radius
Lapin
Humérus
Bras
Cubitus
Avant-bras
Radius
Os de la main
Main
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c) Compare l’organisation des membres antérieurs de ces différentes espèces :
- quelles sont les principales différences ?
La taille et la forme des différents os changent, le nombre de doigts est variable selon l’espèce.
- Quelles sont les ressemblances ?
Tous ces membres antérieurs possèdent un squelette construit selon le même plan
d) En quoi la similitude des plans d’organisation du membre antérieur des différents Vertébrés peut-elle
être considérée comme un argument en faveur de l’origine commune de ces espèces ?
Les squelettes des Vertébrés ont en commun un plan d’organisation ; ce caractère est partagé par tous.
Cela ne peut pas résulter d’un simple hasard. Ce constat témoigne de leur origine commune
II Relations de parenté entre êtres vivants actuels et fossiles
Nous allons considérer trois espèces :
•
Compsognathus, un petit Dinosaure carnivore de la taille d’un coq, qui vivait il y a 150 millions
d’années
•
Archéoptéryx, un fossile de la taille d’un pigeon, retrouvé dans des roches vieilles de 150
millions d’années
•
L’Aigle, Oiseau actuel.
1. Construction du tableau de comparaison des trois espèces à l’aide du logiciel Phylogene
Lance le logiciel Phylogene. Ouvre la collection Vertébrés-Lycée.
Dans la barre de menu, choisis « Construire ».
Sélectionne les3 animaux à comparer en cliquant sur les cases, puis sélectionne les caractères :
squelette, queue, plumes, organes locomoteurs, bréchet (=os plat sur lequel sont fixés les muscles des
ailes)
Remplis le tableau de caractères et vérifie sa validité.
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Recopie les résultats dans le tableau ci-dessous :
a) Quels sont les caractères partagés par les trois espèces ?
Le squelette osseux, les pattes.
b) Quels sont les caractères propres à l’Archéoptéryx et aux Oiseaux qu’ils ne partagent pas avec le
Dinosaure ?
Les ailes, les plumes
c) Quel est le caractère présent uniquement chez le pigeon ?
Le bréchet
2. Réalisation de groupes emboîtés à l’aide de la fonction « classer » du logiciel
Les groupes emboîtés sont constitués en classant les animaux en fonction des caractères qu’ils partagent.
Dans le module « Classer » de Phylogene, clique sur le bouton « Tracer des boîtes »
On classe en allant du caractère le plus partagé au moins partage (ou inversement). Il suffit de cliquer
dans l'ordre sur les noms des caractères.
a) Recopie la classification emboîtée obtenue à partir du tableau de comparaison :
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b) Que révèlent les groupes emboîtés ?
Ils traduisent la transformation des êtres vivants
3. Des groupes emboîtés aux arbres de parenté
Les parentés existant entre différents animaux peuvent aussi être représentes sous la forme d’un arbre de
parenté que l’on peut associer à l’échelle des temps :
3. bréchet
2
1
Ailes -plumes
1 Squelette osseux
a) Quelles caractéristiques présentait l’ancêtre commun à l’Archéoptéryx et au Pigeon ?
Il possédait un squelette osseux, des pattes et des ailes.
b) Place sur l’arbre, en position 1,2 et 3, les critères utilisés lors de la classification.
Voir réponse sur l’arbre.
c) Explique pourquoi on peut dire qu’il existe une parenté entre les Dinosaures et le groupe des Oiseaux.
Archeoptéryx présente des caractères communs aux Dinosaures et aux Oiseaux : ces deux groupes
descendent d’un même ancêtre commun, cela montre l’origine dinosaurienne des Oiseaux.
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PISTES D’EVALUATION
PARTIES
OBJECTIFS
BAREME
2
3
Observation et identification correctes des os du membre
antérieur humain
Même travail pour les membres antérieurs des autres espèces –
schémas coloriés correctement.
Comparaison
4
Argumentation convenable
4
1
Maîtrise du logiciel
Exploitation des données du tableau
Réalisation de la classification emboîtée
Exploitation du résultat obtenu
Repérage des caractéristiques de l’ancêtre commun à
Archéoptéryx et Compsognathus
Positionnement correct des caractères sur l’arbre de parenté
Bonne argumentation concernant l’origine dinosaurienne des
Oiseaux
1
I
2
2
2
/10
II
2
3
1,5
1 ,5
2
1,5
0,5
1
2
/ 10
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