correction exercices 3 et 4

TS. DS Lignée humaine/Plante et vie fixée.
Partie 1 :
! Synthèse (durée estimée 30 mn)
Après avoir présenté les critères d’appartenance à la lignée humaine, vous justifierez l’appartenance du
fossile présenté ci-dessous à cette lignée.
PLAN : partie 1 ; Partie 2. Mots clefs : lignée humaine, critères d’appartenance
Introduction :
- définition
des mots
clefs
- Pb posé
- plan
La lignée humaine : les homininés, rassemble les espèces (toutes fossiles) qui
partagent avec l’Homme actuel (Homo sapiens) des caractères dérivés (critères
d’appartenance) qui lui sont propres. elle comporte 2 genres : Australo et Homo
Ils ont été établis par comparaison avec le chimpanzé, notre plus proche parent,
dont notre lignée s’est séparée il y a 7, 10 MA.
On se demande quels sont les critères définissant la lignée humaine et comment
justifier l’appartenance de « l’adolescent du Turkana » à cette lignée.
Dans un premier temps nous verrons comment on defini l’appartenance à la
lignée humaine, puis nous établirons cette appartenance pour le fossile étudié.
1 : Appartenir à la
lignée humaine.
L’appartenance à la lignée humaine est défini par la possession d’au moins un
critère sur les 4 qui caractérise l’Homme moderne.
a) Un volume crânien élevé, > à celui d’un chimpanzé (350 cm3), au delà de
600 cm3, on défini une appartenance au genre Homo.
b) Une réduction de la face, marquée par :
- Une augmentation de l’angle facial (homo sapiens = 90°)
- Une mâchoire parabolique (en V)
- Des canines réduites
c) Les indices d’une bipédie permanente :
- Trou occipital avancé
- Colonne vertébrale à 4 courbures
- Bassin large et court
- Fémurs convergents
- Pieds avec pouce aligné (non opposable) et voute plantaire.
d) Traces de cultures
- Outils
- Art
- Rites funéraires.
Ce fossile, découvert en 1985 sur les bords du lac Turkana,
relativement complet est appelé "l'adolescent de Turkana". Il est daté
de 1,6 MA et est identifié comme un représentant de l’espèce Homo
érectus.
!
Trou!occipital!
Avancé!
Volume!
crânien!
800cm3!

2 :L’adolescent de
Turkana
appartient-il à la
lignée humaine.
Ce fossile présente :
- un volume crânien > 350 cm3 (800cm3) donc son Volume crânien le place dans
la lignée humaine (>600cm3 = Homo)
- Une mâchoire en V et des canines réduites. L’angle facial est difficile à mesurer
mais on peut voir qu’il est > à celui d’un chimpanzé, la face est moins projetée
vers l’avant. Ainsi on peut démontrer l’existence d’une nette réduction de la face.
- le trou occipital est avancé, les membres sup. < aux membres inf., le bassin
court et large, les fémurs convergents. Tout cela témoigne d’une bipédie
permanente
Conclusion
Ce fossile rassemble 3 des 4 critères d’appartenance à la lignée humaine, c’est un
homininé.
Il appartient au genre Homo.
! QCM : (durée estimée 10 mn)
Répondre au QCM en cochant la bonne réponse (mais attention point négatif -0,25)
1- La plante fixée :
Ne possède aucun moyen de défense contre les variations climatiques
Ne peut jamais se défendre contre les prédateurs
" Peut se reproduire avec une autre plante de la même espèce
Peut disperser sa descendance sous forme de pollen (« gamète »)
2- La racine :
Contient uniquement des vaisseaux du xylème (+ phloème)
Ne contient pas de sève élaborée
Permet l'absorption de matière organique à partir du sol
" Permet l'absorption d'eau et d'ions à partir du sol
3- La fleur :
" A une organisation contrôlée par des gènes de développement
Produit du pollen au niveau du pistil (femelle)
Attire toujours des insectes pollinisateurs (pollinisation par le vent)
Se transforme en graine après fécondation (fruit)
4- Le pollen
☐correspond au gamète femelle (mâle)
☐est toujours transporté par les insectes (pollinisation par le vent)
☐représente l’embryon de la future graine
"est produit par les étamines
5- En relation avec la vie fixée, les plantes ont développé
☐un système aérien permettant des échanges d’ions, d’eau et de gaz avec l’air
☐un système racinaire permettant des échanges de CO2 avec le sol
"un système aérien et un système souterrain pouvant échanger de la matière par un système
vasculaire
☐un système racinaire permettant des échanges d’eau avec l’atmosphère
6- La collaboration animal- plante
☐s’exerce lors de la pollinisation et de la fécondation
☐s’exerce exclusivement lors de la pollinisation
☐s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des gamètes
"s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des graines
7- La technique d’hybridation
☐consiste à croiser 2 individus afin d’obtenir des homozygotes
☐permet d’obtenir des variétés nouvelles qui cumulent les caractéristiques des 2 parents
☐est la seule technique permettant de modifier le patrimoine génétique d’une plante
"consiste à croiser toujours 2 individus d’espèce différente

8- Le fruit
☐contient une quantité variable d’ovules
☐se forme seulement à partir de l’ovule (+ ovaire)
☐se forme avant la pollinisation
"contientune quantité variable de graines
9- La transgénèse consiste à :!
☐obtenir des organismes génétiquement modifiés en les soumettant à des agents mutagènes,
!☐à croiser deux individus d’espèces différentes,!
"à introduire dans le génome de la plante un ou plusieurs gènes provenant d’une autre espèce
☐à obtenir des organismes génétiquement modifiés après de multiples croisements.
10- La sélection exercée par l’Homme sur les plantes cultivées est un processus :
☐qui a commencé avec la découverte des gènes,
☐exclusivement basé sur les techniques de mutagénèse et de transgénèse.
"réalisé au départ à partir d’espèces sauvages,
☐permettant de sélectionner uniquement de façon empirique des caractéristiques semblables aux
plantes sauvages,
Partie 2 : exercices 2.1
! EXERCICE 1 : la lignée humaine, phylogénie de 3 espèces fossiles. (Durée estimée 15 mn)
Tableau de comparaison des caractères des 3 homininés étudiés (caractères primitifs, caractères dérivés)
1
2
3
4
L'arbre présenté dans le document illustre
une phylogénie possible pour trois
représentants de la lignée humaine.
Questions : A l'aide des données du tableau :
- justifiez la phylogénie proposée,
- complétez l'arbre en y plaçant les différentes
innovations évolutives
document : arbre phylogénétique de trois Homininés
On cherche à justifier la phylogénie proposée pour 3 homininés et à placer les innovations évolutives.
La phylogénie proposée suggère que H.e et P.r partagent l’ancêtre commun le plus récent (ils ont le lien
de parenté le plus étroit), et A.a partage avec les 2 précédents un ancêtre commun plus ancien.
La phylogénie est basée sur la comparaison des caractères dérivés partagés
Nous voyons que H.E et P.r partagent les plus de caractères dérivés (3 -> Canines réduites, Première
phalange droite et émail des dents épais), or nous savons que plus le nombre de caractères dérivés est
important plus le lien de parenté est étroit, plus l’ancêtre commun est récent, ainsi ce sont H.e et P.r qui
partage l’ancêtre commun le plus récent, ce qui vérifie la phylogénie proposée dans l’arbre proposé.
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! EXERCICE 2 : Les plantes cultivées : Obtention d'une nouvelle espèce, Raphanobrassica (durée
estimée 15 mn)
L'Homme est capable d'agir sur le génome des plantes cultivées et d'intervenir sur la biodiversité.
Document 1 : obtention d'un hybride (Informations)
En 1928, Karpechenko, botaniste russe, a pu produire pour la première fois une nouvelle espèce végétale
polyploïde expérimentale. Il a réalisé des croisements entre le chou commun Brassica oleracea et le radis
Raphanus sativus. (espèces ≠ = hybridation) Son objectif était d'obtenir une espèce présentant des racines
de radis et des feuilles de chou. Brassica et Raphanus ont le même nombre de chromosomes (2n=18) et sont
phylogénétiquement proches. La fusion des gamètes (9 chromosomes de chou et 9 chromosomes de radis)
conduit à un nouvel organisme hybride diploïde stérile car les chromosomes des deux lots ne sont pas
homologues.
Document 2 : un exemple de polyploïdie
Cet hybride a subi un
doublement de son stock
chromosomique : une
duplication chromosomique
(4n=36) permettant à chaque
chromosome d'avoir un
homologue. L'individu produit
est devenu fertile.
Raphanobrassica résulte de
l'assemblage de deux génomes
distincts et d'une duplication
chromosomique.
R : chromosomes de Raphanus
sativus
B : chromosomes de Brassica
oleracea
Malheureusement, Raphanobrassica présente des racines de choux et des feuilles de radis.
QCM : Cocher la réponse exacte pour chaque proposition.
1. Raphanobrassica est
☐ une variété de chou
"une nouvelle plante fertile
☐ une nouvelle plante stérile
☐ une variété de radis
2. Les processus génétiques qui ont conduit à l'obtention de Raphanobrassica sont
☐ une duplication chromosomique chez le radis et le chou, suivie d'une hybridation
"une hybridation entre deux espèces suivie d'une duplication chromosomique
☐ deux duplications successives chez deux espèces possédant 9 chromosomes chacune, suivies d'une
hybridation
☐ deux hybridations successives entre deux espèces diploïdes à 36 chromosomes
3. L'hybridation entre le radis et le chou a été possible car
"ce sont deux espèces qui sont proches phylogénétiquement
☐ ces deux espèces sont génétiquement identiques
☐ les 9 chromosomes du radis sont homologues aux 9 chromosomes du chou
☐ chacune des espèces diploïdes possède 9 chromosomes
4. Raphanobrassica n'est pas cultivée aujourd'hui car
☐ c'est une espèce transgénique
"elle possède un phénotype différent de celui recherché
☐ elle possède des racines de radis
☐ elle possède des feuilles de chou

Partie 3 : Exercice 2.2 : La Pollinisation de la tomate (durée estimée 45mn)
La fécondation chez les angiospermes dépend souvent d'une collaboration avec un animal pollinisateur.
Dans le cas de la tomate cultivée en serre, 3 espèces interagissent : l'Homme, le bourdon et la tomate
À partir de l'exploitation des documents et des connaissances, préciser les interactions entre bourdon,
Homme et tomate dans le cadre de la pollinisation de la tomate cultivée en serre et les conséquences
de ces interactions pour chacun des partenaires.
PB
Document 1 : photo et schéma en coupe de la fleur de tomate
Document 2 : la pollinisation de la fleur de tomate
- La fleur de la tomate est autofertile (le pollen peut féconder les ovules de la même fleur) et dirigée vers le
bas.
- La fleur ne produit pas de nectar
- Les étamines sont soudées et forment un tube fermé autour du pistil. Le tube comporte des ouvertures
longitudinales internes. Le stigmate se trouve en général dans le tube formé par les étamines.
- Les mouvements de la fleur font tomber le pollen des étamines sur le stigmate et hors de la fleur.
Ces premiers documents nous informent sur la
fleur de tomate. Nous voyons :
- que c’est une fleur hermaphrodite, elle possède
des pièces mâles (étamines) et femelles (pistil)
- que les étamines sont soudées, forment un tube
autour du pistil et sont munies de fentes qui
permettent la sortie du pollen à la faveur de
mouvements de la fleur
- que ce pollen peut tomber sur le pistil de la fleur
ce qui permet une autofécondation : la fleur est
autofertile.
Nous savons que la fleur est organisée en 4
verticilles :
- 2 de pièces stériles (sépales et pétales)
- 2 de pièces fertiles (androcée = étamines et
gynécée = pistil)
cette organisation permet la pollinisation de la
fleur et ainsi la fécondation des ovules contenus
dans l’ovaire et la formation des fruits : les
tomates.
Donc pour produire des tomates la fleur doit être
fécondée et elle présente des adaptations dans ce
but.
Ici la fleur est autofertile, l’autofécondation est
favorisée par une organisation particulière de
l’androcée qui entoure le pistil favorisant le dépôt
du pollen, contenant les gamètes mâles sur le
stigmate.
L’absence de nectar, (adaptation pour attirer les
insectes) indique que cette fleur n’a, à priori, pas
besoin de l’intervention de pollinisateurs pour se
reproduire # mouvements provoqués par le
vent ???
Mais ici nous considérons la reproduction dans
une serre # pas de vent !!!