Sujet 1 _méthodes de construction phylogénétique
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Préparation au concours interne de recrutement de professeurs agrégés Section : Sciences de la vie et de la Terre 1- Epreuve scientifique à partir d’une question de synthèse. Il fut une époque où l’interprétation fixiste de la diversité des organismes conduisait les classifications biologiques à décrypter « l’œuvre de Dieu ». Puis Diderot, les philosophes du 18ème siècle et plus tard la théorie de l’évolution des espèces ont repoussé dieu en dehors du champs d’investigation scientifique ; il s’agissait alors de proposer une interprétation purement matérialiste de l’origine de la diversité. Selon Darwin, les classifications devaient découler des généalogies. Avec les approches conceptuelles d’aujourd’hui, ce souhait peut se traduire par l’énoncé suivant : la classification biologique doit refléter la phylogénie. Vous exposerez les méthodes de construction phylogénétiques. Vous montrerez ensuite, avec quelques exemples, comment ces approches ont bouleversé la classification du monde vivant. 2- Composition à partir d’un dossier (collège/lycée/BCPST) Question 0 : indiquer pour chaque niveau de classe : 0.1- les notions du programme en lien avec l’évolution, la biodiversité, les « plans d’organisation »… 0.2- l’esprit du programme, « l’approche » choisie. Question 1 : classe de 6ème Dans des parties très distinctes du programme de 6ème, les élèves sont invités à effectuer des regroupements d’organismes vivants sur la base de critères non utilisés pour établir des classifications. 1.1 1.2 : Présentez ces différentes parties. Vous indiquerez clairement les bases de ces regroupements. : Proposez une succession d’activités visant à faire comprendre : a- le principe de la classification actuelle des animaux b- que les milieux de vie n’interviennent pas dans la classification du vivant. (vous préciserez les objectifs notionnels envisagés, les capacités mobilisées ainsi que le questionnement, les consignes de travail données aux élèves et les productions attendues) Question 2 : classe de collège, lycée/3ème 2.1 : Montrez comment l’origine primordiale commune des êtres vivants est une notion abordées à différents niveau de l’enseignement de l’évolution dans le cursus scolaire. 2.2 : Proposez une activité permettant d’aborder cette notion en classe de troisième. Vous préciserez la place de cette activité dans votre programmation. (vous préciserez les objectifs notionnels envisagés, les capacités mobilisées ainsi que le questionnement, les consignes de travail données aux élèves et les productions attendues) Question 3 : classe de lycée, terminale S 3.1 : C’est l’entomologiste Willi Henning qui , dans son ouvrage Systématique phylogénétique, publié en en allemand en 1950, exposa les concepts et méthodes de la systématique phylogénétique qui restent celles utilisées de nos jours par les chercheurs. Son approche repose sur le concept central d’homologie.Proposez une activité visant à faire comprendre comment sont émises les hypothèses d’homologie (homologie primaire) 3.2 : Proposez une activité permettant de placer des fossiles dans un arbre phylogénétique. 3.3 : Proposez une évaluation au format de l’Epreuve de Capacités Expérimentales conduisant à préciser les liens de parentés de l’Homme au sein des primates Question 4 : classe préparatoire, BCPST 4.1 : Proposez une activité visant à monter l’origine endosymbiotique des mitochondries et des chloroplastes. 4.2 : Si certains groupes ont un emploi utile ans le cadre d’études écologiques d’un milieu (champignons, végétaux, algues…), il n’ont aucune signification phylogénétique et n’ont donc pas leur place dans la classification du vivant. Montrez que l’analyse phylogénétique conduit à éliminer certains groupes utilisés traditionnellement. Pour les activités que vous proposerez, les supports utilisables par les élèves seront sélectionnés dans le dossier (avec modifications si nécessaires) en précisant les compléments à apporter. Listes des documents du dossier : . Document . Document 1 : « des boites » . Document . Document . Document 6 : Collection Unité du vivant 7 : ECE Fiche sujet candidat 2.1 : Collection simplifiée « l’étang » . Document 2.2 : Collection simplifiée « le jardin » . Document 3 : . Le logiciel phyloboite . extrait de tableau d’attributs . Document 4 : Classification très simplifiée des animaux. . Document 5 : Collection végétaux 8 : Matrice Taxon / Caractères . Document 9 : Extraits de pages écrans obtenues après traitement avec le logiciel Phylogène . Document 10.1 : Structure la mandibule et de l’oreille moyenne d’un lézard . Document 10.2: Structure la mandibule et de l’oreille moyenne d’un Mammifère (Chien) . Document 10.3 : Structure la mandibule et de l’oreille moyenne de Reptiles fossiles dits «mammaliens» . Document 11 : Schéma du développement de la mandibule chez l’embryon d’opossum . Document 12 : Squelette partiel d’un singe (un atèle), d’un brochet, d’un pingouin, d’un échidné. . Document 13 : Squelette d’un membre antérieur de divers vertébrés . Document 14 : du Trias a- Le fossile d’archéoptéryx b- La mâchoire d’archéoptéryx observée au microscope électronique à balayage . Document 15 : Comparaison des squelettes d’un dinosaure théropode (Copsognathus), d’un oiseau actuel et de l’archéoptéryx . Document 16 : a- Etat primitif et dérivé des caractères étudiés b- Etats des caractères chez les espèces actuelles de l’échantillon c- Arbre phylogénétique obtenu avec les espèces actuelles . Document 17 : 6 matrices Taxon/ caractères . Document 18 : Arbre du vivant non-enraciné fondée sur l’analyse des ARN ribosomiques 16S/18S Document 1 : « des boites » Document 2.1 : Collection simplifiée « l’étang » Source : «Comprendre et enseigner la classification du vivant», éd. Belin 2004. Document 2.2 : Collection simplifiée « le jardin » Document 3 : . Le logiciel phyloboite . extrait de tableau d’attributs Document 4 : Classification très simplifiée des animaux. Source : « Comprendre et enseigner la classification du vivant », éd. Belin 2004. Document 5 : Document 6 : Collection végétaux Collection Unité du vivant (Page écran obtenue après traitement avec le logiciel Phyloboîte) (Extraits de pages écrans obtenues après traitement avec le logiciel Phylogène) Document 7 : liens de parentés de l’Homme au sein des primates ECE Fiche sujet candidat Document 8 : Matrice Taxon / Caractères (d’après logiciel phylogène) Document 9 : (Extraits de page écran obtenue après traitement avec le logiciel Phylogène) Document : Structure et rôle de la mandibule et de l’oreille moyenne. Ne pas analyser : Aide pour la compréhension des documents 10 et 11 Sq : Squamosal Ang: Angulaire Q : Carré D: Dentaire Art: Articulaire Document 10.1 : Structure la mandibule et de l’oreille moyenne d’un lézard Document 10.2: Structure la mandibule et de l’oreille moyenne d’un Mammifère (Chien) Document 10.3 : Structure la mandibule et de l’oreille moyenne de Reptiles fossiles dits «mammaliens» du Trias (Cynognathus :Trias inférieur, -245 à -241 millions d’années, Diarthrognathus : Trias supérieur, - 235 à –208 M.a) Document 11 : Schéma du développement de la mandibule chez l’embryon d’opossum ( ou sarigue, petit animal appartenant au groupe des Marsupiaux). La taille de la mandibule de l’embryon est artificiellement ramenée à la même échelle que celle de l’adulte, représentée ici pour comparaison. Document 12 : Squelette partiel d’un singe (un atèle), d’un brochet, d’un pingouin, d’un échidné. Dessins extraits de Philosophie zoologique, ouvrage publié en 1818 par Etienne Geoffroy Saint-Hilaire (17721844) Document 13 : Squelette antérieur vertébrés d’un de membre divers Plan d’organisation commun Document 14 : a- Le fossile d’archéoptéryx b- La mâchoire d’archéoptéryx observée au microscope électronique à balayage b a Document 15 : Comparaison des squelettes d’un dinosaure théropode (Copsognathus), d’un oiseau actuel et de l’archéoptéryx. a b Document 16 : a- Etat primitif et dérivé des caractères étudiés b- Etats des caractères chez les espèces actuelles de l’échantillon c- Arbre phylogénétique obtenu avec les espèces actuelles c Document 17 : 6 matrices Taxon/ caractères Document 18 : Arbre du vivant non- enraciné fondée sur l’analyse des ARN ribosomiques 16S/18S
