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sciences de la vie et de la terre
SvT
sciences de
la vie et
de la terre
Première S
Terminale S
PrOgramme
2014
tâches complexes
cOORdOnnÉ PaR
PaTrick DemOugeOT
lOïc maThOn
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La Terre
dans
l'Univers,
la vie,
l'évolution
du vivant
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SvT terminale S
terminale s
S vT terminale s
t hème 1 : la terre dans l'univers, la vie, l'évolution du vivant
1-A : Génétique et évolution
un regard sur l'évolution de l'homme
Persistance d’un allèle morbide et sélection naturelle
Aide de connaissance 1 : La sélection naturelle qu’est-ce que c’est ?
Aide de connaissance 2 : Comment évolue la fréquence d’un allèle défavorable dans une population ?
Aide de savoir-faire 1 : Fiche technique de GooglTM Earth sur le site de l’académie de Toulouse
Aide de savoir-faire 2 : Évolution allélique
Aide à la démarche de résolution 1 : Exploitation des cartes et documents
Aide à la démarche de résolution 2 : Mettre en relation des données
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sciences de la vie et de la terre
persistance d'un allèle morbide
et sélection naturelle
aides
aide de connaissance 1 : La sélection naturelle, qu’est-ce que c’est ?
Les mutations sont à l’origine de l’apparition de nouveaux phénotypes.
Le milieu exerce un tri de ces innovations en sélectionnant les phénotypes les mieux adaptés :
c’est la sélection naturelle.
Les mutations favorables, qui confèrent un avantage sélectif* aux individus qui en sont porteurs,
ont une probabilité plus grande de se répandre dans la population.
Avantage sélectif : probabilité plus grande de répandre un caractère dans la population quand celui-ci est à
l’origine d’un phénotype mieux adapté aux conditions du milieu.
D’après le Manuel de Terminale S, éditions Didier.
Aide de connaissance 2 : Comment évolue la fréquence d’un allèle défavorable dans une
population ?
Certains caractères héréditaires peuvent être à l’origine d’une plus grande mortalité (allèles morbides) ou d’une moindre aptitude à la reproduction.
Les individus portant ces allèles auront donc moins de chances de les transmettre par la
reproduction.
Au fil des générations, la fréquence de ces allèles dans la population va diminuer jusqu’à devenir
nulle ou presque nulle (des mutations pouvant faire réapparaitre l’allèle même s’il a disparu).
Évolution attendue de la fréquence d’un allèle défavorable « a » dans une population
f(a)
Générations
Cette évolution peut-être observée en laboratoire, avec des drosophiles.
On peut par exemple s’intéresser à l’évolution de la fréquence de l’allèle responsable des ailes
vestigiales (vg), les drosophiles exprimant cet allèle étant désavantagées par rapport aux autres.
D’après le Cours de génétique des populations, sur le site de l'université Claude Bernard, Lyon : http://gen-net-pop.univ-lyon1.fr
Évolution observée en laboratoire de la fréquence de l’allèle (vg) dans deux populations de
drosophiles
1
Vestigial
Fréquences vestigiales
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Semaines
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SvT terminale S
aide de savoir-faire 1 : fiche technique
Fiche technique de Google™ Earth sur le site de l’académie de Toulouse :
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/bankact
Capture d'écran site de
l'académie de Toulouse
aide de savoir-faire 2 : évolution allélique
Ce document vous guidera pas à pas dans l’utilisation du modèle numérique « Évolution
allélique ».
—— 1re étape - Saisir le nom des allèles étudiés
Nom de l'allèle 1 : HbS
Nom de l'allèle 2 : HbA
—— 2e étape - Saisir la fréquence initiale du premier allèle
On peut laisser par défaut la valeur 0,5.
—— 3e étape - Attribuer une valeur sélective (= valeur adaptative) pour chaque génotype, à l’aide
des curseurs, ou en saisissant directement les valeurs.
Valeurs sélectives
H bS/HbS : 1
H bS/HbA : 1
H bA/HbA : 1
On attribuera les valeurs sélectives en fonction des phénotypes associés aux génotypes :
valeur
sélective
du génotype
phénotype
0 (zéro)
Les individus porteurs de ce génotype n’ont aucune chance de se
reproduire (longévité trop réduite, stérilité etc.)
0,1
Très peu d’individus parviennent à se reproduire (forte mortalité
avant l’âge de la reproduction etc.)
0,2 à 0,8
Phénotypes plus ou moins désavantageux
0,9
Phénotype légèrement désavantagé par rapport au phénotype
optimal
1
Phénotype optimal dans le milieu étudié
Il n’est pas nécessaire de connaitre exactement les valeurs sélectives associées à chaque génotype pour que le modèle fonctionne. Ce qui importe, c’est d’attribuer 1 au phénotype maximal, et
des valeurs inférieures aux phénotypes désavantagés.
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sciences de la vie et de la terre
—— 4e étape - Lancement du modèle (bouton vert)
L’évolution théorique de la fréquence du premier allèle est alors affichée (courbe). Il est possible
de superposer plusieurs courbes en modifiant les réglages du modèle et en appuyant à nouveau
sur le bouton vert.
Fréquence de l'alèle HbS
100 %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Générations
Aide à la démarche de résolution 1
Commencer par exploiter les cartes et documents du dossier à l’aide de Google™ Earth :
—— comparer les deux cartes afin de mettre en évidence des similitudes entre les zones touchées
par le paludisme et les zones où la fréquence de HbS est élevée ;
—— exploiter les résultats des études relatives au paludisme afin de déterminer l’influence du
génotype sur la mortalité liée à cette maladie.
Aide à la démarche de résolution 2
Mettre en relation ces données afin de proposer une hypothèse qui pourrait expliquer la forte prévalence de l’allèle HbS dans certaines régions d’Afrique :
—— un allèle conférant un avantage important voit sa fréquence augmenter dans la population. Un
individu portant HbS dans ces régions est-il avantagé ?
—— garder en tête la problématique de départ : HbS étant un allèle morbide, sa fréquence devrait
être très basse, proche de 0. L’hypothèse doit expliquer pourquoi cette fréquence est significative (très supérieure à 0 %) dans certaines régions.
Aide à la démarche de résolution 3
Utiliser le modèle numérique « Évolution allélique » pour tester cette hypothèse et vérifier qu’elle
explique bien les fréquences constatées :
—— le modèle sert à tester l’hypothèse ; si les résultats prédits par le modèle correspondent à ceux
observés dans la réalité, l’hypothèse est confortée, sinon elle est rejetée ;
—— lancer le modèle après l’avoir correctement complété et constater autour de quelle valeur se
stabilise la fréquence de HbS au bout d’une vingtaine de générations ;
—— confronter les résultats prédits par le modèle avec ceux observés et conclure.
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