DS 2014 Génétique et évolution du vivant

TS DS Génétique et évolution du vivant
EXERCICE 1 : l’adolescent de Turkana (durée estimée 15 mn)
On cherche à établir l’appartenance d’un fossile à la lignée humaine.
!
Document 1 : le squelette
Document 2 : le crâne
Volume crânien 800cm3 Trou occipital avancé Document 3 : la datation
Un fossile particulièrement complet a été retrouvé en 1984 par l’équipe de
Leakey aux abords du lac Turkana, au nord du Kenya : l’adolescent du
Turkana.
Les restes de ce fossile ont été datés de 1.6 Ma.
Question :
A partir de l’analyse complète et rigoureuse des documents :
- Retrouvez les arguments qui justifient l’appartenance de
l’adolescent du Turkana à la lignée humaine;
- Attribuez un genre (Homo ou Australopithèque) à ce fossile EXERCICE 2 (durée estimée 10 mn) 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
Tableau de comparaison des caractères des 3
homininés étudiés
(caractères primitifs, caractères dérivés)
document : arbre phylogénétique de trois Homininés
Exercice 2.2 (Amérique du Nord 2014)
On étudie la biodiversité chez le pouillot verdâtre (petit oiseau appartenant au genre Phylloscopus). On
distingue en Asie, huit populations d’oiseaux réparties en 5 espèces identifiables par de faibles variations
morphologiques. On constate que les populations géographiquement proches sont interfécondes, sauf les
populations appartenant aux deux espèces Phylloscopus viridanus et Phylloscopus plumbeitarsus.
A partir des documents et de l’utilisation des connaissances, décrire les mécanismes permettant de
comprendre pourquoi ces deux espèces géographiquement proches ne peuvent pas se reproduire entre elles.
Document 1 : répartition de différentes populations de pouillots
Document 1a : répartition des populations appartenant aux 5 espèces actuelles de
pouillot verdâtre autour du plateau Tibétain
Document 1b :
répartition
d’anciennes
populations de
pouillot verdâtre
autour du
plateau Tibétain
Sur la carte du
document 1a, la
zone A
représente l’aire
de répartition
d’une population
de pouillots qui a
aujourd’hui
disparu suite à la
déforestation. La
zone B
représente l’aire
de répartition de
la population
initiale des
pouillots, à partir
de laquelle des
migrations ont eu
lieu.
Document 2 : méthode d’étude des chants des pouillots
La biodiversité des pouillots verdâtres est
caractérisée par de faibles variations
morphologiques, mais aussi par des
variations du chant.
On appelle « sonogrammes » les
enregistrements du chant des oiseaux.
Les chants des mâles sont constitués de
séquences sonores qui se répètent. Afin de
rendre l’exploitation de ces
enregistrements plus pratique, les
séquences sonores identiques ont été
remplacées par des lettres de l’alphabet.
Plus les lettres sont proches
alphabétiquement plus les échantillons
sonores sont proches. Les oiseaux peuvent
communiquer entre eux si les
sonogrammes sont proches.
Document 3 : sonogrammes des 8 populations des 5 espèces étudiées de pouillots verdâtres
On a enregistré les chants de pouillots verdâtres mâles de 8 populations localisées dans différents lieux
autour du plateau tibétain (voir carte document 1a). Chaque population a un chant caractéristique formé
par l’association de 1 à 3 séquences sonores différentes. Le pouillot verdâtre mâle utilise son chant pour
défendre son territoire et attirer la femelle. L’étude du comportement sexuel montre que pour s’accoupler
les oiseaux se reconnaissent par leur chant.
METHODE :
- bien relever la PROBLEMATIQUE
- extraire les informations PERTINENTES de chaque document.
- Rédiger une synthèse ou vous mettez en relation les informations apportées
par chaque document (en les citant (doc…))
Les sujets auxquels vous avez échappé…
EXERCICE 2.1 : On s’interroge sur l’évolution d’une population de drosophile.
Il existe des populations de
drosophile dont l’œil est dit
« sépia ». Ce caractère est lié à la
mutation d’un gène situé sur le
chromosome 3 de la drosophile.
Il existe donc 2 allèles pour ce
gène : se+ = responsable de la
couleur normale ; se =
responsable de la couleur sépia,
récessif.
Question : A partir de
l’exploitation du document,
identifiez le mécanisme mis en
jeu et responsable de l’évolution
de la fréquence des allèles.
1
3
2
4
EXERCICE 2.2 : Drépanocytose et paludisme
A partir des documents proposés, montrer que la persistance de l’allèle HbS confère à la population
concernée un avantage sélectif dans l’environnement particulier de l’Afrique équatoriale.
Document 1 : Résultat d’une étude épidémiologique conduite en Afrique équatoriale entre 1950 et 1960
Ville (pays)
Kinshasa (Repu démo du Congo)
Kananga (Repu démo du Congo)
Ibadan (Nigéria)
Accra (Ghana)
Kampala (Ouganda)
% d’hétérozygotes
(HbA//HbS) dans
la population
26
29
24
8
19
Nombre de personnes
décédées du
paludisme (pendant
une période donnée)
23
21
27
13
16
Nombre d’hétérozygotes
(HbA//HbS) parmi les
décès dus au paludisme
0
1
0
0
0
D’après Motulsky, 1964. Document 2 : Répartition comparée de la drépanocytose et du paludisme en Afrique.
a)les maladies
La drépanocytose (déjà étudiée en 2° et 1 ) est une maladie récessive liée à une anomalie de l'hémoglobine.
Chez les personnes atteintes, on met en évidence la présence d'une hémoglobine anormale HbS différant de
l'hémoglobine normale HbA par la présence d'une valine (acide aminé) remplaçant un acide glutamique en position
6 sur la chaîne peptidique de la bêta globine. Cette simple modification entraîne un défaut de transport du
dioxygène et de la plasticité des globules rouges qui prennent la forme de faucilles, peuvent obstruer les vaisseaux
sanguins et sont détruits au cours de crises hémolytiques (à anémie)
ère
Le paludisme est dû à un parasite (transmis par un moustique anophèle) : le Plasmodium, qui se multiplie
activement dans les globules rouges des sujets normaux, mais beaucoup plus rarement dans les globules rouges des
sujets de génotype hétérozygote pour la drépanocytose. Cette maladie provoque des accès fébriles très graves dus à
des destructions massives des globules rouges parasités
b) cartes de répartition
1 à 5% Distribution du plasmodium 5 à 10% 10 à 15% 15 à 20% Distribution et fréquence de l’allèle S Document 3 : Évolution des fréquences génotypiques
Fréquence du génotype % Fréquence du génotype % 80 80 70 70 A//A A//S S//S 60 50 40 60 40 30 30 20 20 10 0 A//A A//S S//S 50 Générations 0 5 10 15 Fréquence des génotypes d'une population vivant
dans une région avec paludisme
10 0 Générations 0 5 10 15 Fréquence des génotypes d'une population vivant
dans une région ou le paludisme a disparu depuis T
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