Méiose et fécondation sont à l`origine du

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Académie de TOULOUSE
NOUVEAUX PROGRAMMES
DE
TERMINALE S
S.V.T
Transparents présentés par
Jean-Claude HERVE
Membre du groupe d'experts
Le lundi 10 juin 2002-06-11
au Lycée Saint-Sernin

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Approche du temps en biologie et géologie
Une introduction (0,5 semaine) ne comportant aucune connaissance exigible, laissée à l’initiative de
chaque professeur, à condition de cibler:
- sur le dénominateur commun du programme : stabilité et variabilité au cours du temps
- sur l’interaction entre les sciences de la vie et de la terre
- sur la durée relative des phénomènes étudiés, sur
l’importance des datations.
Rien d’exigible, mais une approche sur les changements du monde vivant au cours de l’histoire de la terre,
sur les changements de la physionomie de la terre paraît fort utile pour la suite.
Parenté entre les êtres vivants actuels et fossiles
Phylogénie et évolution
Exploitation des acquis de la classe de seconde et de première
- La cellule, unité fonctionnelle de tous les êtres vivants
- Cellule procaryote et cellule eucaryote
- Plan d’organisation commun à tous les Vertébrés
- Existence de gènes homéotiques homologues chez les insectes et chez les Vertébrés
Comment traduire les relations de parenté que recèlent ces données ?
 Première approche de la notion d’arbre phylogénétique et des notions d’état ancestral et d’état
dérivé d’un caractère
Problème à résoudre : établir les relations de parenté au sein des Vertébrés.
Les relations de parenté au sein des Vertébrés
 Le choix des caractères à envisager est guidé par la phrase du programme l’homme est un
eucaryote, un vertébré, un tétrapode, un amniote, un mammifère...
 On examine les états des différents caractères chez les Vertébrés en reconnaissant état dérivé,
état ancestral (à partir d’arguments paléontologiques- la prise en considération d’autres arguments
est hors programme)
 A partir d’une matrice de caractère on apprend à construire un arbre phylogénétique (utilisation du
logiciel phylogène). Mais cet apprentissage est conçu pour développer la capacité à extraire des
informations d’un arbre phylogénétique (seule capacité exigible au bac)
Donc établissement des relations de parenté à partir des seuls états dérivés ; Notion de groupe
monophylétique.
 Place des fossiles dans un arbre phylogénétique jamais aux nœuds de l’arbre
Utilisation de données moléculaires pour construire un arbre phylogénétique
Bonne cohérence entre la phylogénie établie à partir des données moléculaires et celle résultant de la
prise en compte de données morphologiques, anatomiques et embryologiques
La lignée humaine. La place de l’homme dans le règne animal
Utilisation d’une matrice de caractères relatifs aux Primates ou lecture d’un arbre phylogénétique de
Primates l’homme est un primate, un hominoïde
Utilisation de données moléculaires pour compléter la phylogénie des hominoïdes...
Hominidé, homininé (sens de ce mot dans le cadre du programme)
Les caractéristiques de l’ancêtre commun à l’homme et au chimpanzé

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Les critères d’appartenance à la lignée humaine ou les états dérivés propres aux Hominiens.
(Application : un os, par exemple un fémur d’Orrorin permet — il de ranger cette espèce dans celle des
Homininés?)
Les caractères dérivés des Australopithèques et leur histoire africaine
Homo habilis... et le critère d’appartenance au genre homo
Les caractères dérivés des Homo erectus et les migrations hors d’Afrique
Origine des Homo sapiens
Stabilité et variabilité des génomes et évolution
Les acquis de la classe de 3ème
- Chaque gamète ne possède qu’un seul exemplaire de chaque paire de chromosomes
- Idée très simplifiée de la méiose : une seule division marquée par la séparation des chromosomes
complémentaires
- Idée complémentaire de la méiose et de la fécondation
- Idée de la diversité des individus assurée par la reproduction sexuée (brassage
interchromosomique)
Les acquis de la classe de 1ère S :
- Tout ce qui concerne les relations génotype—phénotype
- Le polymorphisme des gènes au sein de l’espèce
Une partie très proche du programme actuel et qui prolonge le programme de 3ème :
Les mécanismes de la reproduction sexuée
Quelques points à souligner :
méiose et fécondation sont d’abord envisagées comme mécanismes assurant la stabilité de l’espèce
(conservation du caryotype)
ces phénomènes sont ensuite considérés comme créateurs de diversité, de variabilité individuelle à
partir du polymorphisme des gènes de l’espèce.
maintien de l’étude des ascospores de Neurospora différant par un caractère, leur couleur... pour des
raisons de TP et comme support pour mettre en évidence le brassage intrachromosomique (discussion
brassage génétique, brassage chromosomique)
étude du brassage génétique chez les diploïdes à partir du test-cross, discussion du nombre de gènes
impliqués dans la différence phénotypique étudiée
pas d’étude spécifique de la génétique humaine au tronc commun
Une partie qui réunit deux points séparés dans le programme actuel de 1ère : les mutations a l’origine
du polymorphisme du gène, les autres innovations génétiques (duplications) et l’évolution.
Dans l’esprit du programme, les duplications de gènes sont des mutations au même titre que les
substitutions, délétions, ou insertions. Les mécanismes ne sont pas au programme.
Orientation de cette étude vers les populations et non l’individu ; le polymorphisme actuel est le résultat
de mutations survenues dans le passé au sein des populations de l’espèce (sous-jacentes les
phylogénies des cellules d’un gène).

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La spéciation n’est pas au programme. Dans le temps imparti, le programme n’approche que certains
aspects des relations entre évolution, génétique, environnement (cette partie du programme a un statut
particulier et ne peut à elle seule être l’objet d’une question au baccalauréat»):
 le concept de sélection naturelle, bien que non explicitement indiqué dans le programme, en
relation avec l’évolution du génome
 le concept de mutation neutre qui peut se répandre dans la population, en revanche les
mécanismes de la dérive génique sont hors programme
 importance évolutive des mutations touchant les gènes du développement reprise de la
notion de gènes homéotiques).
Méiose et fécondation participent à la stabilité de l’espèce
Méiose et fécondation sont à l’origine du brassage génétique
Une partie proche du programme actuel, mais avec quelques axes pédagogiques importants
 Les intentions avec l’étude des cycles de développement d’un mammifère et d’un champignon
ascomycète
 Approcher la méiose par une démarche explicative..... Place de la trisomie 21 (relation avec
l’enseignement de spécialité)
 Place des objectifs de l'étude des asques de" Sordaria : notions de brassage intra et inter
chromosomique établies à partir de l’analyse de résultats de test — cross. (la capacité à discuter
du type de brassage à partir des résultats d’une F2 (Fl x Fl) est hors programme)
 Prise en compte du polymorphisme des gènes et de la position aléatoire du crossing—over
pour une bonne compréhension de l’importance du brassage génétique.
 Analyse génétique : «l’analyse de résultats de croisements expérimentaux permet de discuter
du nombre de gênes impliqués dans le déterminisme de la différence phénotypique étudiée. »
PREMIER EXEMPLE:
Drosophile à ailes longues x Drosophile à ailes vestigiales
et corps gris et corps ébène
F1 Drosophile à ailes longues et corps gris
Test – cross F1 x ailes vestigiales et corps ébène
154 ailes longues corps gris
147 ailes vestigiales corps gris
148 ailes longues corps ébène
156 ailes vestigiales corps ébène
DEUXIEME EXEMPLE:
Drosophile aux yeux rouge brique x Drosophile aux yeux rouge vif
F1 : Drosophile aux yeux rouge brique
Test – cross Fl x Drosophile aux yeux rouge vif
25 % Drosophile aux yeux rouge brique
75 % Drosophile aux yeux rouge vif
 Pas d’étude spécifique de la génétique humaine au tronc commun

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 Hérédité liée au sexe réservée à l’enseignement de spécialité
L’apport de l’étude des génomes : les innovations génétiques
Etude de trois exemples de relations entre mécanismes de l’évolution et génétique
Les informations fournies par l’analyse des ciénomes actuels au sein des populations
 analyse d’exemples pertinents permettant de dégager la notion de polymorphisme génique au sein
des populations, les types de différences entre allèles et les conséquences de ces différences au niveau
protéique.
 Origine des nouveaux allèles les mutations germinales (réinvestissement classe de seconde). Les
phylogénies d’allèles
 Des gènes aux similitudes de séquences qui ne peuvent être dues au hasard la notion de famille
multigénique. La duplication de gènes, une autre forme de mutation
 Evolution des duplicata et acquisition de nouvelles fonctions (hormones hypophysaires, pigments
visuels et vision des couleurs...)
La conservation et l’expansion des innovations génétiques dans les populations
 Le concept de sélection naturelle
 Le concept de mutation neutre (mais les mécanismes aléatoires de la dérive géniqûe sont hors
programme)
Les mutations touchant les gènes de développement et les innovations morphologiques ou
anatomiques
Réflexions sur l’enseignement de : « Stabilité et variabilité des génomes»
 Approche progressive de l’étude de la méiose
 Utilisation de Sordaria:
- recombinaison génétique ou recombinaison chromosomique?
- discussion sur les schémas interprétatif
 brassage intrachromosomique et unicité des gamètes
 utilisation des diploïdes pour étudier la recombinaison génétique: pour chaque caractère envisagé,
commencer par discuter si I ou plusieurs gènes sont en jeu
 idée de la compétence à acquérir à partir de l’exemple :
P drosophile aux yeux rouge brique x drosophile aux yeux rouge vif
F1 drosophile aux yeux rouge brique
Test cross: F1 femelle x mâle aux yeux rouge vif
25% yeux rouge brique
75% yeux rouge vif