SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

Terminale Enseignement de spécialité


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Thème La Terre, la vie et l'organisation du vivant
Génétique et évolution


Le chap.3 L'inéluctable évolution des génomes - Référentiel à avoir à chaque cours - TP




Chap.I L'origine du génotype des individus
Chap.II La complexification des génomes
Chap.III L'inéluctable évolution des génomes

Remobilisation des acquis:


Chap.III L'inéluctable évolution des génomes


Comment évoluent les fréquences alléliques dans une population ? Peut-on toujours prévoir l’évolution de la fréquence des allèles au sein des populations ?

Consignes: effectuer successivement les activités 1 et 2 avant le cours (remobilisation des connaissances) et recopier sur votre cahier les réponses après vérification automatique des réponses.

Activité 1:Mécanismes de l'évolution

Activité 2:A la recherche des forces évolutives

I Le modèle théorique de Hardy-Weinberg


Diaporama du cours


Que prévoit ce modèle ? A quelle(s) condition(s) ce modèle est-il valable ?


L'origine du modèle


L'exemple d'une population de plantes à fleurs: les belles de nuit

Phénotype

Phénotype

Phénotype

Génotype

Génotype

Génotype


Comment calculer des fréquences de génotype et d'allèles?

Comment tester la structure génétique d'une population?

II Des facteurs à l’origine de la variation de la fréquence des allèles


Quels facteurs peuvent modifier la structure génétique d’une population ?


TP 05 Modélisation de l'évolution de la fréquence des allèles


Fiche tehnique Logiciel Edu'modèles

Activité 1 : Duplication de gènes chez les moustiques et résistance aux insecticides => Montrer à l'aide des documents 2 et 3 p.42, comment et pourquoi des moustiques deviennent résistants aux insecticides organophosphorés

Activité 2 : Les écarts à l'équilibre de Hardy-Weinberg => Montrer par le calcul à l'aide du document 2 p.78, que les populations de moustiques ne possèdent pas la structure génotypique de Hardy-Weinberg et proposez une explication.


D'autres exemples dans le livre p.79 et 80

III De la différenciation génétique des populations à l'évolution des espèces au cours du temps


Comment ces facteurs peuvent-ils mener à une spéciation ?

Consignes: en binôme, résoudre un exercice 2 de type bac

Un exemple de spéciation chez un papillon _ fichier téléchargeable

src Sujet inédit annales bac 2021 Hachette

S'entraîner: visionner la vidéo et répondre aux questions

  1. De quelle façon Darwin considère-t-il la notion d'espèce?
  2. Quel critère est introduit clairement par Ernst Mayr? Enoncer ce critère.
  3. Quels sont alors les deux points de vue permettant de "définir" l'espèce?
  4. Enoncez dans les deux cas les critères retenus, leurs avantages et leurs inconvénients.
  5. Pourquoi les deux Muntjac ne peuvent-ils se reproduire entre eux?
  6. Dans le cas d'une espèce ancestrale A, à quel moment deux nouvelles espèces peuvent-elles apparaître et pourquoi?
  7. Pourquoi les deux nouvelles populations évoluent-elles différemment?
  8. Selon vous, les espèces D et E sont-elles génétiquement identiques à l'espèce A? Justifiez votre réponse.
  9. Le grizzly et l'ours polaire appartiennent-ils à deux espèces différentes? Justifiez votre réponse.

Prêt à s'entraîner?


Exercice n°1

L'équilibre de Hardy - Weinberg Révision et exercices d'entraînement aux calculs
Consignes: visionner la vidéo puis répondre aux questions ci-dessous (il faut garder une trace écrite dans votre cours donc il faut recopier!!!)

  1. Comment qualifie-t-on la "barrière" qui empêche toute interfécondité entre deux espèces?
  2. Qu'appelle-t-on population?
  3. Le pool génique est une notion introduite dans cette vidéo. A quoi correspond-il?
  4. Rappeler les conditions nécessaires à l'équilibre de Hardy-Weinberg
  5. Quelles sont les deux équations fondamentales?
  6. Recopier le tableau ci-dessous et compléter le:

    Fréquences des allèles:
    • fréquence de l'allèle A (dominant) =
    • fréquence de l'allèle a (récessif) =

    Fréquences des génotypes:
    • fréquence des homozygotes (A//A) =
    • fréquence des hétérozygotes (A//a) =
    • fréquence des homozygotes (a//a) =

    Fréquences des phénotypes:
    • fréquence du phénotype [A] =
    • fréquence du phénotype [a] =


  7. Après avoir compris comment utiliser ces formules dans différents exemples, entraînez vous avec les exercices suivants pour vous tester. Suivre les conseils donnés dans la vidéo: qu'est-ce qu'on me donne et qu'est-ce que je cherche?
  8. Vous avez étudié la mucoviscidose lors du Chap.I(p.40 -41). La mucoviscidose est une maladie autosomique récessive. La fréquence de cette maladie dans la population est de 1/2500. Quelle est la fréquence des porteurs sains?
  9. Chez l'homme, certaines personnes trouvent un goût amer à la phényl-thio-carbamide, les autres ne lui trouvent aucun goût. Cette molécule organique est fabriquée par des plantes comme le brocoli et le chou de Bruxelles( elles servent de répulsif naturel pour se protéger des herbivores!) Le phénotype [goûteur] est dû à un allèle dominant G porté par un autosome. Dans une population à l'équilibre, 9% des individus sont [non goûteur]. Quelle est la fréquence de l'allèle g, allèle récessif et de l'allèle G? et aimez-vous les brocolis et les choux de bruxelles?


Exercice n°2

S'entraîner avec Edu'Modèle (comme dans le TP n°5)

Dans les populations d'éléphants en Afrique, certains éléphants possèdent des défenses et d'autre pas. La fréquence des éléphants avec et sans défenses varie d'une population à une autre. Question: comment expliquer ces différences de fréquence dans les populations d'éléphants?


A l'aide des documents 1 et 2 ci-dessous, répondre aux questions suivantes:
  1. D'après les documents 1 et 2, comment expliquer les différences de fréquences des éléphants sans défense observées dans les différentes populations d'éléphants en Tanzanie?
  2. A l'aide du référentiel 03, donnez une définition des termes de séléction naturelle d'une part et de dérive génétique d'autre part.
  3. Lequel de ces deux mécanismes semble expliquer les différences de fréquence de phénotype dans les populations d'éléphants de Tanzanie?

livre p.87livre p.87

Lire les deux articles ci-dessous. Il s'agit cette fois de populations d'éléphants d'une autre région d'Afrique, le Mozambique et l'Afrique du Sud. A partir de ces deux articles,justifier qu'au Mozambique, la sélection naturelle explique la plus forte fréquence d'éléphants sans défense alors qu'en Afrique du Sud, la disparition progressive de ces éléphants sans défense s'explique par la dérive génétique.

Essai 1: Modéliser les variations de fréquence des phénotypes des éléphants avec Edu'modèle.
Ouvrir le logiciel en cliquant sur ce lien Vers Edu Modèle avec le modèle "Eléphants" déjà chargé
  1. Repérer les "agents" => au départ 10 éléphants avec défenses et 10 sans défenses. Le modèle de départ impose une mobilité des agents identiques, dans les règles la même probabilité de rencontre, la même durée de vie.
  2. Lancer la modélisation (pendant 4000 tours)et observer l'évolution des effectifs, noter les résultats.
  3. Recommencer une 2ème fois sans rien changer (pendant 4000 tours); noter les résultats
  4. Recommencer! et alors?
  5. Dans cette modélisation, quel mécanisme avez-vous testé? A quelle population réelle d'éléphants cela correspond-il?
  6. Que peut-on dire sur l'équilibre de Hardy-Weinberg dans cette population?
  7. Recommencer encore une fois mais en modifiant le nombre d'éléphants au départ (prendre 22 et 22) et en laissant le modèle "joué" pendant 10 000 tours au moins. Que constatez-vous?

Essai 2: Modéliser les variations de fréquence des phénotypes des éléphants avec Edu'modèle.
Ouvrir le logiciel en cliquant sur ce lien Vers Edu Modèle avec le modèle "Eléphants" déjà chargé
  1. Repérer à nouveau les "agents" => au départ, modifier de suite le nombre d'éléphants: 22 éléphants avec défenses et 22 sans défenses. Le modèle de départ impose une mobilité des agents identiques, dans les règles la même probabilité de rencontre, la même durée de vie.
  2. Comment modéliser alors une sélection naturelle dans le cas d'un braconnage? Faites alors évoluer votre modèle et procéder par plusieurs essais.

 


Exercice n°3 (facultatif)

Un exercice d'application combinant des notions du chap.1 et des notions de chap.3: le cas de poules frisées! (sur le livre p. 51 et 93)


Corrigé des exercices n°1 et n°3