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Sciences de la Vie et de la Terre Cours de terminale S Programme obligatoire.

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1 Sciences de la Vie et de la Terre Cours de terminale S Programme obligatoire

2 Chapitre 1 Reproduction sexuée et brassages génétiques Introduction : « tous identiques, tous différents » caryotypegénotype Comment expliquer la stabilité chromosomique et la variabilité génétique entre les générations ?

3 I.La méiose est source de brassages génétiques Voir fiche dactivités 1

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6 Cellules parentales à l'origine des gamètes méiose gamètes fécondation Cellule œuf trisomique 21

7 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

8 Le déroulement de la méiose dans le temps est différente chez lHomme et chez la Femme.

9 Bilan fiche activité 1 : - Succession de deux divisions - Réduction par deux du nombre de chromosomes et donc de la quantité dADN - Anomalies de répartition des chromosomes peuvent entraîner des caryotypes atypiques - Brassage interchromosomique (voir schéma) Métaphase I Avant brassage Après brassage

10 croisement 2 : souche à corps clair et yeux rouges X souche à corps black et yeux cinnabars résultats F1 : 100% [ corps clair, yeux rouges] résultats F2 test cross : 46% [ corps clair, yeux rouges] 46% [corps black, yeux cinnabars] 4%[ corps clair, yeux cinnabars] 4%[ corps black, yeux rouges] Voir fiche dactivités 2

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12 Interprétation des résultats drosophile F1 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

13 Interprétation des résultats drosophile F2 test cross Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

14 II- La fécondation amplifie le brassage effectué par la méiose Voir fiche dactivités 2 (calcul) Voir vidéo sur site III- Lalternance méiose/fécondation et le cycle de développement Voir fiche dactivités 2

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16 Exercice de génétique appliquée à léconomie

17 Correction exercice Lintérêt est dobtenir des grosses tomates à maturation ralentie qui nexistent pas naturellement (donc cas de dihybridisme). Le résultat du premier croisement indique que lallèle « petit fruit » est dominant sur lallèle « gros fruit » : on notera donc PF et gf. Pour le second caractère il y a codominance entre lallèle sauvage responsable de la maturation rapide et lallèle muté rin responsable de larrêt de la maturation. Les hétérozygotes ont un phénotype « maturation ralentie ». On notera rin+ et rin ces deux allèles et ral. le phénotype « maturation ralentie ». Le résultat du second croisement, qui peut être assimilé à un test-cross, suggère, avec les proportions 1/4,1/4,1/4 et 1/4 obtenues, que ces deux gènes sont portés par des paires de chromosomes différentes (gènes non liés).

18 Chapitre 2 Evolution génétique et diversification des êtres vivants Introduction : - lapparition de mutations et leur brassage par lalternance méiose/ fécondation au cours de la reproduction sexuée sont insuffisants pour expliquer la biodiversité actuelle des populations. - Il doit exister dautres mécanismes à lorigine de la diversification du monde vivant. Rappels de génétique 1ére S - Le code génétique - Mutations

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20 I- les facteurs génétiques de diversification non liés à la reproduction sexuée Voir fiche dactivité 1 Voir fiche dactivité 2 1°)- apparition de familles multigéniques 2°)- apparition de mutations modifiant lindividu ou lespèce

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22 Hypothèse : à partir dun ancêtre commun, lHomme aurait, par rapport au chimpanzé, gardé des caractères juvéniles à létat adulte. Certaines mutations touchant des gènes responsables de la détermination des étapes du développement peuvent avoir des conséquences importantes sur lEvolution exemples : lallongement de la période embryonnaire entraîne une augmentation du nombre de neurones donc une augmentation des capacités intellectuelles laugmentation des périodes infantiles et juvéniles permet une augmentation de la durée de lapprentissage donc une meilleure transmission des connaissances entre les générations. Contour du crâne chimpanzé jeune contour du crâne homme adulte Trou occipital chimpanzé jeune centré comme chez lhomme adulte Phénotype tête chimpanzé jeune phénotype tête homme adulte

23 Individu A Individu A peu différent de A, même espèce Individu B très différent de A, nouvelle espèce Mutations de gènes de structure Mutations de gènes de développement « petites causes »… …« grands effets » …« petits effets » « petites causes »… 5°)-

24 Syndrômes de tétra-amélia Et de meromélia

25 3°)- Le « bricolage moléculaire » ou comment faire du neuf avec du vieux Voir fiche dactivité 3

26 gène Plusieurs exemplaires du même gène Nombreux allèles du même gène gène1 gène2 gène3 gène4 gène5 gène1gène2gène3gène4gène5 gène2gène3gène4gène5 gène1 Nouveaux gènes formés par aboutements duplications mutations

27 II- les facteurs de biodiversité non liés à des modifications du génome des individus Travail : faire les activités 3 et 4 du livre pages 40 à 43. Schéma bilan des 2 premiers chapitres à construire à partir déléments « en vrac »

28 Modification du comportement reproduction sexuée symbiose Caractère aléatoire Brassage interchromosomique Brassage intrachromosomique Gènes de structure Gènes homéotiques Facteurs génétiques Facteurs non génétiques Biodiversité au temps t1 Biodiversité au temps t2 ou fécondation meiose mutations Duplications Groupements de gènes

29 Interprétation des résultats Sordaria 2 types de filaments mycéliens Méiose I fécondation mitose Type dasque obtenu Méiose II

30 Exercices : 1 page page 146

31 Phénotype des parents [ gf, rin+] [ PF, rin ] Génotype des parents gf//gf, rin+//rin+PF//PF, rin//rin Méiose Génotype(s) des gamètes gf/, rin+/PF/, rin/ Fécondation Génotype(s) de la F1 gf//PF, rin+//rin Phénotype(s) de la F1 [PF, ral.] Comparaison avec les résultats expérimentaux 100% de pieds de tomates à petits fruits dont la maturation est ralentie donc correspondance avec les résultats expérimentaux Interprétation chromosomique du premier croisement

32 Modification du comportement reproduction sexuée mutations Duplications Groupements de gènes fécondation symbiose Caractère aléatoire meiose Brassage interchromosomique Brassage intrachromosomique Gènes de structure Gènes homéotiques Facteurs génétiques Facteurs non génétiques Biodiversité au temps t1 Biodiversité au temps t2 ou

33 Phénotype des parents [ PF, ral] [ gf, rin+ ] Génotype des parents PF//gf, rin+//ringf//gf, rin+//rin+ Méiose Génotype(s) des gamètes PF/,rin+/ PF/,rin/ gf/,rin+/ gf/,rin/ gf/, rin+/ Fécondation Génotype(s) de la F1 PF//gf,rin+//rin+ PF//gf, rin//rin+ gf//gf, rin+//rin+ gf//gf, rin//rin+ Phénotype(s) de la F1 [PF, rin+] [PF, ral.] [gf, rin+] [gf, ral.] Comparaison avec les résultats expérimentaux Notre interprétation est en accord avec les résultats expérimentaux pour les phénotypes obtenus, les proportions obtenues sont les mêmes car le brassage interchromosomique se réalise au hasard en métaphase/anaphase de première division de méiose. Interprétation chromosomique du second croisement

34 B- Le caractère aléatoire de la fécondation Voir document sur système CMH + couleur de la peau Conclusion sur variabilité entraînée par méiose/fécondation III- Les causes de la variabilité du génotype (polymorphisme) au sein dune espèce A- Variabilité liée à la reproduction sexuée. Voir partie II

35 B- Mutations et innovations génétiques Fiche rappel sur notions de 2nde et 1ère S 1°)- Mise en évidence dun polymorphisme génétique 2ème exemple : Le système HLA (CMH) plusieurs gènes avec chacun de nombreux allèles. (voir fécondation) 1er exemple : Le cas des groupes sanguins : 1 gène trois allèles. 3ème exemple: Le polymorphisme des gènes de lhémoglobine TP type ECE Problème :Les résultats inattendus du séquençage du génome humain Les mutations seules ne peuvent expliquer limportance du polymorphisme

36 Etude de deux exemples dévolution dun gène Evolution du gène de la LDH

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38 La (petite) famille des gènes de lADH

39 Gène ancestral 300 MA Actuel Poissons osseux branchies Poissons BP / Amphibiens / reptilesMammifères AVT OTAVTADHOT AVT duplication AVTOTAVT duplication AVTOT 380 MA 1 mutation (change arg en leu) AVTADHOT 190 MA 1 mutation (change ileu en phe) 420 MAAVT Mutations ???

40 3°)- Les mutations sont soumises à la pression de sélection exercée par lenvironnement. Population = ensemble dallèles « pool » allélique Modification du stock dallèles Pression sélective Problème : quelles sont les conditions pour quun allèle muté se maintiennent dans la population ?

41 - Cas des mutations neutres - Cas des mutations qui présentent un avantage ou un désavantage sélectif Voir fiche dactivité - Cas des mutations de gènes du développement Voir fiche dactivité Nombre de mutations du gène Temps (MA) Fibrinogène (protéine de la peau) Hémoglobine (transport de lO2) Cytochrome c (réaction biochimique de la respiration cellulaire)

42 Chimpanzé jeune Chimpanzé adulte Homme adulte

43 Individu A Individu A peu différent de A, même espèce Individu B très différent de A, nouvelle espèce Mutations de gènes de structure Mutations de gènes de développement « petites causes »… …« grands effets » …« petits effets » « petites causes »… 5°)-


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