Images et morphogenèse végétale

Présentation au sujet: "Images et morphogenèse végétale"— Transcription de la présentation:

1 Images et morphogenèse végétale
Objectifs: Travailler sur des images diverses, à différentes échelles, obtenues de différentes manières Proposer des activités utilisables par les enseignants Compléter les connaissances sur le modèle végétal et sur le développement (croissance, identité cellulaire, prolifération cellulaire)

2 Plan de l’atelier Croissance cellulaire et morphogenèse: exemple des mutants à croissance en hélice chez arabidopsis thaliana Contrôle génétique de la morphogenèse florale

3 Les mutants à croissance en hélice chez Arabidopsis thaliana

4 Plan Les phénotypes à croissance en hélice: exemple des mutants Lefty2 et Tortifolia2 Les protéines impliquées dans la mise en place des fibres de cellulose Effets de l’environnement sur ces mutants Un mutant permettant d’amener la notion de codon: Tua4 S178Δ Un exemple de famille multigénique

5 Objectif des activités 1, 2 et 3
Réinvestir les notions de phénotype au différents niveaux d’organisation Travailler sur le rôle du génotype dans la morphogenèse Montrer un effet de l’environnement

6 Quelle est la part du génotype et de l’environnement dans la morphogenèse?

7 Les phénotypes à croissance en hélice: Lefty1 et Tortifolia2
Dans Accès, ouvrir le dossier: Sciences du vivant / dynamique cellulaire / développement / Comprendre / Morphogenèse végétale / les mutants à croissance en hélice / Ouvrir alors les pages: Phénotype Lefty Phénotype Tortifolia

8 Phénotypes Sauvage, Lefty1 et Lefty2

9 Tortifolia 2 Plantules de 3 semaines A: Sauvage B: Tor2 Pétioles Tor2
Hypocotyles

10 Tortifolia 2 Cellules en culture in vitro sauvage, cellule de gauche
et Tor2 pour les cellules de droite

11 Activité 1: phénotypes 1- Décrire les particularités des phénotypes Lefty 2 et Tortifolia 2 (macroscopique et microscopique) 2- Quelle est la particularité des zones de la plante qui sont affectées ? 3- Quels sont les mécanismes connus par les élèves pour expliquer la croissance dans ces zones? 4- Faire des hypothèses pour expliquer la mise en place génétique de ces phénotypes.

12 Microtubules corticaux Sauvage et Lefty 1

13 Activité 2/1: part du génotype
Dans le site Accès, ouvrir le dossier: Sciences du vivant / dynamique cellulaire / développement / Ressources / Morphogenèse végétale / les mutants à croissance en hélice / Séquences Télécharger les séquences 4 allèles de la tubuline alpha 4 tubulines alpha alternatives Dans Anagène, comparer les séquences nucléotidiques et polypeptidiques

14 Activité 2/1: part du génotype
Dans quels secteurs les acides aminés affectés par les mutations doivent ils se situer pour que la croissance du microtubule se fasse en hélice ?

15 Activité 2/1: part du génotype
Dans Accès, ouvrir le dossier: Sciences du vivant / dynamique cellulaire / développement / Ressources / Morphogenèse végétale / les mutants à croissance en hélice / Molécule Télécharger la molécule Dimère de tubuline Ouvrir cette molécule sous Rastop Localiser les acides aminés affectés par les mutations Lefty2 et Tortifolia 2. Conclure

16 Dimère de tubuline

17 Activité 2/2: part du génotype
Les activités précédentes ont permis de mettre en évidence que la présence de tubulines alpha alternatives provoquaient une croissance en hélice. Faire une hypothèse sur le lien entre la disposition des microtubules de tubuline et la disposition des fibres de cellulose.

18 Activité 2/2: part du génotype
Dans Accès, ouvrir le dossier Sciences du vivant / dynamique cellulaire / développement / Comprendre / Morphogenèse végétale / les mutants à croissance en hélice / Cellulose synthase et tubuline Conclure sur la part du génotype dans la mise en place d’une croissance en hélice.

19 Cellulose synthase et tubuline
Tubuline alpha

20 Schéma bilan

21 Activité 3: part de l’environnement
Dans Accès, ouvrir le dossier: Sciences du vivant / dynamique cellulaire / développement / Ressources / Morphogenèse végétale / Mutants à croissance en hélice / Images et commentaires / Effets du taxol sur l’élongation des racines Comparer l’effet du taxol sur les plantules sauvages et les mutants Tor2

22 Elongation racinaire selon le taux de taxol du milieu de culture
sauvage Tor2

23 Activité 4 Cette activité est envisageable aux niveaux 1S, ES ou même L. On travaille ici dans le cadre de la question suivante: Comment la cellule « traduit elle » la séquence nucléotidique du gène en séquence polypeptidique?

24 Activité 4 Dans anagène, comparer 3 allèles de la tubuline α téléchargés précédemment: tua4, Lefty2 et Tua4 S178Δ . Remplir le tableau ci dessous Tua4 Lefty2 Tua4 S178 Δ Nombre de nucléotides Mutation Nombre d’acides aminés Conséquence de la mutation

25 Activité 5: Famille multigénique
La famille des tubulines α et β est très bien conservée d’une espèce à une autre. Il existe six gènes pour la tubuline α dans le génome d’Arabidopsis thaliana. Comparaison de ces gènes

26 Activité 5: Famille multigénique
Dans Accès, télécharger le fichier Ressources / Séquences / familles multigéniques Ouvrir le dossier dans anagène.

27 Activité 5: Famille multigénique
Taux de similitude des tubulines alpha d’A.thaliana Tua1 Tua2 Tua3 Tua4 Tua5 Tua6

28 Conclusion Intérêt de l’étude des tubulines:
Structure et fonction très conservée dans le monde vivant Connaissance utile pour la suite de leurs études Nombreux allèles mutants… (dont une triple délétion) Exemple accessible permettant de nombreuses activités