Terminale S
Lycée Montaigne

SVT
 



Stabilité et variabilité
des génomes et évolution

 Feuille d'activité

 Partie III
Cours
Feuille d'activité
Fiches révision
Logiciels

L'apport de l'étude des génomes : innovations génétiques

 

  • Activité 1 : Notions de fréquence allélique
  • Activité 2 : Les gènes polymorphes
  • Activité 3 : Etude des conséquences des substitutions de l'ADN
  • Activité 4 : Etude des conséquences des insertions et délétions de l'ADN
  • Activité 5 : Conséquences des mutations des gènes de développement
  • Activité 6 : Etudes des allèles du gène du groupe sanguin
  • Activité 7 : Etude des gènes de la globine

 

Méiose et fécondation participent à la stabilité de l'espèce
 

  • Activité 1 : le cycle biologique d'un Mammifère, l'Homme
  • Activité 2 : le cycle biologique d'un Champignon Ascomycète, Sordaria macrospora
  • Activité 3 : les anomalies de la méiose

 

Méiose et Fécondation sont à l'origine du brassage génétique

  • Activité 1 : Génétique des Haploïdes. Etude d'un croisement chez Sordaria
  • Activité 2 : Génétique des Haploïdes. Etude d'un couple d'allèle ou monohybridisme
  • Activité 3 : Génétique des Diploïdes. Etude d'un couple d'allèle ou monohybridisme
  • Activité 4 : Génétique des Diploïdes. Etude de deux couples d'allèles ou dihybridisme

 

Innovations génétiques et évolution des espèces
 

  • Activité 1 : étude du mélanisme de la phalène du bouleau.
  • Activité 2 : les molécules de globines.
  • Activité 3 : gènes contrôlant la durée de développement embryonnaire
    du système nerveux central du Chimpanzé et de l'Homme.

 

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Ouvrage utilisé en classe


Partie III 

Document d'accompagnement

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Activité 1 : Notions de fréquence allélique


Pour une population de 100 individus, on considère un gène qui possède 2 allèles : a et b. Le génotype de chaque individu est déterminé.

 

 Individu homozygote pour a

 Individu hétérozygote

 Individu homozygote pour b
 génotype
 Nombre d'individu

26 

 42

32 
 nombre d'allèles a
 nombre d'allèles b

Fréquence de l'allèle a (en %) :

Fréquence de l'allèle b (en %) :

Fréquence de l'allèle a + Fréquence de l'allèle b =


 


Activité 2 : Les gènes polymorphes

 Gène étudié

 gène de la globine b

 Gène responsable du système A, B et O
 Population étudiée

 Population mondiale
 Allèles (nombre et fréquence relative)

  1 allèle qualifié de "normal", dont la fréquence est supérieure à 90 %475 autres allèles dont la fréquence individuelle est inférieure à 1%.

 3 allèles :A : 27,8 %B : 8,8 %O : 63,4 %
 Le gène est-il polymorphe ?

 


 

Activité 3 : Etude des conséquences des substitutions de l'ADN

 mutations ponctuelles de l'ADN

 exemples

 Conséquences sur la séquence du polypeptide

 Qualification de la mutation
 

 avant mutation AGG après mutation CGG
   

 avant mutation AGG après mutation TGG
   

 avant mutation GAG après mutation TAG
   



Activité 4 : Etude des conséquences des insertions et délétions de l'ADN

 mutations ponctuelles de l'ADN

 exemples

 Conséquences sur la séquence du polypeptide
 

 avant mutation ATGCTAGTGGGGTAAaprès mutation ATGGCTAGTGGGGTAA
   

 avant mutationATGCTAGTGGGGTAA après mutation ATGGGCTAGTGGGGTAA
   

 avant mutationATGCTAGTGGGGTAA après mutation ATGGGGCTAGTGGGGTAA
   
 

 ATGCTAGTGGGGTAA est muté en ATGTAGTGGGGTAA
   

 avant mutationATGCTAGTGGGGTAA après mutation ATGAGTGGGGTAA
   

 avant mutationATGCTAGTGGGGTAA après mutationATGGTGGGGTAA
   


 

Activité 5 : Conséquences des mutations des gènes de développement


Voir livre p 91 document 3.

Drosophile normale :

 

Drosophile "bithorax" :


 


Activité 6 : Etudes des allèles du gène du groupe sanguin


Utilisation du logiciel Anagène

On cherche à caractériser les mutations affectant les allèles du gène responsables des groupes sanguins A, B et O.

Activités et déroulement des activités


1. Afficher une comparaison (alignement avec discontinuité) des séquences de nucléotides des 3 allèles du gène responsable des groupes sanguins A, B et O.

2. Comparer les séquences nucléotidiques en remplissant le tableau ci-joint. La séquence de l'allèle A sera prise comme séquence de référence.

3. Afficher les séquences des polypeptides codés par les allèles A, B et O.

4. Comparer les séquences polypeptidiques en remplissant le tableau ci-joint.

5. Conclure quant à l'apparition des allèles du gène responsable des groupes sanguins A, B et O.

Compléter le tableau ci-dessous

 allèle

 Etude des allèles

 Etude des polypeptides

 Nombre de paires de bases (pb)

 % d'identité

 Comparaison des séquences nucléotidiques

 Conséquences sur la séquence peptidique
 Allèle A    

Séquence de référence 
 Allèle B        
 Allèle O        



 

Activité 7 : Etude des gènes de la globine

Différents types d'hémoglobines voir document 1 page 92
L'hémoglobine est une protéine constituée de …….. chaînes de globines, qui sont différentes suivant les étapes de la vie de l'homme.
Hémoglobine embryonnaire :…………………………………
Hémoglobine adulte :…………………………………………

Les gènes codant pour les globines voir document 1 page 92
Il y a au total ………gènes de globines.

 Globines
 Localisation chromosomique des gènes codant pour les globines
   
   

Comparaison des gènes codant pour les globines voir document 2 page 95
Quels sont les gènes de globines les plus apparentés au gène de la globine
a ?
gènes de globines les plus apparentés au gène de la globine
a

 

Problématique : ……………………………………………………………………………………………………
……………….……………………………………………………………………………………………………
……………….……………………………………………………………………………………………………

Reconstitution de l'histoire de la famille des globines voir document 3 page 93

 


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Feuille d'activité

Méiose et fécondation participent à la stabilité de l'espèce

 

 

Activité 1 : le cycle biologique d'un Mammifère, l'Homme

Construction du cycle biologique d'un Mammifère, l'Homme.

Compléter le tableau suivant à l'aide des documents 1 et 3 page 107.

 Cellules étudiées

 Cellules somatiques

 Gamètes
 Nombre de chromosomes    
 Aspect des chromosomes    
 Quantité d'ADN    
 Etat des cellules    

 


 

Activité 2 : le cycle biologique d'un Champignon Ascomycète, Sordaria macrospora

Construction du cycle biologique d'un champignon Ascomycète, Sordaria macrospora. (documents 1 page 108 et 2 page 109).


Activité 3 : les anomalies de la méiose

Document 1 : caryotype d'un individu atteint de trisomie 21

 

 

Document 2 : les origines de la trisomie 21

 

 

Document 3 : schématisation des mécanismes chromosomiques conduisant à la trisomie 21


 

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Méiose et Fécondation sont à l'origine du brassage génétique

 

Activité 1 : Génétique des Haploïdes. Etude d'un croisement chez Sordaria


Observation au microscope optique de bouquet d'asques résultant d'un croisement entre une souche blanche et une souche noire de Sordaria.
Caractérisation des différents types d'asques.

A l'aide du document suivant, caractériser les différents types d'asques et déterminer leur fréquence.

 

Document 1 : bouquet d'asques résultant d'un croisement
entre une souche blanche et une souche noire de Sordaria.


Activité 2 : Génétique des Haploïdes. Etude d'un couple d'allèle ou monohybridisme

Il s'agit de la génétique des Haploïdes (Sordaria) donc

 

 

 

1) Croisement :
On croise une souche de Sordaria à spores blanches avec une souche de Sordaria à spores noires.

 

On observe les résultats du croisement en classant les différents types d'asques
présentes dans les périthèces suivant la disposition des spores.

2) Résultat du croisement :

 type d'asque

 asque 4/4

 asque 2/4/2

asque 2/2/2/2 
 Asque
(8 spores ordonnées)

4N
4B
 

4B
4N
 

2B
4N
2B
 

2N
4B
2N
 

2B
2N
2B
2N
 

2N
2B
2N
2B
 


3) Problème(s) :

 

4) résolution du problème :

a) Hypothèse de travail

 

b) écriture du croisement

 

 Souche blanche

 souche noire
 Phénotype    
 Génotype    

 

 

c) origine des asques de type 4/4

d) origine des asques de type 2/4/2 et 2/2/2/2

 

 

e) origine des asques de type 8


Activité 3 : Génétique des Diploïdes. Etude d'un couple d'allèle ou monohybridisme

Il s'agit de la génétique des Diploides donc

 

A. Etude d'un croisement F1 = P1 x P2

1) Croisement

On croise une drosophile de lignée pure à ailes vestigiales (=atrophiées) avec une drosophile de lignée pure à ailes longues.

2) Résultat du croisement :

 

3) Problème(s) :

 

4) résolution du problème :

a. Hypothèse de travail

 

b. écriture du croisement

 

drosophile à ailes vestigiales 

 drosophile à ailes longues
 Phénotype    
 Génotype    

 Individus Parentaux

1. P1

 2. P2
 Gamètes des parents        
 Individus de la F1   

 

 

 génotype  
 phénotype


B. Etude d'un croisement -test ou back-cross

1) Croisement
Soit un individu X dont le génotype est inconnu. Cet individu possède des ailes longues.

2) Problème

 

 

3) Résolution du problème

a. Hypothèses de travail

 

 

b. Ecriture du croisement

 Hypothèses

 Hypothèse H1

 Hypothèse H2
 Génotype de l'individu X    
 Gamètes    

 

 

 
 Résultat du croisement F1= X x P2    
 

 

 

 
 Génotype de la F1      
 Phénotype de la F1      

 

4. Bilan

 Résultat du croisement -test

 

 

 
 Conclusion : Génotype de l'individu X

 

 

 


 


Activité 4 : Génétique des Diploïdes. Etude de deux couples d'allèles ou dihybridisme

Il s'agit de la génétique des Diploïdes donc

 

A. Etude d'un croisement F1 = P1 x P2

1) Croisement

On croise une drosophile P1 de lignée pure à ailes longues et corps clair avec une drosophile P2 de lignée pure à ailes vestigiales (=atrophiées) et à corps noir.

2) Résultat du croisement F1 = P1 x P2

 

3) Problèmes :

 

 

4) résolution des problèmes :

a. Hypothèses de travail

 

b. écriture du croisement F1 : P1 x P2

 

 drosophile à ailes longues à corps clair
 drosophile à ailes vestigiales à corps noir
 Phénotype    
 Génotype    

 IndividusParentaux

 1. P1

 2. P2
 Gamètes des parents    
 Individus de la F1

 

 

 

c. conclusion

 

B. Etude d'un croisement -test ou back-cross

1. Croisement


Phénotype

 

Génotype

 

2. Problème :

 

3. Résultat du croisement F2 = ………………

 

4. résolution du problème :

a. Hypothèses de travail

b. Hypothèses sur la localisation des gènes

 Hypothèse H1

 Hypothèse H2

 

 

 
   
   


c. Test de l'hypothèse H1



- Echiquier du croisement x =

 

- Conclusion : H 1 est-elle vraie ?

 

d. Test de l'hypothèse H2 : même démarche à faire sur feuille.

5. Généralisation : Remplir le tableau suivant

 F2 = F1 x P2

 fréquence des individus F2 de type parental = fréquence des individus F2 de type non parental

 fréquence des individus F2 de type parental > fréquence des individus F de type non parental
 conclusion

 

 

 


 


 

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Innovations génétiques et évolution des espèces.

 

Activité 1 : étude du mélanisme de la phalène du bouleau.

Observations doc 1 page 148

Variété de la Phalène du bouleau  

 typica

 carbonaria
Couleur    
Aspect sur les bouleaux aux troncs clairs (couverts de lichens, en région peu polluée)    
Aspect sur les bouleaux aux troncs sombres (non recouverts de lichens, en région polluée)    
Evolution des
fréquences relatives
des 2 variétés

  1848
   

 1895
   

  1980
   

  1960
   

 1995
   


Expérience : doc 2 page 149

Hypothèse à tester :

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


Protocole de l'expérience :


Capture des 2 variétés de phalène

Marquage des 2 variétés afin de les distinguer

Remise en liberté des phalènes marquées

 

 
 Dans le Dorset dans un bois aux troncs clairs  Près de Birmingham dans un bois aux troncs sombres

 

 

Capture et dénombrement des phalènes

 

Analyse des résultats de l'expérience :


Activité 2 : les molécules de globines.

Document 4 page 153.




Activité 3 : gènes contrôlant la durée de développement embryonnaire du système nerveux central du Chimpanzé et de l'Homme.

Document 1 page 154.

 

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