TS : enseignement obligatoire

sélection de TP(1)
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L'ordre de présentation de cette sélection encore très partielle est entièrement dicté par le hasard.
  1. La phylogénie des Hominidés
  2. Mutations et polymorphisme
  3. La famille des globines
  4. Croisements de Drosophiles

Le programme 2002 pour l'enseignement obligatoire se caractérise par sa grande extension "en surface". Une formation à la démarche scientifique nécessiterait sans doute des choix mieux affirmés mettant en avant quelques notions traitées plus en profondeur. Ces objectifs sont déjà plus faciles à atteindre en spécialité.
 
Problématique Séquences, concepts Activités, remarques
Comment établir des relations de parenté entre hominidés par comparaison des molécules et des caryotypes ? La phylogénie des Hominidés

Lors de la spéciation les gènes homologues (qui ont au départ la même fonction) des populations séparées évoluent dans des directions différentes par accumulation de mutations ponctuelles. Le taux de mutation varie d'un gène à l'autre.
  • Comparaison des séquences protéiques des globines α et β des Hominidés
  • Comparaison des séquences de la NAD déshydrogénase des Hominidés

  • Comparaison des caryotypes de l'Homme et du Chimpanzé
Quelle est l'origine de la variabilité dans une espèce ?

Mutations et polymorphisme

L'origine des différents allèles d'un gène s'explique par des mutations ponctuelles dont les conséquences sur l'activité des protéines codées sont variables.
  • Comparaison des séquences des allèles du gène du groupe sanguin principal à l'aide d'un logiciel
  • Comparaison des séquences de l'allèle de l'hémoglobine β, de l'allèle drépanocytaire, microcytaire et des allèles thalassémiques à l'aide d'un logiciel
Comment expliquer l'augmentation du nombre de gènes (de 1000 chez une bactérie à 30.000 dans l'espèce humaine) ?

La famille des globines

Les "espèces moléculaires" de protéines proches les unes des autres dérivent toutes d'une unique molécule ancestrale. Le mécanisme consiste en des duplications répétées de gènes suivies d'une évolution divergente par accumulation de mutations ponctuelles.
  • Comparaison à l'aide d'un logiciel des séquences protéiques des globines humaines
  • Construction d'un arbre phylogénétique (de la famille des globines humaines) à l'aide d'un logiciel
  • Construction d'un arbre phylogénétique des Vertébrés (à partir de l'étude de la globine β) et à l'aide d'un logiciel
Le même TP pourrait être réalisé en étudiant la famille des hormones post-hypophysaires, celle des opsines...
Problématique : comment retrouver les différentes modalités du brassage des gènes (intra et inter-chromosomique) lors de la méiose ? comment expliquer le phénotype lorsque plusieurs gènes gouvernent le même caractère ?
Croisements de Drosophiles

Chaque parent donne un exemplaire de chaque gène aux descendants de première génération (F1).

Lors de la méiose, un individu F1 transmet par ses gamètes un exemplaire de chaque gène.

Lorsque 2 gènes sont portés par des chromosomes différents toutes les combinaisons possibles (4) entre allèles sont équiprobables en raison de la répartition au hasard des chromosomes lors de la première division de méiose

Lorsque les gènes sont portés par le même chromosome, on obtient les deux combinaisons parentales d'allèles, mais aussi deux combinaisons nouvelles, en nombre inférieur aux combinaisons parentales. Ces combinaisons nouvelles sont dues au mécanisme du crossing over.
  • Observation des phénotypes sauvages et mutés
  • Réalisation de croisements virtuels à l'aide d'une application web

Références

(1) Les références au manuel élève concernent Tavernier R. Lizeaux C. et coll. 2002. Sciences de la vie et de la Terre, terminale S enseignement obligatoire. Bordas, Paris.
(2) Commentaires (sur le site du CNDP).


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