Activité 4 - Reproduction et diversité génétique

28/09/2019 07:16

Problématique : Comment la reproduction augmente-t-elle la diversité génétique ?

A – La fécondation
1	Visionnez la vidéo sur la reproduction de l’oursin. Emis dans le milieu extérieur, comment les gamètes mâles et femelles se retrouvent-ils pour assurer la fécondation ?	La reproduction de l'oursin	Manifester sens de l’observation
2	Calculez la proportion d'ovocytes rencontrant des spermatozoïdes qui seront à l'origine d'une naissance.	Document 1	Communiquer dans un langage scientifiquement correct
3	Complétez le schéma avec 2n=6	Document 2
B – Des anomalies de répartition des chromosomes
4	Emettez une hypothèse sur le déroulement de la méiose à l'origine des trisomies et des monosomies.	Livre p 29 doc. 3	Recenser, extraire et organiser des informations
5	Proposez une explication aux résultats observés.	Livre p 29 doc. 5

C – Diversité génétique et évolution
6	Relevez les arguments en faveur d'une origine commune des gènes des globines.	Livre p 28 doc. 1 et 2 Documents 3 et 4	Recenser, extraire et organiser des informations
7	En utilisant les fonctionnalités d’Anagène, comparez les séquences nucléotidiques de l’alpha, la beta, la gamma et la delta globine. Présentez vos résultats sous la forme d’une matrice de pourcentage de similitudes (ou identités).	Logiciel Anagène Document 5	Exprimer et exploiter des résultats en utilisant les TIC
8	Complétez le schéma bilan des différentes étapes dans la mise en place des globines humaines.	Résultats précédents Documents 4 et 6	Communiquer dans un langage scientifiquement approprié

 

 

Document 1 : Quelques chiffres

 

Chez l'homme, quatre-vingt pour 100 des rencontres spermatozoïdes ovocyte débouche sur une fécondation, moins de 50 % des embryons s'implanter dans l'utérus (nidation) et 65 % des embryons implantés arrivent à terme.

 

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Document 3 : La famille des Globines

La famille des globines comprend une dizaine de protéines différentes, proches structurellement, et dont le rôle est de fixer le dioxygène au niveau du sang ou des muscles. Chaque protéine est le résultat de l'expression d'un gène. L'ensemble des gènes codant pour les différentes globines constitue une famille multigénique.

L’hémoglobine est une protéine constituée par l’association de 4 globines identiques 2 à 2. Chez l’Homme il existe 4 types principaux de globines (alpha, bêta, gamma, delta) codées par des gènes différents localisés sur le chromosome n°11 et n°16.

La myoglobine est une protéine monomère capable de fixer l’oxygène. La comparaison du gène de la myoglobine et des gènes des différentes hémoglobines montre des ressemblances. La myoglobine est présente dans nos muscles.

Certains crossing-over inégaux peuvent modifier le nombre de copies d'un gène au niveau du génome. Le transfert n'est pas équilibré (le nombre de gènes est différent entre les deux cellules issues de la méiose I) : il y a duplication de certains gènes. Le phénotype résultant après fécondation n'est pas pour autant anormal ou pathologique.

Des mutations touchent aléatoirement toutes les copies. Certaines sont à l'origine d'allèles nouveaux (à l'origine ou non de phénotypes alternatifs) : c'est la diversification génétique. Au bout de plusieurs milliers de générations, une famille multigénique confère aux nouvelles espèces des caractères nouveaux et diversifiés.

 

Document 4 : Répartition des globines dans différents groupes de Vertébrés

 

Groupe	Globines	Age en Ma
Poissons primitifs Agnathes	Myoglobine	500
Poissons cartilagineux et osseux	Myoglobine et hémoglobine alpha	450
Amphibiens	Myoglobine et hémoglobines alpha et bêta	370
Reptiles	Myoglobine et hémoglobines alpha, bêta et gamma	300
Mammifères	Myoglobine et hémoglobines alpha, bêta, gamma et delta	100

 

 

Document 5 : Comparaison des différentes globines avec anagène

 

1 – Lancer Anagène.

2 – Dans le menu Fichier sélectionner "Thèmes d’étude" à "Thèmes fournis 1997" à "Familles multigéniques"

3 – Ouvrir "Gènes des globines »

4 – Réaliser une comparaison avec alignement des séquences des globines α, β, γ et δ.

5 – Utiliser la fonction information pour déterminer le pourcentage de similitude entre les séquences.

 

Remarque :

Le degré de similitude entre gènes d’une même famille traduit le temps écoulé depuis la duplication/transposition d’un gène ancestral à l’origine de deux copies de ce gène.

Ainsi, plus il y aura de différences, plus la divergence entre les deux molécules sera ancienne.