TP 9 : Les processus de l’évolution

Quels sont les mécanismes permettant l’évolution de la biodiversité?

Activité 1: Mise en évidence de la sélection naturelle par étude des fréquences alléliques (p 92 et 93)

La drépanocytose (http://fr.wikipedia.org/wiki/Drépanocytose) est une maladie génétique qui se caractérise par l'altération de l'hémoglobine, la protéine

assurant le transport de l'oxygène dans le sang. On estime que 50 millions d'individus en sont atteints dans le monde.

1. A l’aide du logiciel Anagène, rechercher la nature de l’altération de la molécule d’hémoglobine des malades en comparant les séquences d’acides

aminés des chaînes ß des hémoglobines HbA (personne saine) et Hbs (personne malade).

Dans Fichier, Thèmes d’études, Relations génotype-phénotype, phénotype drépanocytaire, Ok

Sélectionnez 2 séquences peptidiques homologues à comparer en cliquant sur le petit carré blanc situé à gauche du nom de la séquence (la ligne doit alors apparaître en blanc).

Traiter, Comparer les séquences, Comparaison simple, OK.

2. A l’aide du logiciel Anagène, rechercher la nature de l’altération de la molécule d’ADN des malades en comparant les séquences de nucléotides codant

pour les chaînes ß des hémoglobines HbA (personne saine) et Hbs (personne malade).

Dans Fichier, Thèmes d’études, Relations génotype-phénotype, phénotype drépanocytaire, Ok

Sélectionnez 2 séquences nucléotidiques homologues à comparer en cliquant sur le petit carré blanc situé à gauche du nom de la séquence (la ligne doit alors apparaître en blanc).

Traiter, Comparer les séquences, Comparaison avec alignement, OK.

Les allèles HbA et HbS sont des allèles du gène codant pour la chaîne ß de l’hémoglobine. La fréquence allélique de l’allèle HbS reste faible

néanmoins dans la population mondiale (inférieure à 1% dans la plupart des pays).

3. Emettre une hypothèse pour expliquer la faible fréquence allélique mondiale de cet allèle.

4. En utilisant les fonctionnalités du logiciel « Evolution allélique », démontrer par modélisation informatique votre hypothèse.

5. Préciser les fréquences alléliques de l’allèle HbS en Afrique équatoriale. Comparer avec la fréquence allélique mondiale de l’allèle HbS.

6. Emettre une hypothèse pour expliquer cette différence en vous aidant des cartes et des textes ci-dessous.

7. En utilisant les fonctionnalités du logiciel « Evolution allélique », démontrer par modélisation votre hypothèse.

Thème 1 – La Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée

Capacités et attitudes Objectif de connaissances

• Extraire et organiser des informations pour relier, sélection naturelle,

dérive génétique et évolution des espèces

• Manipuler, utiliser un logiciel de modélisation pour comprendre la

dérive génétique

La diversité des allèles est l’un des aspects de la biodiversité.

La dérive génétique est une modification aléatoire de la diversité des allèles. Elle se produit

de façon plus marquée lorsque l’effectif de la population est faible. La sélection naturelle et

la dérive génétique peuvent conduire à l’apparition de nouvelles espèces

Activité 2: Mise en évidence de la dérive génétique par simulation informatique (p 90 et 91)

On peut penser que la fréquence d’un allèle sélectivement neutre reste constante dans une population. Ce serait exact mathématiquement si

la population des individus était infinie.

Fréquences alléliques des allèles A, B et O du gène groupe sanguin

1. A l’aide des fonctionnalités du logiciel « Evolution allélique », montrer que la fréquence allélique d’un allèle sélectivement neutre

reste plus ou moins stable au cours du temps au sein d’une population nombreuse.

2. A l’aide des fonctionnalités du logiciel « Evolution allélique », trouver le facteur qui peut influencer l’évolution de la fréquence

allélique d’un allèle sélectivement neutre reste au sein d’une population.

Activité 3 : Mise en relation de l’apparition de nouvelles espèces avec la sélection naturelle et la dérive génétique (p 94 et 95)

3. En vous aidant du document ci-dessous, préciser pourquoi les deux populations de moustiques Culex pipiens de Londres sont

aujourd’hui considérées comme deux espèces distinctes.

4. En mettant en relation vos connaissances et les informations fournies, expliquer le processus d’apparition de nouvelles espèces.