Partie 2 : Génétique et évolution Terminale S - 2013/2014 TP 9 : Comparaison génétique Homme / Chimpanzé Mise en situation et recherche à mener Une comparaison morphologique et anatomique de l'Homme et de plusieurs grands singes (Gorille, Chimpanzé, Orang-outan, Gibbon ...) révèle de nombreux caractères communs dans l'organisation du squelette, du crâne et du fonctionnement de très nombreux organes. La présence d'ongles et d'un pouce opposable permet de rattacher l'Homme au groupe des Primates. D'autres études portant sur le caryotype confirment cette proximité et donc l'existence d'une parenté très étroite entre l'Homme et les autres Primates. Dans le cadre de l'étude de l'évolution de la lignée humaine, on cherche à confirmer la proximité entre l'Homme et les Chimpanzés à partir de données moléculaires. Ressources Document 1 : caryotypes de l'Homme et du Chimpanzé Comparaison des caryotypes de l'homme et du chimpanzé (à gauche chromosome humain H et à droite chromosome de chimpanzé C) - 13 paires de chromosomes sont identiques morphologiquement chez l'homme et le chimpanzé - caryotype humain : 2n = 46 caryotype de Chimpanzé 2n = 48 - hypothèse d'une fusion de deux chromosomes distincts chez le chimpanzé pour constituer le chromosome 2 humain - comparaison des chromosomes de certaines paires permet d'envisager différentes modalités d'évolution génétique : inversion d'un fragment de chromosome dans la région voisine du centromère (chromosomes 4, 5, 9, 12, 15, 17, 18); addition d'un fragment chromosomique (chromosomes 1, 13, 18). Matériel disponible - Séquences moléculaires nucléotidiques et peptidiques homologues de différentes espèces animales (des molécules homologues présentent de très nombreuses similitudes dans leurs séquences qui s'expliquent par une origine commune) - Logiciel de traitement de données moléculaires (logiciel Geniegène) Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème (durée maximale : 10 minutes) Proposer une démarche d’investigation permettant de montrer l'existence d'une proximité génétique étroite entre l'Homme et le Chimpanzé. Appeler l’examinateur pour vérifier votre proposition et obtenir la suite du sujet. Votre proposition peut s’appuyer sur un document écrit (utiliser les feuilles de brouillon mises à votre disposition) Partie 2 : Génétique et évolution Terminale S - 2013/2014 Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables éaliser le traitement des séquences moléculaires proposées afin de d'étudier la proximité moléculaire entre l'Homme et les Chimpanzés. Matériel à utiliser : - logiciel de traitement des données moléculaires « Géniegen » et sa fiche d'utilisation différents fichiers contenant des séquences à traiter (fichiers présents dans le dossier « Evolution Humaine » - dans Ressource / SVT) Protocole : - Afficher les séquences du fichier GlobineGamma.edi - Procéder à un traitement approprié des séquences, afin d’établir la proximité moléculaire entre l’Homme (pris comme référence) et les Chimpanzés. - Recommencer avec les trois autres molécules homologues (présents dans le même dossier). étudiée ologique Document 2 : Caractéristiques des molécules étudiées Globine gamma Hox D13 Protéine constitutive de l'hémoglobine Protéine impliquée dans des foetus développement embryonnaire membres MCPH1 MYH16 le Gène impliqué dans le développement Gène impliqué dans le développement des du cerveau des muscles de la mâchoire Appeler l’examinateur pour vérifier les résultats et éventuellement obtenir une aide. Etape 3 : Présenter des résultats pour les communiquer résenter, sous la forme de votre choix, les résultats obtenus (sur copie manuscrite ou fichier numérique). Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème xploiter les résultats pour justifier ou non d'une proximité génétique très étroite entre l'Homme et les Chimpanzés. Justifier votre réponse Partie 2 : Génétique et évolution Terminale S - 2013/2014 Correction On cherche à montrer une proximité génétique très étroite entre l'Homme et le Chimpanzé ; pour cela, on va comparer des séquences nucléotidiques et peptidiques (donc dépendantes de l'information génétique qui contrôle ces séquences peptidiques) provenant de différentes espèces. Si les données moléculaires montrent qu'il existe une plus grande ressemblance entre les séquences du Ch et de l'Homme qu'entre les séquences de l'Homme et d'autres espèces, cela traduira effectivement une proximité génétique très étroite. Remarque : si le taux de ressemblances est identique quelque soit les espèces, nous ne pourrons pas affirmer une relation particulièrement étroite entre l'Homme et le Chimpanzé. Données issues des comparaisons moléculaires 1. Globine (comparaison de séquences peptidiques) 2. Hox D13 (comparaison de séquences peptidiques) 3. MCPH1 (comparaison de séquences nucléotidiques) 4. MYH16 (comparaison de séquences nucléotidiques)
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