TP 4 partie A : DIVERSIFICATION DU VIVANT : PROCESSUS NON GENETIQUES

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Emma Albert
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TP 4 partie A : DIVERSIFICATION DU VIVANT : PROCESSUS NON GENETIQUES Mise en situation et recherche à mener Le brassage génétique de la reproduction sexuée, les mutations, les duplications n

On cherche à montrer que le lichen est une association entre deux organismes et que cette association lui permet d occuper des milieux variés et même hostile.

1 TP 4 partie A : DIVERSIFICATION DU VIVANT : PROCESSUS NON GENETIQUES Mise en situation et recherche à mener Le brassage génétique de la reproduction sexuée, les mutations, les duplications n expliquent pas la totalité de la diversification des êtres vivants. En effet certains phénotypes s expliquent par des associations symbiotiques. On cherche à montrer que le lichen est une association entre deux organismes et que cette association lui permet d occuper des milieux variés et même hostile. Doc 1 : Observation au microscope optique : Ressources Doc 2 : Comparaison des besoins des algues et des champignons dans différentes conditions : Algues : milieux A et B Champignons : milieux C, D et E Matériel : Microscope, lame, lamelle Lichen. Algues unicellulaires (MO x 400) Mycélium de champignon (MO x 400) Doc 3 : Expérimentation sur un lichen (Peltigera polydactila) Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème 1) Proposer une démarche d investigation permettant de montrer que les lichens sont des organismes issus de l association obligatoire, durable et bénéfique pour les 2 associés. Appeler le professeur pour vérifier votre proposition et obtenir la suite du sujet. Exigences - Proposer un protocole réalisable en relation avec le problème. - Utilisation d un vocabulaire scientifique adapté

2 Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Protocole : Réaliser une préparation microscopique de lichen. - Prélever un petit fragment de lichen, le déposer sur une lame. - Ecraser ce fragment avec le scalpel de manière à dissocier les éléments qui le constitue. - Ajouter une goutte d eau et déposer une lamelle sur l ensemble. - Pour finir, utiliser le bouchon mis à votre disposition pour écraser délicatement la lamelle. - Préparation réalisée correctement. - Utilisation correcte du microscope. Observer au microscope pour repérer les deux espèces constituant le lichen. Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Réaliser une photo annotée et titrée de votre préparation. Saisie et traitement correct des données. Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus Exploiter les résultats et les ressources afin de montrer que le Lichen est une association de deux espèces différentes, ce qui lui permet de coloniser des milieux particulièrement hostiles que ni les champignons, ni les végétaux chlorophylliens ne peuvent occuper. - Exploitation des résultats - Conclusion en relation avec le pb posé

TP 4 partie B : DIVERSIFICATION DU VIVANT : ISOLEMENT REPRODUCTEUR CHEZ LE POUILLOT VERDATRE Mise en situation et recherche à mener Les oiseaux produisent des sons grâce au syrinx, chez certaines

Chez les passereaux chanteurs au contraire cet organe est spécialement performant ; Le chant participe alors à la séduction : une femelle fait son choix pour le «meilleur chanteur».

3 TP 4 partie B : DIVERSIFICATION DU VIVANT : ISOLEMENT REPRODUCTEUR CHEZ LE POUILLOT VERDATRE Mise en situation et recherche à mener Les oiseaux produisent des sons grâce au syrinx, chez certaines espèces, cet organe est rudimentaire et ne permet que des productions sonores limitées. Chez les passereaux chanteurs au contraire cet organe est spécialement performant ; Le chant participe alors à la séduction : une femelle fait son choix pour le «meilleur chanteur». Le pouillot verdâtre est un petit passereau qui peuple un vaste territoire à travers l'eurasie. Dans la partie asiatique son aire de répartition entoure le plateau tibétain, plusieurs populations différentes de Pouillot morphologiquement très proches ont été identifiées. On cherche à savoir s il est pertinent de considérer tous les pouillots verdâtres comme appartenant à une même espèce. DOC 1 : Répartition des différentes populations de Pouillots verdâtres 1 : Plumbeitarsus (ST) 2 : Obscuratus (XN) 3, 4 : Trochiloides (EM, LN) 5, 6 : Ludlowi (MN, PK) 7 : Itidus (AA) 8 : Viridanus (TL) (Irwin et al. 2001) Les deux sous espèces plumbeitarsus (ST) et viridanus (TL), qui se rejoignent aujourd hui dans une même aire de répartition (hachurée) ne peuvent pas se reproduire entre elles. Ressources DOC 2 : des mâles à la diffusion du chant de mâle d'une autre population Le chant enregistré d'une population est diffusé à des individus mâles d'une autre population et leur est observée : une et territoriale montre qu'un mâle reconnaît un concurrent potentiel pour sa reproduction. des mâles à la diffusion du chant de mâle TL (8) des mâles à la diffusion du chant de mâle ST (1) Mâle TU (7) Mâle TL (8) Mâle ST (1) Rmq : Lors d'une parade nuptiale, la femelle reconnait un mâle comme un partenaire sexuel possible si les séquences sonores du chant de ce mâle sont proches de celles des chants de son père ou de ses frères. Pouillot verdâtre Phylloscopus trochiloides, sous espèce trochiloides Matériel : - séquences sonores : différents chants des populations de Pouillot sont présents dans les Ressources SVT - Audacity : logiciel de traitement audio. DOC 3 : Phylogénie des différentes populations établies d'après l'analyse de l'adn mitochondrial (issue du Guide critique de l'évolution de Lecointre) Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème 1) Proposer une hypothèse puis une stratégie de résolution pour expliquer l origine de la diversification des différentes populations de pouillots.

Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables 2) Mettre en œuvre le protocole d'analyse des sonogrammes afin de déterminer si l impossibilité d

4 Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables 2) Mettre en œuvre le protocole d'analyse des sonogrammes afin de déterminer si l impossibilité d accouplement entre les sous espèces de Pouillots plumbeitarsus et viridanus est d origine comportementale : Ouvrir Audacity et consulter Fiche technique. - écouter, grâce au casque audio ou aux oreillettes, les quatre sonogrammes afin de déterminer, à l oreille, des différences entre les chants d'oiseaux - afficher puis comparer les séquences sonores des sonogrammes, sous forme de spectrogrammes, des deux sous-espèces plumbeitarsus et viridanus vivant actuellement en Sibérie centrale- repérer notes / syllabes ou phrases. - afficher puis comparer les séquences sonores des sonogrammes, sous forme de spectrogrammes, de : plumbeitarsus et obscuratus, deux sous-espèces géographiquement voisines (comparaison témoin n 1) viridanus et itudus, deux sous-espèces géographiquement voisines (comparaison témoin n 2) On étudie les chants des animaux par l analyse d enregistrements ou sonogrammes La syntaxe d un chant correspond à la durée et à l ordre des notes, syllabes ou phrases l unité de base est la note, l unité suivante est la syllabe, composée de plusieurs notes. deux ou plusieurs syllabes regroupées forment une phrase. Extrait d un chant d oiseau visualisé par le logiciel Audacity. Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer 3) Sous la forme de votre choix présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la résolution du problème. Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème 4) Exploiter les résultats pour déterminer si l impossibilité d accouplement entre les sous espèces plumbeitarsus et viridanus est d origine comportementale et s il est pertinent de les considérer comme appartenant à la même espèce.

5 Document Annexe : 8 TL Iticus 7 AA 6 PK 5 MN 4 LN 3 EM 2 XN 1 ST

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