Nom : Section : Partie I Labo sur la sélection naturelle Généralités : Charles Darwin est universellement associé à la théorie de l évolution. Sa contribution majeure a été de décrire le mécanisme principal de l évolution : la sélection naturelle. D après Darwin, ce sont les forces de la nature qui sélectionnent les espèces, en favorisant celles qui sont les mieux adaptées à leur environnement. Ces espèces se reproduisent ensuite et leur progéniture grandissant, leur nombre augmente. Darwin a proposé quatre principes régissant la sélection naturelle : 1. La variation génétique 2. La surproduction de la progéniture 3. La lutte pour la vie 4. Les différences en termes de survie et de reproduction Dans ce labo, tu devras effectuer deux exercices illustrant la sélection naturelle. I. Imiter la sélection naturelle Introduction L étude des fossiles montre que les espèces évoluent au cours du temps. D après Darwin, le mécanisme principal de l évolution est le processus de sélection naturelle. La sélection naturelle s opère parce que la survie et la reproduction sont meilleures chez les individus porteurs de certaines caractéristiques ou adaptations que chez les individus ne possédant pas ces caractéristiques ou adaptations. La sélection qui favorise une caractéristique extrême aux dépens de l autre extrême est appelée sélection directionnelle. Lorsque la sélection favorise une caractéristique intermédiaire aux dépens d une des extrêmes, elle est appelée sélection stabilisante. La sélection qui favorise les extrêmes aux dépens de la caractéristique intermédiaire est appelée sélection diversifiante. L exercice ci-dessous est une simulation qui permet de voir comment fonctionne la sélection naturelle en examinant le taux de survie de proies de différentes couleurs dans un étang. La proie sera représentée par différentes perles colorées. Les perles vert foncé et représentent les deux caractéristiques extrêmes, tandis que les perles vert clair représentent la caractéristique intermédiaire. Le prédateur sera représenté par une pince utilisée pour attraper la proie. Matériaux Plat Perles vert foncé, vert clair et Colorants alimentaires bleu, rouge et vert Pince
Méthodes 1. Par groupes de quatre, définis la population initiale en plaçant 10 perles vert foncé, 10 perles vert clair, and 10 perles dans un plat rempli aux 3/4 d eau préalablement colorée avec les trois colorants alimentaires bleu, rouge et vert. L eau doit prendre une couleur brun foncé. 2. Un étudiant est désigné comme étant le prédateur. Le prédateur fouille l étang et retire autant de proies que possible en 30 secondes. Afin de reproduire plus exactement le temps qu il faudrait aux vrais prédateurs, il faut fouiller et retirer les perles avec la pince. 3. Compte le nombre de proies de chaque couleur retirées de l étang et note les dans le Tableau 1. Calcule le nombre de proies survivantes de chaque couleur. Calcule aussi l efficacité de la reproduction des proies en ajoutant 1 progéniture pour chaque proie survivante. Ajoute la progéniture à la population des proies survivantes dans l étang, pour former la population de la prochaine génération. 4. Répète les étapes 2 et 3 six fois pour un total de sept générations. NB Ne pas ajouter de nouvelles progénitures après la 2ème génération. 5. Note toutes tes données dans les tableaux de la Fiche de travail Imiter la Sélection Naturelle et complète la fiche de travail.
Nom : Section : Fiche de travail Imiter la Sélection Naturelle 1. Note tes résultats dans les tableaux ci-dessous. Tableau 1. Première génération 10 10 10 Nombre de progénitures la génération Tableau 2. Deuxième génération Nombre de progénitures Tableau 3. Troisième génération
Tableau 4. Quatrième génération Tableau 5. Cinquième génération Tableau 6. Sixième génération Tableau 7. Septième génération
2. Crée un graphique à barres montrant la population initiale de la première génération et la taille de la population finale à la septième génération pour chacune des couleurs. Joins le graphique à cette fiche de travail. 3. Quelle proie avais-tu prévu au départ comme étant celle qui survivrait et se reproduirait? Pourquoi? Justifie ton hypothèse. 4. Quel type de sélection - directionnelle, stabilisante, ou diversifiante as-tu observé? Est-ce que tes résultats corroborent ton hypothèse? Si l eau avait été transparente, est-ce que tes résultats auraient été différents? Explique pourquoi. 5. Applique ce que tu as appris : Recherche les liens entre prédateurs et proies sur internet et trouve un exemple de cet exercice avec des organismes réels. Explique comment tes résultats illustrent l exemple que tu as choisi. Cite la/les référence(s) de la/des source(s) internet que tu as utilisée(s) en-dessous de ta description.
Partie II Génétique mendélienne INTRODUCTION Gregor Mendel a découvert que de nombreuses caractéristiques physiques héritées sont déterminées par une seule paire d allèles, ou formes alternatives d un même gène. Un allèle peut être dominant, lorsque la caractéristique est apparente avec une seule copie, ou récessif, lorsqu il faut deux copies du même allèle pour que la caractéristique s exprime. Un allèle dominant est généralement désigné par une lettre majuscule (A) et un allèle récessif est désigné par une lettre minuscule (a). Si les deux allèles d une caractéristique sont identiques (tous les deux dominants ou tous les deux récessifs), on dit qu ils sont homozygotes. Si les allèles d une caractéristique sont différents (l un est dominant et l autre est récessif), on dit qu ils sont hétérozygote. Toutes les paires d allèles d un individu constituent son génotype. Les caractéristiques exprimées chez l individu constituent son phénotype. EXPÉRIENCE AU LABORATOIRE Pour chaque caractéristique, tu détermineras si elle est présente ou non chez toi (phénotype), et ensuite tu détermineras quel est ton patrimoine génétique pour cette caractéristique (génotype). Ensuite, détermine si chacun de tes parents possède cette caractéristique et quel est leur génotype. Même si tu ne sais pas s ils possèdent ou non cette caractéristique spécifique, tu pourrais le déduire d après ton génotype. Utilise un échiquier de Punnet. Cet exercice te permettra d apprendre beaucoup de choses sur ton patrimoine génétique et celui de ta famille. Si c est difficile pour toi d examiner ton histoire familiale (par exemple si tu as été adopté(e) ou si tu ne connais pas tes parents), une fiche avec un exemple de caractéristiques familiales te sera remise. Tu pourras t exercer avec un échiquier de Punnet pour déterminer des résultats hypothétiques sur la génétique familiale. Pour terminer, utilise un échiquier de Punnet pour faire des croisements monohybrides et dihybrides. DESCRIPTIONS DES CARACTÉRISTIQUES 1. Implantation des cheveux en V - La ligne des cheveux formant une pointe au centre du front est une caractéristique dominante (W). La ligne des cheveux continue est une caractéristique récessive (w). Implantation en V Photo : http://www.carteretcountyschools.org/staffdev/images/0 4/nov/sci/MVC-152F.JPG
2. Fossette du menton La dépression sur le menton est une caractéristique dominante (C). Son absence est récessive (c). 3. Fossettes des joues La présence de fossette sur une ou sur les deux joues est une caractéristique dominante (D). Son absence est récessive (d). 4. Rouler la langue en forme de U La capacité à rouler la langue en forme de U est une caractéristique dominante (U). L incapacité est récessive (u). 5. Nez romain Le nez convexe à cause d une saille sur l arête (nez romain) est une caractéristique dominante (R) et le nez plat ou concave est un récessif (r). convexe (nez romain) concave Photo : http://www.whitehistory.com/refuting_rm/romans/aug01.jpg 6. Croisements des doigts Lorsque l on joint les mains, le pouce gauche audessus est une caractéristique dominante (G). Le pouce droit au-dessus est récessif (g). 7. Pouce courbé vers l arrière, dit pouce d auto-stoppeur La laxité des ligaments est une caractéristique dominante (L), les articulations raides sont récessives (l). Plie l articulation distale de ton pouce le plus loin possible en arrière. La capacité à toucher l avant-bras est typique de cette caractéristique dominante. Pouce d auto-stoppeur Pouce droit (Photos : http://www.ncrtec.org/tl/camp/gene/thumbs.htm)
8. Muscle long palmaire Serre le poing et fléchis le poignet. Si trois tendons sont visibles sous la peau, le muscle long palmaire est présent. Cette caractéristique est récessive (mm). Si seulement deux tendons sont visibles, cela signifie que le muscle long palmaire est absent, et l allèle dominant est présent (M). 9. Lobes des oreilles attachés Le lobe libre est une caractéristique dominante (A), le lobe attaché est récessif (a). Lobe libre Lobe attaché (Photos : http://www.jbhs.k12.nf.ca/biology/photos/jillear.jpg) 10. Petit doigt dévié Pose ta main à plat sur la table en gardant les muscles détendus. Si le petit doigt est dévié vers l annulaire, tu possèdes l allèle dominant (F). Le petit doigt droit est une caractéristique récessive (f). 11. Iris pigmenté L absence de pigment à l intérieur de l iris donne des yeux bleus ou gris, une caractéristique récessive (e). Les yeux bruns, noisettes ou verts sont dominants (E). 12. Poils sur la deuxième phalange des doigts L absence de poils sur la deuxième phalange des 3 ème et 4 ème doigts est une caractéristique récessive (h). La présence de poils est dominante (H). 13. Mèche décolorée La présence d une mèche de cheveux de couleur différente du reste de la chevelure est une caractéristique dominante (B). L absence de mèche est récessive (b). Mèche blanche au milieu du front chez la chanteuse Bonnie Rait. (Photo : http://www.thesoydailyclub.com/biodieselbiobased/br- BlueJacket-color.jpg)
14. Taches de rousseur La présence de nombreuses taches de rousseur est une caractéristique dominante (K). La peau sans taches est une caractéristique récessive (k). 15. Sensibilité au PTC La capacité à détecter le goût du phénylthiocarbamide (PTC) est une caractéristique dominante (P). L incapacité à le détecter est une caractéristique récessive (p). Parmi la population blanche aux USA, 70% le détectent et 30% ne le détectent pas. Approximativement 90% des afroaméricains le détectent. Ton enseignant expliquera comment déterminer si tu es un détecteur ou non. 16. Sensibilité au benzoate de sodium - La capacité à le détecter est une caractéristique dominante (S), son goût étant perçu comme salé, amer ou sucré. Les détecteurs aiment généralement la choucroute, le babeurre et les épinards. Les non détecteurs sont récessifs (s). Ton enseignant expliquera comment déterminer si tu es un détecteur ou non. 17. Groupe sanguin Il existe quatre groupes sanguins : A, B, AB et O. La présence ou non du facteur rhésus (Rh) est une caractéristique différente, due à un gène différent. Les groupes sanguins A, B et AB sont tous dominants par rapport au groupe O. Parce que plusieurs groupes sont dominants, les allèles A, B et AB sont représentés par la lettre majuscule (I) et le sous-type (I A, I B, I AB ), tandis que l allèle O est représenté par une lettre minuscule (i).
Nom : Section : Fiche de travail sur les antécédents familiaux Caractéristique Implantation des cheveux en V Fossette au menton Fossettes sur les joues Former un U avec la langue Nez romain Ton phénotype (est- ce que tu possèdes la caractéristique?) Ton génotype (AA, Aa ou aa) Phénotype de la mère Génotype de la mère Phénotype du père Génotype du père Croisement des doigts Pouce d auto- stoppeur Muscle long palmaire Lobes des oreilles attachés Petit doit dévié Iris pigmenté Poils sur la 2 ème phalange Mèche décolorée Taches de rousseur Sensibilité au PTC Sensibilité au benzoate de sodium Groupe sanguin
Nom : Section : Fiche de travail sur des antécédents familiaux hypothétiques Caractéristique Implantation des cheveux en V Fossette au menton Fossettes sur les joues Ton phénotype (est- ce que tu possèdes la caractéristique?) Ton génotype (AA, Aa ou aa) Phénotype de la mère Génotype de la mère Phénotype du père Absence de V Absence de V Absence de V Absence de fossette au menton Absence de fossette sur les joues Absence de fossette au menton Absence de fossette sur les joues Oui, capable de former un U Former un U avec la langue Oui, capable de former un U Nez romain Pas de nez romain Pas de nez romain Croisement des Gauche au- dessus Gauche au- doigts du droit dessus du droit Pouce d auto- Pas de pouce Pas de pouce stoppeur d auto- stoppeur d auto- Absence de fossette au menton Absence de fossette sur les joues Non, incapable de former un U Pas de nez romain Gauche au- dessus du droit Pas de pouce d auto- stoppeur stoppeur Long palmaire Oui, 3 tendons?? Lobes attachés Non, lobes libres Non, lobes Non, lobes libres libres Petit doit Oui, doigt dévié Oui, doigt dévié Oui, doigt dévié dévié Iris pigmenté Oui, pigmenté Oui, pigmenté Oui, pigmenté Poils sur la 2 ème Pas de poils sur 2 ème Pas de poils sur Pas de poils sur phalange phalange 2 ème phalange 2 ème phalange Mèche décolorée Pas de mèche Pas de mèche Pas de mèche Taches de rousseur Pas de taches de Pas de taches Pas de taches rousseur de rousseur de rousseur Sensibilité au PTC Oui, détecte PTC?? Sensibilité au Oui, détecte?? benzoate de benzoate de sodium sodium Groupe sanguin O O A Génotype du père