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32 - L’établissement de phylogénies entre êtres vivants actuels ou fossiles
321 – Matrice et arbre phylogénétique
réflexion sur la classification, systématique, nomenclature, cladistique, taxonomie, …: qu'est-ce que, comment classer ?
tableau de comparaison "cahier des charges de différentes classifications" d'aprés Lecointre :
les termes sont-ils tous pertinents dans les domaines : scientifique, culinaire, agricole, utilitaire, écologique, zoologique, …. ?
Scientifique (phylo, biologie, …)
Utilitaire (cuisine, agriculture, …)
Écologie (devdur, biodiv, ..)
mammifère,
+
-
+
poisson,
+-
+
+
ostéichthyen,
+
-
-
reptile,
-
+
+
invertébré,
-
-
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actinoptérygien,
+
-
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fruit,
+
+
+
légume,
-
+
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batracien,
+
-
+
amphibien,
+
-
+
phytoplancton,
+
-
+
bétail,
-
+
-
nuisible,
-
+
-
...
=> on ne définit pas un être par ce qu'il n'est pas mais par ce qu'il possède,
on ne définit pas un être vivant par sa fonction dans la société humaine
protocole :
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établir une matrice taxons/caractères
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classer la matrice
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construire des groupes emboîtés
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construire un arbre phylogénétique
matrice = tableau taxon / caractère faisant le bilan des observations
taxon = groupe d'être vivants partageant des caractères communs
arbre phylogénétique = tracé des relations de parenté entre taxons
TP : construction d'arbres phylogénétiques avec le logiciel phylogène
téléchargement du logiciel phylogène : http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/phylogene/accueil.htm
utiliser le logiciel phylogène : http://www.ac-nantes.fr:8080/peda/disc/svt/phylo/index.htm
Utiliser le logiciel Phylogene : http://svtolog.free.fr/IMG/pdf/phylomde.pdf
4 novembre 2011 : devoir d'1h synth géologique
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122-Etapes de la fabrication d'une protéine dans la cellule
A1/ Localisation des étapes par autoradiographie et MET
histologie du pancréas :http://homepage.mac.com/danielbalas/HISTOLOGIE/EPITHDIG/pancreas/pancreas.htm#VIII-2 HISTOLOGIE DU PANCREAS
electronographie pancréas : http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/externes/Wartenberg/Pankreas3.jpg
Technique de l'autoradiographie : http://svt.ac-creteil.fr/archives/Media/Med1S/Autoradiographie/autoradiographie.htm
autoradiographie sur acinus pancréatique avec Leucine radioactive ou avec Uridine radioactive : http://svt.ac-creteil.fr/archives/Media/Med1S/Autoradiographie/Cel_panc_WEB.htm
Uracile* à 0' hors de la cell - 1' dans noyau - 2' ds réticulum endoplasmique
Leucine* à 0' hors de la cellule - 3' ds réticulum endoplasmique - 7' ds appareil de Golgi - 30' ds vésicules - 120' dans lumière du canal pancréatique
source : http://svt.ac-creteil.fr/archives/tp/Tp1S/biosynprot.htm
évaluation formative : organites d'une cell animale : http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_biocell-structurecellanimale.htm
Noyau, cytoplasme, organites : réticulum [réseau] endoplasmique, appareil de Golgi, vésicules
A2/ Electronographie (MET) de transcription in vitro
transcription et phénomène d'amplification. (manuel p.41) : http://www.sciencephoto.com/media/210576/enlarge ; http://www.sciencephoto.com/media/415768/enlarge ; http://www.sciencephoto.com/media/210298/enlarge ; http://www.mediastorehouse.com/dna_transcription_and_translation_tem/print/1123346.html
ARN pré-messager, maturation, amplification
A3/ Electronographie (MET) de traduction in vitro
traduction et phénomène d'amplification. (manuel p.45) : http://ead.univ-angers.fr/~jaspard/Page2/COURS/7RelStructFonction/2Biochimie/1SyntheseProteines/3Figures/4Organites/2Ribosomes/6Polysome.gif ; http://www.incertae-sedis.fr/gl/docu1090_563_ribosomes.htm ; http://www.incertae-sedis.fr/gl/docu1090_566_interpretation_electronographie_synthese_proteique.htm#renvoi00 ; http://www.incertae-sedis.fr/gl/docu1090_564_relation_ribosomes_arnm.htm ; http://www.dematice.org/ressources/PCEM1/Histologie/P1_histo_009/Web/res/Figure%208.png
ribosomes
Animations virtuelles sur la synthèse des protéines
Transcription en animation :
http://www.biomultimedia.net/archiv/traduc.htm#anim1
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/ADN_Prot/ADN_ARN/ADN_ARN2.html
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/ADN_Prot/ADN_ARN/ADN_ARN.html
http://www.youtube.com/watch?v=vJSmZ3DsntU
http://learn.genetics.utah.edu/units/basics/firefly/
http://www.nature.com/focus/rnai/animations/animation/animation.htm
Traduction suite des animations précédentes ou :
http://www.youtube.com/watch?v=nl8pSlonmA0
http://www.youtube.com/watch?v=KvYEqGb7XN8
http://www.youtube.com/watch?v=B6O6uRb1D38
Synthèse des protéines :
animation synth protéine (2'50'') : http://www.youtube.com/watch?v=NJxobgkPEAo&feature=related
anim° complète avec facteurs de régulation (2'04'') : http://www.youtube.com/watch?v=bk7PW1FKMTI&feature=related
vidéo vie intérieure de la cellule (8'11'') : http://www.youtube.com/watch?v=UB6G9GD2KFk
chorégraphie originale sur synth protéique (13'11''): http://www.youtube.com/watch?v=u9dhO0iCLww&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=Nmqhdozuf7Y&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=D3fOXt4MrOM&feature=related
schématisation sur la synthèse des protéines
Dia synthese_proteines / dessin synthese_proteines © à compléter
http://fr.wikivisual.com/images/f/f3/Protéines.png
http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/IMG/gif/synpro2.gif
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Transcription_traduction.png
http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_biochemistry-dogme_central-test.htm
polypeptide, ARNpm, maturation ARNm, localisation,
brin codant de l’ADN
transcription, traduction,
phénomène
Transcription
Traduction
Réplication = duplication
plan de fabrication
ADN brin transcrit
ARNm brin codant
matière première
nucléotides AUGC
20 acides aminés
machine
ARN polymérase
Ribosome
produit
ARN
polypeptide
localisation
noyau
cytoplasme
B/ la synthèse des protéines
Dia synthèsedesprotéines en détail
glossaire : http://www.nature.ca/genome/02/022_f.cfm
schéma-bilan4© → dia sch'bilan
Les portions codantes de l’ADN comportent l’information nécessaire à la synthèse de chaînes protéiques issues de l’assemblage d’acides aminés.
Chez les eucaryotes, la transcription est la fabrication, dans le noyau, d’une molécule d’ARN pré-messager, complémentaire du brin codant de l’ADN. Après une éventuelle maturation, l’ARN messager est traduit en protéines dans le cytoplasme.
Un même ARN pré-messager peut subir, suivant le contexte, des maturations différentes et donc être à l’origine de plusieurs protéines différentes.
La séquence des nucléotides d’une molécule d’ADN représente une information. Le code génétique est le système de correspondance mis en jeu lors de la traduction de cette information. À quelques exceptions près, il est commun à tous les êtres vivants.
§ Comment les variantes de gènes (allèles) sont elles nées ?
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123 - Molecular map of life : DNA
A1 / comparaison de séquences d'ADN / Logiciel Anagène
A2/ Modélisation moléculaire de l'ADN / Logiciel Rastop, mol
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B/ Réactions chimiques du vivant : métabolisme cellulaire
=> Mutant, organelle, orders in size (cell, organelle, membrane). prokaryote / eukaryote. Auto/Hétérotrophe
[Mutant, organite, ordres de grandeur de tailles (cellule, organite, membrane), Pro /Eucaryote, Auto/Hétérotrophe]
Many chemical changes occur within the cell : it is called the metabolism. It is controlled by environmental conditions and by genetic heritage. The cell is a space bounded by a membrane that exchanges matter and energy with its environment. This structural and functional unit common to all living beings is an indication of their parentage.
[De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique. La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l’énergie avec son environnement. Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté. ]schéma-bilan3+4©
schéma du métabolisme cellulaire : http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/ecb/ecb_images/13_02_cell_metabolism.jpg ; http://www.exrx.net/Images/Biochemical/Simplified.gif ; http://www.healthknot.com/image-files/cell_metabolism.png
pour aller plus loin
Conseil national de recherche Canada : http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/education/biologie/galerie/index.html
Site Bmédia : http://www.edu.upmc.fr/biomedia/rubrique_2/banque_images/histologie/index.html
Serimedis : http://www.serimedis.inserm.fr/index.pgi
CNRS / Les sciences de la vie au lycée : http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelavieaulycee/cellule/intro.htm
CNRS / Sagascience http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doscel/accueil2.htm
Institut européen de chimie et de biologie : http://www.cellbiol.net/cbe/multimedia.php
CERIMES : http://www.cerimes.fr/e_doc/cellule/index_flash.htm#%20
Virtual cell : http://www.life.illinois.edu/plantbio/cell/
Cell alive : http://www.cellsalive.com/
Web atlas : http://www.itg.uiuc.edu/technology/atlas/
Site de microscopie de NIKON : http://www.microscopyu.com/articles/livecellimaging/index.html
Inside the cell : http://publications.nigms.nih.gov/insidethecell/
Marius explore la cellule : http://www.bioclips.com/
Voyage inside the cell : http://www.sinauer.com/voyage/video.php
La cellule sur canal U : http://www.canal-u.tv/producteurs/science_en_cours/dossier_programmes/
la_cellule_vivante/pour_l_enseignement/la_cellule_2002 : http://www.canal-u.tv/producteurs/science_en_cours/dossier_programmes/la_cellule_vivante/du_cote_de_la_recherche/cellules_en_vues
Biointeractive : http://www.hhmi.org/biointeractive/vlabs/index.html
Puissances de 10: http://www.dailymotion.com/video/x2zuqa_puissances-de-dix-powers-of-ten_shortfilms
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http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2319.htm
Au cours de l'histoire de la Terre, le champ magnétique s'est inversé à de nombreuses reprises, à un rythme irrégulier. De longues périodes sans inversion ont été séparées par des phases de renversements plus fréquents. Quelle est l'origine des inversions et de leur irrégularité ? Des chercheurs du CNRS et de l'Institut de Physique du Globe (1) apportent un élément de réponse nouveau en démontrant que la fréquence des inversions dépend de la répartition des plaques tectoniques à la surface du globe ces 300 derniers millions d'années. Ce résultat ne signifie pas que les plaques terrestres déclenchent elles-mêmes le basculement du champ magnétique. Il établit que si le phénomène d'inversion se produit in fine dans le noyau liquide de la Terre, il est sensible à ce qui se passe hors du noyau, plus précisément dans le manteau terrestre. Ces travaux sont publiés le 16 octobre 2011 dans Geophysical Research Letters.
Le champ magnétique terrestre est produit par les écoulements du fer liquide qui ont lieu dans le noyau, trois mille kilomètres sous nos pieds. Comment l'idée d'une relation entre la tectonique des plaques et le champ magnétique est-elle venue aux chercheurs ? De la découverte que la symétrie des écoulements de fer liquide joue un rôle dans les inversions magnétiques : des expériences et de travaux de modélisation réalisés ces cinq dernières années ont en effet montré qu'une inversion survient lorsque les mouvements de métal en fusion ne sont plus symétriques par rapport au plan de l'équateur. Cette « brisure de symétrie » se ferait progressivement : elle commencerait d'abord dans une zone située à la frontière noyau-manteau (le manteau sépare le noyau liquide de l'écorce terrestre), puis gagnerait l'ensemble du noyau (constitué de fer liquide).
Prolongeant ces recherches, les auteurs de l'article se sont demandés si une trace des brisures de symétrie initiales, à l'origine des inversions qui ont jalonné l'histoire de la Terre, se retrouvait dans les seules archives des écoulements géologiques à grande échelle que nous possédons, c'est-à-dire les déplacements des continents (ou tectonique des plaques). Il y a 200 millions d'années, la Pangée, nom donné au supercontinent rassemblant la quasi-totalité des terres, a commencé à se disloquer en une multitude de morceaux qui ont façonné la Terre comme on la connait aujourd'hui. En faisant le bilan de la surface des continents situés dans l'hémisphère Nord et ceux dans l'hémisphère Sud, les chercheurs ont pu calculer un degré d'asymétrie (par rapport à l'équateur) dans la répartition des continents durant cette période.
La conclusion ? Le degré d'asymétrie a varié au même rythme que le taux d'inversions magnétiques (nombre d'inversions par million d'années). On peut presque superposer les deux courbes tant elles ont évolué en parallèle. Autrement dit, plus le centre de gravité des continents s'éloignait de l'équateur, plus le rythme des inversions s'accélérait (jusqu'à atteindre huit par million d'années pour un degré d'asymétrie maximal).
Que faut-il en déduire sur le mécanisme à l'origine des inversions ? Les scientifiques envisagent deux scénarios. Dans le premier, les plaques terrestres pourraient être directement responsables des variations de la fréquence des renversements : après leur plongée dans le manteau terrestre au niveau des zones de subduction, les plaques parviendraient jusqu'au noyau, où elles modifieraient les écoulements de fer. Dans le second, les mouvements des plaques ne feraient que refléter le brassage de matière à l'œuvre dans le manteau et notamment à la base de celui-ci. Dans les deux cas, ce sont bien des mouvements de roches extérieures au noyau qui provoqueraient l'asymétrie des écoulements dans le noyau liquide, et détermineraient la fréquence des inversions.
Notes :
(1) Laboratoire de physique statistique de l'ENS (Ecole normale supérieure/CNRS/UPMC/Université Paris Diderot) et Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot)
Références :
Plate Tectonics May Control Geomagnetic Reversal Frequency. F. Pétrélis, J. Besse, J.-P. Valet. Geophysical Research Letter. 16 octobre 2011.
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