CoccinelleBISBIS

Quelques rappels: LA NOTION D'ESPECE

PARTIE A: Les bases en génétique

PARTIE C : Comment expliquer les différences entre individus ?

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La biodiversité à l'échelle des individus de l'espèce.

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Modifié, après le travail de Stéphane Varaire

Mise en situation: Chez la coccinelle à sept points, il n'existe qu'un motif de tâche sur les élytres (ailes dures qui recouvrent le corps) tandis que chez les coccinelles arlequin, on en a décrit plus de 200 différents. Recherche à mener: Comment expliquer la diversité intraspécifique des coccinelles arlequin ? Quelle en est l’origine?

Coccinelles arlequin

Coccinelle à sept points

Consigne : à partir des documents et des observations réalisées pendant la séance, vous répondrez aux questions sur votre fiche d'activité. Chaque réponse devra être justifiée par les expériences et/ou les observations réalisées dans le laboratoire virtuel.

LABO

Remarque: on appelle diversité intraspécifique les différences (visibles ou non) qui existent entre les individus d'une même espèce.

Vous avez reçu les portions pnr de gènes isolés. Vous allez pouvoir les séquencer !

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QUELQUES RAPPELS

PHENOTYPE = ensemble des caractères observables d'un organisme. GENOTYPE = ensemble des gènes d'une espèce (d'un individu) GENE = portion d'ADN responsable de l'expression d'un caractère héréditaire et caractérisé par sa séquence de nucléotides.

ALLELE = séquence d’ADN déterminant un caractère héréditaire et correspondant à l’une des différentes versions d’un gène.

Mais l'ADN, c'est quoi déjà ????

Extraire une information de chacun des 3 documents fournis afin de retrouver la structure de l'ADN vue en classe de 3e.

La structure de l'ADN

Document 1: Histoire des sciences En 1944, Thomas Avery identifie la substance qui compose les chromosomes : l’acide désoxyribonucléique (ADN). Six ans plus tard, Edwin Chargaff découvre de quoi est composé l’ADN, soit quatre types de molécules nommés nucléotides : l’adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G).

Malgré ces connaissances fondamentales, les scientifiques ignorent toujours comment elles sont assemblées. Au cours des années 1950, plusieurs équipes de recherche tentent donc de comprendre l’ADN. L’une d’elles, formée du biologiste américain James Watson et du physicien britannique Francis Crick, publie un article dans la revue Nature le 25 avril 1953: ils ont compris l'organisation de la molécule d'ADN. A TON TOUR !

La structure de l'ADN

Document 2 bis :

Document 2:

La structure de l'ADN

Document 3bis:

Document 3:

Aller sur le logiciel LIBMOL Chercher ADN dans la bibliothèque (ADN 14 paires de base) Choisir l'onglet "commandes", essayer plusieurs représentations (rubans, bâtonnets...) L'onglet "residus" vous sera très utile.

En estimant les quantités respectives de bases azotées dans l'ADN, Ervin Chargaff remarqua quelquechose de particulier. Vois-tu de quoi il s'agit? Que cela signifie-t-il ?

Avec des méthodes statistiques, il est possible de connaitre la région approximative d'un chromosome responsable d'un certain caractère (ici les motifs des élytres de la coccinelle).

Connaitre la région responsable du motif des élytres

Nous avons identifié une région bien précise du chromosome 4 de la coccinelle arlequin, dont les variations de séquences sont corrélées avec les variations de coloration. Cette région s’étend sur trois gènes : le gène aor, le gène pnr et le gène itrPour pouvoir trancher entre ces trois gènes, il y a possibilité d’inactiver chaque gène et d’observer les effets sur les caractéristiques de la coccinelle. Lorsqu’on inactive un gène, il n’assure plus son rôle. Le caractère qu’il code est donc modifié.

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Avec des méthodes statistiques, il est possible de connaitre la région approximative d'un chromosome responsable d'un certain caractère (ici les motifs des élytres de la coccinelle).

Connaitre la région responsable du motif des élytres

Nous avons identifié une région bien précise du chromosome 4 de la coccinelle arlequin, dont les variations de séquences sont corrélées avec les variations de coloration. Cette région s’étend sur trois gènes : le gène aor, le gène pnr et le gène itr Pour pouvoir trancher entre ces trois gènes, il y a possibilité d’inactiver chaque gène et d’observer les effets sur les caractéristiques de la coccinelle. Lorsqu’on inactive un gène, il n’assure plus son rôle. Le caractère qu’il code est donc modifié.

Inactiver le gène aor

Inactiver le gène pnr

puis notez vos résultats.

Inactiver le gène itr

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Avec des méthodes statistiques, il est possible de connaitre la région approximative d'un chromosome responsable d'un certain caractère (ici les motifs des élytres de la coccinelle).

Connaitre la région responsable du motif des élytres

Nous avons identifié une région bien précise du chromosome 4 de la coccinelle arlequin, dont les variations de séquences sont corrélées avec les variations de coloration. Cette région s’étend sur trois gènes : le gène aor, le gène pnr et le gène itr Pour pouvoir trancher entre ces trois gènes, il y a possibilité d’inactiver chaque gène et d’observer les effets sur les caractéristiques de la coccinelle. Lorsqu’on inactive un gène, il n’assure plus son rôle. Le caractère qu’il code est donc modifié.

Inactiver le gène aor

Inactiver le gène pnr

puis notez vos résultats.

Inactiver le gène itr

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Expérience d'inactivation du gène aor

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Gène aor actif(expérience témoin)

Gène aor inactif

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Refaire une expérience d'inactivation

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Expérience d'inactivation du gène pnr

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Gène pnr actif(expérience témoin)

Gène pnr inactif

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Refaire une expérience d'inactivation

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Expérience d'inactivation du gène itr

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Gène itr actif(expérience témoin)

Gène itr inactif

Red-nspots

Black-nspots

Black-4spots

Black-2spots

Refaire une expérience d'inactivation

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Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Entrez le chiffre correspondant au chromosome concerné par le séquencage.

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Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

___

Recommencer le séquencage

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Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

x__

Recommencer le séquencage

Retour au labo

Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

xx_

Recommencer le séquencage

Retour au labo

Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

xx_

Recommencer le séquencage

Retour au labo

Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

___

Recommencer le séquencage

Retour au labo

Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

x__

Recommencer le séquencage

Retour au labo

Bienvenue dans votre séquenceur ADN

Maintenant, indiquez le nom du gène (trois lettres) que vous voulez séquencer

xx_

Recommencer le séquencage

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La séquence d'ADN demandée a bien été séquencée.Il existe 4 versions (allèles) de ce gène pnr ("pannier"): hsp : allèle trouvé chez Black-4spots hA : allèle trouvé chez Black-nspots hC : allèle trouvé chez Black-2spots h : allèle trouvé chez Red-nspots Pour visualiser ces séquences, lancez le logiciel Geniegen2 .

PROTOCOLE GENIEGEN2

Recommencer le séquencage

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Bienvenue dans votre séquenceur ADN

ERREUR : ce n'est pas le bon gène

Recommencer le séquencage

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Bienvenue dans votre séquenceur ADN

ERREUR : ce n'est pas le bon chromosome

Recommencer le séquencage

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Sélectionnez les coccinelles que vous voulez croiser...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

Notez vos résutats !

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

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Sélectionnez les coccinelles que vous voulez croiser...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

Notez vos résutats !

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

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Sélectionnez une deuxième coccinelle...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

Sélectionnez une deuxième coccinelle...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

Sélectionnez une deuxième coccinelle...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

Sélectionnez une deuxième coccinelle...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

Sélectionnez une deuxième coccinelle...

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

Retour au labo

Pas de croisement possible

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

ArlequinBlack-nspots

ArlequinBlack-2spots

ArlequinBlack-4spots

ArlequinRed-nspots

Coccinella septempunctata

Autre croisement

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FERTILE

Le gène "pannier"

COMPARAISON SUR Géniegen2

a) Sur internet, ouvrir Geniegen2b) ouvrir la « banque de séquences » c) taper "coccinelle" puis cliquer sur le téléchargement "séquences du gène Pannier de la coccinelle Arlequin » d) puis "Charger ces séquences". Sélectionner les 5 séquences à comparer. e) comparer les séquences en choisissant "Actions" puis "Aligner les séquences" f) Faire défiler le curseur vers la droite pour voir les différences (de manière générale). g) Dans le menu "Affichage", choisir "Tableau de comparaison" pour afficher la matrice de ressemblances des séquences. Vous pouvez aussi afficher le phénogramme et le comparer à l'histoire évolutive.

Notez vos résultats puis répondre à la problématique de départ

Evolution de la coccinelle

Labo

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Histoire évolutive des coccinelles

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