[PDF] TS-tp-p2B-20 La plante domestiquée 1 Objectif : laction de lHomme

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TS-tp-p2B-20 La plante domestiquée

1

Objectif : l'action de l'Homme sur le génome des plantes cultivées et sur la biodiversité - observation, B2I

Observation : l'utilisation des plantes par l'Homme est une très longue histoire, qui va des pratiques empiriques les plus anciennes à la mise

en des technologies les plus modernes. Problème : comment domestiquer une plante afin d'augmenter les ressources pour l'humanité ?

Matériel : blouse, livre p. 246, Rastop, TS-tp-p2B-20-glu amylose.pdb, TS-tp-p2B-20-glu amylopectine.pdb, GéniGen, TS-tp-p2B-20-waxy.edi.

Capacités et attitudes Activités expérimentales Compétences

Extraire des informations

Réaliser un tableau

Extraire des informations

Mettre en relation

Réaliser une manipulation

Utiliser un logiciel de données

Réaliser une synthèse

Partie 1 : Des méthodes empiriques

1 - La domestication

Tâche complexe : à partir de l'exemple du mais, compléter le tableau p.2 et expliquer ce qu'est la domestication (utiliser les documents p. 246 et

247, p. 2 à 4 du tp et le site ).

2 - La sélection et l'hybridation

Exo 4 p. 248 définir la sélection.

Exo 5 p. 252 (utiliser les p. 250 à 253), définir ce qu'est un hybride.

3 - Application sur le riz

Réaliser une ECE p. 6 et 7.

Bilan

Expliquer l'origine des maïs actuels.

Comparer une plante cultivée et

son ancêtre naturel supposé.

Recenser, extraire et exploiter

des informations afin de comprendre les caractéristiques de la modification génétique d'une plante. -rendu sur feuille double faisant apparaître la démarche expérimentale.

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1 - Domestication

Éléments comparés Plante Épis femelles Glumes Grains par paire ou simple Nombre de rangées de grains

Maïs

Téosinte

L'origine du maïs dans l'espace et le temps.

Au début du XXe siècle, un botaniste, le Russe Nicolaï Vavilov, parcourt le monde à la recherche de plantes cultivables utiles. Au cours de

ses voyages, il établit que la zone d'origine d'une plante est probablement celle où poussent le plus grand nombre de variétés de celle-ci. En

suivant ce raisonnement, il situe en particulier l'origine du maïs en Mésoamérique (du Mexique au Costa-Rica).

Après Vavilov, plusieurs botanistes américains émettent l'hypothèse que son ancêtre sauvage est la Téosinte, une plante fourragère qui

pousse notamment au Mexique et au Guatemala.

Des découvertes archéologiques : Dolores Piperno, de la Smithsonian Institution, et Kent Flannery, de l'université du Michigan, ont daté de

4250 avant notre ère environ trois spécimens de maïs très primitifs trouvés à Guila Naquitz, un abri sous roche de la vallée d'Oaxaca au

Mexique. Le rachis rigide de ces trois spécimens prouve qu'ils appartiennent à une espèce qui dépend de l'homme pour sa survie.

La domestication de la Téosinte était donc déjà bien avancée il y a plus de 6 000 ans.

Classification

Le genre Zea comprend cinq espèces

- Le maïs cultivé : Zea mays et des sous espèces Zm mays, Zm parviglumis, Zm mexicana, Zm huehuetenangensis

- Les téosintes : Zea luxurians, Zea nicaraguensis, Zea diploperennis, Zea perennis

Génétique

Toutes les espèces et sous-espèces du genre Zea ont le même nombre de chromosomes (2n=20) sauf Zea perennis (tétraploïde

4n=40).

Presque toutes les espèces de Téosinte sont hybridables avec le maïs.

Les Tripsacum originaires d'Amérique peuvent former des hybrides le plus souvent stériles avec Zea.

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Le maïs.

Masse des grains :

10 grains de maïs = 2,7 g

10 grains de Téosinte = 0,6 g

glumes soudées. Les grains de maïs possèdent des glumes réduites

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4 Le maïs : architecture de la plante, des inflorescences et de ses grains.

Architecture des plants Architecture des inflorescences femelles Architecture des inflorescences mâles

Coupes transversales des épis femelles Coupes longitudinales des grains (caryopses) Comportement des grains à maturité

Les grains de maïs ne se détachent pas

spontanément de la rafle. Cette opération est réalisée au moment de la récolte par les agriculteurs.

Longueur = 0.8 cm

Masse = 0.27 g

Nombre de grains par épi = 500

Inflorescence mâle

(panicule)

Inflorescence

femelle (spadice) Soies ou styles Rafle

Bractées ou

spathes Glume

Glumelle

Étamine

La rafle

Rachis

Paire de

grains

Péricarpe

Albumen

Embryon

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5 La Téosinte : architecture de la plante, des inflorescences et de ses grains.

Architecture des plants Architecture des inflorescences femelles Architecture des inflorescences mâles

Coupes transversales des épis femelles Coupes longitudinales des grains (caryopses) Comportement des grains à maturité

: les grains sont soudés les uns aux autres ; à et les grains tombent sur le sol.

Longueur = 0.4 cm

Masse = 0.06 g

Nombre de grains par épi = 8 à 10

Inflorescence

mâle styles

Glumes soudées

grains Glume

Glumelle

Étamine

Grains

Rachis

Glumes soudées

Endosperme

embryon

Inflorescence

femelle

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3 - Application

Fiche sujet candidat (1/2)

Mise en situation et recherche à mener

Le riz est une céréale riche en amidon dont la domestication a débuté il y a 8000 à 10000 ans en Inde et en Chine. Il existe plus de 150 000

variétés de riz, cette variabilité repose sur une diversité allélique (forme de grain, couleur, gluant ou pas après cu

Ainamylopectine et pauvre en amylose, plus il sera gluant. nt

Ressources

Les amidons

Les amidons sont de très longues répétitions de molécules de glucose. Il existe deux types

amylose amylopectine : une enzyme grains de riz. Cette enzyme est codée par le gène Waxy.

synthèse fait intervenir différentes amidon synthétases solubles codées par les gènes SS-I à IV.

etc.) suivant les proportio

Schéma simplifié de la synthèse

Étape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée recommandée : 10 minutes)

Proposer une stratégie de résolution réaliste, permettant de déterminer me repose sur une

, en étudiant le génome et la composition des grains de riz

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Fiche sujet candidat (2/2)

Étape 2 :

afin de déterminer gluant Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer

Sous la forme de votre choix, présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la

résolution du problème. Appeler l'examinateur pour vérification de votre production. Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

Exploiter les résultats pour déterminer

de riz dont .

Répondre sur la fiche-réponse candidat.

Fiche-protocole - candidat

Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel

Matériel :

Rastop + FT L15

TS-tp-p2B-10-seq glu amylose.pdb

TS-tp-p2B-10-seq glu amylopectine.pdb

- Grains de riz - Béchers + agitateurs de verre - Éprouvette graduée de 100 mL - Plaques chauffantes + pince - Entonnoirs avec support + filtre - Balance - 1 plaque de coloration + Lugol (= eau iodée)

GéniGen + FT L06

TS-tp-p2B-20-waxy.edi

Afin de déterminer

conduisant à des :

Afin de montrer les différences

- comparer l'amylose et l'amylopectine avec Rastop (afficher les molécules en boules et bâtonnets et les présenter cote à cote).

ésultats

Afin de montrer les différences

- évaluer la composition en amidon des grains de riz. - cuire temps en temps. - laisser refroidir 5 minutes. - filtrer cuisson. - tester à l'eau iodée. Afin de comprendre les différences entre deux grains - comparer les séquences des gènes waxyquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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