[PDF] Devoir n°1 de SVT – Terminale S4 – Mardi 13 octobre 2009

Devoir n°1 de SVT - Terminale S4 - Mardi 13 octobre 2009 PARENTE ENTRE ETRES VIVANTS ACTUELS ET FOSSILES - PHYLOGENESE - EVOLUTION Exercice 2-1 : bac S 2005 Liban (/5) On cherche à préciser les relations de parenté entre cinq espèces actuelles et une espèce fossile de Mammifères. Le document présente un arbre phylogénétique des cinq espèces actuelles; les états de quelques caractères sont précisés dans la tableau. A part ir des informations extraites du tableau de caractères et en explic itant v otre raisonnement : - situez sur l'arbre phylogénétique, que vous aurez recopié, les innovations évolutives conduisant aux états dérivés des caractères du tableau, - indiquez les caractères de l'ancêtre commun le plus récent au Tarsier et à l'Indri, - placez l'espèce Australopithecus africanus sur l'arbre phylogénétique. Document Arbre phylogénétique de cinq espèces actuelles de Mammifères Tableau de quelques caractères chez six espèces de Mammifères narines orbites queue rhinarium (truffe) terminaison des doigts poils Australopithecus africanus rapprochées fermées absente absent ongles présents Babouin rapprochées fermées présente absent ongles présents Bonobo rapprochées fermées absente absent ongles présents Indri écartées ouvertes présente présent ongles présents Oreillard écartées ouvertes présente présent griffes présents Tarsier écartées ouvertes présente absent ongles présents Les états dérivés des caractères apparaissent en gras. Exercice 2-1 : bac S 2005 Nouméa (/5) Montrez comment les informations extraites de la matrice confirment la validité de l'arbre proposé. Document L'ARN contenu dans les ribosomes est, comme l'ARN messager, le produit d'une transcription de l'ADN. On a comparé des séquences homologues de l'ARN qui constitue les ribosomes de qu atre bactéri es Bsu, Bst, Amo et Mlu. Les pourcentages de substitutions nucléotidiques entre les séquences d'ARN ribosomique de ces bactéries sont présentés dans la matrice ci-contre : source : www.isem.univ-montp2.fr le 9 octobre 2004 D'autres données ont permis la construction de l'arbre ci-dessous Bactéries Bsu Bst Amo Mlu Bsu 0 17 31 23 Bst 0 34 21 Amo 0 43 Mlu 0

Exercice 2-1 : bac S 2007 Pondichery (/5) En 1978, Mary Leakey découvre à Laetoli (Tanzanie) des empreintes de pas dans des cendres volcaniques datées de 3,6 millions d'années. Ces traces fossiles sont aujourd'hui considérées, par tous les spécialistes, comme celles d'Hominidés pratiquant la bipédie. A part ir de la seule explo itation d u documen t, montrez qu e les emprei ntes de Lae toli sont attribuables à un Hominidé bipède qui possède des caractéristiques de l'Homme moderne et des caractéristiques du Chimpanzé. Document : les empreintes de Laetoli Sur une distance de 25 mètres, on peut suivre les pistes laissées par deux hominidés marchant côte à côte (figur e a). L'empreinte (figure b) appartient à la piste G2. L'enfoncement est mesuré par rapport à la surfac e des cendres (mesures exprimées en mm). d'après Agnew N. Demas M.. 1999. Document de référence : empreinte et squelette du pied de deux primates actuels a : contour de l'empreinte ; b : squelette vu de dessus ; c : squelette vu de côté) Chimpanzé Homme moderne d'après www.hominides.com Connaissances : /10 points 1. Définir caractères homologues. /1 2. Donner les critères permettant de déterminer des caractères homologues /1,5 3. Définir un groupe monophylétique /1 4. Définir la lignée humaine /1 5 - Les liens de parentés sont établis en utilisant a. des caractères héréditaires b. des caractères homologues c. Des caractères analogues d. Des caractères se ressemblant e. Des molécules homologues 6 - L'état dérivé d'un caractère présent chez l'adulte a. S'observe obligatoirement che z l'embryon dès les stades précoces du développement b. Permet de regrouper des espèces parentes c. Est hérité d'un ancêtre commun exclusif d. Peut être défini grâce aux fossiles e. Est due à une nouveauté évolutive 7 - Un arbre phylogénétique a. Regroupe des espèces qui se ressemblent b. Regroupe des espèces vivant dans le même milieu c. Regroupe des espèces possédant un ou plusieurs ancêtres communs d. Regroupe des espèces qui d érivent les unes des autres e. Ne représente pas le temps 8 - Un ancêtre commun a. Est une espèce fossile b. Se représente aux noeuds de l'arbre c. Ne possède que des caractères dérivés d. Forme aves l'ense mble de ses descendants un groupe monophylétique 9 - Tous les hominoïdes a. sont des eucaryotes b. sont des amniotes c. sont des hominidés d. sont des primates e. Ont perdu leur queue 10 - Le chimpanzé est un a. Hominoïde b. Hominidé c. Homininé

Corrigé du devoir n°1 de SVT - Terminale S4 - Mardi 13 octobre 2009 PARENTE ENTRE ETRES VIVANTS ACTUELS ET FOSSILES - PHYLOGENESE - EVOLUTION Exercice 2-1 : bac S 2005 Nouméa (/5) Exercice 2-1 : bac S 2007 Pondichery (/5) Saisie des informations Raisonnement/Déduction La piste comporte des empreintes de pieds mais pas de traces d'appuis sur les mains /0,5 Les empreintes sont attribuables à un bipède. /0,5 L'empreinte du pied présente 2 zones plus profonde, une vers l'avant et une vers l'arrière. /1 Le pied possédait une voute plantaire, ce qui est un caractère humain. /1 L'empreinte dessine le contour du gros orteil Mais celui-ci est plus proche des autres orteils que chez le chimpanzé /0,5 /0,25 L'empreinte suggère l'existence d'u n gros orteil mobile, ce qui est un caractère de chimpanzé Mais le gros orteil proche est un caractère d'homme moderne /0,5 /0,25 Bilan : Le squelette du pied présente 1 caractères simiesque et 2 humains : il est intermédiaire entre celui de l'homme moderne et du chimpanzé. /0,5 Connaissances : /10 points 1. /1 2. /1,5 3. /1 4. /1 5 - Les liens de parentés sont établis en utilisant 1 si tout juste, 0,75 si a faux et le reste juste a. des caractères héréditaires b. des caractères homologues c. Des caractères analogues d. Des caractères se ressemblant e. Des molécules homologues 6 - L'état dérivé d'un caractère présent chez l'adulte 1 si tout juste; 0,5 si b, c et e juste a. S'observe obligatoirement chez l'embryon dès les stades précoces du développement b. Permet de regrouper des espèces parentes c. Est hérité d'un ancêtre commun exclusif d. Peut être défini grâce aux fossiles e. Est due à une nouveauté évolutive 7 - Un arbre phylogénétique 1 si tout juste, 0,75 si e faux et le reste juste a. Regroupe des espèces qui se ressemblent b. Regroupe des espèces vivant dans le même milieu c. Regroupe des espèces possédant un ou plusieurs ancêtres communs d. Regroupe des espèces qui dérivent les unes des autres e. Ne représente pas le temps 8 - Un ancêtre commun 0,5 si tout juste seulement a. Est une espèce fossile b. Se représente aux noeuds de l'arbre c. Ne possède que des caractères dérivés d. Forme avec l'ensemble de ses descendants un groupe monophylétique On cherche, par l'exploitation de la matrice à valider l'arbre phylogénétique proposé Saisie des informations Raisonnement/Déduction On consta te que : Bst et Bsu présentent 17% de substitutions soit le minimum de différences. /1 Sachant que plus les séquences se ressemblent, plus le derni er ancêtre commun était proche dans les passé et donc plus les esp èces sont étroi tement apparentés On peut e n déduire que Bst et Bs u sont les pl us étroitement apparentés ce qui just ifie leur regroupement. /0,5 /1 On consta te que :Bst et Bsu présentent respectivement avec M lu 21% et 23% d e substit utions soit moins qu'avec Amo sur la quelle on peu compter 34% de subst itutions avec Bst et 31% avec Bsu. /1 Mlu est donc plus étroitement apparentée avec Bst et Bsu qu'Amo. Ceci justifie le placem ent de Mlu sur la branche à proximité de Bst et Blu, tandis qu'Amo sera située sur une branche plus éloignée. /1 L'ensemble des données moléculaires contenues dans la matrice permet effectivement de valider l'arbre phylogénique /0,5

9 - Tous les hominoïdes 1 si tout juste, 0,5 si b,c et d justes, 0 sinon a. sont des eucaryotes a. sont des amniotes b. sont des hominidés c. sont des primates d. Ont perdu leur queue 10 - Le chimpanzé est un 1 si tout juste seulement a. Hominoïde b. Hominidé c. Homininé Exercice 2-1 : bac S 2005 Nouméa (/5) Saisie des informations Raisonnement/Déduction Un exempl e suffit : Toutes les espèces sauf l'oreillard ont des ongles /0,5 D'après les principes de la phylogénie, toutes les espèces qui possèden t l'état dérivé d'un caractèr e l'ont hérité d'un ancêtre commun chez qui il est apparu à la s uite d'une innovation évolutive. L'innovation évolutive "apparition des ongles" ne s'était pas produite chez l'ancêtre de l'oreillard ma is s'était déjà produite chez l'ancêtre commun à toutes les espèces sauf l'oreillard : on la place donc sur la bra nche ent re ce s 2 ancêtres. Par le même raisonnem ent, on peut p lacer les autres innovations évolutives (placées toutes justes) /0,25 /0,5 /0,75 L'ancêtre commun le plus récent au Tarsier et à l'Indri a donné des espèces qui ont toutes les caractères dérivés des ongles et des poils. Par contre, cet ancêtre a donné l'Indri qui a encore les autres caractères à l'état primitif. /0,5 /0,5 Il possèdait donc ces 2 caractères dérivés. Chez cet ancêtr e, les autres innov ations évolutives n' était pas survenues : il possédait les autres caractères à l'état dérivé. /0,5 /0,5 L'espèce Australopithèque possèdent les mêmes caractères dérivés que le Bonobo /0,5 (Les espèces fo ssiles sont placés comme les espèces actuelles) Elle possède do nc un ancêtre commun exclusif avec le Bonobo, tel que représenté sur le schéma. /0,5 Rq : Les résultats portent sur les espèces actuelles (observables). Les déductions sur les innovations évolutives et les ancêtres communs (inobservables car situés dans le passé)