CELLULE, ADN ET UNITE DU VIVANT

Les êtres vivants actuels sont le résultat d'une longue évolution. L'observation de leur organisation externe et interne va nous permettre de dégager des différences mais aussi de nombreuses ressemblances permmettent aux scientifiques de classer les êtres vivants en groupes distincts.

Pb : Quels caractères morpho-anatomiques partagent les animaux classés parmi les Vertébrés ?

 CHAPITRE 4 :    Diversité et parenté des organismes

 

I- Le plan d'organisation des Vertébrés

1- Comparaison de squelettes

Activité : TP orientation des squelettes proposés (axes de polarité) et recherche des pièces osseuses communes + dessins d'observation des membres.

Exemples de squelettes. - 1, Naja. - 2, Grenouille. - 3, Vampire. - 4, Kangourou.
5, Ornithorynque. - 6, Crâne de Cerf muntjac. - 7, Poule. - 8, Perroquet. - 9, Crâne de Lapin.
- 10, Cassique. - 11, Pégase. 12, Dragon volant. - 13, Morse. - 14, Perche.

Petit quiz sur les principaux os du squelette humain : http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_anat-squelette.htm

Malgré une importante diversité morphologique, tous les Vertébrés présentent une symétrie bilatérale (donc une gauche et une droite) ainsi que 2 axes de polarité :


- L’axe antéropostérieur, marqué par la succession tête (qui porte les organes sensoriels), tronc (qui porte deux paires de membres) et queue (en arrière de l'anus)
- L’axe dorsoventral, marqué par la position dorsale de la colonne vertébrale et la position ventrale de la cage thoracique.

On appelle plan d'organisation d'un organisme, la disposition des différents organes les uns par rapport aux autres et par rapport aux axes de polarité.
Le plan d’organisation commun aux membres antérieurs des vertébrés est le suivant.

Les membres antérieurs des Tétrapodes (une partie des vertébrés) ne sont pas identiques et ne fonctionnent pas de la même manière. Malgré tout, il est possible de détecter un agencement, un plan d’organisation commun des différentes pièces qui les constituent. Qu'ils appartiennent à des espèces terrestres ou aquatiques, les membres antérieurs des vertébrés ont la même architecture de base (stylopode, zeugopode, autopode). Cette homologie anatomique signifie qu’ils descendent d’un ancêtre commun.

Remarque : dans certains groupes de Vertébrés, les membres ont parfois régressé au point de disparaître (ex : serpents)

2- Dissection de la souris et de la grenouille

Activité : TP9
Souris femelle Grenouille mâle

Lien source : http://espace-svt.ac-rennes.fr/applic/dissect/dissect.htm

La dissection permet de préciser le plan d'organisation interne. Les différents segments du tube digestif se succèdent dans le même ordre chez la souris et la grenouille le long de l'axe antéro-postérieur : bouche, oesophage, estomac, intestin grêle, gros intestin, anus. Le coeur, les poumons et les différentes glandes sont placés de la même manière : il existe bien un plan d'organisation commun.

Pb : Comment se plan se met-il en place juste après la fécondation ?

II- La mise en place du plan d'organisation

1- Le développement de l'embryon

Activité : Film "le développement embryonnaire du xénope" (source : http://www.discip.crdp.ac-caen.fr/svt/cgaulsvt/travaux/animatio/embryo/embryo.htm)

+ exercice de F.Tilquin (source : http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/bio/films/)
Ovocyte
Rotation de symétrisation (vue de côté)
Oeuf (en vue dorsale)

Source : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/xenope1/xenope2.htm
Segmentation
Gastrulation
Neurulation

Extrait de l'application de François Tilquin (académie de Grenoble)

Les oeufs d'amphibiens possèdent une zone pigmentée qui permet de définir une symétrie axiale. Après leur fécondation, des mouvements cytoplasmiques font apparaître une zone dépigmentée dans la future région dorsale : le plan de symétrie bilatérale apparaît donc très tôt.

Trois étapes majeures marquent le développement embryonnaire :

- La segmentation : la cellule oeuf subit de nombreuses divisions

- La gastrulation : certaines populations cellulaires bougent et s'organisent pour constituer trois feuillets embryonnaires (l'ectoderme, le mésoderme et l'endoderme)

- La neurulation : le tube nerveux se forme, c'est le début de l'organogénèse (mise an place des différents organes à partir des trois feuillets embryonnaires)

Pb : Qu'est ce qui détermine ces mouvements cellulaires ?

2- Un programme de développement

Intro : Film "les gènes de développement" (source : http://www.lesite.tv/) + questionnaire

Activité : Drosobox 1.3 (auteur G.Furelaud)
Drosophile mutante "antennapaedia"
Drosophile (mouche du vinaigre)
Drosophile normale

Certaines mutations peuvent entraîner le remplacement d'une partie du corps par une autre (ex : des pattes à la place d'antennes chez des drosophiles mutantes). Les gènes affectés par ces mutations sont des gènes architectes également appelés gènes homéotiques.

La comparaison des gènes homéotiques entre les êtres vivants permet d'établir de nombreuses similitudes. Ces gènes qui ont la même fonction chez des espèces différentes sont dits homologues. Leurs séquences nucléotidiques sont très ressemblantes ce qui constitue un argument fort en faveur d'une origine commune des espèces.