Programme de l’enseignement de spécialité en SVT de classe de terminale (version 2020)
La complexification des génomes : transferts horizontaux et endosymbioses
Connaissances
L’universalité de l’ADN et l’unicité de sa structure dans le monde vivant autorisent des échanges génétiques entre organismes non nécessairement apparentés. Des échanges de matériel génétique, hors de la reproduction sexuée, constituent des transferts horizontaux. Ils se font par des processus variés (vecteurs viraux, conjugaison bactérienne …). Les transferts horizontaux sont très fréquents et ont des effets très importants sur l’évolution des populations et des écosystèmes. Les pratiques de santé humaine sont concernées (propagation des résistances aux antibiotiques). Les endosymbioses transmises entre générations, fréquentes dans l’histoire des eucaryotes, jouent un rôle important dans leur évolution. Le génome de la cellule (bactérie ou eucaryote) intégré dans une cellule hôte régresse au cours des générations, certains de ses gènes étant transférés dans le noyau de l’hôte. Ce processus est à l’origine des mitochondries et des chloroplastes, organites contenant de l’ADN.
Notions fondamentales :
transferts génétiques horizontaux versus verticaux, endosymbiose, hérédité cytoplasmique, phylogénies.
Objectifs :
il s’agit de comprendre ici que des mécanismes non liés à la reproduction sexuée enrichissent les génomes de tous les êtres vivants.
Capacités
- Étudier des expériences historiques mettant en évidence la transformation bactérienne.
- Comprendre comment la connaissance des mécanismes des transferts horizontaux permet des applications biotechnologiques (notamment la production de molécules d’intérêt dans les lignées bactériennes).
- Recenser des informations attestant l’existence de transferts horizontaux de gènes dans l’histoire du génome humain.
- Extraire et organiser des informations d’un arbre phylogénétique pour identifier l’importance des transferts horizontaux.
- Mettre en œuvre une méthode permettant de comprendre les arguments qui ont conduit à considérer que les organites énergétiques sont issus de symbioses dans la lignée des eucaryotes.
Précisions : on se limite aux eubactéries. L’exemple de la transformation bactérienne est privilégié pour illustrer les transferts horizontaux ; l’existence d’autres mécanismes peut ensuite être évoquée. Les mécanismes au niveau cytologique et moléculaire ne sont pas développés.
Liens : SVT – classe de seconde : la cellule différenciée ; les organites.