Modélisation numérique de la dérive génétique dans le cadre d’une tâche complexe en Seconde

Voici une suggestion d’activité de type « tâche complexe » pour le thème 1 de la classe de Seconde. Il s’agit d’utiliser le logiciel de modélisation Netbiodyn dans le cadre d’une problématique relative à la dérive génétique.
La production a été réalisée au cours du stage « Enseigner par tâches complexes en SVT au lycée » qui s’est déroulé au lycée Evariste Galois de Beaumont-sur-Oise (95) en décembre 2012.

Lien avec le programme
Connaissances Capacités
La dérive génétique est une modification aléatoire de la diversité des allèles. Elle se produit de façon plus marquée lorsque l’effectif de la population est faible. Extraire et mettre en relation les informations utiles des ressources.
Utiliser un logiciel de modélisation
Situation problème
Dans 2 lycées, on a commencé en septembre 2011, 2 élevages identiques d’escargots avec 5 escargots jaunes, 5 escargots bruns et 5 escargots roses dont les allèles sont inconnus.
Surprise : en septembre 2012, les proportions des différentes couleurs d’escargots ne sont pas les mêmes dans les 2 élevages ! Dans l’un des 2 lycées il n’y a même plus d’escargots jaunes.

 

Consigne
A l’aide des ressources, montrer que le hasard explique la répartition différente de la couleur des escargots et la diversité des allèles dans les 2 élevages. Votre réponse sera présentée sous la forme d’un texte et intégrera les résultats obtenus à l’aide du logiciel.

 

Matériel
Aides ou « coup de pouce »

- Résultats des modélisations Netbiodyn

Résultats

Document 1 : Jeu de rôle : la transmission des allèles responsables de la couleur dans une population d’escargots.

Matériel : des perles jaunes / roses et brunes réparties dans des pots différents en fonction des tirages observés sauf un qui contiendra un mélange des trois couleurs.

Le jeu de rôle se fait sur l’ensemble de la classe et nécessite la collaboration de tous.

- 5 élèves sont des escargots adultes capables de se reproduire. Leur couleur et les allèles qu’ils possèdent sont tirés au hasard dans le pot contenant le mélange des perles. Les résultats des tirages sont mis en commun dans un tableau.
- Les escargots adultes forment des couples.
- Les élèves restant se répartissent dans les couples et constituent la descendance.
- Chaque parent donne au hasard à chaque descendant un de ses allèles responsable de la couleur sous la forme d’une perle
- Le tableau est complété avec les allèles reçus par les descendants.

Document 2 : Tableau des génotypes possibles pour chacune des couleurs de coquille d’escargot.

Couleur des coquilles Génotypes possibles
Coquille brune b//b ou b//j ou b//r
Coquille rose r//r ou r//j
Coquille jaune j//j

L’allèle j (jaune) est récessif par rapport aux allèles b (brun) et r (rose).
L’allèle b est dominant sur l’allèle r.

Document 3 : Présentation du fichier et logiciel Netbiodyn

Après ouverture du logiciel Netbiodyn charger le fichier deriveescargot.nbd

deriveescargot.nbd

(Dézipper avant utilisation)

Le fichier utilisé et le logiciel permettent de simuler les déplacements, les rencontres et la descendance d’une population d’escargots des haies au cours du temps. Le temps est compté sous forme de tics et à chaque tic le logiciel calcule la probabilité de rencontre et de reproduction des escargots selon leur localisation dans l’espace.
A l’issue de ce calcul des escargots peuvent naître, mourir ou se déplacer.

Chaque escargot est défini par sa couleur qui dépend des allèles qu’il porte.

Le résultat des rencontres entre escargots est défini par des réactions qui ont une probabilité de se produire ou non.

  • Créer une population d’escargots en positionnant chaque escargot, couleur par couleur point par point (outil crayon) ou par lot de 10 (outil spray) .
  • Démarrer la simulation et arrêter la simulation au bout de 800 tics en appuyant sur les boutons de lecture
    On lit le nombre de tics qui correspond au temps au dessus.


On lit l’effectif de chaque type d’escargot : à droite de l’espace où se développe la population.

Quand on clique sur « stop » on peut relancer une autre simulation avec les mêmes paramètres de départ.

Document 4 : Exemple de couple et de sa descendance.

Les escargots se rencontrent au hasard de leur déplacement. Voici un exemple de couple formé au hasard.

Les escargots produisent beaucoup d’œufs. Chaque œuf est lui même issu de la rencontre au hasard de deux gamètes parmi la multitude de gamètes produites par les escargots.

BONUS pour les plus rapides : refaire des simulations Netbiodyn avec des effectifs d’escargots plus importants. Intégrer ces nouveaux résultats à votre réponse.
Réponses et barème

Pour toute remarque ou question, vous pouvez contacter les auteurs 

A MULLIE, Lycée G. Brassens – Courcouronnes ;
D SECHET, Lycée G. Brassens- Courcouronnes ;
M PATUREL, Lycée Simone De Beauvoir – Garges ;
I BIEUZENT, Lycée Les Pierres Vives- Carrières sur Seine ;
JC LYONNET, Lycée Jules Ferry – Conflans Ste Honorine ;
E KIKUDJI, Lycée Les Pierres Vives- Carrières sur Seine

Partager

Imprimer cette page (impression du contenu de la page)