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Lycée
Terminale

L'évolution des génomes

Définition

Population
Ensemble d’individus de la même espèce occupant un même milieu.
Génome
Ensemble de l’information génétique d’un individu (ou d’une espèce).
Allèle
Version d’un gène.
Polymorphisme génétique
Existence de plusieurs allèles pour un gène dans une population.

🧪 I. La diversité génétique au sein des populations

A. Origines de la diversité

  • Mutations : modifications spontanées ou induites de l’ADN → nouvelles versions de gènes.
  • Recombinaisons génétiques lors de la méiose (crossing-over et répartition aléatoire).
  • Fécondation : brassage génétique → diversité des génotypes.

B. Fréquence allélique

  • Fréquence d’un allèle = proportion de cet allèle dans la population.
  • Peut être modifiée par les mécanismes évolutifs (voir II).

🔁 II. Les mécanismes de l’évolution des génomes

A. Sélection naturelle

  • Certains allèles donnent un avantage → les individus porteurs laissent plus de descendants.
  • Exemple : mutation CCR5Δ32 → protection contre le VIH.

B. Dérive génétique

  • Modification aléatoire des fréquences alléliques dans une population de petite taille.
  • Peut entraîner la fixation (100 %) ou la perte (0 %) d’allèles.

C. Flux génétiques

  • Échanges d’individus (et donc de gènes) entre populations → augmente la diversité génétique.

D. Spéciation

  • Accumulation de différences génétiques + isolement reproductif → apparition d’une nouvelle espèce.

🌍 III. Évolution du génome à grande échelle

A. Duplication génique

  • Un gène est copié → les copies peuvent évoluer (mutation) → nouvelles fonctions.
  • Ex : familles multigéniques (globines, odorats...).

B. Transposons (gènes sauteurs)

  • Séquences d’ADN capables de se déplacer dans le génome → mutations, remaniements.

C. Hybridations, polyploïdie (surtout chez les plantes)

  • Combinaisons de génomes entiers → nouvelles espèces.





🧠 IV. Études modernes de l’évolution

A. Séquençage de génomes

  • Comparaison de génomes entiers → retracer des histoires évolutives.
  • Met en évidence des gènes homologues, des événements de duplication, des mutations spécifiques.

B. Statistiques de population (Hardy-Weinberg)

  • En l’absence d’évolution, les fréquences génotypiques sont stables.
  • Toute déviation suggère une pression évolutive.

📝 À retenir pour le Bac

  • Bien comprendre mutation vs dérive vs sélection naturelle.
  • Être capable de calculer des fréquences alléliques et génotypiques.
  • Savoir expliquer comment un gène peut évoluer ou donner naissance à une famille multigénique.
  • Utiliser des exemples concrets (moustique résistant aux insecticides, CCR5, adaptation au lactose...).

📊 Schémas recommandés

  • Graphe d’évolution des fréquences alléliques (sélection vs dérive).
  • Arbre généalogique de gènes issus d’une duplication.
  • Schéma d’une population en équilibre Hardy-Weinberg vs en évolution.
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L'évolution des génomes

Définition

Population
Ensemble d’individus de la même espèce occupant un même milieu.
Génome
Ensemble de l’information génétique d’un individu (ou d’une espèce).
Allèle
Version d’un gène.
Polymorphisme génétique
Existence de plusieurs allèles pour un gène dans une population.

🧪 I. La diversité génétique au sein des populations

A. Origines de la diversité

  • Mutations : modifications spontanées ou induites de l’ADN → nouvelles versions de gènes.
  • Recombinaisons génétiques lors de la méiose (crossing-over et répartition aléatoire).
  • Fécondation : brassage génétique → diversité des génotypes.

B. Fréquence allélique

  • Fréquence d’un allèle = proportion de cet allèle dans la population.
  • Peut être modifiée par les mécanismes évolutifs (voir II).

🔁 II. Les mécanismes de l’évolution des génomes

A. Sélection naturelle

  • Certains allèles donnent un avantage → les individus porteurs laissent plus de descendants.
  • Exemple : mutation CCR5Δ32 → protection contre le VIH.

B. Dérive génétique

  • Modification aléatoire des fréquences alléliques dans une population de petite taille.
  • Peut entraîner la fixation (100 %) ou la perte (0 %) d’allèles.

C. Flux génétiques

  • Échanges d’individus (et donc de gènes) entre populations → augmente la diversité génétique.

D. Spéciation

  • Accumulation de différences génétiques + isolement reproductif → apparition d’une nouvelle espèce.

🌍 III. Évolution du génome à grande échelle

A. Duplication génique

  • Un gène est copié → les copies peuvent évoluer (mutation) → nouvelles fonctions.
  • Ex : familles multigéniques (globines, odorats...).

B. Transposons (gènes sauteurs)

  • Séquences d’ADN capables de se déplacer dans le génome → mutations, remaniements.

C. Hybridations, polyploïdie (surtout chez les plantes)

  • Combinaisons de génomes entiers → nouvelles espèces.





🧠 IV. Études modernes de l’évolution

A. Séquençage de génomes

  • Comparaison de génomes entiers → retracer des histoires évolutives.
  • Met en évidence des gènes homologues, des événements de duplication, des mutations spécifiques.

B. Statistiques de population (Hardy-Weinberg)

  • En l’absence d’évolution, les fréquences génotypiques sont stables.
  • Toute déviation suggère une pression évolutive.

📝 À retenir pour le Bac

  • Bien comprendre mutation vs dérive vs sélection naturelle.
  • Être capable de calculer des fréquences alléliques et génotypiques.
  • Savoir expliquer comment un gène peut évoluer ou donner naissance à une famille multigénique.
  • Utiliser des exemples concrets (moustique résistant aux insecticides, CCR5, adaptation au lactose...).

📊 Schémas recommandés

  • Graphe d’évolution des fréquences alléliques (sélection vs dérive).
  • Arbre généalogique de gènes issus d’une duplication.
  • Schéma d’une population en équilibre Hardy-Weinberg vs en évolution.
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