L'évolution de la Terre et du vivant en 3ème
Cours complet, points clés à retenir et exercices d'entraînement de l'évolution de la terre et du vivant pour les élèves de 3ème. Conforme au programme officiel.
Réviser notion par notion
- La cellule, le noyau et l'ADN
- Le caryotype humain
- Méiose, fécondation et brassage génétique
- Mutations génétiques et diversité
- Allèles, dominance et récessivité
- Génotype, environnement et phénotype
- Mécanismes de l'évolution : sélection naturelle et dérive génétique
- Parenté entre êtres vivants et arbres phylogénétiques
- La place de l'Homme dans le règne animal
Ce que tu vas réviser
- Cellule, noyau, chromosomes, ADN, gènes
- Caryotype humain (46 chromosomes, paires)
- Reproduction sexuée : méiose et fécondation, brassage génétique
- Mutations génétiques et diversité
- Notion d'allèle, dominance et récessivité (cas simples)
- Influence de l'environnement sur l'expression du génotype
- Mécanismes de l'évolution : sélection naturelle, dérive génétique
- Relations de parenté entre êtres vivants ; arbres phylogénétiques
- Place de l'Homme dans le règne animal et la lignée humaine
La cellule, le noyau et l'ADN
La plupart des cellules animales et végétales contiennent un noyau qui renferme l'ADN, une molécule en double hélice. L'ADN est organisé en chromosomes, eux-mêmes divisés en gènes : chaque gène est une portion d'ADN qui porte une information héréditaire précise.
Exemple
Dans le noyau d'une cellule de peau, l'ADN porte, parmi des milliers d'autres gènes, l'un des gènes qui interviennent dans la couleur des yeux.
À retenir : Noyau → chromosomes → ADN → gènes : c'est le support de l'information héréditaire.
Le caryotype humain
Le caryotype est la représentation ordonnée de tous les chromosomes d'une cellule. Chez l'être humain, une cellule normale possède 46 chromosomes regroupés en 23 paires : 22 paires d'autosomes (identiques chez les deux sexes) et 1 paire de chromosomes sexuels (XX ou XY).
Exemple
Le caryotype d'une femme montre 22 paires d'autosomes plus une paire XX ; celui d'un homme, 22 paires d'autosomes plus une paire XY.
À retenir : 46 chromosomes = 23 paires, dont 22 paires d'autosomes et 1 paire de chromosomes sexuels.
Méiose, fécondation et brassage génétique
La méiose est la division cellulaire qui produit les cellules reproductrices (gamètes) à 23 chromosomes, soit la moitié du nombre habituel. Pendant la méiose, les chromosomes échangent des portions puis se répartissent au hasard : c'est le brassage génétique. La fécondation réunit un gamète mâle et un gamète femelle pour reformer une cellule à 46 chromosomes.
Exemple
Un spermatozoïde (23 chromosomes) féconde un ovule (23 chromosomes) : l'œuf obtenu a 46 chromosomes, avec une combinaison de gènes unique venue des deux parents.
À retenir : Méiose (23 chromosomes) + brassage génétique + fécondation (46 chromosomes) : chaque enfant reçoit une combinaison unique de gènes.
Mutations génétiques et diversité
Une mutation est un changement accidentel dans la séquence de l'ADN. Elle peut apparaître spontanément lors de la réplication ou être provoquée par un agent extérieur (rayons UV, certains produits chimiques). Les mutations créent de nouveaux allèles et sont l'une des sources de la diversité génétique.
Exemple
Une mutation apparue il y a plusieurs milliers d'années a créé un nouvel allèle d'un gène qui intervient dans la couleur des yeux, à l'origine des yeux bleus chez l'être humain.
À retenir : Les mutations modifient l'ADN et créent de nouveaux allèles, source de diversité génétique.
Allèles, dominance et récessivité
Un gène existe sous plusieurs versions appelées allèles. Un individu possède deux allèles pour chaque gène (un hérité de chaque parent). Un allèle dominant s'exprime dès qu'il est présent une seule fois ; un allèle récessif ne s'exprime que lorsque les deux allèles présents sont récessifs.
Exemple
Pour la couleur des yeux, dans un modèle simplifié à un seul gène, si l'on note M l'allèle « marron » (dominant) et b l'allèle « bleu » (récessif) : un individu Mb a les yeux marrons, un individu bb a les yeux bleus.
À retenir : Allèle dominant : s'exprime toujours. Allèle récessif : ne s'exprime que s'il est présent en deux exemplaires.
Génotype, environnement et phénotype
Le génotype (l'ensemble des allèles possédés) ne suffit pas à expliquer complètement le phénotype (les caractères observables) : l'environnement (alimentation, climat, exposition au soleil, activité physique...) influence aussi la façon dont les gènes s'expriment.
Exemple
De vrais jumeaux ont exactement le même génotype ; pourtant, si l'un pratique un sport intensif et l'autre non, leur musculature (phénotype) sera différente.
À retenir : Le phénotype résulte de l'interaction entre le génotype et l'environnement.
Mécanismes de l'évolution : sélection naturelle et dérive génétique
La sélection naturelle favorise la survie et la reproduction des individus dont les caractères sont les mieux adaptés à leur environnement, ce qui modifie progressivement la fréquence des allèles dans la population. La dérive génétique est un changement aléatoire de cette fréquence, indépendant de l'adaptation, dont l'effet est surtout important dans les petites populations.
Exemple
Les papillons foncés survivent mieux dans un milieu urbain pollué par la suie : c'est la sélection naturelle. Si une catastrophe ne laisse survivre que quelques individus au hasard, certains allèles peuvent disparaître par pur hasard : c'est la dérive génétique.
À retenir : Sélection naturelle : les individus les mieux adaptés se reproduisent davantage. Dérive génétique : changement dû au hasard, surtout dans les petites populations.
Parenté entre êtres vivants et arbres phylogénétiques
Les êtres vivants partagent des caractères hérités d'ancêtres communs. Un arbre phylogénétique représente ces relations de parenté à partir de ressemblances anatomiques et de similarités de l'ADN : plus deux espèces partagent de caractères communs, plus elles sont proches sur l'arbre et plus leur ancêtre commun est récent.
Exemple
L'Homme et le chimpanzé partagent un ancêtre commun plus récent que celui de l'Homme et de la souris : ils sont donc plus proches sur l'arbre du vivant, ce que confirme la grande ressemblance de leur ADN.
À retenir : Un arbre phylogénétique classe les espèces selon leur degré de parenté, établi à partir des caractères communs et des ressemblances d'ADN.
La place de l'Homme dans le règne animal
L'Homme (Homo sapiens) appartient au règne animal, dans la lignée des primates. Il partage avec les grands singes actuels (chimpanzé, gorille) un ancêtre commun aujourd'hui disparu. Plusieurs autres espèces du genre Homo ont existé avant ou en même temps qu'Homo sapiens (Homo habilis, Homo erectus, Homo neanderthalensis...) mais se sont éteintes.
Exemple
Homo sapiens est aujourd'hui la seule espèce du genre Homo encore vivante ; son proche parent Homo neanderthalensis s'est éteint il y a environ 40 000 ans.
À retenir : Homo sapiens est une espèce du règne animal, seule survivante d'une lignée qui comptait plusieurs espèces humaines aujourd'hui éteintes.
Les points clés
- Le noyau contient l'ADN, organisé en chromosomes puis en gènes.
- Le caryotype humain compte 46 chromosomes en 23 paires (22 autosomes + 1 paire sexuelle).
- La méiose (23 chromosomes) et la fécondation (46 chromosomes), avec le brassage génétique, créent une combinaison unique de gènes chez chaque enfant.
- Les mutations créent de nouveaux allèles, source de diversité génétique.
- Un allèle dominant s'exprime toujours ; un allèle récessif seulement s'il est présent en double.
- Le phénotype dépend à la fois du génotype et de l'environnement.
- La sélection naturelle et la dérive génétique font évoluer la fréquence des allèles dans une population.
- Les arbres phylogénétiques représentent les relations de parenté entre espèces.
- Homo sapiens appartient au règne animal et est la seule espèce humaine survivante.
L'essentiel
L'information génétique portée par l'ADN se transmet et se recombine à chaque génération (méiose, fécondation, brassage, mutations) ; son expression dépend aussi de l'environnement ; à l'échelle des populations, la sélection naturelle et la dérive génétique font évoluer les espèces, dont l'Homme, qui partage un ancêtre commun avec les autres primates.
Exercices d'entraînement
Entraîne-toi sur ces exercices, puis fais-toi corriger pas à pas par le tuteur.
Exercice 1
Chez le pois, l'allèle « graine lisse » (L) est dominant sur l'allèle « graine ridée » (l). On croise un plant Ll avec un autre plant Ll. Quelles sont les proportions attendues de graines lisses et de graines ridées chez les descendants ?
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
Voici un ordre de grandeur de la ressemblance entre les gènes de l'Homme et ceux de trois autres espèces : chimpanzé (environ 98 %), souris (environ 85 %), poule (environ 75 %). Classe ces espèces de la plus proche à la plus éloignée de l'Homme et explique ta démarche en utilisant la notion d'ancêtre commun.
Corrige cet exercice avec le tuteur →