Fiche de révision : Biologie générale et évolution

📋 Plan du Cours

1. Sélection naturelle et adaptation
2. Phylogénie et caractères évolutifs
3. Virus et tropisme cellulaire
4. Diversité et cycles viraux
5. Procaryotes et transferts génétiques
6. Protistes et organismes pathogènes
7. Développement et reproduction
8. Origine et évolution du vivant
9. Spéciation et isolement reproductif
10. Preuves et classification du vivant

📖 1. Sélection naturelle et adaptation

🔑 Notions clés & Définitions

• Sélection naturelle : s’exerce sur les individus présentant des différences de survie et de reproduction, mais elle modifie progressivement les fréquences phénotypiques et génotypiques des populations

★ À maîtriser

📌 Les mutations apparaissent au hasard, tandis que la sélection naturelle agit après leur apparition et ne favorise pas directement leur création.

📌 Un caractère phénotypique héréditaire peut être transmis à la descendance, tandis qu’un changement individuel acquis pendant la vie ne constitue pas une évolution de la population.

Compléments

• La compétition interspécifique peut déplacer la moyenne d’un caractère, comme la taille corporelle, par sélection directionnelle afin de réduire le chevauchement des niches.

💡 Astuce mémo

Variation héréditaire → succès reproducteur différentiel → évolution de la population

📖 2. Phylogénie et caractères évolutifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapomorphie : un caractère homologue dérivé, acquis chez un ancêtre commun récent, partagé par plusieurs taxons et absent du groupe externe

★ À maîtriser

📌 Une autapomorphie est propre à une seule espèce terminale, tandis qu’une synapomorphie est partagée par plusieurs taxons apparentés.

📌 Un groupe monophylétique comprend un ancêtre et tous ses descendants, un groupe paraphylétique exclut certains descendants et un groupe polyphylétique rassemble des lignées issues de plusieurs ancêtres.

Compléments

• Les crocodiles sont plus proches des oiseaux que des lézards, car les crocodiles et les oiseaux appartiennent aux Archosaures.

💡 Astuce mémo

Synapomorphie partagée, autapomorphie isolée

📖 3. Virus et tropisme cellulaire

★ À maîtriser

• Le VIH est un rétrovirus à ARN positif qui utilise la glycoprotéine gp120 pour se fixer au récepteur CD4 et à un corécepteur CCR5 ou CXCR4 de certaines cellules immunitaires humaines.

• Le tropisme d’un virus dépend de la présence, à la surface de la cellule, des récepteurs membranaires auxquels ses protéines virales peuvent se fixer.

• Après un traitement antirétroviral, certains variants du VIH sont favorisés tandis que d’autres variants sont contre-sélectionnés, ce qui illustre la sélection naturelle.

Compléments

• Le SARS-CoV-2 est un virus à ARN positif non rétroviral dont la protéine Spike interagit avec le récepteur ACE2.

💡 Astuce mémo

Récepteur présent = tropisme possible ; récepteur absent = infection impossible

📖 4. Diversité et cycles viraux

★ À maîtriser

• Influenza A possède huit segments d’ARN simple brin négatif associés à des ribonucléoprotéines et sa réplication ainsi que sa transcription ont lieu dans le noyau de la cellule hôte.

• Lorsqu’une cellule est co-infectée par deux souches distinctes d’Influenza A, leurs segments génomiques peuvent être réassortis, provoquant un saut antigénique.

📌 Les virus à ARN peuvent réaliser tout leur cycle dans le cytoplasme grâce à leur propre ARN polymérase, tandis que les rétrovirus doivent passer par le noyau pour s’intégrer au génome de l’hôte.

Compléments

• Les virus Influenza A portent principalement deux glycoprotéines d’enveloppe, l’hémagglutinine HA et la neuraminidase NA.

📖 5. Procaryotes et transferts génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Procaryotes : des organismes unicellulaires comprenant les eubactéries et les archées, et les procaryotes forment un groupe paraphylétique
• Système CRISPR : fournit aux bactéries et aux archées une défense adaptative et héritable contre les infections virales grâce à une mémoire moléculaire des génomes de bactériophages

★ À maîtriser

📌 Le transfert horizontal de gènes chez les procaryotes échange du matériel génétique sans augmenter directement la taille de la population, tandis que la transmission verticale accompagne la division cellulaire.

Compléments

• Lors de la fission binaire, les procaryotes forment au centre de la cellule un anneau principalement constitué de FtsZ.

📖 6. Protistes et organismes pathogènes

★ À maîtriser

• Chez les ciliés, la conjugaison est une reproduction sexuée permettant un échange de matériel génétique.

📌 Dans le sang humain, les trypomastigotes de Trypanosoma brucei sont extracellulaires, tandis que les mérozoïtes de Plasmodium sont intracellulaires.

Compléments

• Les straménopiles possèdent de fins poils ou des tresses à la surface de leurs flagelles.

• Le stigma de l’euglène est un appareil photorécepteur qui lui permet d’orienter ses déplacements en fonction de la lumière.

📖 7. Développement et reproduction

📝 Points essentiels

📌 Les protostomiens forment leur cœlome par schizocœlie, tandis que les deutérostomiens le forment par entérocœlie.

📌 Chez les protostomiens, le blastopore devient d’abord la bouche, tandis que chez les deutérostomiens il devient d’abord l’anus.

• Les polychètes présentent une segmentation spirale déterminée, un mésoderme dérivé du blastomère 4d et une bouche formée en premier.

• La méiose comprend l’appariement des chromosomes homologues en prophase I, la recombinaison génétique et la production de cellules génétiquement différentes impliquées dans la reproduction sexuée.

💡 Astuce mémo

Protostomien : bouche d’abord ; deutérostomien : anus d’abord

📖 8. Origine et évolution du vivant

★ À maîtriser

• Le carbone est l’élément clé de la vie sur Terre et les ribozymes sont des ARN catalytiques capables de rompre et de reconstruire des liaisons.

• L’expérience de Miller et Urey, réalisée en 1953, a montré que des molécules organiques comme des acides aminés peuvent apparaître abiotiquement à partir de composés inorganiques simples soumis à des décharges électriques.

• La multicellularité est apparue indépendamment plusieurs fois chez les eucaryotes, notamment chez les métazoaires, les plantes, les champignons et les algues brunes.

Compléments

• Le plus ancien ancêtre commun universel, LUCA, n’était probablement pas une espèce unique mais une communauté d’espèces.

💡 Astuce mémo

Carbone → LUCA → endosymbiose → multicellularité

📖 9. Spéciation et isolement reproductif

📝 Points essentiels

📌 La spéciation allopatrique résulte d’une séparation géographique des populations, tandis que la spéciation sympatrique se produit sans barrière géographique.

📌 Un isolement prézygotique empêche la fécondation, tandis qu’un isolement post-zygotique agit après la formation du zygote, comme la stérilité des hybrides.

• Lorsque les hybrides sont inférieurs, la sélection peut renforcer les barrières prézygotiques et accentuer la spéciation.

📌 Un flux de gènes important entre des populations hybridantes peut empêcher la spéciation en maintenant leur cohésion génétique.

💡 Astuce mémo

Barrière géographique → divergence → isolement reproductif

📖 10. Preuves et classification du vivant

★ À maîtriser

• Les principales preuves citées sont: les structures homologues, les gènes partagés entre espèces, la sélection artificielle sur 60 générations, les structures vestigiales, les fossiles de formes intermédiaires comme Archéoptéryx

• Archéoptéryx, daté d’environ 150 millions d’années au Jurassique supérieur, possède des caractères de dinosaures et d’oiseaux et illustre une évolution en mosaïque.

• Chez Plasmodium, la fécondation a lieu dans l’intestin moyen du moustique Anophèle femelle, tandis que la schizogonie se déroule dans les cellules hépatiques et les érythrocytes.

Compléments

• Les plus anciennes traces bactériennes sont retrouvées dans des stromatolithes, les plus anciens fossiles eucaryotes datent d’environ 2 milliards d’années et la photosynthèse oxygénique est à l’origine de l’oxygène atmosphérique.

📊 Tableaux de synthèse

Types de groupes phylogénétiques