Système binomial et les 7 niveaux

January 8, 2018 | Author: Anonymous | Category: Science, Biologie, Botanique, Plante
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Chapitre 5.3

La Classification

Attentes 5.3.1. Résumer le système binomial de nomenclature. 5.3.2. Énumérer les sept niveaux dans la hiérarchie des taxons – règne, embranchement, classe, ordre, famille, genre et espèce – en citant un exemple choisi dans deux règnes différents pour chaque niveau 5.3.3. Distinguer les embranchements suivants de plantes, en utilisant des caractéristiques simples de reconnaissance externe : bryophytes, filicinophytes, coniférophytes et angiospermophytes. 5.3.4. Distinguer les embranchements suivants d’animaux en utilisant des caractéristiques simples de reconnaissance externe : porifères, cnidaires, plathelminthes, annélides, mollusques et arthropodes. 5.3.5. Appliquer et élaborer une clé pour un groupe constitue de huit organismes maximum

Système binomial et les 7 niveaux : Théorie de Linné (1809-1882) :

Science de classification =taxonomie Établi par Linné (1707 – 1778)   

Basé sur des caractères physiques simple. Utilise des noms latins ou grec Souvent dénote les caractères

TdC : c’est au botaniste et physicien suédois Carolus Linnaeus que l’on doit en grande partie l’adoption d’un système binomial de nomenclature. Linnaeus a aussi défini quatre groupes d’humains et les divisions reposaient sur les caractères physiques et sociaux. D’après les normes du 21eme siècle, on peut penser que ses descriptions sont racistes. Comment le contexte social du travail scientifique affecte-t-il les méthodes et les découvertes de la recherche ? Est-il nécessaire de considérer le contexte social quand on évalue les aspects éthiques ou moraux des assertions ?

Les rangs taxinomiques utilisés en systématique traditionnelle pour la classification hiérarchique à l'intérieur des 6 règnes du monde vivant sont les suivants (par ordre décroissant) : Chacune des catégories est appelé TAXON 

Règne, (procaryote, protiste, champignons, animaux, végétaux) o Embranchement, ex : animal: Arthropoda,

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o o o o

Classe, ex : animal: Aves (oiseaux), Mammalia (mammifères), Reptilia (reptiles), Actinopterygii (poissons à nageoires rayonnées)  Ordre  Famille  Genre  Espèce  Race ou variété

Nomenclature binomiale Genre avec une lettre majuscule Espèce avec une lettre minuscule On n’utilise pas les noms communs (un peu aujourd’hui) Les 7 principaux rangs

Règne -Sous-règneSuperembranchement - Embranchement / Division - Sous-embranchement Superclasse - Classe - Sous-classe - Infraclasse Superordre - Ordre - Sous-ordre - Infraordre Superfamille - Famille - Sous-famille - Tribu Genre - Sous-genre - Section - Série Espèce - Sous-espèce Variété ou Race - Forme ou Type

Origines des espèces   

Espèces sont différentes des autres Membres de la même espèce sont également différentes o Milieu o Darwin Diversité repose sur la sélection naturelle (ex Loi du plus fort) o Variation génétique  Caractères se modifient suite à des mutations aléatoires  Facteurs de variété chez ceux avec reproduction sexué  Méiose Section ___ o Degré de parenté  Taxonomie pas seulement de nommer et classifier

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 Mais aussi l’évolution  Comparaison anatomique (Insérer figure ____)  Embryologie (développement  ADN  Éthologie (comportement)  Écologie o Phylogénie  Hypothèse sur l’histoire évolutive  Similaire à un arbre généalogique  Un arbre phylogénétique représente une hypothèse à propos des relations évolutives entre des groupes d’organismes  Cladogramme = diagramme ramifié  Utilisé pour vérifier des hypothèses  Insérer figure _____

Caractéristiques des plantes : Il y a plusieurs éléments de preuve mais examinons 3 en particulier qui met en évidence la théorie de L’évolution par la sélection naturelle.

Le règne végétal : 4 principaux groupes Avasculaires

Vasculaires

Mousses, etc.

Sans graines

Fougères, etc.

Avec graines

Gymnospermes Angiospermes

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Les mousses, et autres espèces :  Mousses  Hépatiques  Cornifles nageantes Caractéristiques principales :  Pas de tissu vasculaire  Transport se fait via osmose et diffusion  Pousse au ras du sol, végétation est dense  Dépourvue de racines a) Mousses :  Absorption d’eau via leur surface  Abondant dans les milieux humides et variés  Marécages  Toundra  Rochers nus  Endroits sombres  Espèces de mousse sont 2x plus nombreuses que les mammifères  Aspect physique :

Capsule

Sporophyte (2n) Sétule (Pédicelle)

Gamétophyte (n)

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Détails : Capsule : contenant des spores, croit à l’extrémité d’un pédicelle appelé sétule    



Le sporophyte ne contient pas de chlorophylle Le sporophyte reçoit la nourriture par le gamétophyte Les spores sont libérées via l’assèchement Les spores germent au sol et produisent : o Un gamétophyte male qui produit un organe producteur de spermatozoïdes appelé anthéridie o Un gamétophyte femelle qui produit un organe producteur d’ovules appelé archégone. Les spermatozoïdes ‘’nagent ‘’ vers l’archégone

b) Hépatiques :  80% possèdent des gamétophytes foliacés et ressemblent aux mousses  20% possèdent des gamétophytes en amas de lobe aplatis appelés ‘’thalles’’  Autres détails  Capsule en forme d’œuf  Pédicelle blanc ou translucide  Capsule se fend en 4  Plusieurs petits chloroplastes c) Cornifles nageantes :  possèdent des gamétophytes larges et plats (2cm)  ressemblent aux hépatiques  Autres détails  1 large chloroplaste Les fougères, et autres espèces :  Psilophytes  Lycopodes  Prêles  Ptéridophyte Caractéristiques principales :  Cycle dominant sporophyte  Tissu vasculaire – permet la taille plus grande a) Psilophytes :  Petit rhizome  Pas de feuilles ou racines  Sporophyte se développe sur le gamétophyte parent  Germe sous le sol b) Lycopodes :

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     

c) Prêles :   

Petite plante Peut atteindre 35m hauteur Tiges , feuilles minuscules et racines Ont des feuilles spécialisées pour la production des spores appelées – Strobile Le gamétophyte est petit et se nomme – prothalle 2 types de spores : o Grande taille – Mégaspores prothalle femelle o Petite taille – Microspores prothalle mâle

Cycle vital similaire aux lycopodes Tige creuse, cannelés Silice cause l’aspect rugueux

d) Fougères :  Mieux connues  Ont un épiderme épais et cireux (réduit les pertes d’eau)  Rhizome épais  Feuilles --------- frondes avec lobes – des pinnules  Reproduction par spores (M)  Sur les pinnules -------- sores - groupe de sporanges qui produisent les spores.  Le plant de fougère est le sporophyte  Le gamétophyte est très petit au niveau du sol (1cm)

Les gymnospermes : Définition : Plantes dont les graines sont souvent exposées ou nues Caractéristiques principales :  Ont un tissu vasculaire  Porte des cônes.  Peuvent se reproduire sans eau  Types : o Conifères (majeure partie) o Cycadales o Ginkgo o gnétophytes

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Reproduction :  Strobiles ligneux de grandes tailles = cônes  Un cône male o produit des microspores en grain de pollen o

gamétophyte mâle  4 cellules  Recouvert d’une couche dure et  hydrorésistante



Un cône femelle o produit des ovules dans des archégones. o Surface supérieure de chaque écale du cône.



Un grain de pollen atteint l’archégone et produit le tube pollinique qui forme les tissus du gamétophyte femelle les spermatozoïdes passent par ce tube pour atteindre l’ovule fécondation produit un zygote ----- embryon Lorsque l’embryon est recouvert de son enveloppe protectrice, il devient une graine Maturité --- 2 mois à 2 ans

    a) Les conifères

Caractéristiques principales :  Écorce protège le tronc  Branche flexible  Forme pyramidale  Feuilles en aiguilles o Cuticule épaisse et cireuse o Ralentit le taux d’évaporation o Perdent leurs feuilles (aiguilles) tout le temps et les remplace Dessiner image

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Les angiospermes : (Plantes à fleurs) Définition : Plantes dont les graines sont protégées par un fruit.

Caractéristiques principales :  Ont un tissu vasculaire  75% des végétaux sont des angiospermes.  Se divise en 2 classes : o Monocotylédone o Dicotylédone

Reproduction :  Pollinisation (transport du pollen de l’organe mâle à l’organe femelle)  Rapport étroit entre fleurs et les espèces d’insectes (par exemple, les fleurs nocturnes et les chauves souris)  Un grain de pollen sur le stigmate développe le tube pollinique  les spermatozoïdes passent par ce tube pour atteindre l’ovule  fécondation produit un zygote ----- embryon  Concept de compétition des tubes polliniques  Autofécondation vs diversité des espèces o Plantes mâles et femelles o Floraison des fleurs mâles et femelles différentes   

Les plantes à fleurs sont des sporophytes mais ne produisent pas de spores (diploides). L’embryon sporophyte (diploide) formera une graine protégé par une capsule résistante et une membrane charnue de l’ovaire. À maturité, la membrane devient un fruit ou gousses

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Tableau récapitulatif - Plantes (Traduit de Biology Study Guide1)

Embranchement

Racines, Tiges et feuilles

Bryophytes (Mousses)

N’ont pas de racines, mais des structures qui ressemblent à des poils de cheveux appelées rhizoïdes. Les mousses ont des feuilles simples et des tiges. Les hépatiques sont un thalle aplati Les fougères ont des racines, des feuilles et de courtes tiges non ligneuses. Les feuilles sont normalement recourbées dans le bourgeon et sont souvent pennée – divisée en paires de folioles Les conifères sont des arbustes ou des arbres avec racines, feuilles et tiges ligneuses (bois). Les feuilles sont souvent étroites avec une cuticule cireuse et épaisse. Ce sont des plantes à fleurs très variables avec des racines, feuilles et tiges. La tige des plantes à fleurs qui se développent en arbre et arbuste est normalement ligneuse.

Filicinophytes (Fougères)

Gymnospermes

Angiospermes

Hauteur maximale 0.5 m

Structures reproductrices

15 m

Les spores sont produites dans le sporange, normalement localisée au-dessous de la feuille.

100 m

Des graines sont produites. Elles se développent à partir d’ovules sur la surface des cônes femelles. Les cônes mâles produisent le pollen.

100 m

Des graines sont produites. Elles se développent à partir d’ovules à l’intérieur d’ovaires, qui font partie de la fleur. Ces ovaires se développent en fruit pour favoriser la dispersion de ceux-ci

Les spores sont produites dans une capsule. La capsule se développe au bout de la tige.

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Le règne animal : Rappel

Plantes  Fabriquent leur propre nourriture à partir de la lumière, du CO2 et de l’eau  Sans avoir à bouger

Animaux  Hétérotrophes  Doivent se déplacer

Classification des animaux 33 embranchements :  Mammifères est une classe dans les vertébrés  Le plus gros embranchement – Arthropodes avec 80 000 espèces (insectes)  Humains sont dans les cordés (vertébrés) o Tous les animaux qui possèdent un squelette osseux interne o Aussi appelés ‘’vertébrés’’ o Squelette soutien le corps et les muscles, protège les organes  Ceux sans squelette sont des invertébrés Les premiers animaux 



Les éponges (spongiaires)(Porifères) o Nourriture et déchets par aucun orifice (Aucune bouche ou anus) o Aucun tissu , aucun organe o 2 couches de cellules o Substance gélatineuse qui contient de spicules (fibres donnant du support) o Processus de digestion dans les cellules o Aucune symétrie Les méduses, coraux et anémones de mers (cnidaires) o Nourriture et déchets par 1 seul orifice (bouche et anus combinée) o 2 couches de cellules o o o

Système nerveux simple Tissus musculaires Tentacules urticants

o

Processus de digestion débute à l’extérieur des cellules

o

2 formes de cnidaires  Cylindriques – Polypes  Orifice vers le haut  Fixé sur un rocher  Anémone de mer, hydre d’eau douce

Permet de nager et capturer des proies



o

Parapluie  Méduses Symétrie radiale

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Les vers o Organisme invertébré o Majorité en milieu aquatique o Grand nombre sont parasites o 2 embranchements principaux : Vers plats et Vers annelés



Les vers plats (plathelminthes) o Moins complexe o Nourriture et déchets par 1 seul orifice o Pas de système circulatoire o Système excrétoire simple o Système nerveux simple ( similaire à des cellules de cerveau) à l’extrémité de la tête. N.B. : Apparence de la tête = signe évolutif o Symétrie bilatérale



Les vers annelés (annélidés) o Exemple : vers de terre o Corps divisé en segments o Chaque segment a des groupes semblables d’organes  Circulatoire  Excrétoire  Nerveux Quel est l’avantage de cette organisation physiologique? o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus) o Symétrie bilatérale

3 aspects physiologiques 

Développement de l’embryon o Embryon se multiplie par division cellulaire. o En fin de développement. 3 couches de cellules se forme dans l’embryon  Ectoderme  Endoderme  Mésoderme o Chez les humains

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  

Ectoderme ======= peau, tissus nerveux, organes sensoriels Endoderme ======= poumons, foie, pancréas, vessie, … Mésoderme ====== muscles, sang, reins, organes reproducteurs



Symétrie corporelle o Plupart des animaux ont une forme symétrique  Symétrie radiaire  Espèces qui déplacent peu  Ancrage  Symétrie bilatérale  Majorité des animaux



Cœlome o Cavité remplie de fluide dans le mésoderme o Tube digestif et autre organe flotte dans le cœlome o Développement de 2 façons : des couches mésodermiques ou tube digestif Cœlomates Vers annelés Ceux à suivre Structure tubulaire plus solide



Acœlomates Vers plats cnidaires Structure tubulaire faible

Les mollusques o Majorité sont aquatiques o Majorité ont une coquille dure o Symétrie bilatérale o Un cœlome o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus)

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Les animaux à pattes articulées (arthropodes) o Ressemblent aux annelidés o Moins de segments corporels (thorax, tête) o Carapace externe comme exosquelette o Pattes segmentées et articulées o Muscles spécialisés organisés o Mandibules bien développées o Symétrie bilatérale o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus)



Les étoiles de mer (échinodermes) o Symétrie radiaire (comme les cnidaires) o Larves des étoiles de mer – symétrie bilatérale o Cœlome formé à partir de poches sur le tube digestif o Mouvement via ventouse et canaux dans le corps



Les cordés o Cordés invertébrés???????  Tuniciers et branchiostomes  Système nerveux  Notocorde (baguette de cartilage = colonne vertébrale)  Fentes brachiales o Cordés vertébrés  2 catégories ou sous-embranchement  Agnathes (sans mâchoires)  Gnathosomes (avec mâchoires)  L’évolution des mâchoires permet aux animaux  De saisir  De broyer leur nourriture  De dépecer

Les liens entre les cordés (L’évolution des vertébrés)

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vertèbres mâchoires

Urocordés (tuniciers)

Céphalocordés (branchiostomes)

poumons membres amnios Mammifères

Oiseaux

Reptiles

Amphibiens

Ostéichtyens (poissons osseux)

Chondrichtyens (poissons cartilagineux)

Agnathes (poissons sans mâchoires)

plumes

Glandes mammaires, poils

Cordés ancestraux

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Tableau récapitulatif - Animaux (Traduit de Biology Study Guide2)

Embranchement Porifères

Racines, Tiges et feuilles  Aucune symétrie apparente.  Attaché à une surface.  Pores dans tous le corps  Aucune bouche ou anus  Symétrie radiale  Tentacules  Cellules urticantes  Une bouche mais pas d’anus  Symétrie bilatérale.  Corps plats.  Non segmenté.  Une bouche mais pas d’anus  Symétrie bilatérale.  Poils souvent présents.  Segmenté.  Bouche et anus  Pied musculaire et manteau (cape)  Coquille normalement présentes  Segmentation non visible  Bouche et anus   Symétrie bilatérale.  Exosquelette.  Segmenté.  Appendices attachés

Cnidaires

Plathelminthes

Annélides

Mollusques

Arthropodes

Exemples  Éponges

  

Méduse Corail Anémones de mer

  

Planaires Ténia (Tapeworm) liverflukes

  

Vers de terre Sangsues Néréides (ragworms)

        

Limaces, Escargot Huitres Calmar Insectes Araignées Crabes Mille-pattes

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Site internet intéressant

Exercices Exercice No 10: De quelles façons les ours polaires sont-ils bien adaptés à leur habitat? Exercice No 11: Différencier la sélection artificielle et la sélection naturelle? Exercice No 12: Expliquez comment une population d’insectes pourrait développer une résistance aux insecticides dont ils sont arrosés? Exercice No 13: Les oiseaux qui font des nids au sol comme les pluviers pondent leurs œufs dans nids près du sol. Les œufs de cette espèce sont normalement brun foncé tacheté. S’il y a une mutation qui cause le changement de coloration des œufs à une couleur plus vive, comment la couleur affectera-t-elle la chance de survie?

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Questions d’épreuves No 1 : Le graphique ci-dessous démontre la croissance de la population de faisans à collier (Phasianus colchicus) (Ring-necked pheasants) sur l’ile Protection sur la côte nord-ouest des États-Unis. La population originale relâchée par les scientifiques consistait de 2 mâles et de 8 femelles. Deux des femelles sont mortes immédiatement après leur libération.

Source de données : Elinarson, A.S, Murrelet (1945) 26 : pages 39-44

a) Nommer le terme utilisé pour décrire la forme de la courbe de croissance de ce type. b) Les scientifiques avaient prédit que la population atteindrait sa capacité biotique de 2000 par l’année 8. Tracer une ligne sur le graphique pour démontrer la croissance de population entre les années 6 et 10 c) Prédisez comment la population aurait changé si toutes les femelles avaient survécu. d) Prédisez l’effet sur la capacité biotique si toutes les femelles avaient survécu? Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Faisan_de_Colchide

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No 2 : Le diagramme ci-dessous indique une version simplifiée des transferts d’énergie dans un écosystème généralisé. Chaque case représente une catégorie d’organismes, regroupée ensemble par leur niveau trophique dans l’écosystème.

III

II

I

Saprotrophes et Détritivores

Soleil

a) Déduisez le niveau trophique des organismes dans les cases I, II et III. b) Nommez la forme d’énergie qui entre dans les organismes de la case I c) Identifiez quelles flèches représente le plus grand transfert d’énergie par unité de temps. (Ajouter un gros X sur la flèche) d) Expliquez ce qui est représenté par les flèches en pointillée quittant chaque case.

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Bibliographie : Damon, Alan, et al. Standard Level Biology. London, England. Pearson Education Limited. 2007. N/A. Biology. Australia. IBID Press. 2008 Allot, Andrew. Biology for the IB diploma – Standard and higher level. New York. IB Study Guides. Oxford University Press. 2007.

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