Chapitre 1 La manipulation génétique

Les OGM:


Reportage Bébés Sur Mesure:


Eugénisme nazi: https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwilprCuiILRAhXBDxoKHen4DjwQFggyMAI&url=https%3A%2F%2Ffr.wikipedia.org%2Fwiki%2FEug%25C3%25A9nisme_sous_le_r%25C3%25A9gime_nazi&usg=AFQjCNHYPYmK4nk03CF3rdPLMvrE_v504g&sig2=S_OnEYTuSgwyULT_o1bsyg

Steak artificiel: http://www.sciencesetavenir.fr/nutrition/un-steak-artificiel-dans-nos-assiettes_101553

Les connaissances actuelles de l'Homme en génétique, lui permettent de manipuler les organismes vivants.

Comment expliquer que l'Homme puisse manipuler les organismes vivants ?


Les manipulations semblent se faire entre les mêmes espèces.

I L'information génétique
A] Les caractères spécifiques

Aide les caractères spécifiques :



(1 élève : A partir des photos proposer, dans un tableau, les différents caractères des espèces.)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat...,




A retenir : Chaque espèce possède ses propres caractères qui permettent de la définir. On les appelle aussi : attributs

Rappel : Les attributs permettent de classer les êtres vivants.

Aide les caractères spécifiques :
trombinoscope

On a vu que même si on se ressemblait, on restait différent.

Comment expliquer que chaque individu est différent?

B] Les caractères qui nous rendent unique
Aide les caractères qui nous rendent uniques:




(2 élèves : A partir des documents proposés, expliquer, dans un texte, les raisons de notre unicité.)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat..., Adopter un comportement éthique et responsable

On voit qu'il y a deux types de caractères:
-héréditaires = qui se transmettent de génération en génération (ex: la couleur des cheveux)
-liés à l'environnement (ex: musculature et bronzage). Ces caractères ne sont pas héréditaires.

A retenir : Les caractères qui se retrouvent dans les générations successives sont des caractères héréditaires. Les facteurs environnementaux peuvent modifier certains caractères mais ces caractères ne sont pas héréditaires. L'ensemble de ces caractères forme le phénotype de l'individu.

Vocabulaire :
Génétique : étude des caractères héréditaires et environnementaux
Phénotype : ensemble des caractères observables[/color]

Aide localisation de l'information génétique:




(1 élève : A partir des 3 premiers documents donnés, proposer des hypothèses sur la localisation de l'information génétique. A partir du 4ème document, en justifiant, préciser votre hypothèse. Proposer une manipulation pour valider ou invalider votre hypothèse)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat..., Adopter un comportement éthique et responsable

Hypothèse : L'information génétique se trouve dans le noyau de la cellule

C] Localisation de l'information génétique
Il faut vérifier dans le noyau si on trouve l'information.
OBSERVATION DE RACINE D'AIL
ou
OBSERVATION DE GLANDES SALIVAIRES DE CHIRONOME
DESSIN D'OBSERVATION ou PHOTO ANNOTEE



Compétences : Proposer des expériences pour tester une hypothèse et justifier, Manipuler, modéliser et suivre un protocole, Adopter un comportement éthique et responsable

Dans la cellule, on observe le noyau. Celui-ci contient des chromosomes.

Les chromosomes sont-ils porteurs de l'information génétique?

D] Le rôle des chromosomes dans l'information génétique
Aide rôle des chromosomes:




(1 élève : A partir des documents proposés, expliquer, dans un texte, le rôle des chromosomes dans l'information génétique.)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat..., Interpréter un résultat, en tirer une conclusion

La trisomie 21 est due à la présence dans le noyau de 3 chromosomes 21 au lieu de 2. Cela engendre chez l'individu des caractéristiques physiques particulières, des malformations des organes internes et un retard mental. La trisomie 21 est une maladie chromosomique viable (la grossesse va à terme).

A retenir: Une cellule normale humaine possède, dans son noyau, 23 paires de chromosomes dont 1 paire pour les chromosomes sexuels (chez l'Homme : XX pour les femmes et XY pour l'homme). Si la cellule-œuf possède un nombre anormal de chromosomes, cela peut empêcher le développement de l'embryon ou entraîner des caractères différents chez l'individu concerné. Les chromosomes présents dans le noyau sont donc le support de l'information génétique.

Les manipulations génétiques sont possibles car l'Homme a su localiser l'information génétique et parce que toutes les espèces d'êtres vivants possèdent une information génétique utilisant le même support : les chromosomes.

Or la manipulation génétique ne semble pas se faire au niveau des chromosomes qui ne sont que le support de l'information. Les manipulations semblent se faire au niveau de l'ADN.

Est-ce que l'ADN constitue l'information génétique?

II La matérialisation de l'information génétique
A]Constitution des chromosomes
On va réaliser une expérience pour voir si l'ADN se trouve dans les chromosomes

Aide matérialisation de l'information génétique:


(2 élèves : A l'aide du protocole expérimental, déterminer le composant des chromosomes. Présenter de la meilleure façon vos résultats)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Manipuler, modéliser et suivre un protocole..., Interpréter un résultat, en tirer une conclusion









A retenir : Les chromosomes sont constitués d'ADN. Il s'agit d'une molécule capable de se condenser et ainsi former les chromosomes visibles.

B] Rôle de l'ADN dans l'information génétique


Une personne atteinte de mucoviscidose possède une anomalie au niveau du gène qui permet la fabrication du mucus. Il y a donc une erreur au niveau de l'information génétique.
Les gènes sont donc l'information génétique.

De plus, les chromosomes portent les gènes.
Or, les chromosomes sont constitués d'ADN.
Les gènes sont donc des parties de brin d'ADN.

Enfin, la mucoviscidose est due à une anomalie d'un gène.
Or, la fabrication du mucus est un caractère héréditaire transmis de génération en génération.
Donc les gènes déterminent les caractères héréditaires.



Rq:
Sur un chromosome on trouve plusieurs gènes et on retrouve des gènes sur tous les chromosomes. En tout, on estime que le génome humain (ensemble des gènes) contient environ 23 000 gènes.

A retenir:
Les gènes sont des parties du brin d'ADN.
Chaque chromosome contient de nombreux gènes.
Chaque gène est porteur d'une information génétique.
Les gènes déterminent les caractères héréditaires.

Sur le chromosome 9 on trouve le gène du groupe sanguin. Pourtant il existe 4 groupes sanguins (A,B,O et AB)

Comment expliquer qu'il existe 1 gène pour le groupe sanguin mais qu'il existe 4 groupes sanguins dans la population?

C] Rôle des gènes dans l'information génétique
Aide Rôle des gènes dans l'information génétique:





(1 élève : A partir des documents proposés, expliquer, dans un texte, le rôle des gènes dans l'information génétique.)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat...,)

A retenir: Les gènes existent sous différentes versions appelées allèles. Ils peuvent être dominants (s'expriment toujours) ou récessifs. L'ensemble de nos gènes (et donc allèles) forment le génotype qui constitue l'ensemble de nos informations génétiques. Celles qui s'expriment forment le phénotype.

(1 élève : Faire un schéma de la cellule en plaçant les différents acteurs de l'information génétique)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique)



Les cellules se divisent et se différencient mais malgré tout, elles gardent le même caryotype.

(1 élève : A partir du document, proposer un problème)

Compétences : Proposer une ou des hypothèses à une question ou un problème

Comment expliquer que de la cellule-œuf à une cellule d'adulte on ait toujours la même information génétique?



On mesure la quantité d'ADN dans une cellule

(1 élève : A partir du document, proposer une hypothèse)

Compétences : Proposer une ou des hypothèses à une question ou un problème

Hypothèse : Les chromosomes d'une cellule se dédoublent et se divisent ensuite

II Le maintien de l'information génétique
A] Les chromosomes dans la vie cellulaire
Aide Division cellulaire et mitose:




Observation de cellule de racine d'ail au microscope

(1 élève : A partir des documents proposés et de vos observations microscopiques, reproduire et compléter le schéma.)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, dessin, tableau, graphique), Savoir extraire des informations d'un document, d'un résultat..., Manipuler, modéliser et suivre un protocole...

A retenir : La division d'une cellule est préparée par la copie des 46 chromosomes puis se poursuit par la séparation des chromosomes doubles obtenus. Chacune des deux cellules formées reçoit 23 paires de chromosomes simples, identiques à ceux de la cellule initiale.

Vous pouvez télécharger une animation en cliquant ICI



On sait que la fécondation résulte de la fusion entre une cellule reproductrice mâle et une cellule reproductrice femelle. Or, on vient de voir que la cellule-œuf possède 46 chromosomes.

Comment expliquer que deux cellules reproductrices, qui fusionnent, donnent une cellule qui possèdent 23 paires de chromosomes (= 46 chr)?

On regarde le caryotype d'une cellule reproductrice



(1 élève : A partir du document, proposer une hypothèse)

Compétences : Proposer une ou des hypothèses à une question ou un problème

Hypothèse : La cellule se divise sans que les chromosomes se dédoublent

B] La formation des gamètes ou méiose
Aide La formation des gamètes:
Chromosome bouton pression

(2 élèves : A l'aide des modèles de chromosomes, proposer un schéma des différentes étapes de la formation des gamètes)

Compétences : Utiliser différents langages (schéma, texte tableau, graphique...), Manipuler, modéliser et suivre un protocole



Vous pouvez télécharger une animation ICI

C] Le rétablissement du nombre de chromosomes



Il y a fusion des deux noyaux. Donc sur les 46 chromosomes, 23 viennent de l'ovule (donc de la mère) et 23 viennent du spermatozoïde (donc du père).

Aide Le rétablissement du nombre de chromosomes:
Tableau échiquier vide
Fiche de Travail
(2 élèves : A l'aide de vos connaissances, compléter le tableau)
Compétences : Restituer des connaissances et connaître son cours



A retenir: Lors de la formation des gamètes, les chromosomes se répartissent au hasard. Chaque gamète est donc différente puisque les chromosomes d'une paire sont génétiquement différents (allèles). La fécondation, étant une rencontre aléatoire entre deux cellules reproductrices, elle permet d'obtenir un individu unique possédant dans chaque cellule, 23 chromosomes de la mère et 23 du père

Rq : Ce qui est vrai pour l'Homme l'est pour les autres espèces à reproduction sexuée.
La manipulation génétique est donc possible car l'Homme sait identifier les informations génétiques à différentes échelles chez les espèces. Il est donc en capacité technique de sélectionner les caractères d'une espèce.