Auteur/autrice : Max

Max : « Bonjour à tous ! enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Aujourd’hui c’est toi, Samuel, qui vas nous faire le petit rappel de début de cours. Nous t’écoutons. »

Samuel : « Nous avons vu que le nombre de cellules dans un organisme augmente par multiplications cellulaires ou mitoses. Lors de la mitose, une cellule mère donne deux cellules filles identiques entre elles. Pour se préparer à la multiplication cellulaire, une cellule recopie son A.D.N. : c’est la duplication de l’A.D.N. »

Léo : « Rhoooo ! »

Samuel : « Les chromosomes dansent ! »

Max : « Oui 🙂 On pourrait parler de la danse des chromosomes. Mais ce ne serait pas très scientifique. Avez-vous pu saisir les étapes du phénomènes ? »

Léo : « Pas tout à fait… »

Samuel : « Moi non plus… »

Max : « Peut-être que des images fixes seraient plus faciles à interpréter. En voici. Elles se lisent de haut en bas et de gauche à droite… »

Max : « Alors ? Cela vous facilite t-il l’interprétation ? »

Léo : « Oui monsieur Max. »

Max : « Alors faites, chacun à votre tour, le commentaire d’une de ces images. Léo, à toi de commencer. »

	Léo : « La cellule se prépare à sa multiplication. Elle duplique son filament d’A.D.N. A la fin de la duplication elle aura un filament double d’A.D.N. »
	Samuel :  » Le filament double commence à se condenser en chromosomes. Dans un chromosome, les deux chromatides sont identiques car l’une a été obtenue par duplication de l’autre. »
	Léo : « Les deux filaments d’A.D.N. se sont complètement condensés en chromosomes doubles. »
	Samuel : « Les chromosomes doubles s’alignent à l’équateur de la cellule. »
	Léo : « Les chromosomes doubles se coupent en deux. Chacune des chromatides devient un chromosome simple. Un lot de 46 chromosomes simple migre vers chaque pôle de la cellule. »
	Samuel : « Les 46 chromosomes simples sont arrivés aux pôles de la cellule mère. Ils se décondensent en un filament simple. Puis la cellule va se couper en deux. »

Max : « Bravo ! Voici un autre petit film qui reprend ce que vous venez de décrire si brillamment. »

Max : « Bien, je vais vous faire un schéma qui reprend les différents états de l’A.D.N. au cours d’un cycle cellulaire. Suivez bien, vous noterez après. »

Max : « Si vous n’avez pas de question, je vous laisse ranger vos affaires. Révisez bien mes petits. »

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Pendant ce temps je fais l’appel. Léo, Samuel. Bien, vous êtes tous présents. Nous avons terminé la première partie de la génétique. Je vous en rappelle l’essentiel : le phénotype d’un individu dépend de son génotype et de son environnement. Nous allons maintenant étudier la transmission de l’information génétique au sein d’un individu. Mais avant cela voici un document. Que pouvez-vous m’en dire ? »

Samuel : « Moi monsieur Max ! Moi ! »

Max : « Quel enthousiasme Samuel 🙂 Je t’écoute. »

Samuel : « Les quatre photographies montrent les multiplications des cellules au tout début du développement de l’embryon. Nous voyons que la cellule-œuf donne deux cellules embryonnaires. Puis chacune des deux cellules se multiplie, ce qui donne un embryon de quatre cellules, puis huit, puis 16 et ainsi de suite. »

Max : « Très bien Samuel. Léo, as-tu quelque chose à ajouter ? »

Léo : « Oui monsieur Max. Les deux photographies de droite montrent que chez l’adulte il y a de très nombreuses cellules. Et il existe différents types de cellules alors que chez l’embryon toutes les cellules se ressemblent. »

Max : « Très bien Léo. On dit que les cellules se différencient. Mais nous n’étudierons pas la différenciation cellulaire au collège. Pourriez-vous me parler du document situé au centre ? »

Léo : « Oui monsieur Max. On y voit des chromosomes par paires rangées par ordre décroissant de taille. C’est donc un caryotype. Samuel, veux-tu continuer ? »

Samuel : « Oui, merci Léo. Je compte 22 paires de chromosomes homologues et il y a en plus un chromosome X et un chromosome Y. Cela fait 46 chromosomes. J’en déduis que c’est un caryotype humain. La présence d’un chromosome X et d’un chromosome Y me permet d’affirmer que c’est le caryotype d’un homme. A toi Léo 🙂 « 

Léo : « Les flèches qui partent du caryotype et qui vont jusqu’aux différentes photographies indiquent que toutes ces cellules ont le même caryotype. Mais ça, on le savait déjà 🙂 « 

Max : « Bravo mes petits ! »

Léo : « Merci monsieur Max. »

Max : « Vous avez magnifiquement décrit ce document mais voyez-vous le problème qu’il pose ? »

Léo :  » Mmmmm… »

Samuel : « Oui ! Je vois ! Une cellule a la quantité d’A.D.N. qui correspond à 46 chromosomes. Et elle donne deux cellules qui ont toutes les deux 46 chromosomes. Le problème est de savoir comment une cellule qui possède 46 chromosomes peut en donner 92. »

Max : « Élève Samuel vous m’impressionnez ! Bravo ! Bien, notons tout cela. »

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La polydactylie…

La polydactylie se définit par la présence de doigts supplémentaires à la main et au pied. Le cas le plus fréquent est la présence d’un sixième doigt. Il peut être fonctionnel comme sur la photographie ci-dessous.

Radiographie de la main gauche d’un individu atteint de polydactylie.

La polydactylie est un caractère physique codé par le gène GLI situé sur le bras long des chromosomes n°7. Il existe deux versions de ce gène. L’allèle GLI- donne une main ou un pied possédant 5 doigts. L’allèle GLI +, beaucoup plus rare, donne 6 doigts. L’allèle GLI+ est dominant par rapport à l’allèle GLI-.

Dans un tableau, indiquez les combinaisons d’allèles possibles pour un individu à 6 doigts puis pour un individu à 5 doigts.

Individus à 6 doigts :

Individus à 5 doigts :

L’hypertrichose des oreilles…

L’hypertrichose des oreilles est un caractère physique un peu particulier. Les individus qui en sont atteints ont une touffe de poils qui leur sort des oreilles. Ce caractère physique est codé par un gène, noté T, porté par le chromosome Y. Il ne touche donc que les mâles. L’allèle T+ donne le phénotype normal c’est-à-dire sans poils sans les oreilles. C’est l’allèle T- qui est responsable de l’hypertrichose des oreilles.

Représentez les combinaison d’allèles possibles pour un individu porteur du caractère puis pour un individu qui n’est pas atteint.

Individus atteints d’hypertrichose des oreilles :

Individus non-atteints d’hypertrichose des oreilles :

Combinons ces caractères…

Dans un tableau, représentez les combinaisons d’allèles possibles pour un homme ayant 6 doigts et atteint d’hypertrichose des oreilles.

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Max : « Bien, nous avons étudié les gènes et les allèles. Je vous ai déjà donné quelques exercices. En voici d’autres. Amusez vous bien 🙂 « 

Le système rhésus…

Le système rhésus est, avec le système ABO, l’un des principaux systèmes de groupes sanguins. Il doit son nom à un singe d’Asie du sud-est, le macaque rhésus (Macaca mulatta, Cercopithécidés), qui servit d’animal d’expérience à la fin des années 1930 dans les recherches sur le sang.

Un macaque rhésus (Source pbs.org)

En simplifiant, on peut dire que le caractère rhésus dépend d’un gène situé sur le bras court des chromosomes n°1. L’allèle Rh+ est responsable de la présence du caractère alors que l’allèle Rh- cause son absence. L’allèle Rh+ est dominant par rapport à l’allèle Rh-.

Donnez les combinaisons d’allèles possibles pour un individu ayant le caractère rhésus positif puis pour un individu ayant le caractère rhésus négatif.

Le système ABO…

Le système de groupes sanguins ABO a été découvert en 1901 par Karl Lansteiner alors qu’il cherchait à comprendre pourquoi certaines transfusions sanguines permettaient de sauver des individus, alors que d’autres conduisaient à leur mort.

Cliquer ici pour avoir plus d’informations sur les groupes sanguins ABO

Ce système de groupes sanguins est un caractère physique. Il est codé par un gène situé sur le bas du bras long des chromosomes n°9. Il existe trois allèles. L’allèle A est responsable de la formation de molécules de type A à la surface des globules rouges. L’allèle B permet la fabrication de molécules de type B et l’allèle O permet la fabrication d’aucune molécule de surface. Lorsqu’ils sont présents ensemble, les allèles A et B s’expriment tous les deux. On dit qu’ils sont codominants. Les allèles A et B sont dominants par rapport à l’allèle O.

Représentez dans un tableau les chromosomes et les allèles qu’ils portent pour des individus de groupes sanguins A, B, AB et O.

Individus de groupe sanguin A :

Paire de chromosomes	n°9	n°9
Génotypes	A/A	A/O
Phénotypes	[Groupe A]	[Groupe A]

Individus de groupe sanguin B :

Paires de chromosomes	n°9	n°9
Génotypes	B/B	B/O
Phénotypes	[Groupe B]	[Groupe B]

Individu de groupe AB :

Paire de chromosomes	n°9
Génotype	A/B
Phénotype	[Groupe AB]

Individu de groupe O :

Paire de chromosomes	n°9
Génotype	O/O
Phénotype	[Groupe O]

Combinons ces deux systèmes de groupes sanguins…

Sur cette carte de groupe sanguin nous pouvons voir que Caliste est de groupe O+, c’est-à-dire de groupe O et rhésus positif.

Dans un tableau, représentez les chromosomes et toutes les combinaisons d’allèles possibles pour Caliste.

Donnez ensuite les combinaisons d’allèles possibles pour un individu A+.

Les allèles de Caliste :

Des individus de groupes A+ :

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Bien, qui veut faire le petit rappel ? Juste le dernier cours… Léo ? »

Léo : « Oui monsieur Max. Nous avons vu que chaque caractère héréditaire est porté par une petite portion de chromosome qui porte l’information génétique le codant. On appelle cette petite information génétique gène. »

Max : « Très bien Léo. »

Samuel : « Monsieur Max, j’ai une question ! »

Max : « Nous t’écoutons Samuel. »

Samuel : « C’est à cause du devoir. Dans le devoir il y avait un exercice sur la forme du lobe de l’oreille. C’est un caractère physique présent dans presque toutes les générations de la famille et il est indépendant de l’environnement. C’est donc un caractère héréditaire. J’en déduis qu’il y a un gène pour la forme de l’oreille quelque part sur un chromosome. Mais le lobe de l’oreille peut avoir deux formes. Il peut être libre ou adhérent. Monsieur Max, les gènes existeraient-ils sous plusieurs versions ? »

Dessins d’un lobe d’oreille libre (à gauche) et d’un lobe d’oreille adhérent (à droite).

Max : « Mon petit Samuel… Quel talent ! J’en suis tout tourneboulé… Un élève si brillant qu’il devine par lui même ce que je dois vous faire découvrir ! Léo, ne sois pas jaloux de ce que je viens de dire au sujet de Samuel. Je sais bien que toi aussi tu te posais cette question ! Quel plaisir de faire ce métier ! »

Samuel : « Monsieur Max, je suis ravi de vous voir si extatique mais pourriez-vous répondre à ma question s’il vous plaît ? »

Max : « Je peux ! Mais il n’y a rien à ajouter. Les gènes peuvent effectivement exister sous plusieurs versions appelées allèles du gène. Pour la forme du lobe de l’oreille il existe un gène localisé sur le bras court du chromosome 22. Ce gène existe sous deux formes. L’allèle noté l+ code pour un lobe libre alors que l’allèle l- code pour le lobe adhérent. Vous suivez ? »

Samuel : « Oui monsieur Max. »

Léo : « Mais… Il y a des paires de chromosomes donc deux chromosomes 22. Alors un individu peut avoir deux allèles, un sur chaque chromosome 22. Sont-ils toujours identiques ? »

Max : « Bonne question mon Léo. Non, les allèles ne sont pas forcément les mêmes. »

Samuel : « Alors un individu peut avoir deux fois l’allèle l+, deux fois l’allèle l- ou alors un allèle l+ et un allèle l-. »

Max : « C’est ça ! »

Léo : « S’il a deux fois l’allèle l+ il aura les lobes libres puisqu’il a deux fois l’allèle qui donne les lobes libres. Avec deux allèles l- il aura les lobes adhérents. Mais avec un allèle l+ et un allèle l- ? Comment seront ses lobes ? »

Max : « J’attends vos hypothèses… »

Léo : « On pourrait supposer qu’il a un lobe libre et un lobe adhérent. Mais si on imagine d’autres caractères… Ça peut pas marcher. Le lobe ne peut être à moitié adhérent et à moitié libre… Alors je suppose que ses lobes seront entièrement libres. Comme si l+ gagnait contre l-. »

Max : « Samuel ? »

Samuel : « Je suis d’accord avec le raisonnement de Léo et avec son hypothèse. »

Max : « Et vous avez raison tous les deux ! Effectivement, l’allèle l+ s’exprime seul quand il est en présence de l’allèle l-. On dit que l+ est dominant par rapport à l-. Je vais vous faire une représentation de tout cela. »

Chromosomes	n°22	n°22	n°22
Génotype	l+/l+	l+/l-	l-/l-
Phénotype	[Libre]	[Libre]	[Adhérent]

Samuel : « Monsieur Max, serons-nous obligés de représenter les chromosomes dans le devoir ? Parce que le tableau est suffisant il me semble. »

Max : « Tout dépendra de la consigne Léo. Il faudra bien lire le sujet. »

Samuel : « D’accord monsieur Max. »

Léo : « Monsieur Max, pourriez-vous définir le génotype et le phénotype s’il vous plaît ? »

Max : « Bien sûr Léo. Nous allons le faire dans le cours. Prenez vos cahiers et notez la leçon. »

Max : « Avez-vous des questions ? »

Samuel : « Monsieur Max, je crois avoir compris mais je ne suis pas sûr de moi. Allons-nous faire d’autres exercices ? »

Max : « Lors de la prochaine séance nous allons étudier les groupes sanguins du système ABO. Et je mettrai quelques exercices à votre disposition dans mon blog. »

Samuel : « Merci monsieur Max. »

Max : « Vous avez bien travaillé. Vous pouvez ranger vos affaires et partir. Et n’oubliez pas de réviser 🙂 « 

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Nous allons continuer notre découverte de la génétique. Savez-vous ce qu’est un gène ? »

Samuel : « Non monsieur Max. »

Léo : « Moi non plus monsieur Max. »

Max : « C’est normal. C’est ce que nous allons étudier. Commençons par ce document… »

Les chromosomes sexuels sont connus depuis 1921 mais leur rôle dans la détermination du sexe n’a été établi que dans les années 1960. L’implication d’une portion du chromosome Y dans la formation des testicules a été mise en évidence grâce à l’analyse du caryotype de femmes XY et d’hommes XX. Sept zones différentes ont été mises en évidence sur le chromosome Y.

Max : « Je vous laisse quelques minutes pour étudier ce document puis vous me direz ce que vous en tirez. »

Quelques minutes plus tard…

Max : « Alors ? Quelqu’un veut prendre la parole ? »

Léo : « Moi ! Je veux bien ! »

Samuel : « Moi aussi ! »

Max : « Malheureusement je ne peux en interroger qu’un seul. Léo, laissons la parole au plus petit d’entre nous. »

Samuel : « En sciences, il faut toujours commencer par décrire ce que l’on voit. Les deux premiers caryotypes montrent les situations normales. En A, l’homme a des testicules et son caryotype comporte un chromosome X et un Y. En B, la femme a des ovaires et son caryotype comporte deux chromosomes X. Léo, veux-tu faire la suite de la description ? « 

Léo : « Oui, merci Samuel. Je te laisserai faire la conclusion. En C nous voyons une femme qui a des ovaires. Mais son caryotype comporte un X et un Y. Mais il manque un petit morceau du chromosome Y. On peut dire qu’il y a délétion du fragment 1. En D, c’est une femme qui a des ovaires. Son caryotype comporte bien deux chromosomes X mais l’un d’entre eux est anormal. Il lui manque une partie de X et à la place, il y a les fragments 6 et 7 d’un chromosome Y. En E, il s’agit d’un homme avec des testicules. Mais il a deux chromosomes X. Toutefois, l’un d’entre eux porte le fragment 1 d’un chromosome Y. »

Max : « Bravo pour cette description. Je précise qu’on appelle translocation le transfert d’une partie de chromosome sur un autre. Samuel, es-tu toujours d’accord pour conclure ? »

Léo : « Bien sûr monsieur Max. Nous pouvons voir que quels que soient les chromosomes sexuels présents, l’individu est un homme avec des testicules si il a le fragment 1 du chromosome Y. Nous pouvons affirmer que c’est ce fragment de chromosome Y qui détermine la présence des testicules. »

Max : « Encore une fois bravo à tous les deux ! Vous venez de découvrir ce qu’est un gène. Il s’agit d’un fragment de chromosome qui code pour un caractère physique. »

Léo : « Monsieur Max, la présence de ce fragment de chromosome permet la fabrication des testicules. Est ce suffisant pour faire un homme ? »

Max : « Bonne question Léo ! Posez vos stylos et écoutez moi. Ce que je vais vous raconter est en dehors du programme. Vous savez déjà que le sexe de l’individu est fixé par les chromosomes sexuels qui sont présents dès la cellule-œuf. On dit que le sexe est déterminé. Toutefois, les organes génitaux ne sont pas tout de suite visibles. Quand ils commencent à se mettre en place ils ne sont pas encore différenciés. A la place d’un pénis et de testicules, ou d’une vulve, il y a un tubercule génital et des crêtes génitales. De même, les gonades ne sont pas différenciées. Ce n’est que vers la 7ème semaine post-coïtum que ces gonades indifférenciées se transforment en testicules sous l’influence du fragment 1 du chromosome Y. Les testicules se mettent ensuite à produire des hormones sexuelles masculines qui vont masculiniser l’individu pendant la vie fœtale, puis plus tard lors de la puberté. En l’absence du fragment 1 du chromosome Y, donc chez les petites filles, les gonades indifférenciées vont se transformer en ovaires à partir de la 8ème semaine. Le corps se féminise lors de la vie fœtale puis la puberté. Pour être complet, enfin… un peu complet… Le tubercule génital deviendra le gland sous l’influence des hormones sexuelles masculines et le clitoris sous l’influence des hormones sexuelles féminines. Le bourrelet génital deviendra la hampe du pénis ou les lèvres. Alors oui mon petit Léo, c’est bien ce gène qui fait qu’on est un homme ou une femme. Du moins génétiquement et physiquement. Avez-vous des questions ? »

Samuel : « Monsieur Max, vous avez bien dit que ce n’est pas au programme. Il n’y aura pas d’interrogation sur ce que vous venez d’expliquer alors. »

Max : « Non Samuel, rassure toi. Pas d’autres questions ? »

Léo : « Non monsieur Max. »

Max : « Alors prenez vos cahier nous allons écrire la leçon. »

Max : « Bien, si vous n’avez pas de questions, vous pouvez ranger vos affaires. Au revoir et travaillez bien. »

Léo et Samuel : « Au revoir monsieur Max. »

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! »

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Léo : « Monsieur Max, allez-vous rendre les évaluations de la séance précédente ? »

Max : « Oui, à la fin de l’heure. La moyenne de la classe est de 20/20 mais je ne vous donnerai pas vos notes tout de suite 🙂 Aujourd’hui nous allons nous reposer un peu en faisant la leçon qui correspond aux deux dernières activités. »

Léo : « Nous ne faisons pas le petit rappel ? »

Max : « Si. Si tu veux Léo. »

Léo : « Je fais dans l’ordre où ça se passe. Pas dans l’ordre dans lequel on a étudié. Au début il y a des contraintes qui s’exercent sur les roches. Il ne se passe rien jusqu’à ce que ça se casse. La cassure débute en un point appelé foyer et se propage. Ça donne une faille. Au moment de la cassure des ondes sont émises. Elles se propagent dans toutes les directions de l’espace en s’atténuant. En arrivant à la surface de la terre elles provoquent un tremblement de terre. Et voilà ! »

Max : « Très bien Léo. C’est à peu de choses près ce que nous allons noter dans les cahiers. »

Samuel : « Monsieur Max, c’est toujours comme ça en géologie ? On observe des conséquences et on remonte petit à petit au début du phénomène. »

Max : « Oui Samuel. C’est ce qui me plaît dans cette science assez mal aimée. C’est comme une enquête 🙂 On cherche des indices pour raconter une histoire. »

Samuel : « Moi ça me plaît bien 🙂 « 

Max : « J’en suis ravi 🙂 Maintenant ouvrez vos cahiers et notez ! »

Max : « Bien. Le chapitre est terminé. Je vous montrerai la répartition mondiale des séismes plus tard. Je vous conseille de bien revoir vos leçons. »

Samuel : « On peut aller en récréation ? »

Max : « Bien sur mes petits. Amusez vous bien 🙂 « 

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

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