Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires ! »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits. Faisons un petit rappel. Léo par exemple. »
Léo : « Nous savons qu’un séisme se manifeste par des vibrations du sol. Elles durent de quelques secondes à quelques minutes et sont plus ou moins étendues. »
Samuel : « Les conséquences peuvent être des dégâts aux constructions humaines, des déformations du paysage, des blessés, des morts et des sans-abris et parfois il y a des tsunamis. »
Léo : « Nous avons aussi découvert que les séismes sont associés à des failles qui sont des cassures de couches de roches en deux blocs qui se déplacent l’un par rapport à l’autre. »
Samuel : « Ces cassures sont provoquées par des contraintes qui s’exercent sur les roches. »
Léo : « Vous nous expliquerez plus tard d’où viennent ces contraintes. »
Samuel : « Nous savons donc que ces contraintes croissantes peuvent provoquer des failles. Mais cela nous explique pas d’où viennent les ondes sismiques. »
Max : « C’est vrai Samuel. C’est ce que je vous propose de découvrir aujourd’hui. Ce sera l’occasion pour moi de vous évaluer sur la démarche de modélisation. Avez-vous des hypothèses ? »
Samuel : « C’est à cause des contraintes ! Quand on appuie trop ça vibre et les vibrations cassent les roches ! »
Léo : » Mais non ! C’est quand ça casse que les extrémités qui viennent de se former vibrent ! »
Max : » Vous venez tous les deux de formuler une hypothèse. Mais une seule est correcte. Avez-vous un protocole à me proposer ? »
Samuel : « Nous avons vu qu’on peut casser une roche en exerçant une pression croissante dessus. Nous pourrions refaire ça mais en enregistrant les vibrations. »
Léo : « Sauf que c’est difficile de casser une roche… »
Max : « C’est vrai. Prenons quelque chose de plus facile à faire. Une latte de polystyrène par exemple. Il ne faut pas appuyer très fort pour la casser. Je vous distribue un document qui vous montre le protocole et les résultats obtenus. En suivant les étapes de la démarche de modélisation, vous allez pouvoir vous départager. »
Max : « Bien. Je ramasse les copies ensuite je vous donne la correction. Nous verrons bien qui avait raison 🙂 «
Léo : « C’est moi qui avait raison ! C’est bien l’apparition de la faille qui provoque les ondes sismiques ! »
Samuel : « Je le savais. Mais tu avais déjà proposé cette hypothèse ! Il fallait bien que je propose quelque chose moi aussi ! »
Max : « C’est très gentil à toi Samuel. Si vous n’avez pas de question vous pouvez ranger vos affaires et filer vous dégourdir les pattes en recréation. »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Mmmm… Qui vais-je interroger pour le petit rappel ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur Max ! Moi ! »
Max : « Quel empressement ! Quel enthousiasme ! Il m’est difficile de choisir. Léo, tu ne m’en voudras pas si j’interroge notre cher Samuel j’espère. »
Léo : « Non monsieur Max. »
Samuel : « Qu’avons-nous vu ? Nous avons vu que lors d’un séisme des ondes sont émises à partir du foyer. Elles se déplacent dans toutes les directions de l’espace et s’atténuent quand la distance au foyer augmente. »
Max : « Très bien Samuel. Léo, as-tu quelque chose à ajouter ? »
Léo : « Quand les ondes arrivent à la surface de la Terre elles provoquent un tremblement de terre qui peut avoir diverses conséquences.«
Samuel : « Je comprends pourquoi vous nous aviez dit que séisme et tremblement de terre ne sont pas exactement synonymes. Le séisme touche toute la terre alors que le tremblement de terre est un phénomène localisée à la surface au-dessus du foyer. »
Max : « C’est vrai Samuel. Pour le moment nous avons été descriptif. Nous avons dit ce qu’il se passe. Nous allons maintenant tenter de préciser l’origine des séismes. Pour cela il nous faudra résoudre deux problèmes : Quelle est l’origine des failles ? Quelle est l’origine des ondes ? Commençons pas le premier problème. »
Quelle est l’origine des failles ?
Max : « Pour débuter notre réflexion prenons cette règle. Imaginons qu’elle représente une couche de roche. Comment faire apparaître une faille ? »
Léo : « Pour la casser ? Il faut la tordre ! Et crac la règle ! »
Samuel : « Pour faire plus scientifique je dirais qu’il faut exercer une force sur ses extrémités. »
Max : « Comme ça ? (Monsieur Max exerce une force constante sur les extrémités de la règle.) »
Léo : « Il faut appuyer plus fort ! »
Samuel : « Il faut une pression croissante ! »
Max : « Bien. Je viens de vous illustrer une modélisation. En biologie, lorsque nous avons étudié la respiration d’un être vivant, nous avons pris un être vivant pour faire des expériences. En géologie il nous est impossible de prendre une Terre dans le laboratoire pour expérimenter. Nous allons donc prendre quelque chose qui représente la Terre et nous ferons des modèles. Mais la démarche ne change que très peu. »
Léo : « Alors on va faire des démarches de modélisation ? »
Max : « Oui Léo. Commençons maintenant. Je vous distribue un document et nous allons l’étudier ensemble. »
Max : « Bien. Je suppose que vous avez déjà lu le document. »
Léo : « Vous supposez bien monsieur Max 🙂 «
Max : Alors commençons.Je vous propose de bien rédiger tout de suite. Vous me poserez vos questions après. Si vous en avez 🙂 «
Max : « Avez-vous des questions ? »
Léo : « Oui ! Ça veut dire qu’il y a des contraintes dans les roches de la Terre ? »
Samuel : « Oui Léo ! C’est à cause de la tectonique des plaques ! »
Max : « Samuel a raison mais je ne suis pas sûr qu’il sache de quoi il parle en évoquant la tectonique des plaques. Nous verrons cela plus tard. Oui Léo, il y a des contraintes qui s’exercent sur les roches. »
Samuel : « Monsieur Max, tout à l’heure, votre modèle avec la règle… »
Max : « Oui Samuel ? »
Samuel : « Quand la règle casse, les morceaux vibrent il me semble. »
Max : « Bonne remarque Samuel 🙂 C’est ce que nous allons étudier la prochaine fois. Pour le moment aller vous aérer un peu. »
Max : « Bonjour à tous ! enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Commençons par notre petit rappel habituel. Samuel, veux-tu bien nous parler des caractéristiques physiques de l’environnement s’il te plaît. »
Samuel : « Bien sûr monsieur Max ! C’est facile ! Une caractéristique de l’environnement est une grandeur qui se mesure avec un appareil et qui s’exprime avec une unité. Comme exemples nous avons vu la température, l’humidité et l’éclairement. »
Max : « Très bien Samuel. Léo, peux-tu donner les appareils et les unités qui permettent de mesurer et d’exprimer ces grandeurs s’il te plaît ? »
Léo : « Je peux 🙂 La température se mesure avec un thermomètre et s’exprime en degrés Celsius. L’humidité de mesure avec un hygromètre et s’exprime en pourcent. L’éclairement se mesure avec un luxmètre et s’exprime en Lux. »
Max : « Bravo mes petits ! Aujourd’hui nous allons étudier ça de plus près. Je vais vous donner un document qui représente deux environnement. Il va falloir les identifier puis nous regarderons les résultats des mesures réalisées pour nos trois grandeurs. Ce sera à vous de les identifier. Puis je vous demanderai de comparer ces grandeurs dans les deux environnements. Mais pour commencer voici le document… »
Samuel : « A droite il y a une prairie ! Et à gauche c’est une forêt ! »
Max : « Oui Samuel 🙂 «
Léo : « Et puis, de haut en bas, les grandeurs sont : l’éclairement, la température et l’humidité. »
Max : « Nous allons apprendre à comparer les valeurs d’un grandeur. Quels signes mathématiques utilisez-vous pour comparer ? »
Samuel : « Les signes ‘inférieur à’, ‘supérieur à’ ou ‘égal’. Ils notent <, > et = »
Max : « Très bien encore une fois Samuel. Je vous donne un exemple de ce qu’il faut comparer. Pouvez vous comparer l’éclairement dans la forêt à l’éclairement dans la prairie ? »
Léo : « Je peux expliquer monsieur Max ? »
Max : « Bien sûr Léo. »
Léo : « Dans la forêt, l’éclairement est de 150 Lux alors que dans la prairie il est de 30 000 Lux. 150 est inférieur à 30 000. Alors je peux dire que l’éclairement dans la forêt est inférieur à l’éclairement dans la prairie. »
Max : « Très bien Léo. Samuel, veux tu comparer la température dans la forêt à la température dans la prairie ? »
Samuel : « Je veux bien 🙂 Dans la forêt il fait 17°C et dans la prairie il fait 24°C. 17 est inférieur à 24. La température dans la forêt est inférieure à la température dans la prairie. »
Max : « Bravo ! Léo, tu peux comparer les humidités s’il te plaît ? »
Léo : « Dans la forêt, l’humidité est de 85%. Dans la prairie, elle est de 50%. 85 est supérieur à 50. L’humidité dans la forêt est supérieure à l’humidité dans la prairie. »
Max : « Très bien ! Bravo ! Vous savez maintenant comparer des grandeurs. Que retenez-vous de ce petit exercice ? »
Samuel : « Que c’est facile de comparer ! »
Max : « Oui Samuel 🙂 «
Léo : « Avec ce petit exercice, on peut voir que les caractéristiques de l’environnement ne sont pas les mêmes dans des environnement différents au même moment. »
Samuel : « On peut dire que les caractéristiques de l’environnement dépendent du lieu. »
Max : « Très bien mes petits ! Nous pourrions montrer que les caractéristiques physiques de l’environnement dépendent aussi du temps qui passe en un même lieu. »
Samuel : « Ben oui ! On le savait déjà ! »
Max : « Alors vous pouvez sortir vous dégourdir les pattes ! »
Dans le chapitre précédent nous avons vu de nombreux êtres vivants. Il m’est arrivé de parler d’espèce. Mais savez-vous ce qu’est une espèce ? Nous allons le découvrir lors de ce nouveau chapitre. Nous verrons que les espèces sont nombreuses et variées. C’est la diversité du vivant également appelée biodiversité.
Mais nous verrons également que ces espèces peuvent être proches les unes des autres ce qui permet de les classer. Il n’est pas toujours très facile de classer des êtres vivants. Cependant, avec un peu d’habitude, vous allez vous familiariser avec la méthode qui permet de réaliser des classification sous forme de groupes emboîtés.
Puis nous verrons que tous les êtres vivants ont une structure de base commune. C’est la cellule. Vous avez sûrement déjà entendu parler de cellule 🙂 Là, vous pourrez en observer au microscope pour en découvrir la structure.
Enfin, nous verrons que les êtres vivants n’ont pas toujours été les mêmes au cours de l’histoire de la vie. Mais vous connaissez déjà les dinosaures 🙂 A ce sujet, je vous réserve une surprise 🙂
Pour le moment, je vous annonce le plan de ce chapitre.
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez une feuille ! »
Léo (à Samuel) : « Tu vois ! Il y a interro ! »
Max : « Vous allez réciter par cœur la démarche expérimentale. En respectant la mise en page ! Vous avez 10 minutes ! »
Trois minutes plus tard…
Samuel et Léo : « Fini ! »
Max : « Je ramasse… A ce que je vois vous connaissiez votre leçon. C’est bien. Je suis fier de vous. Nous allons pouvoir passer au petit rappel. »
Léo : « Moi monsieur Max ! »
Max: « Je t’écoute Léo ! »
Léo : « Nous avons vu que pour se construire à partir de sa cellule-œuf un individu doit avoir une information génétique. Elle code ses caractères héréditaires et leurs variations. »
Max : « Très bien Léo. Aujourd’hui nous allons nous demander où l’information génétique est-elle localisée ? Avez vous des hypothèses ? »
Samuel : « Moi monsieur Max ! »
Max : « Je t’écoute Samuel. »
Samuel : « Ben… Le nouvel individu va ressembler à son papa et à sa maman. Or, lors de la fécondation il n’y a que le noyau du spermatozoïde qui rentre dans l’ovule. Alors je suppose que l’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule-œuf et qu’elle vient de l’information génétique du papa et de la maman. »
Max : « Alors là tu m’impressionnes Samuel ! Ton hypothèse est très bien argumentée ! Bravo ! Nous allons donc supposer que l’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule. Comment pourrions-nous vérifier cela ? »
Léo : « Si on pouvait changer les noyaux des cellules-œufs… »
Max : « Oui Léo, continue… »
Léo : « Si on changeait le noyau d’une cellule-œuf, on changerait les caractères héréditaires de l’individu ! »
Max : « Très bien Léo ! Nous allons tout reprendre. Pour le moment nous avions réfléchi avec l’ensemble des caractères de l’individu. Nous allons réduire à un caractère. Voici une observation… En croisant entre elles des souris blanches, nous obtenons 100% de souris blanches. On peut affirmer qu’il existe, dans les cellules-œufs de ces souris une information génétique qui code pour ce caractère. Il en est de même pour des souris grises. »
Léo : « Alors nous pouvons dire que l’observation est : On sait qu’il existe une information génétique dans la cellule-œuf de ces souris qui code pour la couleur du pelage. »
Samuel : » Et le problème est : Où, dans la cellule-œuf, cette information est-elle localisée ? »
Max : « Vous êtes bien partis 🙂 Maintenant vous allez sortir une feuille, mettre votre prénom et faire la suite de la démarche expérimentale grâce au document suivant. »
Doc. 1 : Expérience de transfert de noyau chez les souris (Hachette éducation)
Max : « Oui Léo, c’est noté. »
Samuel : « Pfff ! Deuxième interro le même jour ! »
20 minutes plus tard…
Max : « Nous pouvons corriger. »
Observation : On sait qu’il existe, dans la cellule-œuf d’une souris, une information génétique qui code pour la couleur du pelage.
Problème : Où cette information génétique est-elle localisée ?
Hypothèse : On suppose que l’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule-œuf.
Expérience :
Protocole :
On prend une cellule-œuf de souris blanche et une cellule-œuf de souris grise et on échange leur noyau. On obtient une cellule-œuf mixte 1 constituée d’une membrane et d’un cytoplasme de lignée grise et d’un noyau de lignée blanche, et une cellule-œuf mixte 2 constituée d’une membrane et d’un cytoplasme de lignée blanche et d’un noyau de lignée grise. La cellule-œuf mixte 1 (noyau ‘blanc’) est implantée dans l’utérus d’une souris grise et la cellule-œuf mixte 2 (noyau ‘gris’) est implantée dans l’utérus d’une souris blanche.
Résultats :
La souris grise dans laquelle on a implanté une cellule-œuf mixte contenant un noyau de lignée blanche donne naissance à une souris blanche. La souris blanche dans laquelle on a implanté une cellule-œuf mixte contenant un noyau de lignée grise donne naissance à une souris grise.
Interprétation :
Après l’implantation d’une cellule-œuf mixte dans l’utérus d’une souris blanche, celle-ci donne une souris grise car le noyau provenait d’une cellule-œuf de souris grise. Après l’implantation d’une cellule-œuf mixte dans l’utérus d’une souris grise, celle-ci donne une souris blanche car le noyau provenait d’une cellule-œuf de souris blanche.
Conclusion : La couleur du pelage dépend uniquement du noyau. L’hypothèse est validée. L’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule-œuf.
Max : « Avez-vous des questions ? »
Léo : « Non monsieur Max. »
Max : « Alors nous pouvons noter la leçons. Vous verrez, elle n’est pas bien longue 🙂 «
II. LA LOCALISATION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
Des expériences de transfert de noyaux entre cellules-œufs ont permis de montrer que l’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule-œuf. Des expériences complémentaires ont montré que toutes les cellules de l’organisme possèdent l’intégralité de l’information génétique de l’organisme mais elle n’en exprime qu’une partie.
Max : « Bien, vous pouvez ranger vos affaires. Et n’oubliez pas de bien réviser. »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Lors des dernières séances nous avons fait quelques exercices. Nous allons maintenant faire le bilan de ce que nous avons vu. Commençons par parler des individus que nous avons évoqués. Que pouvez-vous m’en dire ? »
Samuel : « Moi monsieur Max ! »
Max : « Tu as la parole Samuel. »
Samuel : « Nous avons étudié les cas d’individus atteints de troubles physiques et mentaux. On dit qu’ils sont atteints de syndromes. Il y a plusieurs syndromes et chacun se caractérise par un ensemble de troubles particuliers. »
Max : « Très bien Samuel. Nous pouvons donc définir syndrome. Un syndrome est un ensemble de troubles physiques et mentaux. Léo, peux-tu nous expliquer l’origine de ces syndromes ? »
Léo : « Oui monsieur Max. Le syndrome de Down a comme origine la trisomie 21. Le syndrome de Klinefelter est la conséquence de la trisomie sexuelle XXY et le syndrome du cri du chat est la conséquence de la perte d’un petit morceau d’un chromosome n°5. »
Max : « Très bien Léo. Nous pouvons donc maintenant définir une anomalie chromosomique. Une anomalie chromosomique est une anomalie dans la taille ou le nombre des chromosomes. Je n’ai pas donné d’exemple mais il peut parfois manquer un chromosome. On parle alors de monosomie. Nous donnerons la définition dans le cours. Avez-vous des questions ?
Léo : « Non monsieur Max. »
Samuel : « Moi non plus monsieur Max. »
Max : « Alors nous pouvons noter la leçon. Prenez vos cahiers et notez. »
IV. LES ANOMALIES CHROMOSOMIQUES.
Certains individus montrent un ensemble de troubles physiques et mentaux. On dit qu’ils sont atteints d’un syndrome.
L’étude de leur caryotype fait apparaître qu’ils sont porteurs d’anomalies chromosomiques.
Les anomalies chromosomiques sont de trois types. Il y a les trisomies, les monosomies et les délétions.
Les anomalies chromosomiques sont à l’origine des syndromes.
Syndrome : Un syndrome est un ensemble de troubles physiques et mentaux.
Anomalie chromosomique : Une anomalie chromosomique est une anomalie dans la taille ou le nombre des chromosomes.
Trisomie : Une trisomie est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence de trois chromosomes à la place d’une paire.
Monosomie : Une monosomie est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence d’un chromosome à la place d’une paire.
Délétion : Une délétion est la perte d’un morceau d’un chromosome.
Max : « Bien, si vous n’avez pas de questions vous pouvez ranger vos affaires et aller en recréation. Vous l’avez bien mérité. »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! Commençons tout de suite par le petit rappel habituel. Léo ? Samuel ? »
Léo : « Moi je veux bien monsieur Max. Nous avons vu que toutes les cellules humaines possèdent 46 chromosomes. Il est possible de constituer des paires de chromosomes. Il y a 22 paires chez la femme comme chez l’homme. On parle de chromosomes homologues. Et il y a deux chromosomes sexuels. Ils sont de même taille chez la femme – on les appelle XX – et de tailles différentes chez l’homme et on les appelle X et Y. »
Max : « Bien sûr Léo, je suis là pour y répondre. »
Léo : « Vous nous avez bien expliqué que l’information génétique, portée par les chromosomes, est le plan des individus. J’ai lu quelque part que certains individus avaient tout un tas de troubles physiques dès la naissance. Est-ce parce qu’il y a un problème au niveau du caryotype ? »
Max : « C’est encore une excellente question ! Bravo mes petits ! Quelle chance j’ai d’avoir de tels élèves ! J’en ai les larmes aux yeux 🙂 «
Léo et Samuel : « Merci monsieur Max 🙂 «
Max : « C’est mérité. Bien, étudions un peu le problème que nous pose Léo. J’ai justement un document sur ce sujet. Le voici. »
Pascal Duquenne, prix d’interprétation masculine au Festival de Cannes en 1996
Certains individus montrent un ensemble de troubles physiques dès la naissance. En 1866, un médecin britannique, John Langdon Down (1826-1896) publie une description complète et précise d’un ensemble de troubles qui s’observent fréquemment chez certains individus.
Ces individus sont généralement de petite taille avec des membres courts, ce qui leur donne une silhouette trapue. Cette impression est renforcée par le fait que la musculature est souvent bien développée bien que peu tonique.
La tête est petite, ronde avec un visage plutôt aplati et une nuque plate. Les fentes des paupières sont obliques et un repli cutané forme comme une troisième paupière. Les pavillons des oreilles sont souvent petits et mous. Le cou est court et large.
Les mains sont trapues avec une inclinaison du 5ème doigt vers l’intérieur. Les doigts sont courts. Dans les paumes, les plis peuvent être horizontaux.
On observe souvent des malformations cardiaques, oculaires, digestives ou génitales.
La déficience intellectuelle est variable, souvent légère. Le quotient intellectuel moyen est d’environ ce qui correspond à un enfant de 8 ou 9 ans. Toutefois certains individus peuvent avoir une vie normale. C’est le cas de l’acteur Pascal Duquenne comme le montre sa riche carrière cinématographique et théâtrale.
On compte 13 cas pour 10 000 naissances en moyenne. La proportion augmente avec l’âge de la mère et peut atteindre 1 cas pour 100 naissances pour des femmes de 40 ans.
Aucun individu touché ne montre l’ensemble de ces troubles mais la présence simultanée de plusieurs d’entre eux définit le syndrome de Down.
En 1959, Jérôme Lejeune, Marthe Gautier et Raymond Turpin publient un article dans lequel ils exposent pour la première fois la cause de ce syndrome grâce à l’étude des caryotypes des individus touchés par le syndrome.
Caryotype d’un individu atteint du syndrome de Down
1. Quel est le sexe de l’individu dont le caryotype est présenté ci-dessus ?
2. Quelle anomalie voyez-vous sur ce caryotype ?
3. Justifiez l’expression trisomie 21 donnée à cette anomalie.
4. Quelle est la cause du syndrome de Down ?
Samuel : « Monsieur Max, j’ai terminé ! »
Max : « Déjà ? Bravo Samuel. Veux-tu bien aller corriger au tableau ? »
Samuel : « J’y vais de ce pas 🙂 «
1. Sur le caryotype on voit deux chromosomes sexuels de tailles différentes. On en déduit que c’est le caryotype d’un individu de sexe masculin.
2. Je vois qu’il y a trois chromosomes 21 là où il ne devrait y en avoir que deux.
3. On parle de trisomie 21 car il y a trois (tri-) chromosomes (-somie) n°21.
4. Le syndrome de Down est la conséquence de la trisomie 21. Ou alors la trisomie 21 est la cause du syndrome.
Max : « Très bien Samuel. Je précise que la trisomie est présente dès la cellule-œuf, bien avant l’apparition des troubles. C’est donc bien la trisomie 21 la cause et le syndrome de Down la conséquence. On parle de syndrome en regardant l’individu et de trisomie en étudiant le caryotype. Faites attention mes petits car de nombreux sites Internet disent que le syndrome et la trisomie sont une seule et même chose. Ce n’est pas vrai ! Bien, dans l’article suivant je vais vous donner deux autres exemples. Ils vous aideront à bien comprendre. »
Max : « Bonjour à tous, enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Qui veut faire le petit résumé de début de cours ? »
Samuel : « Moi monsieur Max, je veux bien. »
Max : « Samuel, nous t’écoutons. »
Samuel : « Nous avons vu que tous les individus d’une même espèce ont des caractères physiques communs appelés caractères spécifiques. Mais il peuvent varier, ce qui explique les différences entre individus d’une même espèce. Il y a aussi les caractères héréditaires et les caractères acquis. Nous avons également vu que les caractères héréditaires sont codés dans les cellules sous la forme d’une information génétique. Cette information génétique est localisée dans le noyau des cellules et elle est portée par le filament d’A.D.N. qui peut se condenser en chromosomes. »
Max : « Très bien Samuel ! »
Léo : « Monsieur Max, Samuel n’a pas donné les définitions de caractères héréditaires et de caractères acquis ! »
Max : « Tu peux nous les rappeler Léo. »
Léo : « Un caractère héréditaire est un caractère physique présent dans presque toutes les générations d’une famille et indépendant de l’environnement. Un caractère acquis est un caractère physique qui peut apparaître au cours de la vie en fonction de l’environnement. Il peut être réversible. »
Max : « Bravo à tous les deux ! Nous pouvons commencer la leçon du jour. »
Samuel : « Monsieur Max, j’ai une question avant ! Je peux la poser ? »
Max : « Bien sûr Samuel. »
Samuel : « Monsieur Max, combien y a-t-il de chromosomes dans une cellule de petitours ? »
Max : « Bonne question Samuel, mais nous n’étudierons pas les petizours. Nous allons nous demander : Combien y a-t-il de chromosomes dans une cellule humaine ? Comment pourrions nous faire pour trouver la réponse à ce problème ? »
Léo : « Monsieur Max, je crois savoir comment faire. Mais je ne sais pas si c’est vraiment possible… »
Max : « Propose Léo, nous verrons bien. »
Léo : « Nous avons vu que les chromosomes sont visibles à certains moments de la vie de la cellule. Nous pourrions prendre une cellule à l’un de ces moments et la faire éclater. Ensuite on étalerait le contenu et, grâce à un microscope, on pourrait compter les chromosomes. »
Max : « C’est exactement ça ! Bravo Léo ! Nous obtenons ce genre de document… »
Photographie de chromosomes étalés observés au microscope optique après coloration.
Photographie de chromosomes étalés observés au microscope électronique.
Samuel : « J’en ai compté 46 ! »
Léo : « Et on voit qu’ils n’ont pas tous la même taille ! »
Max : « C’est exact. En étudiant attentivement ces photographies, nous verrions qu’il y a presque toujours 2 chromosomes qui font la même taille. »
Léo : « On pourrait en faire des paires alors ! »
Samuel : « Et nous pourrions ranger ces paires par taille décroissante. Les scientifiques aiment bien ranger, trier ou classer 🙂 «
Max : « C’est vrai Samuel, tu as bien compris les scientifiques. Si nous apparions les chromosomes et que nous rangeons les paires par ordre décroissant de taille nous obtenons un caryotype. »
Max : « Un caryotype est une représentation ordonnée des chromosomes d’une cellule. En voici deux… »
Léo : « Monsieur Max, vous n’avez encore pas mis de titre ! »
Max : « Je sais Léo. J’allais vous demander de les donner. Pour réviser la méthode… »
Samuel : « Le titre doit donner la nature du document, indiquer l’objet représenté et préciser si on a utilisé une technique particulière. »
Léo : « Ce sont des photographies de caryotypes réalisés à partir d’une cellule de femme (à gauche) et d’homme (à droite). »
Max : « Très bien Léo ! »
Samuel : « Monsieur Max ! On voit que les caryotypes des hommes et des femmes ne sont pas identiques ! »
Max : « Oui Samuel. Quelles sont les points communs et les différences ? »
Léo : « Il y a 22 paires de chromosomes identiques sur les deux caryotypes. Mais il y a une paire appelée XX chez la femme et un chromosome X et un Y chez l’homme. »
Samuel : « Monsieur Max, l’origine de la différence entre les femmes et les hommes vient de là ? »
Max : « Oui 🙂 Un petit bout de chromosome en moins et vous êtes un homme ! Mais je reviens sur ce qu’a dit Léo. Les deux chromosomes d’une paire ne sont pas identiques. Nous le verrons plus tard. Nous dirons qu’ils sont homologues. «
Léo : « Monsieur Max, toutes les cellules d’un individu ont-elles le même caryotype ? »
Léo : « Moi non plus. Il faut que j’apprenne la leçon et peut-être qu’après j’aurai des questions. »
Max : « Bien. Alors nous pouvons noter la leçon. »
L’ORGANISATION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE
I. LE CARYOTYPE.
Pour dénombrer les chromosomes d’une cellule il faut la faire éclater, étaler son contenu, et le photographier. On voit alors 46 chromosomes pour une cellule humaine. Ces chromosomes sont de tailles variables mais on remarque qu’il y en a presque toujours deux de la même taille. Il est donc possible de les associer par paires et de ranger ces paires par ordre décroissant de taille. On obtient alors un caryotype.
Un caryotype est une représentation ordonnée des chromosomes d’une cellule.
Le caryotype humain montre 46 chromosomes regroupés en :
– 22 paires de chromosomes homologues ;
– 2 chromosomes sexuels :
identiques chez la femme (XX)
différents chez l’homme (XY).
Max : « Des questions ? … Non ? Alors je vais vous montrer comment rédiger les réponses à des questions classiques d’interrogation. »
Ce caryotype est-il celui d’un être humain (justifier votre réponse).
Quel est le sexe de l’individu dont le caryotype vous est présenté sur le document ci-dessous ? (Justifier votre réponse).
On voit 22 paires de chromosomes homologues et deux chromosomes sexuels. C’est donc un caryotype humain.
Les deux chromosomes sont de tailles différentes (XY). C’est donc le caryotype d’un homme.
Max : « Voilà pour aujourd’hui. Apprenez bien vos leçons. Vous pouvez ranger vos affaires. »
Le nombre de chromosomes varie selon les espèces. C’est la fougère Ophioglossum reticulatum qui en a le plus avec 1440 chromosomes. Le moustique d’Égypte n’en a que six.
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Je vois que vous êtes tous là. Nous pouvons commencer. Nous avons déjà vu que le physique d’un individu est un mélange de caractères. Pourriez-vous me le remémorer ? »
Léo : « Il y a les caractères spécifiques qui sont communs à tous les individus d’une même espèce, les caractères héréditaires qu’on retrouve dans les familles et les caractères acquis qui dépendent de l’environnement. »
Max : « Très bien Léo. Même si tu n’as pas donné les définitions exactes je vois que tu as compris. Vous souvenez-vous à quel moment un individu est-il conçu ? »
Samuel : « Un individu apparaît au moment de la fécondation monsieur Max. »
Max : « C’est exact Samuel. Léo, définition de fécondation s’il te plaît. »
Léo : « La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Elle donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu. »
Max : « N’oubliez pas que les ovules, les spermatozoïdes et les cellules-œufs sont des cellules et qu’elles comportent une membrane, un noyau et un cytoplasme. Vous devez savoir légender une cellule et réaliser un schéma de la fécondation. Qui veut aller le faire au tableau ?»
Samuel : « Moi monsieur Max ! J’y vais de ce pas 🙂 «
Max : « Très bien Samuel ! Bien, revenons à l’hypertrichose des oreilles. La cellule-œuf à l’origine d’un individu atteint de ce caractère avait-elle des poils dans les oreilles ? »
Samuel : « Non monsieur Max puisqu’une cellule-œuf n’a pas d’oreille. Elle ne peut pas avoir de poils dans des oreilles qu’elle n’a pas. »
Max : « Très bien dit Samuel. »
Léo : « Monsieur Max, pouvons-nous supposer qu’il existe un code dans la cellule-œuf ? Une espèce de plan ? »
Max : « Nous allons l’affirmer sans le démontrer. Nous allons affirmer qu’il y a dans la cellule-œuf une information génétique qui code pour les caractères physiques de l’individu en dehors de ses caractères acquis. Nous noterons cette définition dans la leçon. »
Léo : « Monsieur Max, où est-elle cette information génétique ? »
Max : « C’est ce que nous allons étudier lors de la prochaine séance en utilisant une fois de plus la démarche expérimentale. Je vous conseille de la réviser pour la prochaine fois 🙂 »
Léo (à Samuel) : « Ça veut dire qu’il va y avoir interro 🙂 «
Samuel (à Léo) : « Trop facile ! On fait la même interro depuis la sixième 🙂 «
Max : « Cessez donc de bavarder tous les deux ! Prenez vos cahiers. Nous allons noter la leçon. »
Rappel : Un individu est conçu lors de la fécondation. La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Elle donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu.
LES CHROMOSOMES, SUPPORT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE
I. L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
Les caractères héréditaires et leurs variations sont présents dès la naissance. Ils se mettent en place lors de la grossesse. On peut supposer qu’ils existent sous forme codée dans la cellule-œuf. On appelle information génétique l’information qui permet à un individu de se construire. C’est le plan de l’individu.
Max : « Bien… Vous avez bien travaillé. N’oubliez pas de revoir la démarche expérimentale pour la prochaine fois ! Amusez-vous bien en récréation 🙂 »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires ! »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour… Je ne sais pas si vous allez encore trouver que c’est un bon jour après ce que je vais vous annoncer. Mes petits sortez une feuille ! Je vais vous donner un exercice que vous ferez seuls afin que je vois si vous avez bien étudié et bien compris. »
Samuel : « C’est une interro ? »
Léo : « C’est noté ? »
Max : « Éternelles questions des élèves… Oui et oui. Dépêchez-vous un peu ! »
Activité : L’origine des ondes
