I. LES CARACTÈRES SPÉCIFIQUES ET LEURS VARIATIONS INDIVIDUELLES.
Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde.
Tous les individus d’une même espèce ont des caractères physiques communs qu’on ne retrouve pas chez les autres espèces. Ce sont des caractères spécifiques. Un caractère spécifique est un caractère physique qui n’appartient qu’à une espèce.
Les caractères spécifiques humains sont, entre autres : la bipédie exclusive, un cerveau très développé, un langage à double articulation et des empreintes digitales.
Au sein d’une espèce, les individus sont différents en raison des variations individuelles des caractères spécifiques. Tous les êtres humains ont des empreintes digitales, mais elles sont différentes chez chaque être humain.
Max : « Avez-vous des questions ? »
Samuel : « Oui monsieur Max. Pourriez-vous préciser ce que vous entendez par un langage à double articulation ? »
Max : « Oui Samuel. Vous avez remarqué que les langues humaines comportent des mots formés de syllabes. C’est le premier niveau d’articulation. Et ces mots sont organisés en phrases grâce à des règles de grammaire. C’est le second niveau d’articulation. »
Samuel : « Merci monsieur Max. »
Léo : « Il n’y a que chez l’humain qu’on retrouve ce langage ? »
Max : « Les recherches montrent que beaucoup d’animaux ont eux aussi des langages. Ainsi, chez les marmottes, des cris peuvent avertir qu’un prédateur arrive par les airs du côté de la montagne ou que le danger vient du sol du côté de la vallée. Ce langage a donc un vocabulaire assez précis. Chez certains oiseaux, un cri équivalent à un mot change de sens en fonction de sa place dans le chant. Pour être juste, il faudrait dire que le langage humain est plus complexe que celui des autres animaux. »
Léo : « Merci monsieur Max. »
Max : « Avant de terminer, puisqu’il nous reste un peu de temps, je voudrais vous faire lire un texte qui vous permettra de mieux comprendre l’infinie diversité des individus au sein d’une espèce. »
« Dire que les êtres humains sont tous différents ! […] comment est-ce possible ? Imagine que dix personnes se réunissent pour bricoler un masque. Chaque participant arrive avec une partie du visage. Ainsi Claude et Alain ont apporté chacun un nez, Jeanne et Mélanie chacune une bouche, Christian et Pascal chacun deux couleurs d’yeux… […] Avec ce matériel, il est possible de faire toutes sortes de masques différents. Avec seulement deux yeux et deux bouches, le masque peut avoir 4 visages différents. S’ils utilisent en plus les deux mentons, ils disposeront de 8 visages […] Fais le calcul : pour 10 traits, tu trouveras 1024 visages, et pour 30 traits, plus de 1 milliards de visages. »
A. Jacquard et M.-J. Auderset, Moi, je viens d’où ?, Le Seuil, 2002, p. 15
Vous savez tous qu’une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde. Cela signifie que les petits pourront se reproduire à leur tour quand ils seront en âge de le faire. Vous avez remarqué que la définition d’espèce comprend deux parties : le critère de ressemblance et le critère de fécondité. Le critère de ressemblance fait appel aux caractères physiques des individus appartenant à l’espèce étudiée. Certains des caractères des individus sont communs à tous les individus de l’espèce. Mais d’autres sont des traits particuliers à un individus alors que d’autres encore se retrouvent dans des familles, des groupes… Nous allons apprendre à distinguer ces différents caractères et apprendre un peu de vocabulaire. C’est très utile le vocabulaire pour construire une réflexion.
Au passage nous allons commencer à réfléchir à la position de l’espèce humaine dans le règne animal. La première chose à faire est d’essayer de définir l’espèce humaine. Vous allez voir que ce n’est pas si facile qu’on le pense 🙂
Voilà pour la courte introduction au premier chapitre. Il est maintenant temps de nous mettre au travail.
Espèce : Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde.
Caractère spécifique : Un caractère spécifique est un caractère propre à une espèce.
Caractère acquis : Un caractère acquis est un caractère physique qui apparaît au cours de la vie. Il dépend de l’environnement et peut être réversible.
Caractère héréditaire : Un caractère héréditaire est un caractère physique présent dans (presque) toutes les générations d’une famille et qui est indépendant de l’environnement.
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.
Information génétique : L’information génétique est l’information codée dans les cellules qui permet l’expression des caractères physiques non acquis d’un individu.
Caryotype : Un caryotype est une présentation ordonnée des chromosomes d’une cellule. (C’est un caractère spécifique).
Syndrome : Un syndrome est un ensemble de troubles physique et/ou mentaux.
Anomalie chromosomique : Une anomalie chromosomique est une anomalie dans le nombre ou la taille des chromosomes.
Trisomie : Une trisomie est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence de trois chromosome 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 une anomalie chromosomique caractérisée par la perte d’un morceau de chromosome.
Gène : Un gène est un morceau de chromosome qui code pour un caractère héréditaire.
Allèle : Un allèle est une version d’un gène.
Génotype : Le génotype d’un individu correspond à la combinaison d’allèles qu’il porte.
Phénotype : Le phénotype correspond à l’ensemble des caractères physiques d’un individu.
Microbe : Un microbe est un organisme vivant invisible à l’œil nu (observable uniquement au microscope). On utilise parfois le synonyme micro-organisme.
Protozoaire : Un protozoaire est un animal unicellulaire.
Contamination : La contamination la transmission d’un microbe pathogène à un environnement ou un individu. (Pour les microbes du microbiote, on parle de transmission).
Muqueuse : Une muqueuse est une surface qui recouvre les cavités externes de l’organisme.
Infection : Une infection est la prolifération de microbe dans l’organisme.
Phagocytose : La phagocytose est un mécanisme qui permet de lutter contre l’infection en digérant les éléments étrangers.
Fièvre : La fièvre est une élévation contrôlée de la température corporelle. Pour parler de fièvre, il faut que la température dépasse 37,8°C.
Système immunitaire : Le système immunitaire est un ensemble d’organe qui permet de lutter contre les microbes.
Antigène : Un antigène est une molécule reconnue étrangère par le corps et qui provoque une réaction immunitaire spécifique.
Anticorps : Un anticorps est une molécule produite par les lymphocytes B pour inactiver un antigène et provoquer sa destruction par phagocytose.
Séropositif : Une personne séropositive est une personne dont le sérum contient des anticorps spécifiques d’un antigène donné.
Immunodéficience : Une immunodéficience est un affaiblissement du système immunitaire.
Asepsie : L’asepsie consiste à éviter la contamination d’un objet ou d’une personne.
Antisepsie : L’antisepsie consiste à éviter l’infection.
Sérothérapie : La sérothérapie consiste en l’injection du sérum d’un animal ou d’un humain immunisé contre une maladie pour aider une personne à neutraliser un agent infectieux.
Vaccination : La vaccination consiste en l’injection d’un antigène pour provoquer une réaction de mémoire immunitaire chez la personne vaccinée. La vaccination est une méthode préventive.
Antibiotique : Les antibiotiques sont des molécules généralement d’origine naturelle qui détruisent les bactéries.
Immunité : On appelle immunité la capacité du corps à se défendre contre des éléments étrangers et notamment les microbes.
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits. Qui veut faire le petit rappel ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur ! Moi ! »
Max : « Choix ô combien cruel ! Léo… »
Léo : « Nous avons vu que tous les êtres humains sont pareils grâce à la classification de l’Homme sous forme de groupes emboîtés parmi les Vertébrés. »
Max : « C’est un bon résumé 🙂 Samuel, peux-tu en dire plus ? »
Samuel : « Ce n’est pas facile… L’Homme a un squelette en os. Ses nageoires charnues sont transformées en membres. Il a des poils et une paire de mamelles thoraciques. Il a des ongles aussi. Mais là, j’ai parlé des Primates. Parmi les Primates il se distingue par le fait qu’il se tient debout et qu’il a un cerveau très développé. J’espère n’avoir rien oublié. »
Max : « Tu n’as rien oublié Samuel 🙂 C’est très bien. »
Léo : « Monsieur Max, j’ai bien étudié ma leçon et je crois que j’ai d’autres caractères physiques qui distinguent l’Homme des autres primates. »
Max : « Je t’écoute Léo. »
Léo : « Il est pas très poilu. Même que parfois on lit que c’est ‘un singe nu‘. Et puis ses pouces des pieds ne sont pas opposables aux autres doigts. »
Max : « Très bien Léo. »
Samuel : « Et puis il a la face plate ! L’orang-outan ou le babouin ont comme un museau ! »
Max : « C’est vrai aussi ! Vous venez de compléter la liste des caractères spécifiques humains. »
Léo : « Les caractères spécifiques ? C’est comme cela qu’il faut appeler les caractères qu’on ne trouve que dans une seule espèce ? »
Max : « Oui Léo. Nous le noterons dans la leçon. Maintenant parlons des différences… »
Léo : « Pfff… Ce n’est pas facile à expliquer… »
Max : « Prenez des exemples si cela vous parait plus facile. »
Samuel : « Il y a des tas de caractères physiques qui varient légèrement ou beaucoup selon les individus : la taille, la musculature, la couleur des yeux, des cheveux, de la peau… »
Léo : « Et en combinant toutes ces variations on arrive à des individus uniques. »
Max : « Je prendrais un dernier exemple. A ma connaissance, les humains sont les seuls Primates qui ont des empreintes digitales. »
Léo : « C’est un caractère spécifique alors ! »
Samuel : « Mais chaque être humain a ses propres empreintes digitales ! Nous avons expliqué le paradoxe du début ! Nous sommes bien tous pareils et tous différents ! »
Max : « Et oui 🙂 Bien, prenez vos cahiers et notons la leçon. »
Note de Max : Pour des raisons pratiques je préfère que cette leçon se trouve dans un autre article. Cliquez sur le lien 🙂
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour 🙂 Alors… Le petit rappel, qui veut le faire ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur Max ! »
Max : « Quel enthousiasme ! Et quel choix douloureux… Samuel, nous t’écoutons. »
Samuel : « Nous avons vu qu’il existe une information génétique dans la cellule-œuf. Elle permet à l’individu de se construire puisqu’elle code pour ses caractères héréditaires et leurs variations individuelles. »
Max : « Oui Samuel. Léo, tu prends la suite s’il te plaît. »
Léo : « Des expériences de transfert de noyau ont montré que cette information génétique est localisée dans le noyau des cellules. »
Max : « Très bien. Comme d’habitude. »
Léo : « Monsieur Max, j’ai une question ! »
Max : « Je t’écoute Léo. »
Léo : « Monsieur Max, une information ça se touche pas. C’est pas matériel. Il faut un support pour la mettre dessus. Comme… Comme une histoire qu’on imprime sur les feuilles d’un livre. Quelle est le support de l’information génétique ? »
Max : « Excellente question Léo ! C’est exactement ce que j’avais prévu de vous faire. Je la répète : quel est le support de l’information génétique ? Sachant que cette information se trouve dans le noyau des cellules, comment pourrions-nous répondre à notre question ? «
Samuel : « On pourrait observer les noyaux de cellules au microscope ! »
Max : « Très bonne idée Samuel ! »
Léo : « Nous allons utiliser le microscope monsieur Max ? »
Max : « Oui. Je vais vous laisser observer différents types cellulaires puis je vous donnerai un document. »
Un peu plus tard…
Samuel (à Léo) : « C’était bien le microscope 🙂 »
Max : « Un peu de calme ! Chuuuut ! Bien, voici le document que je vous avais annoncé… »
Photographie de cellules de racine d’ail observées au microscope
Samuel : « Ça ressemble à ce qu’on a observé avec le microscope ! »
Max : « Oui Samuel. Alors ? Que voyez-vous ? »
Léo : « Il y a des machins qui ont été colorés. D’après la légende, ce sont les chromosomes. »
Max : « Tu éviteras de dire des ‘machins‘ Léo s’il te plaît. Disons que des éléments situés dans le noyau ont pris la couleur. Nous n’allons pas le démontrer mais ce sont les chromosomes qui sont le support de l’information génétique. Nous allons noter la leçon. Prenez vos cahiers. »
III. LE SUPPORT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
L’information génétique est localisée dans le noyau des cellules. L’observation au microscope de cellules colorées artificiellement montre que le noyau contient des éléments qui ont été appelés chromosomes. Les chromosomes sont le support de l’information génétique.
Les chromosomes sont constitués d’un filament d’A.D.N. Ce filament peut se condenser ou se décondenser, ce qui fait que l’aspect des chromosomes n’est pas toujours le même.
Schéma d’un chromosome observé au microscope électronique
Max : « Voilà, c’est tout pour aujourd’hui. Mais avant de vous laisser partir, je vous distribue un autre document. Je vous conseille de bien l’étudier si vous voulez comprendre la suite des cours. C’est très important. Le voici… »Doc-Support-de-linformation-génétique
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Léo, c’est à ton tour de faire le petit rappel aujourd’hui. La dernière séance uniquement. »
Léo : « Lors de la dernière séance nous avons vu que les cellules-souches peuvent donner des gamètes génétiquement différents à cause de la répartition aléatoire des chromosomes lors de la première multiplication de méiose. »
Max : « Excellent résumé ! Bravo Léo ! Aujourd’hui nous allons parler de la fécondation. »
Samuel : « La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. La fécondation donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu. »
Max : « Oui Samuel. »
Léo : « Et nous savons que les gamètes ont 23 chromosomes, un seul de chaque paire. »
Samuel : « Alors lors de la fécondation, chaque gamète apporte un chromosome et les paires sont reconstituées. »
Léo : « Si le spermatozoïde contient un chromosome sexuel X l’individu sera de sexe féminin. »
Samuel : « Si le spermatozoïde contient un chromosome sexuel Y l’individu sera de sexe masculin. »
Max : « Vous n’avez plus besoin de moi mes petits 🙂 Et si nous ajoutions les allèles à cette histoire ? »
Léo : « Oulala ! »
Samuel : « Ça peut être compliqué… »
Max : « Mais vous allez y arriver. Commençons par un exemple simple. Imaginons un papa de groupe sanguin A (avec les allèles A et O) et une maman de groupe B (avec les allèles B et O). Quels pourraient-être les groupes sanguins des enfants ? »
Léo : « Il faut d’abord trouver les allèles présents dans les gamètes. »
Samuel : « Puis faire un tableau pour la fécondation. »
Léo : « Dans lequel on reconstitue les paires de chromosomes. »
Samuel : « Puis à partir des allèles on retrouve le caractère exprimé chez l’enfant. »
Max : « Vous avez compris la méthode. Au travail ! »
Un peu plus tard…
Léo : « C’était facile 🙂 «
Samuel : « De la rigolade ! »
Max : « Alors au tableau Samuel ! »
Samuel : « Oui monsieur Max. Le papa peut faire des spermatozoïdes qui contiennent soit A soit O. Les ovules de la maman peuvent contenir soit B soit O. Ensuite on fait le tableau de fécondation.
Ovule
Spermatozoïde
B
O
A
A/B
[AB]
A/O
[A]
O
B/O
[B]
O/O
[O]
Grâce à ce tableau nous pouvons voir que les enfants pourraient être des groupes AB, A, B ou O. »
Max : « Bravo Samuel ! Faisons plus difficile. Ajoutons le groupe rhésus. Le papa est rhésus positif (allèles Rh+ et Rh-) et la mamn et rhésus négatif. »
Léo : « Monsieur Max, puis-je aller le faire directement au tableau ? »
Max : « Oui Léo. »
Léo : « Alors… Le papa peut faire des spermatozoïdes… Rh+/A ; Rh-/A ; Rh+/O et Rh+/O. Pour la maman c’est plus simple. Les ovules peuvent contenir Rh-/B et Rh-/O. Puis-je me dispenser du tableau monsieur Max ? »
Max : « Je ne préfère pas Léo. »
Léo : « Bien monsieur Max. Je le fais alors…
On voit donc que ces parents pourraient avoir 8 enfants génétiquement différents. »
Max : « Excellent travail Léo. Bien nous avons terminé. »
Léo : « Monsieur Max, si chaque parent peut produire plus de 8 millions de gamètes génétiquement différents, on peut penser qu’au total il pourrait avoir 64 mille milliards d’enfants génétiquement différents. C’est ça ? »
Max : « Oui Léo. Certains ne différeraient que par un caractère mais ils seraient quand même différents. »
Samuel : « Nous allons terminer le cours monsieur Max ? »
Max : « Oui, puis je vous ferai un petit bilan de la transmission de l’information génétique. Prenez vos cahiers et notez. »
V. FÉCONDATION ET ALLÈLES.
Lors de la fécondation, un spermatozoïde pris au hasard parmi les millions produits par le père rencontre et fusionne avec un ovule pris au hasard parmi les millions produits par la mère.
Lors de la fécondation, les paires de chromosomes sont reconstituées, chaque gamètes apportant un chromosome de chacune des paires. C’est le spermatozoïde qui fixe le sexe de l’individu.
Lors de la fécondation, chaque gamète apporte ses allèles provenant du parent. Un couple pourrait avoir plus d’enfants génétiquement différents qu’il y a eu d’êtres humains sur terre depuis l’apparition de l’espèce humaine.
Chaque enfant reçoit donc une partie de son patrimoine génétique de son père, une autre de sa mère. Chaque programme génétique est unique et nouveau.
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. 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 mes petits 🙂 Qui veut faire le petit rappel ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur ! Moi ! »
Max : « Le choix est difficile… Samuel tu commences. »
Samuel : « Nous avons vu que dans une espèces les individus sont tous pareils et tous différents 🙂 Léo et moi sommes des petitours. Nous avons donc les caractères spécifiques des petizours. Nous sommes pareils 🙂 Mais il y a des variations des caractères spécifiques entre nous. Mon pelage est blanc alors que celui de Léo est beige. »
Max : « Oui Samuel. Peux-tu nous rappeler ce qu’est un caractère spécifique ? »
Samuel : « C’est un caractère propre à une espèce c’est-à-dire qu’on le trouve que dans une espèce et pas chez les autres. »
Max : « Merci petit Sam. Léo, veux-tu faire la suite ? »
Léo : « Je veux bien mais c’est l’activité notée et nous n’avons pas fait la leçon encore. »
Max : « Tu vas y arriver 🙂 «
Léo : « Nous avons vu qu’il existe des caractères qui apparaissent au cours de la vie et qui dépendent de l’environnement. Parfois, ils sont réversibles. Il me semble que ce sont les caractères acquis. Puis il y a des caractères qui dépendent de la famille. On peut les recevoir à la naissance. Ce sont les caractères héréditaires. »
Max : « C’est très bien Léo ! Bravo à tous les deux ! Je peux faire la leçon. Prenez vos cahiers et notez. »
II. CARACTÈRES HÉRÉDITAIRES ET CARACTÈRES ACQUIS.
Un caractère héréditaire est un caractère physique qui est présent dans presque toutes les générations d’une famille et qui est indépendant de l’environnement et irréversible.
Exemples : Couleur de la peau, des cheveux…
Un caractère acquis est un caractère physique qui apparaît au cours de la vie. Il dépend de l’environnement et peut-être réversible.
Exemples : Bronzage, masse corporelle, cicatrice…
Exemples de rédaction :
La capacité à rouler la langue en U est un caractère physique. On voit qu’il est présent dans toutes les générations de la famille d’Arthur et c’est indépendant de l’environnement. On peut supposer que c’est un caractère héréditaire.
Le bronzage est un caractère physique qui dépend de l’environnement et qui est réversible. C’est donc un caractère acquis.
Max : « J’insiste sur le fait que nous n’étudions que des caractères physiques. Avez-vous des questions ? »
Léo : « Non monsieur Max. »
Max : « Alors sortez vos agendas et notez pour la prochaine séance qu’il y a un devoir à faire à la maison. Ensuite, vous pourrez ranger vos affaires. »
