Une drôle d’expérience

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour, bonjour 🙂 Pas de petit rappel aujourd’hui. Je vais vous donner un petit exercice pour vérifier que vous avez bien compris ce que nous avons vu depuis le début de l’année. »

Léo : « J’aime bien les exercices pour voir si on a compris 🙂 »

Max : « Suivez bien le protocole que je vais vous proposer. Prenez le spermatozoïde d’un individu A et l’ovule d’un individu B et faisons une fécondation in vitro. Nous obtenons une cellule-œuf 1. Enlevons le noyau de cette cellule-œuf. Il reste la membrane et le cytoplasme de cette cellule-œuf 1. C’est ce qu’on appelle une cellule énucléée c’est-à-dire dont on a enlevé le noyau. D’un autre côté nous prenons une cellule quelconque d’un individu C et nous transférons son noyau dans la cellule-œuf énucléée. Nous obtenons une cellule-œuf mixte. Elle possède la membrane et le cytoplasme de l’ovule et le noyau de la cellule de l’individu C. Maintenant nous implantons cette cellule-œuf mixte dans l’utérus d’une femme D. Avez-vous suivi ? »

Samuel : « Un schéma m’aiderait bien pour être sûr… »

Max : « Le voici. »

Protocole expérimental d’une drôle d’expérience de transfert de noyau.

Samuel : « C’est mieux 🙂 »

Max : « Sans justifier votre réponse pouvez-vous me dire à qui va ressembler le bébé ? »

Léo : « A l’individu C ! »

Samuel : « Je suis d’accord. »

Max : « C’est ça 🙂 Maintenant vous allez sortir une feuille, inscrire votre prénom et répondre à cette simple consigne : En utilisant un vocabulaire adapté, expliquez l’origine des ressemblances et des différences entre l’individu C et le bébé obtenu suite à cette expérience de transfert de noyau. Vous avez vingt minutes. Il est possible de répondre en quatre ou cinq phrases seulement. Si vous maîtrisez le vocabulaire. « 

Vingt minutes plus tard…

Max : « Je ramasse ! »

Léo : « J’espère que j’ai bon. »

Samuel : « Je crois que j’ai tout dit… »

Max : « Ça m’a l’air très bien tout ça. Je vais faire la correction moi-même. Suite à la fécondation, nous obtenons une cellule-œuf. Son information génétique disparaît lorsqu’on enlève son noyau. Suite au transfert du noyau de la cellule de l’individu C nous avons transféré son information génétique puisque l’information génétique est localisée dans le noyau. La cellule-œuf mixte contient donc l’information génétique de l’individu C et nous savons que cette information code pour les caractères héréditaires. L’individu C et le bébé auront donc les mêmes caractères héréditaires. Mais ils n’auront pas le même âge. Ils seront donc différents. De plus, ils se développent et vivent dans des environnements différents. Leurs caractères acquis seront donc différents. »

Léo : « Monsieur Max, vous avez dit qu’il était possible de répondre en qutre ou cinq phrases et vous en avez fait plus ! »

Max : « Je le sais Léo. Ce n’est pas encore ma réponse. C’est ma réflexion. Voici ma réponse. Les deux individus auront les mêmes caractères héréditaires car ils ont la même information génétique. Ils seront différents car ils ont des environnements différents et donc des caractères acquis différents. De plus, ils n’ont pas le même âge.« 

Samuel : « Trois phrases ! Hoplà ! »

Léo : « C’est pour cela qu’il faut maîtriser le vocabulaire. On peut dire des tas de choses en peu de phrases. »

Max : « Oui Léo. Bien, vous pouvez ranger vos affaires. Je vous rendrai vos travaux la prochaine fois. »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits. »

Avant de vous quitter je voudrais vous expliquer comment j’évalue ce travail. Voici la compétence évaluée :

Ici, les connaissances sont peu nombreuses. Il faut faire le lien entre le transfert du noyau et celui de l’information génétique qui code pour les caractères héréditaires. Il faut également parler de l’influence de l’environnement sur les caractères acquis. Les différences dues à l’âge sont un peu un bonus.

Expérience de pensée Sujet

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« Tous pareils, tous différents ». La leçon

DES CARACTÈRES PHYSIQUES

« Tous pareils, tous différents. » André Langaney

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

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Les caractères physiques

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.

Commencer le chapitre

Vocabulaire de 3ème

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.

Un premier bilan

DES CARACTÈRES PHYSIQUES

« Tous pareils, tous différents. » André Langaney

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 propre 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.

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.

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.

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.

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.

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

Comment résumer tout cela en quelques phrases ?

Le physique d’un individu est un mélange de caractères. Il possède les caractères de son espèce et des variations qui lui sont propres. Ces caractères dépendent de son information génétique portée par les chromosomes dans le noyau de chacune de ses cellules. Certains caractères dépendent eux de l’environnement. Ce sont les caractères acquis.

Pour faire encore plus simple, le physique d’un individu dépend de son information génétique et de son environnement.

Premier bilan C1 et 2

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« Tous pareils, tous différents ». 2- Tous différents

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 🙂

Séance suivante

Correction de l’activité

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour mes petits 🙂 Nous allons corriger l’étude de documents que vous avez faite lors de la dernière séance puis je vous rendrai vos copies. »

Léo : « On a des bonnes notes monsieur Max ? »

Max : « Je ne dirais rien d’autres que la moyenne de la classe est de 20/20…  Je vais faire la correction. Prenez vos cahiers et notez ! »

Correction de l’activité

Le premier caractère est la capacité à rouler la langue en U. Elle dépend de la présence de petits muscles contrôlant les mouvement de la langue. Ce caractère n’est pas réversible. En étudiant l’arbre généalogique de la famille d’Arthur je vois que dans toutes les générations de la famille il y a au moins un individu pouvant rouler la langue en U. J’en conclus qu’il est probable que ce caractère soit héréditaire.

Les trois autres caractères sont : le développement musculaire, le saturnisme et le bronzage. Ils dépendent tous les trois de l’environnement. En effet, le saturnisme dépend de l’exposition au plomb, le développement musculaire dépend de la pratique du sport et le bronzage dépend de l’exposition au soleil. Ces caractères ne sont pas transmis à la descendance. Et on sait qu’ils sont réversibles. Il existe un traitement pour soigner le saturnisme. La masse musculaire diminue si on arrête de pratiquer le sport et le bronzage s’estompe quand on ne s’expose plus au soleil.

Max : « Avez-vous des questions ? »

Samuel et Léo : « Non monsieur Max ! »

Max : « Vous venez de découvrir deux types de caractères : les caractères héréditaires et les caractères acquis. »

Samuel : « Monsieur Max, pourriez-vous définir ces caractères ? »

Max : « Je vais le faire dans la leçon. J’ajouterais des exemples de rédactions. Cela pourra vous aider pour la prochaine évaluation 🙂 »

Le support de l’information génétique

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 : « Voilà, maintenant vous pouvez filer ! »

Samuel  et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Séance suivante

Le caryotype des gamètes

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

Léo : « Monsieur Max, qu’allons nous voir aujourd’hui ? »

Max : « Quelle impatience ! Nous avons vu la transmission de l’information génétique au sein d’un organisme. Nous allons maintenant voir la transmission de l’information génétique d’une génération à l’autre. »

Samuel : « Des parents aux enfants ? »

Max : « Oui Samuel. Mais avant, pouvez-vous me rappeler ce qu’il faut pour faire un nouvel individu ? »

Léo : « Moi monsieur Max ! »

Samuel : « Non, moi ! »

Max : « C’est une vraie torture pour moi d’avoir à choisir entre deux si bons élèves… Commençons par Léo. Ne m’en veux pas Samuel. Tu seras interrogé rapidement. Léo… »

Léo : « Pour faire un nouvel individu il faut une fécondation. »

Max : « Très bien ! Samuel, rappelle nous la définition de la fécondation s’il te plaît. »

Samuel : « 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 : « Encore une bonne réponse. Léo, peux-tu nous faire le schéma de la fécondation ? »

Léo : « Au tableau monsieur Max ? »

Max : « Oui Léo.

Léo s’exécute…

Max : « Très bien. Je complète un peu… Voilà ! »

Max : « Samuel, combien y a t il de chromosomes dans une cellule-œuf humaine ? « 

Samuel : « Dans une cellule-œuf humaine il y a 46 chromosomes c’est-à-dire 22 paires de chromosomes homologues et deux chromosomes sexuels. S’il sont identiques on les nomme X et X et c’est une cellule-œuf de fille. S’ils sont différents on nomme le grand X et le petit Y et c’est une cellule-œuf de garçon. »

Max : « C’est très bien tout ça ! Voyez-vous le problème qui se pose ? »

Léo : « Heu… »

Samuel : « Ben… »

Max : « Pensez aux gamètes. »

Léo : « Monsieur Max, pourriez-vous rappeler ce qu’est un gamète ? »

Max : « Oui Léo. Le mot gamète est synonyme de cellule reproductrice. Je vous aide encore un peu. Regardez les gamètes et pensez aux chromosomes… »

Léo : « Je vois ! On peut se demander combien de chromosomes possèdent les gamètes ! »

Samuel : « Il me semble logique de penser qu’ils en ont 23 chacun. »

Max : « Oui et oui  🙂 Mais ce que tu dis, Samuel, n’est qu’une hypothèse. Comment pourrions-nous la vérifier ? »

Léo : « Nous avons déjà vu que pour dénombrer les chromosomes d’une cellule il faut faire son caryotype. Nous pourrions faire le caryotype des gamètes monsieur Max. »

Max : « Très bien. Je vous distribue un document. Vous allez l’étudier en silence puis nous mettrons en commun ce que vous en tirez. Il vous faut en décrire les différents éléments et en tirer un nouveau problème scientifique. Voici le document… »

Un peu plus tard…

Max : « Alors ? Vous en sortez vous ? »

Léo : « Je cherche encore le problème monsieur Max. »

Samuel : « Moi aussi. Je pense avoir terminé la description. »

Max : « Alors je t’écoute Samuel. »

Samuel : « Nous voyons que dans les testicules il y a des cellules-souches de spermatozoïdes qui ont 46 chromosomes. Dans les ovaires, il y a des cellules-souches des ovaires qui ont 46 chromosomes également. »

Max : « Très bien ! Léo, la suite s’il te plaît. »

Léo : « Nous voyons que les ovules n’ont que 23 chromosomes. Il n’y a pas de paires mais toujours un seul chromosome. Et le chromosome sexuel est toujours X. Dans les spermatozoïdes il y a aussi seulement 23 chromosomes. Mais le chromosome sexuel peut-être X ou Y. Il y a deux types de spermatozoïdes. »

Max : « C’est une bonne description. Bravo à tous les deux ! Voyez-vous le problème maintenant ? »

Léo : « Toujours pas… »

Samuel : « Moi non plus… »

Max : « Vous êtes-vous demandés ce que sont les cellules-souches ? »

Léo : « Non ! »

Samuel : « Non plus. Mais je sais quand même ! Ce sont les cellules à partir desquelles sont fabriquées les gamètes ! »

Léo : « Oui ! Et je vois le problème maintenant ! Comment peut-on fabriquer des cellules qui n’ont que 23 chromosomes à partir de cellules qui en ont 46 ? Parce que la mitose assure une reproduction conforme des cellules. Ça peut pas être par mitose ! »

Max : « Mes petits 🙂 Vous ai-je déjà dit le plaisir que j’éprouve à être votre professeur ? Bien, nous pouvons noter tout cela. Prenez vos cahiers et notez la leçon. »

LA TRANSMISSION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE D’UNE GÉNÉRATION À L’AUTRE.

Rappel : Pour former un nouvel individu il faut une fécondation c’est-à-dire la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Cela donne une cellule-œuf, première forme de l’individu.

Observation : Le noyau de la cellule-œuf contient 46 chromosomes.

Problème : Combien y a t’il de chromosomes dans les gamètes ?

I. LE CARYOTYPE DES GAMÈTES.

Un gamète est une cellule reproductrice. C’est le spermatozoïde chez l’homme et l’ovule chez la femme.

Les gamètes ont 23 chromosomes, un seul de chaque paire. L’ovule possède toujours le chromosome X alors que les spermatozoïdes peuvent avoir un chromosome X ou un chromosome Y.

Les gamètes sont produits dans les gonades à partir de cellules-souches ayant 46 chromosomes. (Les gonades sont les organes où sont produits les gamètes. Ce sont les ovaires ou les testicules.)

Problème : Comment produire des cellules à 23 chromosomes à partir de cellules à 46 chromosomes ?

Max : « Vous avez noté ? Alors rangez vos affaires et allez vous dégourdir les pattes en récréation. Amusez-vous bien 🙂 « 

Samuel et Léo : « Au-revoir monsieur Max ! »

Séance suivante

Modèle de cycle cellulaire

Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Comment allez-vous mes petits ? »

Léo : »Très bien monsieur Max, et vous-même ? »

Max : « Très bien mon petit Léo. Bon, il est temps de faire le petit rappel habituel. Qui est volontaire ? »

Samuel : « Moi monsieur Max ! »

Max : « Nous t’écoutons ! »

Samuel : « Nous avons vu, grâce à une étude de graphique, que les cellules qui vont se multiplier dupliquent leur A.D.N. Elles fabriquent une copie de leur A.D.N. afin de pouvoir donner un filament complet à chacune de leurs deux cellules-filles. C’est ce qu’on appelle la duplication de l’A.D.N. Notons que la cellule-mère n’existe plus à la fin de la multiplication cellulaire. Pour pouvoir distribuer leurs filaments d’A.D.N. elles les condensent en chromosomes doubles. Ils s’alignent à l’équateur de la cellule puis se coupent en deux et migrent vers les pôles de la cellule. Là, ils se décondensent en filaments simples et la cellule-mère peut se couper en deux cellules-filles identiques. »

Max : « Excellent résumé Samuel ! »

Léo : « Bravo Samuel ! Bravo ! »

Max : « Apparemment tout est compris. Je vais vous donner un petit exercice pour vérifier cela. Voici un document qui montre les étapes du cycle cellulaire schématisées. Il faut les remettre dans l’ordre et les commenter. Au travail ! »

Léo : « Monsieur Max, nous avons terminé ! »

Max : « Déjà ! Quelle efficacité ! Samuel ayant fait un brillant résumé tout à l’heure c’est à toi, Léo, de faire la correction de cet exercice. Montre moi ton travail. Mmmm… Mmmmmm… Excellent ! Au tableau mon petit ! Mais attends un instant. Nous allons nous servir de ton travail comme texte pour la leçon. Je note le titre du paragraphe au tableau. « 

III. MODÈLE DE CYCLE CELLULAIRE.

Nous voyons une cellule. Son noyau, limité par l’enveloppe nucléaire, contient un filament simple d’A.D.N. On voit qu’il est coupé en quatre morceaux qui correspondent aux quatre futurs chromosomes.
Là, nous pouvons voir les deux paires de chromosomes doubles. Il y a donc eu duplication de l’A.D.N. puis le filament double s’est condensé en deux paires de chromosomes doubles.
L’enveloppe nucléaire n’est plus visible et les chromosomes se sont alignés à l’équateur de la cellule. Pour être précis ce sont les centromères des chromosomes qui sont alignés.
Les chromosomes doubles se sont scindés en deux. Chaque chromatide est devenue un chromosome simple. Et les chromosomes simples migrent vers les pôles de la cellule. En réalité il y a deux paires de chromosomes simples qui migrent vers chaque pôle.
A chaque pôle, 4 chromosomes simples se sont décondensés en 4 filaments simples. Une enveloppe nucléaire s’est reformée autour de ces filaments simples. Puis la cellule-mère s’est coupée en deux et nous avons maintenant deux cellules-filles identiques contenant exactement la même quantité d’A.D.N.

Modèle-de-cycle-cellulaire

Max : « Excellent travail mon petit Léo ! Vous êtes vraiment de brillants élèves ! Nous pouvons maintenant conclure ce chapitre. Prenez vos cahier et notez. »

Conclusion :

Le cycle cellulaire est l’ensemble des étapes qui constituent et délimitent la vie d’une cellule. Ce cycle est constitué d’une phase de croissance durant laquelle la cellule grossit, d’une phase lors de laquelle elle recopie son matériel génétique (duplication de l’A.D.N.) et d’une phase où celle-ci se divise (mitose) pour donner naissance à deux cellules filles identiques. Les cellules filles reproduiront ce cycle, et ainsi de suite.

La duplication de l’A.D.N. est une étape indispensable pour assurer la reproduction conforme des cellules.

Max : « Avez-vous des questions ? »

Léo : « Oui monsieur Max. Vous dites que les cellules grandissent au début du cycle cellulaire. Mais il me semble que nous avons vu que cette étape n’existe pas lors du développement embryonnaire. Ai-je bien compris ? »

Max : « Bonne question mon petit Léo. Vous savez qu’en biologie les règles absolues sont rares. En d’autres termes, il existe souvent des exceptions. Le développement embryonnaire est une période un peu particulière de la vie de l’individu. Surtout à son début. Le petit embryon se développe très vite. Peut-être avez-vous remarqué qu’une cellule-oeuf est très grande par rapport aux autres cellules du même individu. Cela vient de la taille de l’ovule. Les scientifiques pensent que cela permet de se dispenser de la phase de croissance cellulaire avant la mitose. Les cellules embryonnaires se multiplient sans phase de croissance de sorte qu’elles sont de plus en plus petites. En fait cela dure jusqu’à ce que les cellules embryonnaires aient une taille plus habituelle pour des cellules. Ensuite, la phase de croissance apparaît. Léo, ai-je répondu à ta question ? »

Léo : « Oui monsieur Max. Merci monsieur Max. »

Max : « Alors allez vous défouler en récréation. Vous avez encore bien travaillé. Au-revoir mes petits. »

Samuel et Léo : « Au-revoir monsieur Max. »

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