Catégorie : 3ème

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Léo, le petit rappel s’il te plaît. »

Léo : « Oui monsieur Max. Nous avons vu les signes visibles que le corps réagit à une infection. Il y a la réaction inflammatoire. La zone infectée rougit, gonfle, s’échauffe et devient douloureuse. Et parfois il y a du pus. »

Max : « Très bien Léo. Samuel, peux-tu nous rappeler ce qu’est le pus ? »

Samuel : « Oui monsieur Max. Nous avons observé une goutte de pus au microscope alors je sais ce qu’il y a dans le pus. Le pus est constitué de lymphe, de bactéries ou de cellules infectées par des virus, de leucocytes et de cellules mortes. Les leucocytes sont aussi appelés globules blancs et il y en a de nombreux types. »

Max : « Bravo à tous les deux ! Nous pouvons donc aborder la suite. Le problème est simple. Comment font les leucocytes pour tuer les bactéries ou les cellules infectées ? »

Léo : « Oulala ! Mais ça a l’air compliqué ça ! »

Max : « Non, n’ayez pas peur. Je vais vous donner un petit film pour vous aider. Le voici… »

Léo : « Monsieur Max, j’ai une question mais pas vraiment en rapport avec la phagocytose. »

Max : « Je t’écoute Léo. »

Léo : « Monsieur Max, lors de la réaction inflammatoire la température augmente. Je sais aussi que lorsqu’on est malade on a de la fièvre. A quoi sert cette élévation de température ? »

Max : « Bonne question mon petit Léo. Attendez un instant… Voilà ! J’ai là un graphique qui va vous permettre de trouver vous-mêmes la réponse à ta question Léo. »

Max : « Vous connaissez la méthode. Je vous rappelle qu’il faut regarder les grandeurs et les unités représentées sur les axes ce qui vous permettra de donner un titre au graphique. Ne vous inquiétez pas de l’unité utilisée sur l’axe vertical. Ensuite vous donnez l’évolution de la grandeur verticale en fonction de la grandeur horizontale. Puis vous pourrez conclure. Vous aurez alors la réponse à la question de Léo. Vous me ferez cela pour la prochaine fois. « 

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Bonjour, bonjour… Bien, nous allons entamer un nouveau chapitre. »

Léo : « On ne fait pas de petit rappel aujourd’hui ? »

Max : « Pourquoi pas ? Léo, peux-tu me parler de l’infection bactérienne ? »

Léo : « Oui monsieur Max, je peux vous parler DES infections bactériennes. Il y a les infections locales. La bactérie reste sur le lieu de l’infection et se multiplie par mitose. Les nombreuses bactéries utilisent le dioxygène et les nutriments normalement destinés à l’organe infecté et ça dérègle le corps. Il y a aussi les toxémies comme le tétanos. Les bactéries restent également sur place et elles libèrent des toxines qui agissent à distance sur tout le corps. Et puis il y a les septicémies. Là, les bactéries se répandent dans tout l’organisme et l’infection se généralise. C’est très embêtant et ça peut être mortel. »

Max : « Très bien Léo ! Samuel, que peux-tu nous dire des infections virales ? »

Samuel : « Que c’est plus compliqué que les infections bactériennes 🙂 Vous nous avez dit de retenir que les virus sont des parasites cellulaires qui utilisent la cellule qu’ils infectent pour se multiplier. »

Max : « Tu as retenu l’essentiel Samuel. J’ajoute que la cellule se trouve légèrement modifiée. Nous verrons plus tard l’importance de ce détail. Pour le moment revenons à l’infection bactérienne. Imaginez que vous vous blessiez à la patte. »

Léo : « Aïe ! »

Samuel  : « Ouille ! »

Max :  » Mes pauvres petits… »

Léo : « Ça peut s’infecter ! »

Max : « Je vous expliquerai plus tard comment soigner les plaies. Avez vous déjà vu une plaie infectée ? »

Samuel et Léo : « … »

Max : « Voici une photographie d’une petite plaie cutanée infectée. On parle d’abcès cutané. Pourriez-vous identifiez les signes de l’infection ? »

Photographie d’un abcès cutané

Léo : « C’est gonflé et rouge ! »

Samuel : « Il y a du pus ! »

Max : « Bien observé 🙂 Il y a deux autres signes qui ne se voient pas sur la photographie. »

Léo : « Ça fait mal ! »

Samuel : « Et il me semble que c’est un tout petit peu plus chaud qu’autour… »

Max : « Très bien ! Vous venez de donner les signes de la réaction inflammatoire. C’est une réaction rapide du corps à l’infection. C’est ce qu’il se passe à chaque fois que vous avez une infection locale. « 

Léo : « Même pour une angine bactérienne par exemple ? »

Max : « Oui Léo. La gorge gonfle et s’échauffe légèrement. La muqueuse rougit et blanchit si du pus se forme. »

Samuel : « Et ça fait mal ! Surtout quand on avale… »

Léo : « Mais monsieur Max, qu’est ce que le pus ? »

Max : « Bonne question Léo ! Observons une goutte de pus au microscope. Voici une photographie. Faites-en un dessin. Nous verrons pour la légende.. »

Max : « Vos dessins sont très beaux mes charmants petits. Nous pouvons ajouter la légende. Vous avez représenté des bactéries et des leucocytes. »

Léo : « C’est quoi un leucocyte monsieur Max ? »

Max : « Ce sont les globules blancs. Ce mot vient du grec Leucos qui signifie blanc auquel on a ajouté le suffixe –cyte qui indique qu’on parle de cellules. Ce sont des cellules blanches présentes dans le sang et la lymphe. »

Samuel : « Alors si je comprends bien, dans le pus, il y a les cellules ennemis – ici se sont des bactéries – et des cellules qui sont nos défenseurs, les leucocytes. Il ya également de la lymphe. »

Max : « Oui Samuel, tu as bien compris. Le pus est donc un champ de bataille 🙂 Nous étudierons cela plus tard. « 

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

Max : « Je t’écoute Samuel. »

Samuel : « Jusque là nous avons vu qu’il existe des organes organisés en appareils ou en système quand ils servent à la même fonction biologique. Par exemple il y a tous les organes de la digestion qui forment l’appareil digestif. Est ce qu’il existe un appareil ou un système pour lutter contre les microbes ou est ce qu’il existe que des cellules ? »

Max : « Excellente question Samuel ! Il existe bien un ensemble d’organes qui ont comme fonction de lutter contre les microbes. Ces organes forment le système immunitaire. En voici un schéma. »

Max : « Les organes lymphoïdes primaires sont ceux qui fabriquent les cellules immunitaires c’est à dire tous les leucocytes. Et il y a de nombreux types de leucocytes. Nous en verrons quelques uns seulement. Les organes lymphoïdes primaires sont le thymus et la moelle osseuse située dans les os longs ou plats. Les organes lymphoïdes secondaires stockent ou permettent la circulation des leucocytes. Vous voyez en noir les vaisseaux lymphatiques. Ce sont des vaisseaux qui se trouvent généralement le long des vaisseaux sanguins et dans lesquels circulent la lymphe. La lymphe est un liquide incolore qui contient de l’eau, des sels et des leucocytes. Si vous avez déjà eu des cloques à cause de chaussures mal adaptées ou de brûlures vous avez déjà vu la lymphe 🙂 « 

Léo : « Monsieur Max, est-ce qu’il faut tout retenir le système immunitaire ? »

Max : « J’aimerais bien et vous en êtes capables. Mais retenez surtout qu’il existe. Bien, c’est suffisant pour aujourd’hui. Rangez vos affaires et sortez vous dégourdir les pattes. »

Samuel et Léo : « Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits. »

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. Vous êtes tous là… Léo, veux-tu faire le petit rappel de début de cours s’il te plaît. »

Léo : « Oui monsieur Max. Nous étudions les microbes. Un microbe est un être vivant de petite taille, invisible à l’œil nu. Pour l’observer il faut utiliser un microscope. Les microbes appartiennent à différents groupes biologiques. Il y a les bactéries, les virus, les protozoaires, les micro-acariens, les micro-champignons… Tous les microbes ne rendent pas malades. Ce sont seulement les microbes pathogènes qui rendent malades. Certains nous sont indispensables comme ceux qui constituent le microbiote intestinal ou le microbiote buccal. Et il y a ceux qui nous permettent de faire des aliments comme le fromage, le yaourt… »

Max : « Très bien Léo. Samuel, veux-tu prendre la suite ? »

Samuel : « Oui monsieur Max. Un être vivant ou un objet qui ne porte aucun microbe est dit stérile. Mais c’est très difficile d’obtenir un objet stérile. Pour un être vivant c’est impossible. C’est à cause de la contamination. La contamination est la transmission de microbes d’un objet ou d’un être vivant à un autre objet ou un autre être vivant. On limite souvent la contamination à la transmission de microbes entre individus mais c’est une imprécision. Les objets sont souvent source de contamination. L’air, l’eau ou même les aliments peuvent nous contaminer. »

Max : « Bravo mes petits, vous connaissez parfaitement vos leçons.

Léo : « Monsieur Max puis-je poser une question ? »

Max : « Bien sûr Léo. »

Léo : « Monsieur Max, comment se fait-il que nous ne soyons pas toujours malades avec tous les microbes qu’il y a dans notre environnement ? D’autant plus que dès que je prête mon crayon à Samuel je le contamine. Et là, je vous contamine en vous parlant. Je suis désolé de vous contaminer monsieur Max. »

Max :  » 🙂 Il ne faut pas être désolé Léo. Je te rends ta contamination en te répondant 🙂 Mes petits, vous avez le don de poser les bonnes questions ! Qu’est ce qui fait que nous ne sommes pas malades plus souvent ? C’est ce que nous allons étudier dans la suite du cours. Commençons pas nos barrières naturelles. »

Samuel : « Il y a la peau monsieur Max ! Elle empêche les microbes d’entrer ! »

Max : « Pas seulement. Vous ai-je déjà schématisé un être vivant ? »

Léo : « Oui monsieur Max 🙂 Vous aviez fait un cercle au tableau. »

Samuel : « Le trait représente la peau. Ce qui est à l’intérieur du cercle est dans l’organisme, alors que ce qui est à l’extérieur du trait est dans l’environnement. »

Max : « Exact Samuel ! Affinons un peu. Je peux ajouter le tube digestif à ce schéma… »

Max : « Voilà ! Nous pourrions ajouter d’autres organes comme les poumons ou la vessie mais cela compliquerait inutilement pour le moment. »

Léo : « Si je me souviens bien, ce qui est dans le tube digestif n’est pas dans le corps. »

Samuel : « Ben oui ! Pour entrer dans le corps il faut traverser le trait noir -la peau- ou le trait rouge… Monsieur Max, le trait rouge, que représente t-il ? »

Max : « Encore une bonne question ! Ce sont les muqueuses digestives. On appelle muqueuses les revêtements des cavités externes de l’organisme. »

Samuel : « Si je comprends bien, au niveau du visage il y a la peau. Puis les lèvres et si on continue dans la bouche on trouve la muqueuse buccale. »

Max : « Oui Samuel. »

Léo : « Ou alors il y a les narines avec la muqueuse nasale. »

Max : « Nous pourrions ajouter les muqueuses œsophagienne, gastrique, intestinale, vaginale… Toutes les muqueuses produisent des sécrétions appelées mucus qui contribuent, entre autres, à empêcher les microbes d’entrer. »

Samuel : « Comme ce qu’on a dans le nez ? »

Max : « Oui Samuel. Excellent exemple puisque la muqueuse nasale produit ce qu’on appelle de la morve. Je sais, ce n’est pas très ragoutant. En latin, mucus signifie morve. »

Léo : « Alors, en résumé, le corps est protégé par la peau et les muqueuses qui produisent des mucus. Grâce à ces barrières naturelles les microbes ne peuvent pas entrer dans l’organisme. »

Samuel : « Mais il peuvent être à la surface de la peau ou dans les cavités naturelles. Ce n’est pas grave puisqu’ils sont toujours à l’extérieur du corps. »

Max : « Vous avez tout compris ! Je vous distribue deux documents pour préciser un peu ce que nous venons de voir puis nous noterons la leçon du jour. »

Léo : « Oulala ! Dix millions de microbes par centimètres carrés dans la paume de la main ! Et les élèves se serrent la main le matin pour se saluer ! »

Samuel : « Ils mélangent tous leurs microbes ! »

Léo : « Et les filles qui se font la bise ! Smack ! Smack ! Et hoplà les microbes plein le visage ! »

Samuel : « Bonjour la contamination ! »

Max : « C’est vrai, mais comme vous le disiez vous mêmes ils sont toujours à l’extérieur du corps… »

Léo : « Ils doivent bien trouver un moyen d’entrer ! »

Max : « Certes, nous verrons cela plus tard. Voici un autre document… »

Samuel : « Monsieur Max, je ne veux pas vous vexer mais ce schéma ressemble quand même un peu plus à un être humain. »

Max : « Tu ne me vexes pas Samuel. Mais mon schéma a le mérite de rendre compte de tous les animaux qui ont un tube digestif allant d’une bouche à un anus 🙂 « 

Léo : « Monsieur Max, qu’est ce que ça veut dire ‘pH’ ? »

Max : « Vous le verrez en chimie… Disons que c’est un indice d’acidité. Un pH neutre est à 7. Tout ce qui a un pH inférieur à 7 est acide. Tout ce qui a un pH supérieur à 7 est basique. Les microbes sont généralement adapté à un pH de 7. »

Léo : « Donc si c’est acide ou basique ils n’aiment pas. Ils sont même peut-être détruits. »

Max : « Oui Léo. »

Samuel : « Il y a donc des barrières mécaniques et chimiques qui nous protègent naturellement contre les microbes. »

Max : « Et nous pouvons noter la leçon. Prenez vos cahiers et notez. »

III. LES BARRIÈRES NATURELLES. Le corps est protégé des microbes par les barrières naturelles que sont la peau et les muqueuses. Les muqueuses recouvrent les cavités externes de l’organisme. Elles produisent des mucus. Les barrières naturelles offrent donc une protection mécanique mais aussi chimique. Grâce à ces barrières naturelles, les microbes restent à l’extérieur du corps.

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L’HUMAIN FACE AUX MICROBES

Microbe : Un microbe est un organisme vivant invisible à l’œil nu (observable uniquement au microscope). On utilise parfois le synonyme micro-organisme.

I. LES MICROBES QUI NOUS ENTOURENT.

1) Classification selon la nature des microbes.

Les microbes appartiennent à différents groupes biologiques. C’est un groupe artificiel fondé sur un seul critère, la taille.

Les bactéries. Ce sont des êtres vivants unicellulaires formés d’un cytoplasme enfermé dans une membrane. Leur filament d’A.D.N. se situe directement dans le cytoplasme. Elles n’ont pas d’enveloppe nucléaire et donc pas de noyau. Les bactéries sont généralement divisées en plusieurs groupes selon leur forme : bacille (en forme de bâtonnet) ou coque (en forme de sphère). Il y a également des bactéries en forme de spirale.

Les virus. Ce ne sont même pas des cellules. Ils sont constitués de quelques protéines formant une capside dans laquelle se trouve une information génétique de quelques gènes.

Les protozoaires sont des animaux unicellulaires.

Les micro-acariens sont des Arthropodes Arachnides Acariens très petits. Ils sont présents dans tout l’environnement de l’Homme, notamment dans les lits et la peau.

Les champignons unicellulaires ou microscopiques sont présents partout. Ils appartiennent surtout au groupe des moisissures ou à celui des levures.

2) Classification selon leurs effets sur l’Homme.

De très nombreux microbes sont absolument indispensables à l’Homme. L’intestin humain contient près de 2 kg de microbes appartenant à 200 ou 400 espèces. C’est le microbiote intestinal. Sans ces microbes, un individu peut souffrir de fatigue chronique, de carences alimentaires, d’obésité ou de troubles neurologiques. Des cas d’autismes ont clairement été reliés à un déséquilibre du microbiote. Il existe un microbiote dans la bouche et un autre à la surface de la peau.

L’Homme utilise de très nombreux microbes notamment pour produire des aliments. Le pain est obtenu grâce à des levures, c’est-à-dire des champignons unicellulaires. Il en va de même pour la bière ou le vin. Les fromages sont produits par l’action de bactéries ou de champignons. La production du roquefort n’est possible que par l’action d’une moisissure (Penicilium roquefortii).

Le yaourt est produit grâce à une bactérie (Lactobacillus sp.).

Ces aliments prennent une part importante dans l’alimentation européenne.

Mais les microbes sont aussi connus pour nous rendre malades. Ce sont les microbes pathogènes. Notons que les microbes pathogènes sont souvent adaptés à une ou quelques espèces.

Groupe	Microbe	Maladie
Bactéries	Bacille de Koch (Mycobacterium tuberculosis)	Tuberculose
Bactéries	Bacille de Yersin (Yersinia pestis)	Peste
Virus	Virus de la grippe	Grippe
Virus	Virus de l’immunodéficience humaine (V.I.H.)	S.I.D.A.
Protozoaires	Plasmodium	Paludisme
Protozoaires	Trypanosoma gambiense	Maladie du sommeil
Champignons	Candida albicans	Mycose vaginale

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

Léo : « Bonjour monsieur Max. La dernière fois vous nous aviez parlé d’un bilan. Vous allez le faire aujourd’hui ? »

Max : « Oui. Je vais tacher de vous expliquer la différence entre la mitose et la méiose. Commençons par la mitose. Pouvez-vous m’en rappeler l’essentiel ? »

Samuel : « La mitose, grâce à la phase de duplication de l’A.D.N. qui la précède, permet de donner deux cellules parfaitement identiques à partir d’une cellule unique. »

Max : « Oui Samuel. Et c’est le moyen de reproduction des organismes unicellulaires. »

Léo : « Mais alors… Tous les individus d’une population d’unicellulaires sont identiques ! »

Max : « On dit qu’ils forment un clone. Ils sont tous identiques et donc tous sensibles de la même façon à une modification de l’environnement. »

Samuel : « Ils peuvent tous mourir d’un coup ! »

Max : « Ou s’adapter tous ensemble. Dans un monde de mitose, l’altérité n’existe pas. »

Léo : « Monsieur Max, pourriez-vous définir l’altérité s’il vous plaît ? »

Max : « L’altérité ? C’est tout simple mon Léo. L’autre est autre car il est différent. Si les petizours se reproduisaient par mitose il n’y aurait pas de Léo et de Samuel. »

Samuel : « Monsieur Max, me permettez-vous de vous contredire ? »

Max : « Je t’y encourage ! »

Samuel : « Dans le monde de mitose les individus seraient génétiquement identiques mais leurs caractères acquis et leurs expériences seraient différents. Tous les petizours ne seraient pas absolument identiques. »

Max : « Tu as raison Samuel. Bravo ! »

Léo : « Il n’y aurait quand même pas beaucoup de diversité. »

Max : « Vous verrez plus tard qu’il existe des échanges de gènes entre unicellulaires et la diversité existe quand même. Passons au monde de méiose. Peut-être avez-vous remarqué que la méiose ne diffère de la mitose que par la phase de séparation des paires de chromosomes doubles ? »

Léo : « Oui, il y a une étape supplémentaire. Mais elle est comme intercalée dans la mitose. »

Samuel : « Et ses étapes sont les mêmes. Condensation des chromosomes, alignement à l’équateur, migration vers les pôles… »

Max : « Ce qui laisse supposer que la méiose vient d’une mitose qui s’est mal passée. Mais la sexualité était née 🙂 « 

Léo : « Et la diversité est apparue. »

Samuel : « Ainsi que l’altérité ! »

Max : « L’évolution aussi. Puisque la sélection naturelle ne peut s’exercer que sur une population montrant une variation inter individuelle importante. »

Samuel : « Alors le monde que nous connaissons est le produit d’une mitose ratée ? »

Max : « Oui Samuel. »

Léo : « On est bien peu de choses… »

Max : « C’est sur cette belle parole que nous allons arrêter la génétique. »

Léo : « Qu’allons nous faire maintenant monsieur Max ? »

Max : « La défense de l’organisme contre les microbes… On appelle cela l’immunologie. »

Samuel : « Monsieur Max, cette séance était un peu philosophique. C’est toujours comme ça en sciences ? »

Max : « Oui Samuel. C’est tout le charme de cette discipline. j’ai un travail à vous donner. Une question… Que donnerait un monde sans altérité ? N’oubliez que pour ce genre de question, c’est la réflexion qui prime. N’écoutez jamais quelqu’un qui veut vous donner des réponses. Écoutez plutôt celui qui réfléchit. Profitez bien de votre récréation et à bientôt mes petits. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. »

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

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.

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

Samuel : « Bonjour monsieur Max. Puis-je faire le rappel aujourd’hui ? »

Max : « Bien sûr Samuel. »

Samuel : « Nous avons vu que les gamètes sont produits dans les gonades à partir de cellules-souches. Ces cellules souches ont 46 chromosomes. Et nous savons que les gamètes n’ont que 23 chromosomes simples. Pour former les gamètes il y a une multiplication cellulaire particulière appelée méiose. Elle est précédée d’une phase de duplication de l’A.D.N. »

Max : « Bien Samuel. Léo, pourrais-tu préciser un peu ce qu’il se passe lors de la méiose ? »

Léo : « Il y a deux étapes principales dans la méiose. Lors de la première multiplication, les paires de chromosomes doubles se séparent, ce qui donne deux cellules contenant 23 chromosomes doubles. Puis il y a une seconde multiplication cellulaire lors de laquelle les chromosomes doubles se séparent en chromosomes simples. On obtient 4 cellules contenant 23 chromosomes simples. Elles se transformeront ensuite en gamètes. »

Max : « Bravo mes petits ! »

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

Max : « Tu peux la poser mon petit Léo. »

Léo : « Monsieur Max, sur les chromosomes il y a des gènes et nous savons depuis longtemps déjà que les gènes existent sous différentes formes appelées allèles. Imaginons une cellule souche qui a deux paires de chromosomes portant chacune un gène. Imaginons que ces gènes soit représentés par deux allèles. Que se passerait-il lors de la méiose ? »

Max : « Excellente question mon petit Léo ! Samuel, comprends-tu cette question ? »

Samuel : « Oui. Je peux prendre un exemple si vous voulez. On peut imaginer la paire n°1 qui porte les allèles Rh+ et Rh- ainsi que la paire n°9 qui porte l’allèle A et l’allèle B. »

Max : « Samuel ta précision me contrarie. Le document que j’ai est plus général. Il parle d’un premier gène avec ses allèles A et a et d’un second gène avec des allèles B et b. Le voici. »

Max : « Il y a d’abord duplication de l’A.D.N. Le filament double se condense en chromosomes doubles. Ici il  y en a deux paires. Lors de la première multiplication de la méiose, il y a répartition aléatoire des chromosomes. On peut obtenir une cellule contenant les allèles A et B et une autre cellule contenant les allèles a et b. Mais une autre cellule souche peut donner une cellule contenant A et b et une autre cellule contenant a et B. La deuxième multiplication de méiose ne change rien. Nous voyons donc qu’avec deux gènes et deux allèles pour chaque gène, on peut obtenir 4 types de gamètes génétiquement différents. Ai-je été clair ? »

Léo : « Je préférerais avec un vrai exemple… »

Samuel : « Moi je veux bien faire avec mon exemple de tout à l’heure. Suite à la première multiplication de méiose, on peut obtenir une cellule contenant Rh+ et A et une autre contenant Rh- et B. Mais une autre cellule-souche permettrait peut-être de former des cellules contenant Rh + et B  et Rh- et A. J’ai bien 4 gamètes génétiquement différents. »

Max : « Bravo Samuel ! »

Léo : « J’ai compris. »

Max : « Seriez-vous capables d’ajouter un gène de deux allèles ? »

Léo : « On peut essayer… »

MAx : « Imaginons… Le gène GLI dont l’allèle GLI+ donne un sixième doigt. »

Samuel : « On obtiendrait 8 gamètes génétiquement différents ! »

Léo : « Tu as déjà trouvé ! Rholala ! »

Samuel : « C’est simple Léo. Chacune des possibilités précédentes est doublée. On peut lui ajouter GLI+ ou GLI-. On obtiendrait…

Rh+/A/GLI+ ; Rh+/A/GLI- ; Rh+/B/GLI+ ; Rh+/B/GLI- ; Rh-/A/GLI+ ; Rh-/A/GLI- ; Rh-/B/GLI+ et RH-/B/GLI-« 

Max : « Mon petit Samuel tu m’impressionnes. Ça a l’air si facile pour toi. »

Léo : « Moi aussi je sais faire monsieur Max. »

Max : « Je n’en doute pas Léo. Nous pouvons écrire une toute petite leçon. Prenez vos cahiers et notez. »

IV. ALLÈLES ET MÉIOSE. Lors de la méiose, si les deux chromosomes d’une même paire portent des allèles différents, la répartition aléatoire des chromosomes lors de la première multiplication peut être à l’origine de la formation de gamètes génétiquement différents. Avec deux paires d’allèles on peut obtenir 4 (22) types de gamètes. Avec 3 paires d’allèles, on peut obtenir 8 (23) types de gamètes… Avec 23 paires d’allèles on peut obtenir 223 types de gamètes, soit plus de 8 millions de gamètes génétiquement différents.

Max : « Mes petits vous êtes tellement brillants que la séance est déjà terminée. Vous aurez donc une longue récréation aujourd’hui. Amusez vous bien. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. »

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

Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »

Max : « Mes chers petits ! Quelle joie de vous revoir ! »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max. C’est pareil pour nous 🙂 »

Max : « Vils flatteurs ! Je sais bien que vous préférez la récréation. Mais c’est gentil de votre part. Bien, commençons. Petit rappel ? »

Léo : « Moi monsieur Max ! »

Max : « Léo… »

Léo : « Nous avons vu que les gamètes ont 23 chromosomes simples uniquement. Les gamètes sont formés à partir de cellules-souches qui ont 46 chromosomes. »

Max : « Samuel peux-tu faire la suite ? »

Samuel : « Oui monsieur Max. Les cellules-souches font la duplication de leur A.D.N. Puis, il y a la méiose. Il y a une première multiplication au cours de laquelle les paires de chromosomes doubles se séparent. Puis une seconde multiplication cellulaire lors de laquelle les chromosomes doubles se coupent en deux. »

Léo : « On obtient donc quatre cellules qui ont chacune 23 chromosomes simples. »

Max : « Bravo ! Bravo ! Et bravo ! Pouvez-vous maintenant me rappeler ce qu’est la trisomie ? »

Samuel : « C’est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence de trois chromosomes à la place d’une paire. »

Max : « Oui Samuel. Nous allons aujourd’hui nous intéresser à son origine. »

Léo : « C’est en lien avec la mitose alors ! »

Max : « Fine déduction mon petit Léo. Et si je vous laissais un peu y réfléchir seuls  ? Prenez un brouillon et gribouillez des hypothèses. »

Samuel : « On doit se servir du schéma de la méiose de la séance précédente je suppose. »

Max : « Tu supposes bien 🙂 »

Un peu plus tard…

Max : « Très intéressant… Bien. Très bien même ! Mes petits… Chacun de vous a proposé une hypothèse différente. Par qui commencer ? »

Samuel : « Léo, tu veux aller au tableau ? »

Léo : « Non, vas-y toi ! »

Samuel : « C’est toujours moi qui réponds. Toi aussi tu as le droit de corriger. »

Max : « Léo ! Au tableau ! »

Léo : « Oui monsieur Max ! »

Première hypothèse : Non séparation d’une paire de chromosomes lors de la première multiplication de méiose. Lors de la première multiplication de la méiose, une paire de chromosomes doubles ne se sépare pas. On obtient deux cellules contenant 22 chromosomes doubles et une paire de chromosomes doubles, ainsi que deux cellules contenant 22 chromosomes doubles. Lors de la seconde multiplication cellulaire les chromosomes doubles se séparent. On obtient deux cellules contenant 24 chromosomes simples et deux cellules contenant 22 chromosomes simples. Suite à la fécondation par un spermatozoïde contenant bien 23 chromosomes simples, on obtient des cellules-œufs contenant soit 47 chromosomes, soit 45 chromosomes. Dans le premier cas c’est une trisomie. Dans le second, c’est une monosomie.

Max : « Samuel, c’est à toi ! »

Seconde hypothèse : Non séparation des chromosomes doubles lors de la seconde multiplication de méiose. Lors de la première multiplication de la méiose tout se passe bien. Mais lors de la seconde multiplication de la méiose un chromosome double se sépare, mais les deux chromosomes simples restent dans la même cellule. A la fin, on obtient deux cellules ayant bien 23 chromosomes simples, une cellule contenant 24 chromosomes simples et une cellule contenant 22 chromosomes simples. Suite à la fécondation, il pourrait y avoir formation de 2 cellules-œufs à 46 chromosomes, une cellule-œuf à 47 chromosomes (trisomie) ou une cellule-œuf à 45 chromosomes (monosomie).

Max : « Quel beau travail ! Vous êtes libre d’aller vous défouler en récréation maintenant. Amusez vous bien 🙂 « 

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Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Je vois qu’il n’y a pas d’absents…. Samuel, veux-tu bien nous faire le petit rappel habituel s’il te plaît ? »

Samuel : « Je veux bien. Nous avons vu que les gamètes n’ont que 23 chromosomes simples et qu’ils sont formés dans les gonades à partir de cellules-souches qui, elles, ont 46 chromosomes. »

Max : « Très bien Samuel. Le problème qui se pose est de savoir comment cela se fait. Avez-vous des hypothèses ? »

Léo : « On peut supposer qu’il y a une multiplication cellulaire particulière au cours de laquelle les paires de chromosomes se séparent. »

Max : « Je retiens ton hypothèse Léo. Comment pourrions-nous la vérifier ? »

Léo : « Il faut étudier la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps. Puis observer les chromosomes lors de cette multiplication particulière, si elle existe. »

Max : « Bien. C’est ce que vous allez faire. Commençons par l’évolution de la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps. Voici un tableau et des questions. Je vous laisse faire. Travaillez bien 🙂 »

Exercice : 1. Construire le graphique. 2. Donnez un titre au graphique. 3. Commenter le graphique. 4. Interpréter le graphique. 5. Conclure.

Léo : « Oulala ! C’est pas facile monsieur Max ! »

Max : « Ce n’est pas l’exercice le plus facile que je vous ai donné. Mais vous êtes formés mes petits. Vous savez faire… Ayez confiance en vous. »

Samuel : « Monsieur Max, il faut faire comme pour le graphique de la mitose ? »

Max : « Oui Samuel. C’est presque la même chose et c’est la même méthode. Allez, au travail ! »

Un peu plus tard…

Max : « Alors ? Je vois que vous avez terminé le graphique et que vous l’avez commenté. Si vous voulez nous pouvons déjà corriger cette partie de l’exercice. Léo, veux-tu aller corriger au tableau s’il te plaît ? »

Léo : « J’y vais de ce pas monsieur Max. »

Max : « Soigne ton travail car il servira de leçon. »

Léo : « Oulala ! Il faut que je fasse attention alors ! »

II. ÉVOLUTION DE LA QUANTITÉ D’A.D.N. LORS DE LA FORMATION DES GAMÈTES. Commentaire : Ce graphique représente l’évolution de la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps, lors de la formation des gamètes. On peut le découper en 7 parties. De 0 à 15 heures, la quantité d’A.D.N. est constante à 4 unités arbitraires. De 15 à 25 heures, elle augmente jusqu’à 8 unités arbitraires. De 25 à 45 heures, elle reste de nouveau constante cette fois, à 8 unités arbitraires. Puis, de 45 à 50 heures, elle diminue de 8 à 4 unités arbitraires. Ensuite, elle reste constante à 4 unités arbitraires pendant 10 heures. De 60 à 65 heures, la quantité d’A.D.N. par cellule diminue de nouveau. Elle passe de 4 à 2 unités arbitraires. Puis elle reste constante à 2 unités arbitraire.

Max : « Bravo Léo ! Bien, pour pouvoir l’interpréter il faut étudier les photographies. Avez-vous eu le temps de le faire ? »

Léo : « J’étais en train de le faire monsieur Max. »

Samuel : « Moi aussi. »

Max : « Bien. Revoyons ces photographies. »

Max : « Il faut d’abord lire les quatre de gauche, comme elles sont numérotées, puis les quatre de droite. Que voyez-vous ? »

Léo : « A gauche, on dirait les étapes de la mitose. »

Samuel : « A droite aussi. Mais à partir de deux cellules… »

Max : « Oui… Combien de cellules obtient-on ? »

Samuel : « A la fin il y a quatre cellules. Quatre gamètes plutôt. »

Léo : « Je crois comprendre ! »

Max : « Nous t’écoutons Léo. »

Léo : « On retrouve une phase de duplication de l’A.D.N. de la 15ème à la 25ème heure. On le sait car la quantité d’A.D.N. double, ce qui est la définition de la duplication de l’A.D.N. Puis il y a une première multiplication cellulaire qui donne deux cellules. Puis il y a une seconde multiplication cellulaire, ce qui nous donne quatre cellules. »

Samuel : « Léo, tu ne parles pas de la séparation des chromosomes… »

Max : « Qu’en penses-tu Samuel ? »

Samuel : « Monsieur Max, je ne vois pas très bien sur votre document. J’ai deux hypothèses. Soit il y a d’abord séparation des paires de chromosomes doubles et on obtient deux cellules qui contiennent chacune un chromosome double de chaque paire. Ce chromosome se sépare ensuite en deux chromosomes simples et on obtient quatre cellules contenant chacune un chromosome simple de chaque paire. Ou alors c’est l’inverse. »

Max : « Excellentes hypothèses mon petit Samuel ! C’est celle que tu as le plus détaillée qui correspond à la réalité. Notons cela dans le cours. »

Léo : « Monsieur Max, nous ne terminons pas la correction de l’exercice ? »

Max : « Si Léo. La correction nous servira de leçon. Notez mes petits. »

III. LE COMPORTEMENT DES CHROMOSOMES LORS DE LA MÉIOSE. Interprétation : De 15 à 25 heures, la quantité d’A.D.N. par cellule double. Il y a duplication de l’A.D.N. A la fin de cette phase, la cellule-souche contient 46 chromosomes doubles. De la 45ème à la 50ème heure, la quantité d’A.D.N est divisée par deux. Ceci correspond à la première multiplication cellulaire, au cours de laquelle les paires de chromosomes doubles se séparent. On obtient deux cellules qui contiennent 23 chromosomes doubles chacune. De la 60ème à la 65ème heure, la quantité d’ADN est de nouveau divisée par deux. Cela correspond à la seconde multiplication cellulaire. Cette fois, les chromosomes doubles se scindent en chromosomes simples. On obtient 4 cellules contenant chacune 23 chromosomes simples chacune. Conclusion : La formation des gamètes à partir d’une cellule-souche se fait grâce à une multiplication cellulaire particulière appelée méiose. Cette multiplication est précédée d’une phase de duplication et comporte deux étapes principales. Au cours de la première, les paires de chromosomes doubles se séparent. On obtient 2 cellules à 23 chromosomes doubles. Puis, lors d’une seconde étape, les chromosomes doubles se séparent en chromosomes simples. On obtient donc 4 cellules à 23 chromosomes simples. Ces cellules se transformeront ensuite en gamètes.

Max : « Bien, vous voyez que vous avez réussi 🙂 Vous pouvez ranger vos affaires et aller en récréation. A bientôt mes petits. »

Samuel et Léo : « A bientôt monsieur Max ! »

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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 ! »

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