InformatIon génétIque et dIvIsIon cellulaIre

CHAPITRE 3
INFORMATION GÉNÉTIQUE
ET DIVISION CELLULAIRE
● L’étude de la division cellulaire est abordée pour découvrir comment est transmise et conservée
l’information génétique portée par les chromosomes. C’est l’analyse de l’évolution de l’ADN qui en est
le révélateur. La connaissance simple des mécanismes de la division cellulaire dans la transmission
de l’information génétique de cellule à cellule est indispensable pour comprendre le lien entre cancer
et multiplication anarchique des cellules qui le constituent.
● Les documents présentés en ouverture de ce chapitre sont des indices et des bases pour engager
un dialogue avec les élèves sur l’importance biologique de la division cellulaire et sur les risques d’une
perturbation de ce phénomène.
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 1

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LE PROGRAMME OFFICIEL
Le programme présente les références au socle commun de connaissances et de compétences
en caractères droits. Le reste du programme est en italique.
Connaissances Capacités déclinées
dans une situation d’apprentissage Exemples d’activités
Les cellules de l’organisme,
à l’exception des cellules
reproductrices, possèdent la même
information génétique que la
cellule-œuf dont elles proviennnent
par divisions successives.
La division d’une cellule :
— est préparée par la copie de
chacun de ses 46 chromosomes ;
— se caractérise par la séparation
des chromosomes obtenus, chacune
des deux cellules formées recevant
23 chromosomes identiques à
ceux de la cellule initiale.
Le cancer est le résultat d’une
prolifération incontrôlée de cellules.
Observer, questionner, formuler
et valider des hypothèses afin
d’établir le mécanisme permettant
la conservation de l’information
génétique au cours des divisions
cellulaires.
Exploiter un graphique, un
vidéogramme afin d’identifier les
étapes de la division d’une cellule.
[Compétence 5]
Exprimer les résulats d’une
recherche :
réaliser un schéma représentant la
répartition des chromosomes lors
des divisions cellulaires.
Étude de documents sur le maintien
du nombre de chromosomes et de
l’information génétique lors d’une
divison cellulaire.
Observation de vidéogrammes,
afin de suivre le devenir des
chromosomes pendant la divison
cellulaire.
Comparaison du caryotype de
la cellule-œuf à celui des autres
cellules qui en sont issues.
Manipulation de maquettes
permettant de rendre compte
du devenir des chromosomes lors
de la mitose.
Étude de l’évoluton de la quantité
d’ADN au cours de la division
cellulaire.
LES THÈMES DE CONVERGENCE
Ce chapitre peut être intégré au thème de convergence « Santé » pour viser l’objectif éducatif :
« Réduction des comportements à risques liés à l’environnement et aux rythmes de vie ».
En lien avec un point de la partie «
responsabilité humaine en matière de santé », les élèves
auront la possibilité de compléter voire d’approfondir les connaissances et la réflexion sur les risques
encourus lors d’une exposition prolongée au soleil.
QUE DOIVENT SAVOIR LES ÉLÈVES AVANT D’ABORDER CE CHAPITRE ?
En quatrième, la notion de division cellulaire est abordée pour justifier le développement d’un
embryon à partir d’une cellule-œuf. La connaissance est déduite de l’observation de premiers stades
du développement embryonnaire. Le rappel de cet acquis est important et il est à croiser avec
les informations qui peuvent émerger de l’analyse de l’image du fœtus.
Cette année, dans les chapitres précédents, les élèves ont découvert les chromosomes et leur constituant
– l’ADN –, leur fonction dans l’hérédité des caractères et leur rôle de support de l’information génétique.
Ces connaissances sont essentielles pour la progression dans ce chapitre.

LA PROGRESSION DANS LE CHAPITRE
Les auteurs ont eu pour objectif de mettre en place une démarche d’investigation pour que l’élève
découvre le sens biologique de la division cellulaire (activités 1 et 2). L’activité 3 est caractérisée par un
apport de connaissances scientifiques sur le cancer qui complètent les acquis des deux premières activités.
● Introduction + Activité 1 : s’informer/découvrir
(50 minutes)
La première activité est précédée d’un dialogue qui peut être engagé à partir des documents des pages 44 et 45.
L’activité 1 est une activité de prise d’informations. Les élèves peuvent être conduits à s’interroger sur la
conservation du nombre des chromosomes au cours de la division cellulaire.
● Activité 2 : raisonner et construire une notion
(50 minutes)
L’activité permet de construire la notion de conservation de l’information génétique au cours de la division
cellulaire. Il s’agit ici de mettre en parallèle le comportement des chromosomes et l’évolution de
la quantité d’ADN au cours de la division cellulaire.
Les auteurs ont choisi de faire apparaître sur le graphe (doc e) la quantité d’ADN de la cellule
d’origine et celle de chacune des deux cellules issues de la division cellulaire. Il est important
d’accompagner les élèves dans la lecture de ce graphe inédit.
● Activité 3 : s’informer scientifiquement
(50 minutes)
L’activité est construite autour de textes et schémas sur le cancer. Les contenus scientifiques ont
été adaptés pour être lus par un élève de 3e qui doit s’approprier les informations. L’objectif est double :
éducation à la santé et préparation de la partie « responsabilité humaine en matière de santé et
d’environnement ».
L’ATELIER B2i
Cette activité permet à l’élève de construire ou de renforcer :
● une compétence informatique : « créer, produire, traiter, exploiter des données (C.3) ».
● une compétence liée au programme de SVT : « Établir un lien entre variation de la quantité
d’ADN et évolution des chromosomes au cours de la division cellulaire.
»
L’élève doit produire une représentation graphique illustrée de la variation de la quantité d’ADN
par cellule en fonction du temps et de l’évolution de l’aspect des chromosomes.
Le site : www.disiersvt.com/3/b2i/03.html propose les ressources pour réaliser cette production
que l’élève pourra évaluer en se référant au document de positionnement « élève » du BO du
16 novembre 2006.
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 3

activité 1 L’information génétique des cellules
d’un être humain
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif de permettre aux élèves de
démontrer que toutes les cellules de l’organisme, malgré
leurs différences, possèdent la même information géné-
tique, entre elles et par rapport à la cellule-œuf, dont
elles proviennent par divisions successives, exception
faite des cellules reproductrices.
Connaissances construites
Les cellules de l’organisme, à l’exception des cellules
reproductrices, possèdent la même information génétique
que la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions
successives.
Dans le cadre du socle commun des connaissances et
des compétences, cette activité contribue à la connais-
sance des caractéristiques du vivant.
Les capacités et les compétences
déclinées au cours de cette activité
● Comparer le caryotype de la cellule-œuf à celui des
autres cellules qui en sont issues (documents a à g).
● Comparer le caryotype de cellules somatiques à celui
de cellules reproductrices (documents e et h).
Dans le cadre du socle commun des connaissances et
des compétences, cette activité contribue à mettre en
œuvre la capacité de pratiquer une démarche scienti-
fique, notamment savoir observer, questionner, ici, des
documents photographiques, puis d’argumenter, en les
mettant en relation, afin d’atteindre les objectifs visés.
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• Réponses aux questions posées
1 : Dans le noyau des cellules humaines, de la cellule-œuf aux
cellules de l’adulte, le nombre de chromosomes est de 46.
2 : Dans le noyau des cellules reproductrices, seuls
23 chromosomes sont observables.
3 : « Toutes les cellules de l’organisme, exceptées les cellules
reproductrices, possèdent la même information génétique ».
En effet, les chromosomes étant le support de l’information
génétique, toutes les cellules de l’organisme qui possèdent le
même nombre de chromosomes (46) possèdent donc la même
information génétique. En revanche, les cellules reproductrices
ne possédant que 23 chromosomes, elles font exception : elles ne
contiennent pas la même information génétique que les autres
cellules de l’organisme.
Matériel et mise en œuvre
Les documents de cette activité, uniquement de nature
photographique, doivent être envisagés, pour faire sens,
après un rappel de notions acquises préalablement :
– en quatrième : les cellules de l’organisme proviennent
de la cellule-œuf par divisions successives.
– dans le chapitre 2 du manuel : les chromosomes pré-
sents dans le noyau sont le support de l’information
génétique.
Ces documents constituent deux blocs qu’il convient
d’opposer afin d’atteindre les objectifs visés. La mise en
relation des documents est fondée sur la présence de flè-
ches de couleur verte dont la signification reste la même
dans ces deux blocs : les chromosomes observés sont
contenus dans le noyau de chaque cellule ainsi pointée
dans chaque photographie.
Le premier bloc correspond aux documents a à g, de
la cellule-œuf aux cellules de l’adulte qui, tout en illus-
trant le prérequis vu en quatrième permet d’établir que
toutes les cellules somatiques d’un organisme humain
possèdent 46 chromosomes (question 1) ce qui signifie,
d’après le second prérequis, qu’elles possèdent toutes la
même information génétique (question 3).
Le second bloc, constitué du seul document h, ne se
rapporte qu’aux cellules reproductrices : il permet de
montrer qu’elles ne possèdent que 23 chromosomes
(question 2) et donc, par opposition avec le premier
bloc, qu’elles ne contiennent pas la même information
génétique que les autres cellules de l’organisme (ques-
tion 3).
Ressources (bibliomédiagraphie)
Des ouvrages généraux pour le professeur
Bruce Alberts (Sous la direction de),
Biologie moléculaire
de la cellule , Flammarion Médecine-Sciences, 2004
Des ouvrages généraux pour les élèves
(pour le CDI)
Sciences et Vie Junior , n° 70, octobre 2007
Des sites internet
Dossier SagaScience – Cellule / CNRS :
www.cnrs.fr/cw/dossiers/doscel/accueil2.htm
Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom.