chapitre 1 : caracteres de l`individu et programme genetique
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CHAPITRE 1 : CARACTERES DE L’INDIVIDU ET PROGRAMME GENETIQUE Quelles sont les ressemblances et les différences entre les êtres humains ? I / Etude des caractères individuels : 1 – Caractères spécifiques et caractères individuels : Activité 1 : Ressemblances et différences entre être humains Indiquer sous forme d’un tableau, les ressemblances et les différences qui existent entre vous et votre voisin. (travail en binôme). Se limiter à 3 ou 4 exemples RESSEMBLANCES DIFFERENCES CARACTERES SPECIFIQUES CARACTERES PROPRES = VARIATIONS INDIVIDUELLES avoir un visage avoir des yeux avoir des oreilles avoir des cheveux avoir des lèvres rond, allongé avec des taches de rousseur ou sans bleus, marrons, verts globuleux cils longs, courts collées, décollées petites, grandes à lobe libre ou adhérent bruns, blonds, roux raides, frisés épaisses, minces Tous les êtres humains sont capables de se reproduire entre eux : ils appartiennent à la même espèce. Un des principaux caractères de l’espèce humaine est la bipédie, mais on peut distinguer d’autres caractère comme : avoir un visage, des yeux, des cheveux…qui sont des caractères de l’espèce humaine. Chaque être humain possèdent des variations individuelles de ces caractères ( cheveux blonds, bruns, roux…). Chaque individu présente des caractères de l’espèce appelés caractères spécifiques (avoir des yeux, des cheveux…) mais avec des variations individuelles qui lui sont propres ( yeux bleus, cheveux bruns…). Pb : Comment expliquer les ressemblances et les différences chez les individus de même espèce ? H1 : certains caractères seraient héréditaires H2 : certains caractères seraient liés aux conditions de vie 2 - Caractères héréditaires et non héréditaires : Activité 2 : Analyse de la transmission de caractères à l’aide d’un arbre généalogique Objectifs : identifier la nature héréditaire ou non d’un caractère à partir d’un arbre généalogique Laisser aux élèves le temps de lire le texte et voir si tout le monde à compris le fonctionnement d’un arbre généalogique. Génération : ensemble des individus ayant environ le même âge, à la même époque. Q1 : Etude de l’arbre généalogique document 1 b p10 (Bordas) I / Ra Décrivez l’arbre généalogique puis indiquer le mode de transmission du caractère étudié. Comment appelle t-on ce type de caractère ? R : Cet arbre généalogique permet de suivre la transmission d’un caractère : la couleur des cheveux, sur 4 générations. On observe que ce caractère (ex : cheveux roux) est transmis de génération en génération. Ce caractère est appelé caractère héréditaire. D’autres caractères (couleur des yeux, forme du nez…) sont des caractères héréditaires. Caractère héréditaire : particularité transmise par des parents à leur descendance. Ce caractère peut « sauter » une ou plusieurs générations mais on le trouve régulièrement dans l’arbre généalogique. D’autres caractères ne sont pas héréditaires. Ces caractères sont influencés par les conditions de vie. Discuter avec les élèves sur d’autres exemples L’alimentation excessive augmente l’embonpiont Les uv augment le bronzage L’altitude augmente le nombre de globules rouges Q2 : Etude du document 2 p11 (Bordas) + répondre aux questions 2 et 3 p11 (travail à la maison) R1 : voir arbre généalogique Le daltonisme est un caractère héréditaire car on le trouve de façon répétée sur plusieurs générations au sein d’une famille. Le père de Scott a transmis ce caractère à Scott et à Cécile qui elle-même la transmis à ses enfants. R2 : L’importante musculature du culturiste n’est pas un caractère héréditaire, ce sont les conditions de vie (entraînement, diététique) qui influent sur la musculature de l’individu. Certains caractères propres sont transmis par les parents, de génération en génération, ce sont les caractères héréditaires (forme du visage, couleur des cheveux…). Les conditions de vie peuvent modifier certains caractères, ces modifications ne sont pas héréditaires (donc pas transmise) (exemple : le sport favorise le développement des muscles, l’exposition au soleil modifie la couleur de la peau…). Chaque individu provient d’une cellule-œuf qui se divise en de nombreuses cellules et est à l’origine d’un nouvel individu. On suppose que l’information responsable des caractères héréditaires est située dans les cellules. cellule-œuf : cellule résultant de l’union d’un spermatozoïde et d’un ovule. Cette cellule est la première cellule d’un embryon, elle se divise en de nombreuses cellules et est à l’origine d’un nouvel individu. Activité 3 : Préparation microscopique de cellules buccales Fiche élève activité 3 : Etude de cellules buccales. Re / C Supports : préparation microscopique de cellules buccales réalisée par les élèves Compétences : réalisation prépa microscopique, du dessin d’observation Objectifs : détermination des constituants d’une cellule (noyau, cytoplasme, membrane) Fiche élève Matériel : - microscope optique - lame, lamelle - coton tige - bleu de méthylène Manipulation : - frottez un coton tige à l’intérieur de votre joue - Essuyez le sur une lame sèche - Déposez sur la préparation une goutte de bleu de méthylène - Recouvrez d’une lamelle et épongez l’excédent Observation : - Observez votre préparation au microscope (fiche méthode) - Réalisez un dessin d’observation légende : noyau, cytoplasme, membrane, granulations) La cellule est l’élément de base de tour organisme vivant, elle est constituée d’un noyau, de cytoplasme et d’une membrane. cellule-œuf : cellule résultant de l’union d’un spermatozoïde et d’un ovule. Cette cellule est la première cellule d’un embryon, elle se divise en de nombreuses cellules et est à l’origine d’un nouvel individu. Où est située l’information responsable des caractères héréditaires dans la cellule-œuf et les cellules qui en sont issues ? H1 : l’information héréditaire est localisée dans le cytoplasme de la cellule H2 : l’information héréditaire est localisée dans le noyau de la cellule II/ La localisation de l’information héréditaire dans la cellule Les caractères héréditaires sont transmis de générations en générations. Ce ne sont pas les caractères qui sont transmis de générations en générations mais l’information génétique responsables de ces caractères. Toutes les informations qui déterminent les caractères héréditaires étaient dans la cellule œuf. 1 – Expérience de transfert de noyau Activité 4 : Expérience de transfert de noyaux cellulaires Supports : document 1a p12 Compétences : Analyser les résultats et raisonner Objectifs : Vérifier les hypothèses et déterminer la localisation de l’information héréditaire Fiche élève 1/ Décrivez l’aspect du veau et indiquez à quelle vache il ressemble. 2/ De quelles vaches proviennent les différents éléments de la cellule-œuf à l’origine du veau. 3/ Conclusion : Que pouvez vous déduire de la localisation du programme génétique. Réponses : R1 : Le veau a une robe noire et blanche et il présente les mêmes caractéristiques que la vache donneuse d’embryon. R2 : Le noyau de la cellule œuf provient des cellules d’embryon de la vache donneuse d’embryon noire et blanche. Le cytoplasme et la membrane de la cellule œuf proviennent de l’ovule de la vache à robe rouge. R3 : Les caractères du veau noir et blanc obtenu lui ont été transmis par le noyau de la cellule œuf .Le programme génétique (informations qui déterminent les caractères héréditaires d’un individu) est contenu dans le noyau de la cellule-œuf. Voir avec les élèves notions de mère porteuse et mère biologique Mère porteuse : mère qui abrite et nourrit les embryons Mère biologique : mère qui transmet les informations génétiques à sa descendance, informations qui participeront à l’élaboration de caractères héréditaires. Le noyau de la cellule-œuf contient le programme génétique c’est-à-dire les informations responsables des caractères héréditaires de l’individu. Exemple à l’oral : vrais jumeaux 2 – Etude du noyau Dans le noyau de toutes les cellules il existent des filaments très colorables : les chromosomes, particulièrement visibles lorsque la cellule se divise. Chez certains insectes ces chromosomes de grande taille sont visibles en permanence dans le noyau des cellules des glandes salivaires. Dans les autres cellules les chromosomes sont visibles seulement à un moment de la vie de la cellule : au moment de la division de la cellule : la cellule-œuf se divise et donne deux cellules filles. Activité 5 : Observation du noyau d’une cellule animale Objectif : observation de chromosomes / Emettre une hypothèse sur la localisation du programme génétique. Compétences : Re/Ra Matériel : lame de cellules de glandes salivaires de larves de chironomes + microscope Observation : réalisation d’un dessin d’observation (noté /10) Q1 : Qu’observe t-on à l’intérieur du noyau ? On observe de longs de filaments enchevêtrés appelés chromosomes Q2 : Quelle hypothèse pouvez-vous formuler concernant la localisation du programme génétique dans le noyau de la cellule ? Les chromosomes sont le support de l’information génétique. Le programme génétique ( info responsables des caractères héréditaires ) est localisé dans le noyau. Le noyau de toutes les cellules contient des chromosomes III / Le support de l’information génétique : 1- Etude de caryotypes normaux Activité 6 : Etude de caryotypes normaux Supports : Documents p 14et 15 (Bordas) ou film Compétences : I / C / Ra Objectifs : Repérer les particularités d’un caryotype et faire la relation entre la nature des chromosomes sexuels et le programme génétique. 1/ A quel moment les chromosomes sont-ils visibles dans le noyau de la cellule ? Les chromosomes sont visibles au moment de la division de la cellule (chapitre suivant) 2/ Etudiez le document 1b p14 (nombre de chromosomes, taille, forme …..). Quel nom peut on donner à ce document. 3/ Comment procède t-on pour réaliser les caryotypes classés des photos 1 et 2 du document d. p 15 (répondre sous la forme d’un schéma) voir transparent Candia Utilisation de cellules en culture Eclatement des cellules Photographie des chromosomes Découpe les chromosomes sur la photo ou un utilise un logiciel Classement des chromosomes 4/ Quels sont les critères utilisés par les scientifiques pour classer les chromosomes. Les chromosomes sont rangés par taille décroissante, on prend en compte la position du centromère, la distribution des bandes transversales 5/ Faites le croquis d’un chromosome ( n’oubliez pas les légendes) Présentation maquette Les chromosomes se présentent sous la forme de petits bâtonnets. Un chromosome est formé de deux parties symétriques appelées chromatides, réunies en un point appelé centromère. . 6/ Quelles sont les points communs et les différences entre le caryotype d’un homme et d’une femme. Le nombre de chromosomes est le même chez l’homme et la femme. Il y a 46 chromosmes Sur le caryotype d’une femme il y a deux chromosomes XX Sur le caryotype d’un homme il y a un chromosomes x et un chromosome Y. Il s’agit des chromosomes sexuels (23eme paire) 7 / Peut- on envisager que les chromosomes soient le support de l’information génétique. Justifiez votre réponse Oui, il existe une relation entre la nature des chromosomes sexuels et le sexe de l’individu. Caryotype : présentation photographique ou dessinée de l’ensemble des chromosomes présents dans le noyau d’une cellule. Il est caractéristique de l’espèce. Chromosomes : filaments contenus dans le noyau, observés au moment de la division de la cellule,après coloration d’une cellule. Ils sont le support de l’information génétique Activité : étude de caryotype d’autres espèces (travail collectif en classe) à l’aide de transparent. Les chromosomes sont présents dans le noyau des cellules, ils sont facilement observables lors de la division cellulaire. Dans l’espèce humaine, une cellule contient 46 chromosomes organisés en - 22 paires de chromosomes homologues - une paire de chromosome sexuel qui caractérise le sexe : XX chez la femme et XY chez l’homme. Le caryotype est caractéristique de l’espèce (humain : 46 chromosomes, panthère : 38 chromosomes) 2- Etude de caryotypes anormaux Activité 7 : Etude de caryotypes anormaux Supports : Documents distribués en classe + doc p16-17 (Bordas) + FILM Compétence : I / Ra Objectifs : un nombre anormal de chromosome entraîne des anomalies Fiche élève + prof Préciser à l’oral que certaines anomalies empêchent le développement de l’embryon, ce qui provoque un avortement spontané (avant le 3eme mois) ex : monosomie (sauf pour X) , 48 XXXY Un nombre anormal de chromosomes entraîne des anomalies chez l’individu concerné (syndrome de Down) ou empêche le développement de l’embryon. L’amniocentèse permet de dépister des anomalies chromosomiques. Le nombre et la nature des chromosomes (XX ou XY) dont responsables de certains caractères propres, les chromosomes sont donc le support de l’information génétique. Où est localisé le support de l’information génétique sur un chromosome ? 3- Localisation du programme génétique sur un chromosome. - Travail collectif ou travail à la maison : Qu’est ce qu’une maladie héréditaire ? Citer deux exemples. BILAN : Chaque individu est le résultat des caractères hérités de ses parents et de l’influence des conditions de vie. Les chromosomes sont le support de du programme génétique. Toujours présents dans le noyau, ils snt facilement observables lors de la division cellulaire. Les êtres humains possèdent 46 chromosomes (22 paires de chromosomes homologues et une paire de chromosome sexuel). Un nombre anormal de chromosomes empêche le développement de l’embryon ou entraîne des anomalies chez l’individu concerné Caryotype 46 chromosomes Caractères de l’espèce Caractères sexuels chromosomes XX ou XY Conditions de vie Caractères individuels
