Thème 3 : Cellule, ADN, Unité du vivant Progression basée sur des

Thème 3 : Cellule, ADN, Unité du vivant
Progression basée sur des observations initiales permettant de poser un problème à résoudre.
Supports d’un problème à résoudre : des constats
-Comparaison de plans d’organisation de vertébrés : des similitudes
Quand ce sont mis en place ces plans d’organisation ?
-Développement embryonnaire…des similitudes
-Comparaison de l’organisation des êtres vivants : une structure de base, la cellule
Des similitudes : structures fondamentales, « fonctionnement »…
Quelques différences : organites, métabolismes…
Bilan
Unité et diversité du vivant
Problème : Comment expliquer, à la fois, unité et diversité du vivant ?
Comment expliquer l’unité révélée par des similitudes de caractères ou de
développement ?
Hypothèse : le programme génétique est, pour partie, similaire d’une espèce à l’autre
Si vraie, support similaire : Chromosomes, ADN, gène…
Si vraie, programme interchangeable : transgénèse
Comment expliquer la diversité révélée par des différences ?
Hypothèse : modification du programme génétique, des séquences de nucléotides…
des cellules germinales
Si vraie, on doit trouver des gènes proches d’une espèce à l’autre
(cf gènes homéotiques)
Si vraie, on doit pouvoir visualiser, réaliser des modifications.
Bilan
Similarité, variabilité, transmissibilité des programmes génétiques
En faveur de l’idée d’origine commune des êtres vivants
Thème 3 : Cellule, ADN, Unité du vivant
Progression basée sur l’étude d’une problématique : l’origine des êtres vivants
Angle d’approche de la problématique
Recherche d’arguments biologiques en faveur de l’idée d’origine commune des êtres
vivants
Support de cette problématique :
« Diversité, parentés et unité des êtres vivants » (Programme 6ème)
« Les espèces ce sont formées les unes après les autres : c’est l’évolution. Tous les
êtres vivants ont une origine commune » (Programme 4ème)
Débats de société actuels
Un argument possible : des ressemblances morphologiques
Comment conforter cet argument ?
Repérer des ressemblances
Affiner ces recherches :
comparaison de plans d’organisation (souris / grenouille)
comparaison de formes embryologiques
Cet argument est-il discutable ?
Ressemblances morphologiques ténues entre certains êtres
vivants (végétaux / animaux…)
Un autre argument possible (n°2) : la cellule élément constitutif de tous les êtres vivants (6ème)
Comment conforter cet argument ?
Qu’est ce qu’une cellule (structure, fonctionnement, …) ?
Le « fonctionnement » cellulaire est-il toujours le même ?
Cet argument est-il discutable ?
Des similitudes plus qu’une identité / des caractéristiques différentes
Origine de ces caractéristiques différentes ? Chromosomes, gènes (3ème).
Un autre argument possible (n°3) : des gènes à l’origine de caractères chez tous les êtres vivants
Comment conforter cet argument ?
Qu’est ce qu’un gène ? Qu’est ce que l’ADN ?
Les gènes sont-ils à l’origine de tous les caractères (cf plan
d’organisation) ?
Dans ces conditions, un gène donné peut-il s’exprimer dans n’importe
quelle cellule ? (transgénèse)
Cet argument est-il discutable ?
Non, mais il impose que les gènes soient modifiables, et que ces gènes
modifiés soient transmis d’une génération à l’autre.
Dernier argument à tester (n°4) : les gènes sont modifiables, des modifications transmissibles.
Des preuves de modifications peuvent être trouvées.
Des modifications peuvent être réalisées.
Transmissibilité : cellules sexuelles.
Mise en œuvre de la progression,
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Activités envisagées
Dissection de vertébrés
Première étape de dév. embryonnaire
Observation de cellules
Dessin : initiation et évaluation
formative
Observation de cellules
Dessin : évaluation sommative
Tester hypothèse de besoins identiques
pour toutes les cellules pour assurer
métabolisme
Saisie d’information : chromosome,
gène, ADN, gène/caractère
Manipulation : Extraction ADN
Saisie d’information : similitude entre
gènes (cf homéotiques)
Saisie d’informations / schématisation :
OGM, texte scientifique transgénèse
Tester hypothèse de modification
possible des gènes : repérage de
mutations et mise en œuvre
Lecture des résultats activité n°9
Organisation des notions construites
Chap 1 / Des similitudes anatomiques entre
les vertébrés : un argument à l’origine
commune des êtres vivants
1)Un même plan d’organisation
2)Un même développement embryonnaire
Chap 2 / La cellule : un argument à l’origine
commune des êtres vivants
1)L’unité d’organisation des êtres vivants est la
structure cellulaire
2)L’unité de fonctionnement des êtres vivants
est la cellule
Chap 3 / L’ADN, une molécule universelle :
un argument à l’origine commune des êtres
vivants
1)La structure de l’ADN est identique chez
tous les êtres vivants
2)L’ADN, une molécule informative chez tous
les êtres vivants
3)L’ADN, une molécule modifiable et
transmise d’une génération à l’autre
Mise en œuvre de la progression,
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Activités envisagées
Dissection de vertébrés
Premières étapes de développements
embryonnaires : comparaisons
Observation de cellules
Dessin : initiation et évaluation
formative
Observation de cellules
Dessin : évaluation sommative
Tester hypothèse de besoins identiques
pour toutes les cellules pour assurer
métabolisme
Tester hypothèse de identité du
patrimoine génétique :
Etude de son support : chr., ADN,
gène
Extraction ADN
Etude de transgénèse
Tester hypothèse de modification
possible de ADN :
Gènes homéotiques apparentés
Modifications réalisables (levures)
Lecture des résultats activité n°9
Organisation des notions construites
Chap 1 / Des similitudes anatomiques entre
les vertébrés
1)Un même plan d’organisation
2)Un même développement embryonnaire
Chap 2 / La cellule : unité structurale et
fonctionnelle des êtres vivants
1)L’unité d’organisation des êtres vivants est la
structure cellulaire
2)L’unité de fonctionnement des êtres vivants
est la cellule
Chap 3 / L’ADN, une molécule universelle à
l’origine de l’unité et de la diversité du
monde vivant
1)La structure de l’ADN est identique chez
tous les êtres vivants
2)L’ADN, une molécule informative chez tous
les êtres vivants
3)L’ADN, une molécule modifiable et
transmise d’une génération à l’autre
BILAN : Au delà de sa diversité, l’unité du
vivant s’explique par une origine commune.
Thème 3 : Cellule, ADN, Unité du vivant
Progression basée sur la mise en œuvre d’activités dans le but de construire des notions.
Chap 1 / Cellule : unité de vie
Activités
Notions construites
Organisation des notions construites
Observation de différents Unité de structure des cellules.
types cellulaires :
Croissance cellulaire
Unité fonctionnelle et diversité
1)Unité structurale et fonctionnelle des cellules
EXAO auto. / hétérotrophie
Culture in vitro
Le noyau de chaque cellule contient l’information 2)Dans chaque cellule : l’information génétique
« Dolly »
génétique.
Mitose
Conservation de l’information génétique suggère que
les chromosomes (ADN) sont le support de cette
information.
Chap 2 / ADN : support de l’information génétique
Organisation des notions construites
Activités
Notions construites
Transfert d’ADN / transfert Programme génétique contrôle…Définition du
de caractères = Transgénèse gène…Universalité de la molécule d’ADN comme
support d’information.
1)Universalité de la molécule d’ADN
2)Structure de l’ADN et notion de gène
Structure de l’ADN
Anémie falciforme
Séquence de nucléotides contient l’information 3)Un gène, plusieurs allèles
génétique : définition d’allèles
Mutation des levures
Les mutations créent de nouveaux allèles…transmis
quand affectent les cellules germinales.
BILAN :
Universalité : organisation cellulaire / ADN --- Diversité : des différences / innovations génétiques source des différences
HYPOTHESE : Origine commune des êtres vivants
Chap 3 / Parenté et diversité des organismes
Organisation des notions construites
Activités
Notions construites
Dissection d’un vertébré / Même plan d’organisation
comparaisons
1)Plans d’organisation chez les vertébrés
2)Développements embryonnaires Vertébrés
Observation développements Mise en place similaire des plans d’organisation
3)Les gènes homéotiques contrôlent ces caractères
embryonnaires
Etude des gènes homéotiques Mise en place des plans d’organisation sous contrôle
génétique similaire.
BILAN :
Origine commune des êtres vivants