Atelier - Editions Didier

SCIENCES
Le chromosome simple, non pelotonné : un ruban sur lequel
est collé un petit morceau de scotch pour marquer l'emplacement
du point d'attache des deux futurs filaments.
Le chromosome copié : un second ruban identique
au premier est ajouté, le morceau de scotch les lie
ensemble.
Le chromosome double est pelotonné : les deux
rubans
sont frisés à l’aide
d’une
de ciseaux.
Le chromosome
double
etpaire
condensé
:
Le chromosome double pelotonné est scindé en deux
chromosomes simples. Pour cela, les ciseaux coupent le
scotch et les deux filaments sont séparés.
les deux rubans sont frisés à l’aide d’une
paire de ciseaux.
Atelier
Comment se comporte un chromosome
avant et pendant la division cellulaire ?
Pour fabriquer cette maquette, il vous faut : du ruban pour cadeaux, du ruban adhésif et des ciseaux. Les deux premières phases
correspondent à la copie des chromosomes préparant la division, les deux suivantes, à la division cellulaire.
54
>
>
EN
QUESTIONS
Recherche
Fabriquer des cellules mi-animales mi-humaines ?
En septembre 2007, quelques mois après avoir demandé son avis à la population,
les autorités britanniques ont autorisé, à des fins d'étude scientifique, la production
d’embryons humains. Ces embryons ont été obtenus en transférant le noyau de cellules
humaines dans des ovules d'animaux, comme le lapin, privés de noyau.
Il ne s'agissait pas de fabriquer des êtres mi-homme mi-bête comme dans nos contes,
le programme génétique étant contenu exclusivement dans le noyau. Le but est
d'obtenir un grand nombre de cellules embryonnaires humaines à l'aide d'ovules
animaux plus facile à recueillir que les ovules humains. Les citoyens britanniques ont
cependant imposé aux laboratoires autorisés à appliquer cette technique de détruire
les embryons avant leur quatorzième jour d'existence. En devenant le premier pays
à autoriser cette manipulation, le Royaume-Uni pose bien des questions à la communauté scientifique internationale.
Gargouille de Puente Gargolas, Valence, Espagne.
?
1 Obtient-on un embryon humain, animal ou mi-homme
mi-animal par cette technique ?
Sur internet
2 Pensez-vous que les autorités britanniques ont eu raison
de demander leur avis aux citoyens pour prendre cette
décision scientifique ? Pourquoi ?
Qu’est-ce qu’un clone ?
http://www.clonage.u-psud.fr
Ce site internet fait le point sur le
clonage. Il explique la différence entre
clonage thérapeutique et clonage
reproductif, décrit les applications
possibles de cette technique récente
et pose des questions sur les conséquences du clonage.
De gauche à droite : la vache n°38 (isolée) donneuse de cellules de peau puis ses 17 clones par ordre
d’âge décroissant (de 4 ans à 3 mois).
?
1 Est-ce que deux clones sont génétiquement identiques ?
2 En quelle année est née Dolly, première brebis clonée à
partir d’une cellule de glande mammaire ?
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 55
exercices
je vérifie mes connaissances
(corrigé)
1 QCM
> Identifiez la ou les affirmations exactes.
1 L’information génétique
2 La division cellulaire
a est toujours différente d’une
cellule à l’autre chez l’adulte.
a est préparée par la copie de
chacun des 46 chromosomes.
b est la même dans les cellules de
c est différente entre les cellules
l’embryon que dans les cellules de
reproductrices et les autres cellules
l’adulte.
de l’adulte.
b ne conserve pas l’information
c s’accompagne de la séparation des
génétique au cours des divisions
deux filaments de chacun des 46
cellulaires.
chromosomes.
3 Le nombre de chromosomes
a est conservé par la division
b est multipliée par deux au cours
c est multipliée par deux avant la
d'une cellule
cellulaire.
de la division cellulaire.
division cellulaire.
a est le résultat d’une prolifération
b est favorisé par des facteurs
c est le résultat d'une prolifération
contrôlée de cellules.
externes à l’organisme.
incontrôlée de cellules.
4 Un cancer
2 Vocabulaire et rédaction
>
Construisez une phrase scientifiquement correcte
avec les termes suivants.
3 Définitions
> Associez chaque mot ou expression à sa définition.
a information génétique, cellules de l'organisme,
cellules reproductrices, cellule-œuf.
a Division cellulaire
b copie de chacun des 46 chromosomes, division
cellulaire, séparation des deux filaments de chacun
des 46 chromosomes, prépare, s'accompagne.
b Cancer
c cellules, cancer, prolifération incontrôlée.
4 Un schéma
> Réalisez un dessin d'observation.
Cette photographie montre une cellule végétale.
Réalisez un dessin titré et légendé de cette cellule.
Dans le titre, précisez si la cellule est en division ou non.
En légende, employez les trois termes suivants :
membrane plasmique, cytoplasme, chromosomes.
N'oubliez pas de faire figurer l'échelle
sous le dessin en l'adaptant à ses dimensions.
20 μm
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(corrigé)
1 Phénomène par lequel une
cellule produit deux cellules
qui lui sont génétiquement
identiques.
2 Prolifération incontrôlée de
cellules
j’applique mes connaissances • exercice guidé
5 Le premier chat cloné
Rainbow
chatte porteuse
Carbon copy
Le chaton Cc (Carbon copy) est né le 22 décembre 2001. Cc est
le clone d’une chatte adulte nommée Rainbow : il n'est pas le
résultat d'une fécondation. Le clonage de Rainbow est réalisé
par le transfert du noyau d'une de ses cellules dans un de ses
ovules privé de son noyau. Cela permet d'obtenir un embryon
du clone (voir schéma). Cet embryon est implanté dans l’utérus
d’une « chatte porteuse » qui a donné naissance, soixante
jours plus tard, à Cc génétiquement identique à Rainbow.
Questions
1 Retracez les étapes du clonage de Rainbow qui ont
permis de donner naissance à Cc.
2 Expliquez pourquoi on peut écrire : « Cc est génétiquement
identique à Rainbow ».
3 Précisez si le résultat aurait été différent en utilisant
une autre cellule que celle prélevée dans le tissu ovarien
pour réaliser le clonage et justifiez votre réponse.
• Coup de pouce pour répondre à
la question 1 : en vous aidant du texte, il faut repérer dans
le schéma légendé du clonage les différentes étapes de
l’expérimentation puis rédiger votre réponse en notant :
« Étape 1 : …, Étape 2 : …, ».
la question 2 : il faut :
• repérer dans le schéma ce qui est transféré dans l'ovule
sans noyau ;
• connaître le contenu du noyau des cellules (voir activité 3,
chapitre 1).
la question 3 : il faut connaître la conclusion de l'activité 1
de ce chapitre.
• Exemple de rédaction pour répondre à
la question 3 : Le résultat aurait été le même si on avait introduit le noyau d'une autre cellule de Rainbow car toutes les cellules
de l'organisme portent la même information génétique contenue dans leur noyau.
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 57
exercices
j’applique mes connaissances
6 Vrais jumeaux, faux jumeaux
Savoir repérer sur des schémas des informations permettant de caractériser les vrais et les faux jumeaux.
a
Les jumeaux naissent en même temps, mais si
les vrais jumeaux a se ressemblent presque
parfaitement, les faux jumeaux b , se ressemblent ni plus ni moins que des
frères et sœurs nés à des dates différentes.
b
Questions
1 Indiquez de combien de cellules-œufs sont issus les vrais jumeaux,
les faux jumeaux. (I)
2 Justifiez l'affirmation : « Les vrais jumeaux sont génétiquement
identiques ». (Ra)
3 Expliquez comment les faux jumeaux peuvent être fille et garçon.
(Ra)
7 Cloner les vaches
Utiliser ses connaissances pour expliquer
le résultat d'une expérience.
Des cellules musculaires de fœtus de vache sont
prélevées puis réimplantées dans des ovules
dépourvus de noyau de vache.
Ce clonage, réalisé dans une ferme de l'INRA,
a donné naissance en 1998 à Marguerite,
première vache française clonée.
prélèvement
de cellules musculaires
sur un fœtus bovin
protocole du clonage de Marguerite
destruction
des noyaux
introduction de ces cellules
au contact de la membrane
des ovules sans noyau
un choc électrique permet
la fusion des membranes
des cellules musculaires
et des ovules
Questions
1 Retracez les étapes du clonage qui ont
conduit à Marguerite. (I)
2 Expliquez comment cette manipulation
conduit à une vache possédant la totalité
de l'information génétique du fœtus cloné.
(Ra)
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prélèvement
d’ovules de vache
naissance de
Marguerite
le 20 février 1998
création
des embryons
après sept jours
de culture,
transplantation des
embryons dans les
mères porteuses
8 Divisions cellulaires dans les racines de jacinthe
Représenter les chromosomes au cours de la division cellulaire.
25 μm
25 μm
a
b
Au niveau de l'extrémité des racines de jacinthe,
les divisions cellulaires sont nombreuses ;
elles permettent la croissance et l'enfouissement
racinaire dans le sol.
Questions
1 Pour chacune des deux photographies, dessinez un
chromosome de la cellule en division. (I)
2 Décrivez dans un court texte le comportement des
chromosomes sur ces photographies. (C)
3 Que va-t-il se passer ensuite ? (Ra)
9 Quantité d'ADN et division cellulaire
Construire un graphique présentant la variation de la quantité d'ADN dans le noyau d'une cellule avant et pendant la division cellulaire.
La quantité d'ADN varie au cours de la vie d'une cellule.
Le tableau suivant montre cette variation sur 24 heures.
division
cellulaire
Variation de la quantité d'ADN contenue dans une cellule.
temps (heures)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
quantité d’ADN (en
unités arbitraires)
1
1
1
1
1
1
1,5
2
2
2
2
1
1
Les chromosomes avant, pendant
et après la division cellulaire.
Questions
1 Construisez le graphique de la quantité d'ADN en fonction du temps. (C)
2 Reproduisez et placez sur la courbe les schémas des
chromosomes. (C)
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 59
exercices
j’applique mes connaissances
10 Dépister un mélanome
Comprendre une campagne de sensibilisation.
Le mélanome est une tumeur cancéreuse de la peau qui prend naissance le
plus souvent au niveau de grains de beauté. Une exposition excessive au soleil
(rayons ultraviolets) favorise le développement des mélanomes.
Il est donc important de surveiller et de faire surveiller les grains de beauté afin
de repérer d’éventuelles modifications dans leur aspect. Dans ce cas, le mieux
est de consulter un dermatologue.
Le document ci-contre est diffusé pour aider à repérer des changements d’aspect
de ces grains de beauté. Il met en œuvre la méthode dite « ABCDE ».
Questions
1 Listez les cinq changements d'aspect des grains de
beauté pouvant signifier la survenue d'un mélanome. (I)
2 Observez dans le document ci-contre les deux grains
de beauté du cas B. Expliquez le changement d'aspect.
(Utilisez vos connaissances sur le cancer pour répondre.)
(Ra)
11 Le cancer du sein
Déterminer les facteurs de risque du cancer du sein.
Divers facteurs de risque peuvent avoir une influence sur la
survenue d'un cancer du sein : l'âge, des antécédents familiaux,
des facteurs génétiques...
Le facteur âge
Les deux tiers des cancers du sein se développent chez des
femmes de plus de 50 ans. Cette maladie est rare chez les
femmes de moins de 35 ans et reste exceptionnelle chez celles
qui ont moins de 20 ans. Après 40 ans, les statistiques nous
apprennent que le risque d'avoir un cancer du sein se multiplie
une fois et demie tous les dix ans.
Des gènes responsables du cancer du sein ?
Grâce aux recherches en génétique, il a été possible de dépister
des anomalies particulières qui prédisposent fortement au cancer du sein qui survient chez les femmes jeunes. Heureusement,
ces anomalies restent rares et peuvent être dépistées au
niveau de l’ADN avant que la tumeur n’apparaisse.
Les antécédents familiaux
Une femme dont la mère ou la sœur a déjà eu un cancer du
sein risque deux fois plus que les autres femmes de développer
la maladie.
On a également constaté que le risque était plus élevé chez les
femmes ayant eu à la fois des règles précoces et une ménopause tardive. Les femmes sans enfant ou ayant eu un premier
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enfant après 30 ans semblent de même un peu plus exposées
au développement d'un cancer du sein.
En cas de cancers du sein dans la famille, il est important de
consulter des spécialistes afin de pouvoir dépister des anomalies au niveau des gènes.
Pour toutes les femmes, il est important de connaître les précautions et les examens simples de dépistage : autopalpation
des seins, palpation par le médecin et mammographie (radiographie des seins) tous les un ou deux ans selon les facteurs
de risque. La mammographie est un examen gratuit pour les
femmes de plus de 50 ans.
Un cancer du sein dépisté tôt a de fortes chances d’être soigné.
Pr. Claude Jasmin, hôpital de la Pitié Salpêtrière
Questions
1 Recherchez dans le texte les principaux facteurs de risque
de développement d'un cancer du sein. (I)
2 Précisez à partir de quel âge une femme doit être particulièrement vigilante pour prévenir le développement
d'un éventuel cancer du sein. (C)
3 Citez les précautions ou examens simples à réaliser pour
prévenir un cancer du sein. (C)
atelier b2i / la division cellulaire
OBJECTIFS
• créer, produire, traiter, exploiter
des données (B2i, C.3).
• établir un lien entre variation
de la quantité d’ADN et évolution
des chromosomes au cours de
la division cellulaire.
www.didiersvt.com/3/b2i/03.html
SUR LE SITE DIDIER, JE TROUVE
• un tableau de valeurs sur
la quantité d’ADN par cellule
rapportée au temps ainsi que
des schémas de chromosomes :
ADN.xls
• une aide à l’utilisation d’Excel
LA RÉALISATION
Je construis 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.
ADN.xls
fenêtre du logiciel Excel : construction du graphique
étape1 J’ouvre le fichier ADN.xls.
Je sélectionne les données du
tableau qui doivent apparaître
sur le graphique.
étape2 J’ouvre la fenêtre qui
permet de construire un
graphique. Je choisis le type
de représentation.
étape3 J’insère dans le graphique
chaque schéma de chromosome
dans les intervalles de temps
correspondant.
COMPÉTENCES 3.5 ET 3.3 :
Je sais réaliser un graphique de type donné.
Je sais regrouper dans un même document plusieurs éléments.
Chapitre 3 Information génétique et division cellulaire – 61