Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent

Thème 4 :Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique
Chapitre 5 : L’ADN est un objet des biotechnologies Activité Elève
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Chapitre 5 : L’ADN est un objet des biotechnologies
La manipulation de l'ADN est rendue possible par diverses techniques et a trouvé de multiples
utilisations dans de nombreux domaines. Voici les exemples parmi les plus répandus :les
industries pharmaceutiques, agro-alimentaires, la médecine légale et la médecine clinique.
Activité 1 : Les OGM :organismes génétiquement modifiés
Les biotechnologies sont fondées sur la manipulation de l’ADN, elles permettent :
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L’ensemble des techniques de manipulations de l’ADN in vitro est appelé «génie génétique»
Définitions : Associer chaque terme à sa définition.
Biotechnologies
 Organisme (animal, végétal, bactérie) dont on a modifié le matériel
génétique (ensemble de gènes) par une technique dite de "génie
génétique" pour lui conférer une caractéristique nouvelle.
Transgénèse
 Technique qui consiste à isoler un fragment d'ADN et à le multiplier
à l'identique en l'« insérant » dans une molécule d'ADN
« porteuse » appelée vecteur.
OGM (organisme
génétiquement
modifié)
 Regroupe les techniques permettant de manipuler l’ADN, de
modifier le patrimoine génétique et de construire des OGM.
ADN recombinant
 ensemble des techniques qui utilisent des organismes vivants
(bactéries, champignons ou cellules animales et végétales), afin de
produire de nouveaux produits utiles à l’Homme.
Génie génétique
 opération de transfert dans le patrimoine génétique d'un individu
d'un gène qui lui est étranger.
Clonage d’un gène
 Molécule d’ADN dans laquelle on a inséré des séquences
nucléotidiques issues d’un autre organisme.
Connaissances
Capacités
Le patrimoine génétique d’un organisme peut être
modifié afin de conférer à cet organisme de
nouvelles potentialités.
Exploiter des ressources documentaires pour :
- identifier des domaines de production faisant intervenir des
organismes génétiquement modifiés ;

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Document 1 : Clonage d’un gène et domaines d’application de l’OGM ainsi obtenu
A l’aide du document 1, compléter le tableau ci-dessous en indiquant les quatre domaines différents
d’applications d’utilisation des OGM, ce qui a été réalisé ou ce qui est envisagé.
Domaines d’application des OGM
Réalisation
Maïs
génétiquement
modifié
Applications des OGM obtenus

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Activité 2 : Une application des OGM : la production de médicaments
Document 1 : Production d’insuline humaine par une bactérie transgénique
« L'insuline fut la première protéine à être synthétisée grâce à un OGM. Cette insuline humaine d'origine
transgénique a remplacé dès le début des années 1980 celle extraite d'animaux (bœuf et porc). Le traitement
du diabète a ainsi pu être grandement amélioré et permet à l'heure actuelle d'éviter chez certains patients les
multiples injections quotidiennes d'insuline.»
Document 2 : Production de médicaments par différents OGM
En règle générale, les médicaments sont produits chimiquement. Mais certaines molécules, les protéines, sont
trop complexes pour être synthétisées par cette voie. (...).
Aujourd'hui, les bactéries OGM produisent des insulines et des hormones de croissance. En termes
d'approvisionnement comme de sécurité sanitaire, les avantages de ces micro-organismes sont indéniables.
Une cuve de 500 litres de bactéries Escherichia coli remplacerait ainsi 35 000 donneurs humains ! Mais ce
mode de production souffre de quelques défauts. En particulier, (...) ces bactéries contiennent des facteurs
capables de déclencher des fièvres, qu'il faut éliminer par des méthodes de purification coûteuses.
Les levures, en revanche, ne présentent pas ces défauts. (...) L'industrie pharmaceutique modifie donc des
levures - la classique levure de boulanger- pour produire un vaccin contre l'hépatite B. Mais là encore, la
technique n'est pas apte à produire n'importe quelle molécule, la structure en 3D de la molécule
recombinante n'est pas toujours identique à celle de la protéine naturelle, ce qui induit un risque de rejet ou
de moindre efficacité.
(...) Dans les laboratoires, des mammifères - lapins, brebis... - génétiquement modifiés commencent ainsi à
produire des médicaments. On récupère alors les molécules dans leur lait. L'efficacité thérapeutique de
molécules ainsi produites est en cours d'évaluation sur l'homme.
Connaissances
Capacités
Le patrimoine génétique d’un organisme peut être
modifié afin de conférer à cet organisme de
nouvelles potentialités.
Exploiter des ressources documentaires pour :
- identifier des domaines de production faisant intervenir des
organismes génétiquement modifiés ;
- identifier la potentialité recherchée par une modification
génétique et les éventuels risques associés.

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(...) L'utilisation de plantes génétiquement modifiées dans un but thérapeutique n'en est encore qu'au stade
expérimental. (...) Différents modes de production sont envisagés : en plein champ ou en laboratoire. Dans le
premier cas, (..) le prix de revient est alors minime. Mais il faut mesurer les risques de dissémination dans
l'environnement, aussi ceux pour la santé humaine. (...) Le second mode de production, en laboratoire, écarte
ce risque puisque ce sont des cellules cultivées in vitro ou dans des fermenteurs (...). Mais dans ce cas le coût
augmente. (...)
A plus long terme, les chercheurs tentent de fabriquer des vaccins dans des plantes comestibles (...).Ces «
vaccins à croquer » pourraient être délivrés par voie orale, ce qui éliminerait le matériel d'injection.
Source : Savoirs en Essonne
Questions :
1. D’après le texte du document 1, expliquer l'avantage de l'utilisation d'OGM par rapport à l'extraction à partir
d'animaux.
2. Rechercher dans le texte du document 2 une explication à l’intérêt de faire appel à des OGM pour produire
des médicaments.
3. Retrouver à l’aide du document 2quels OGM sont actuellement utilisés pour la production de médicaments
en vente sur le marché.Citer des exemples de médicaments produits par des OGM.
4. Indiquer quels autres OGM sont envisagés pour la production de médicaments. Citer des exemples
d’applications thérapeutiques.
5.Compléter le tableau suivant.
OGM utilisé
Exemple de
production
Mise sur le
marché
Avantage
Inconvénient

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Activité 3: L’identification par les empreintes génétiques
 Donnée : Vidéo « Un expert en empreinte génétique »
https://www.youtube.com/watch?v=7bD7hCv7gAE
Document 1 : Réalisation d’empreintes génétiques
Une empreinte génétique ressemble à un code barres: une alternance de bandes. Ces bandes correspondent à
des fragments d'ADN de longueurs différentes. Après prélèvement d’ADN, celui-ci est amplifié puis découpé
avec des enzymes. Les différents fragments découpés sont séparés après migration dans un gel. Un fragment
court migre plus loin qu'un fragment long, et puisque selon les individus, la taille des fragments d'ADN varie,
cela permet d'identifier l'origine de l'ADN prélevé sur un individu. La comparaison des fragments à partir
d’échantillons indiquera l'éventuelle parenté entre les ADN analysés.
Connaissances
Capacités
L’analyse de l’ADN permet d’identifier un individu
et d’établir sa filiation.
Exploiter des ressources documentaires pour :
- comparer des empreintes génétiques.