Sciences 9 Annexe A1

Annexe A
STSE Module 1
Hérédité, génétique et génie génétique

224 SCIENCES 9e ANNÉE : PROGRAMME D’ÉTUDES
ANNEXE A
Remarques importantes
Les modules STSE doivent servir de référence à
l’enseignant. Chacun de ces modules est conçu pour
 obtenirdesrésultatsd’apprentissagespéciquesducours
de sciences en 9eannée.Soulignonsquelesactivités
 associéesàchaquemodulene sont pas obligatoires. Il
 s’agitdesuggestionsquel’enseignantpourraounon
utiliser.

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ANNEXE A
SCIENCES 9e ANNÉE : PROGRAMME D’ÉTUDES
Hérédité, génétique et génie génétique
Résultats d’apprentissage spécifiques :
• donnerdesexemplesdelacontributionduCanadaauxsciencesetàlatechnologierelativesàl’hérédité
et au génie génétique (112-12);
• évaluerl’informationetlesfaitsréunisausujetdelagénétiqueetdugéniegénétique(209-5,2108);
• releverlesgrandstournantsdanslacompréhensionscientiquedelagénétique(110-3);
• donnerdesexemplesdelafaçondontlaconnaissancedesfonctionscellulairesapermisle
développementdestechnologies(111-1).
Introduction
Legéniegénétiquesoulèvedenombreuxdébats.
Pourcertains,iloffreunimmensepotentielpour
accroîtrel’approvisionnementalimentaireetguérirde
nombreusesmaladies.Pourd’autres,quijugentqu’on
neconnaîtpasassezleséventuelseffetsnégatifsdu
géniegénétique,ilconstitueplutôtunemenacepour
notremondeetnotresociété.Dequelcôtépenchez-
vous?Pourquoi?Vousêtes-vousforgéuneopinion
aprèsavoirexaminéattentivementl’information
disponible,oubienvousezvousàdesavisetàdes
renseignementserronés?
Quandils’agitdequestionstouchantlessciencesetla
technologie,ilestimportantdeprendredesdécisions
éclairées.Ainsi,encequiconcernelegéniegénétique,
ilfautd’abords’informersurlesujet.
DanscemoduleSTSE,nouspasseronsenrevue
l’histoiredesconnaissancessurl’héréditéetla
génétiquequiontmenéàlasciencemoderne
dugéniegénétique.Nousaborderonsaussila
contributiondestechnologiesdugéniegénétiqueàla
productionalimentaireetàlamédecine.
Hérédité
Vousavezàlamaisonunalbumouuneboîteà
chaussurescontenantd’anciennesphotosdevos
parentsetgrands-parentsdansleur«jeunetemps».
Enlesregardant,unechosevoussauteauxyeux:
vousressemblezàcertainesdecespersonnes.Avez
vouslesyeuxdevotremère?Lenezdevotrepère?
Êtes-vousleportraittoutcrachéd’unparent?Le 
«dignelsdevotrepère»?
Lestraitscommelacouleurdesyeuxetdescheveux
oulataillevousviennentdevosparents.C’estce
qu’onappellel’hérédité.Sileconceptd’héréditéest
connudepuisdesmillénaires,lafaçondontlestraits
setransmettentdesparentsauxenfantsestdemeurée
unmystèrejusqu’àrécemment.
Figure 1. GregorMendel(1822-1884)moineautrichienquienseignait
lessciencesnaturellesàdesélèvesdusecondaire.Ilfutlepremieràsuivre
àlatracelatransmissiondestraitsd’unegénérationàl’autre.Onl’appelle
souventle«pèredelagénétiquemoderne».
Uncertainnombre
dethéoriesont
étéavancéespour
expliquerl’hérédité.Le
premieràendonner
uneexplicationplus
oumoinsexactefut
GregorMendel,moine
etbotanisteautrichien
peuconnu.

226 SCIENCES 9e ANNÉE : PROGRAMME D’ÉTUDES
ANNEXE A
Premières théories sur l’hérédité
Avantl’époquedeMendel,plusieursthéoriesfurent
avancéespourexpliquerl’hérédité.
Aristote(384-322avantJ.C.)croyaitquel’hérédité
étaitcauséepardeminusculesparticulesprovenant
detouteslespartiesducorps.Ilavaitbaptiséces
particulespangènes.Ilpensaitquetantlespermeque
l’ovulecontenaient
cespangènes.
Laréunionde
l’ovuleetdu
spermeprovoquait
latransmission
destraits.La
théoried’Aristote
aétélargement
acceptéejusqu’au
19e siècleetelle
aétéadoptéepar
des scientifiques
renomméscomme
JeanBaptistede
LamarketCharles
Darwin.
Parmilespremières
théories,citonsaussicelled’AntonvonLeeuwenhoek
selonlaquelletouslestraitssonthéritésdupère,et
unethéorieopposéeselonlaquellel’œufmaternel
contienttousles
traitstransmis.
Au19esiècle,
la théorie du
mélange tient le
hautdupavéen
suggérant que
les descendants
héritentenparts
égales des traits
deleursparents.
Si,parexemple,
un des parents est
grand et l’autre
petit,leurprogénitureseradetaillemoyenne.
Figure 2.L’exempleci-dessusillustrecommentlescouleursd’uneespèce
deeursefondraientenuneseulecouleursilathéoriedumélangeétait
exacte.AveclapermissiondeWikipediacommons.
NédanslenorddelaFrance,
JeanBaptistedeLamark(1744-
1829)étudiapourdevenir
jésuiteavantdes’enrôlerdans
l’armée.Aprèsavoirquitté
l’armée,ildevintcommisde
banqueàParis,avantd’étudier
lamédecineetlabotanique
(dontildevintungrand
spécialiste).Plustard,ilenseigna
auMuséenationald’histoire
naturelle,oùilfutresponsable
desinsectesetdesvers(auxquels
ilconnaissaitpeudechoses).
Ilrelevacetimmensedéde
défrichercenouveauchampde
labiologieetdeledévelopper.Il
forgealeterme«invertébré».
Antony van Leeuvenhoek (prononcer
Laywenhook)(1632-1723)
estnéenHollande.Ilfut
marchandd’étoffes,dégustateur
devin,représentantmunicipalet
géomètre.Bienquepeuinstruit,
ils’intéressaitauxmicroscopes.
Ilexpérimentadiverstypesde
lentillesetamélioralapuissancede
grossissementdesesmicroscopes.
Ilfutl’undespremiersàobserver
lesmicroorganismes.Ildécrivit
diverstypesdebactériesetcalcula
leurtaille.
Cesscientiquesavaientunpointcommun:ils
tentaienttousd’expliquerunphénomènedontla
majoritédesgensavaientconscience,soitque
«quelquechose»,«unmécanismequelconque»,
régissaitlafaçondontlestraitsétaienttransmisd’une
générationàl’autre.Lesvachesnoires,parexemple,
donnaientgénéralementnaissanceàdesveauxnoirs;
lesplantesquiprovenaientdegrainesproduisant
deseursrougesproduisaientgénéralementdes
grainesquiproduisaientdeseursrouges,etc.Bref,il
semblaityavoirune«loidel’hérédité».Lesfaitset
observationsdechaquescientiqueontétéanalysés
etdébattuspourexpliquercette«loi».Lesthéories
quienontdécouléétaientfondéessurlesdonnées
disponiblesàl’époque.
Commevousleverrez,certainesdecesthéories
contenaientunepartdevérité,maischacunea
niparêtreremplacée.S’ilestfacilepournous
aujourd’huidepenser,parrapportàcespremières
théories,queleursauteursdevaientêtrefous
pourcroiredeschosespareilles,nousdevrionsen
proterpourrééchirsurlafaçondontlascience
progresseauldutemps.Habituellement,lesjeunes
scientiquesajoutentauxtravauxetauxidéesdeceux
quilesontprécédés.Danslamajoritécescas,ilsuft
dechangementsrelativementmineursàuneancienne
théoriepourqu’ellesoitconformeauxnouvelles
observations.Cependant,ilarriveparfoisquede
nouvellesrecherches,innovatrices,forcentàfaire
tablerased’unethéorie.C’estcequiestarrivéaux
premièresthéoriessurl’hérédité.

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ANNEXE A
SCIENCES 9e ANNÉE : PROGRAMME D’ÉTUDES
Figure 3. Plantedepoisaveceurspourpres.
La théorie de Mendel
Nombredespremièresthéoriessefondaientsurdes
observationsfaitesd’unemanièrenonrigoureusequi
nerépondaitpasauxcritèresd’uneméthodologie
scientiqueacceptable.
En1856,GregorMendelentrepritdesexpériences
surdespois(Pisumsativum).Méticuleux,ilprenait
desnotesettenaitunregistreprécisdecequ’ilfaisait
etdesrésultatsobservés.Lesdonnéesrecueillies
provenaientdesrésultatsobtenusparlecroisement
d’ungrandnombredeplantesdepois.Beaucoup
conviendraientaujourd’huiquelaméthodologiede
Mendelétait«scientique».
Travaillantaveclesplantesdepois,Mendelconstate
qu’uncertainnombredetraitssonttoujoursprésents
endeuxvariantesseulement.Laeurdupois,par
exemple,estsoitpourpre,soitblanche;iln’yapas
decouleurintermédiaire.C’étaituneobservation
déterminante,carelle
contredisaitlathéorie
dumélangeacceptée
pardenombreuxgrands
scientiquesdel’époquede
Mendel.
Danssesexpériences,Mendelcroisedesplantesde
poispossédantdestraitsdifférentspourobserverà
quellefréquencecesdifférencesserépètentauldes
générations.
Dansuneséried’expériences,ilfécondedesplantes
depoisàeurspourpresavecdesplantesàeurs
blanches.Ilrécoltelesgrainesdececroisementet
lesplante.Lesnouvellesplantesdonnenttoutesdes
eurspourpres.Mendeldésignelacouleurpourpre
deseurscommeétantletrait dominant.Ilcroise
ensuiteensemblecesplantesdepremièregénération
(eurspourpresaveceurspourpres).Ilconstateque
letraitdominant,lepourpre,estprésentchez75%
desplantesdeladeuxièmegénérationets’étonnede
voirque25%desplantesontdeseursblanches,
soitunrapportde3pour1.Letrait«eurblanche»
quisemblaitdisparuchezlapremièregénérationest
réapparudansladeuxième,ensituationminoritaire.
Mendeldésignelacouleurblanchecommeétantle
trait récessif.
Mendelréalisedenombreusesexpériencessurdes
plantesdepoisprésentanttouteunegammedetraits
différents.Ilobservesouventlamêmeproportionde
3traitsdominantspour1traitrécessif.Ilcomprend
quecetteproportionestlaclédumystèrede
l’hérédité.
Mendelpubliesesidéespourlapremièrefoisen
1866.Voicisesconclusions:
lestraitssontdeminuscules• unités d’hérédité
transmisestellesquellesàlagénérationsuivante;
lagénérationsuivantereçoitcesunitésparpaires•
–uneunitédechaqueparent;
unindividupeutnepasafchercestraits,mais•
lestransmettreàlagénérationsuivante.
Malgrél’importancedutravaildeMendel,la
communautéscientiqueestrestéesourdeàsesidées
pendantprèsde40ans.
Génétique
DepuislaredécouvertedelathéoriedeMendelau
débutdu20esiècle,lesconnaissancesausujetdela
génétique–étudedel’hérédité–etdugène–unité
del’héréditédeMendel–ontdécuplé.
Leschercheursontvitecomprisl’importancedes
chromosomescontenusdanslenoyaudelacellule.
Lamajoritédescelluleshumainescontiennent46
chromosomesorganisésen23paires.Pendantla
divisionmitotique,ceschromosomessontcopiés
anquechaquenouvellecelluleenreçoivelemême
nombre.Toutefois,danslaproductiondescellules
sexuelles(spermatozoïdeetovule),lenombrede
chromosomesestcoupédemoitié.Chaqueovuleou
spermatozoïdereçoitunseulchromosomedechaque
paire.
Leschromosomessontdelongsbrinsd’acide