Atelier 10 - Génétique et biodiversité des sols

Date : novembre 2014
FICHE PEDAGOGIQUE
Atelier 10 Génétique et biodiversité des sols
Le sol apparaît souvent comme un ensemble homogène. Néanmoins, divers
organismes vivants, invisibles à l’œil nu, le constituent. Le but de cet atelier est de
déterminer, grâce à des marqueurs moléculaires, la composition de divers sols.
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Durée : 3h
•
Niveau scolaire : Terminale S, Terminale STL
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Objectifs généraux
- Sensibiliser les élèves aux techniques de biologie moléculaire utilisées
couramment au laboratoire, avec leurs objectifs et leurs limites
- Permettre
aux
élèves
de
développer
une
démarche
d’expérimentation
- Amener les élèves à appréhender la biodiversité des sols
•
Eléments du programme scolaire concernés
Programme de Terminale STL (Chimie-Biochimie-Sciences du vivant)
- Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent
de l’information génétique. En particulier, point 4.6 : l’ADN est un
objet des biotechnologies.
- Thème 5.2 : Le sol et l’agrosystème sont deux écosystèmes de
surface.
Programme de Terminale S (SVT)
- Thème 1-A-2 : Diversification génétique et diversification des êtres
vivants.
- Thème 1-A-3 : De la diversification des êtres vivants à l’évolution e la
biodiversité.
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Notions abordées
- ADN (localisation, propriétés, structure, composition)
- Organismes procaryotes, eucaryotes
- Gène (structure, fonction)
- Méiose et fécondation
- Transcription, traduction
- Espèces et ancêtre commun
- Diversification des génomes
- Evolution du vivant
- Biodiversité
• Pour les élèves, pré-requis éventuels
Aucun. Toutes les notions de génétique utiles à la compréhension de l’atelier sont
vues ou revues lors d’un exposé préparatoire.
Terre des Sciences - Ecole de l’ADN des Pays de la Loire
16 Boulevard Daviers, 49045 Angers cedex
( 02 41 22 66 18 / e-mail : [email protected]
Date : novembre 2014
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FICHE PEDAGOGIQUE
Matériel à prévoir par les participants
- Blouse
- De quoi écrire
• Déroulement de l’atelier
Alternance d’exposés théoriques, d’ateliers pratiques et d’exercices d’aide à la
compréhension.
Titre et objectifs de l’étape
Notions de génétique
Objectif :
- Présenter aux élèves les notions de
génétique indispensables à la
compréhension de l’atelier
Extraction de l’ADN du sol
Objectifs :
- Pratiquer un geste technique
permettant d’extraire l’ADN global du
sol
- Comprendre et expérimenter la
technique d’extraction d’ADN
Amplification de marqueurs
génétiques
Objectifs :
- Comprendre et expérimenter la
technique de PCR
- Appréhender la notion de marqueur
génétique
Révélation et analyse des PCR par
électrophorèse
Objectifs :
- Comprendre et expérimenter la
technique d’électrophorèse
- Appréhender les limites des
techniques utilisées
- Appréhender la biodiversité des sols
Une technique plus poussée
développée à l’IUT de La Roche sur
Yon : la PCR TTGE (Temporal
Temperature Gel Electrophoresis)
Objectif :
- Sensibiliser les élèves à la technique
de la PCR TTGE, créé pour compenser
les limites des techniques classiques
Déroulement détaillé
- Présentation des notions à l’aide d’un
diaporama
Durée
20 min
- Apprentissage de l’utilisation d’une
micropipette par la pratique
- Utilisation d’un kit d’extraction pour extraire
l’ADN global du sol
- Diaporama explicitant les étapes d’extraction
d’ADN
- Exercice de synthèse
1h
- Diaporama explicitant la notion de marqueur
moléculaire et la technique de PCR (animation
flash)
- Réalisation des mélanges de PCR grâce à
des marqueurs spécifiques des végétaux, des
bactéries et des champignons
- Lancement de la PCR
20 min
- Préparation d’un gel d’agarose
- Dépôt des mélanges de PCR sur gel
d’agarose
- Electrophorèse et révélation sous UV
- Diaporama explicitant le principe de
l’électrophorèse
- Exercice d’aide à la compréhension
- Analyse des résultats et conclusion quant à
la composition des sols
- Discussion quant aux limites des techniques
utilisées
55 min
- Diaporama explicitant le principe de la PCR
TTGE
- Analyse de résultats réels obtenus par l’IUT
de la Roche sur Yon
- Comparaison des deux techniques
Terre des Sciences - Ecole de l’ADN des Pays de la Loire
16 Boulevard Daviers, 49045 Angers cedex
( 02 41 22 66 18 / e-mail : [email protected]
25 min