Cours 2011 " L’unité et la diversité des êtres humains"

L’essentiel du cours. Des photos de TP et autres documents seront progressivement ajoutés

A) Pourquoi ressemblons-nous plus à nos parents qu’à nos voisins ?

Activités [s’informer]

  • Dans un tableau, je classe les caractères partagés avec un camarade de classe, et les caractères qui me sont propres.
  • Lecture et compréhension du texte page 12
  • Pistes de travail 3 et 4 page 13 (étude des caractères à travers un arbre généalogique), ainsi que « pour conclure » page 13

Activity : a family tree + questions

Bilan 1  

Les parents transmettent certains caractères à leurs enfants : ce sont les caractères héréditaires. On reçoit ainsi des caractères héréditaires spécifiques, c’est-à-dire ceux qui font que l’on est classé parmi les êtres humains (exemple : deux yeux en façade, un cerveau développé...).

Certains de ces caractères héréditaires présentent des variations individuelles (exemple : la couleur des yeux). C’est ainsi que l’on explique des ressemblances entre parents.

Un individu peut présenter des caractères non héréditaires, qui dépendent de l’environnement ou du mode de vie (exemples : le bronzage, une musculature développée...).

Vocabulary : inherited traits or inherited caracteristic

B) Des clones, des vrais jumeaux : comment expliquer ces ressemblances parfaites ?

Activités 1 [communiquer]

Traduire un schéma sous forme d’un discours oral (la naissance de la brebis Dolly, le premier mammifère cloné en 1996).

Activité 2 [raisonner]

Après avoir bien observé le schéma sur les jumeaux, et d’après vos connaissances sur le clonage, proposer une hypothèse pour expliquer la ressemblance parfaite entre les vrais jumeaux. Activité réalisable aussi directement en formulant des hypothèses, le schéma des jumeaux ne venant qu’après en aide.

Activité 3 [raisonner]

Évaluer cette hypothèse (dire si elle est validée ou non) en observant le résultat de l’expérience du document 1 page 14. Formuler une conclusion sur la façon dont les caractères héréditaires sont transmis des parents aux descendants.

Bilan 2

Le noyau de n’importe quelle cellule d’un individu, renferme l’information permettant la réalisation des caractères héréditaires de cette personne. On appelle cette information le programme génétique ou l’information génétique.

Le noyau de la cellule-œuf (issue d’une fécondation) contient déjà ce programme génétique, qui permet tout le développement et la réalisation des caractères héréditaires du nouvel individu.

Les clones et les vrais jumeaux partagent les mêmes caractères héréditaires car ils partagent le même programme génétique.

Doc. brebis Dolly + expérience de transfert de noyau pages 14 et 23

Exercices d’application : breeding animals (fiche), 7 et 8 page 23

Complément d’information sur le clonage :

- Depuis Dolly, quelles espèces animales est-on parvenu à cloner à partir de cellules somatiques(du corps) ? M. W. : La vache, le porc, la chèvre, le cheval, la souris, le rat, le chien, le chat, le lapin et, dernièrement, le furet.

C) Quel est le support de ce programme génétique propre à chacun et présent dans le noyau de nos cellules ?

Activité : démarche d’investigation avec travaux pratiques (voir la fiche : s’informer sur la molécule support du programme génétique, localiser cette molécule dans les cellules buccales à l’aide d’un colorant spécifique, observer des noyaux de cellules en division teintés avec le même colorant, comparaison et émergence d’un nouveau problème).

Suite de la démarche d’investigation : dessin et compte rendu ramassé. Correction du TP et projection des photos prises lors du TP, discussion. Découverte des caryotypes (document à coller et vidéo), comparaison du caryotype d’un homme et d’une femme.

Bilan 3

Dans chaque noyau d’une cellule humaine, on trouve 23 paires de chromosomes soit 46 au total. Ils sont chacun faits d’ADN, une longue molécule (ADN : acide désoxyribonucléique). Ils sont mieux visibles quand la cellule se divise.On a une paire de chromosomes sexuels (deux chromosomes X pour les femmes, un chromosome X et un chromosome Y pour les hommes). Les autres chromosomes portent juste le numéro de leur paire. Les chromosomes, principaux éléments du noyau, sont donc le support du programme génétique.

+ Schéma bilan page 19

D) Comment expliquer l’aspect des chromosomes lors d’une division cellulaire ?

Activités 1

  • S’informer à partir d’une vidéo (en anglais) sur la structure de l’ADN. Pistes de travail 1 et 2 page 29 (s’informer)
  • Modéliser l’aspect des chromosomes dans une cellule en division, l’aspect des chromosomes d’une cellule qui n’est pas en division à partir de 2 fils (à vous de voir s’il vous faut un ou deux fils).
Bilan 4

Les molécules d’ADN se compactent (se condensent) lors d’une division cellulaire : le chromosome prend alors la forme d’un H (bâtonnet double).

Quand la cellule n’est pas en cours de division, l’ADN des chromosomes est décondensé, déroulé, et occupe tout l’intérieur du noyau.

Schéma cellule en division et cellule au repos ( à partir d’une photo du livre page 26)

Réalisation d’une extraction de molécules d’ADN à partir de cellules buccales

Vos 23 paires de chromosomes, apparemment semblables...font que nous sommes uniques !

E) Comment seulement 23 chromosomes peuvent-ils contrôler toute la diversité des êtres humains ?

Activités

  • Raisonner : formuler une ou des hypothèses (oralement)
  • S’informer sur des anomalies touchant des chromosomes (pistes de travail page 31)
  • Correction des activités (découverte de la notion de gène)
  • Bien lire le lexique page 33 (découverte de la notion d’allèle), puis faire l’exercice 7 page 38 ou 11 page 40 par équipe, présenter au tableau le résultat de la recherche en groupe.
Bilan 5

Un gène est une partie d’un chromosome qui porte l’information pour la réalisation d’un caractère héréditaire. Tous les êtres humains possèdent dans chacune de leurs cellules, environ 23 000 gènes, répartis sur les 23 paires de chromosomes. La diversité des individus est due au fait, qu’un gène même peut présenter des variations : ces variations d’un même gène s’appellent les allèles. Exemple : relire les exercices 7 page 38 et 11 page 40.

Doc. sur les gènes

Lire le doc. page 37 sur la thérapie génique.

Exercice d’application : 10 page 39 (revoir le 7 page 38 et le 11 page 40)

F ) Quelles sont les conséquences possibles si un être humain n’a pas 46 chromosomes par cellule ?

Activités :

  • Devoir autour de la trisomie 21 [s’informer, communiquer, savoir adopter une attitude respectueuse en argumentant sur la notion de discrimination]
  • S’informer sur d’autres cas d’anomalies chromosomiques à partir du doc. 6 page 17.
  • Visualiser une vidéo sur l’amniocentèse pour s’informer sur le diagnostic prénatal.
Bilan 6

Si un enfant naît avec un nombre anormal de chromosomes, c’est tout son développement qui sera perturbé. La trisomie 21 (3 chromosomes numéro 21 au lieu de 2) est une anomalie chromosomique.

Certaines anomalies chromosomiques ne permettent pas le développement de l’embryon et il se produit alors un avortement spontané pendant la grossesse.

+ Doc.

Exercices d’application : 7 page 69, 11 page 24

G) Comment peut se former une cellule-œuf avec 47 chromosomes comme dans le cas d’une trisomie 21 ?

Activités

  • Formuler des hypothèses sous forme de schémas (cellules reproductrices -> fécondation -> cellule-œuf).
  • Rechercher des informations utiles pour évaluer vos hypothèses à partir des doc. page 66, page 57.
  • Établir votre synthèse pour répondre au problème sous une forme appropriée.
Bilan 7

Quand les cellules reproductrices se forment dans les ovaires et les testicules, elles ne reçoivent au hasard qu’un seul chromosome de chaque paire. Elles ont donc seulement 23 chromosomes (pas de paires).

Lors d’une fécondation (union de deux cellules reproductrices), les paires de chromosomes vont se former : on obtiendra une cellule-œuf à 46 chromosomes.

Si une cellule reproductrice intervenant dans une fécondation contient une anomalie (ex. 2 chromosomes 21), alors la cellule-œuf portera aussi une anomalie (ex. 3 chromosomes 21).

Exercice d’application : 6 page 69

H) Pour un individu, toutes ses cellules ont la même information génétique. Comment conserver l’information génétique de la cellule-œuf dans toutes les cellules du corps ?

Activité [Réaliser et communiquer]

Voir la fiche des consignes

Bilan 8

Juste avant une division cellulaire, chaque cellule fabrique une copie de chacun de ses 46 chromosomes (voir l’étape B du schéma). On passe de 46 chromosomes simples à 46 chromosomes doubles (en forme de « H »). L’information génétique est donc dupliquée (copiée). Les copies d’un chromosome se détachent, chacune sera ensuite répartie dans une des deux cellules en cours de formation (voir l’étape A du schéma). Elles reçoivent 46 chromosomes simples. Au final, chaque cellule reçoit ainsi une copie du programme génétique.

Voir le Bordas page 49 pour le schéma bilan

Exercices d’application : 6, 7 page 53

I) L’étude de la transmission des gènes dans une famille : mobiliser ses acquis.

Activité 1 [raisonner]

  • la transmission d’un gène non altéré « les groupes sanguins » : pistes de travail 4 à 6 page 63
  • la transmission d’un gène altéré (une maladie génétique « la mucoviscidose ») : pistes de travail 1 à 3 page 63
Bilan 9

Chaque parent ne transmet au hasard que la moitié de son information génétique (1 allèle sur deux, pour chaque gène) à chacun de ses descendants. Cela se réalise lors de la formation de ses cellules reproductrices (spermatozoïdes ou ovules), puis lors de la fécondation.

Chaque enfant a un programme génétique issu à 50% de sa mère, 50% de son père : il est génétiquement unique.

Une maladie génétique, est une maladie due à un allèle défectueux (une version d’un gène), transmis entre les générations.

A lire : livre pages 36 et 37 "les maladies génétiques"

Exercices d’applications : « La brachydactylie » [niveau expert] ou les exercices 4 page 68, 1 page 68 et 2 page 68 [tout niveau, aide : le cours_corrections page 236]

Contrat de révision pour les notions à maîtriser

Mobiliser ses connaissances pour donner du sens à l’actualité, être curieux, communiquer en réagissant et en dialoguant (qu’est-ce qu’une maladie génétique ? Qu’est-ce que les thérapies géniques ? Le téléthon ? Qu’est-ce que les OGM ? Les OGM sont-ils dangereux pour nous ? Quelles applications pour les OGM ? Qu’est-ce que le cancer ?)