Problématique du chapitre :   comment expliquer la diversité génétique des êtres humains ?

Mes acquis

Diaporama

I- Tous humains, pourtant tous différents

1- Les variations entre individus

– activité n°1 : tous différents

Bilan :

• L’Homme possède des attributs qu’il partage avec d’autres espèces ce qui permet de le classer dans des groupes tels que :
• cellule = ÊTRES VIVANTS
• bouche = ANIMAUX
• squelette interne = VERTÉBRÉS
• poils = MAMMIFÈRES
• pouce opposable = PRIMATES
• Les caractères physiques tels que la couleur des yeux, la taille, la forme du visage changent entre les individus ce qui nous rend unique : ce sont les variations individuelles.
• Pourtant, les individus d’une même famille ont plus de caractères en commun.

Lexique :

• Vertébrés :
• Mammifères :
• Primates :

2- Le suivi des caractères au cours des générations

– activité n°2 : la transmission des caractères

Bilan :

• Certains caractères sont transmis de génération en génération : ils sont héréditaires comme la taille, la couleur des yeux, la forme du nez.
• D’autres subissent des modifications liées à l’environnement comme le bronzage, le poids, la musculature : ils ne se transmettent pas à la descendance.

lexique

• caractères héréditaires : caractères transmis de génération en génération

 

Pb II : où est situé le programme génétique ?

II- La localisation de l’information héréditaire

-> Hypothèse : on sait que notre plan de construction provient de nos parents et que nous sommes issus de l’union d’un spermatozoïde et d’un ovule. De plus, pour nous former, la cellule oeuf s’est multipliées en milliards de cellules. Donc, notre information héréditaire doit être dans nos cellules.

1- Vers l’infiniment petit

– activité n°3 : la localisation dans la cellule

– activité n°4 : les chromosomes

– activité : TP – extraction d’ADN

Bilan :

• L’information héréditaire est localisée dans le noyau des cellules, à l’intérieur des chromosomes. Chaque cellule possède 23 paires de chromosomes soit 46 au total. La dernière paire correspond à la paire de chromosomes sexuels :
• filles : 44 chromosomes + XX = 46 au total
• garçons : 44 chromosomes + XY = 46 au total
• L’ensemble des paires de chromosomes d’une cellule est représenté sur un caryotype. Ils sont classés par paires de taille décroissante.
• Un caryotype permet de contrôler le sexe de l’individu et de possibles anomalies chromosomiques telles que la trisomie 21.
• Comme une pelote de laine, un chromosome se déroule en un long filament d’ADN.

lexique

• caryotype : ensemble des chromosomes d’une cellule classés par paire
• ADN : molécule sous forme d’un long filament qui constitue les chromosomes

-> lien animation

-> Cas particulier des chromosomes X et Y

2- L’écriture de l’information héréditaire

– activité n°5 : des animaux avec des cellules vertes

Bilan :

• L’information héréditaire est écrite sur l’ADN sous forme d’un gène. Chaque gène est localisé au même endroit sur une paire de chromosomes.
• Chaque gène correspond à un l’écriture d’un caractère physique et peut avoir des versions différentes appelées allèles.
• 2 allèles différents peuvent s’exprimer ensemble (ex : A et B = groupe sanguin AB)
• un allèle est dominant (s’exprime) et l’autre récessif (s’écrase) (ex : A et o = groupe A)

lexique

• gène : portion d’un chromosome responsable d’un caractère
• allèle : version d’un gène

 

GENES	ALLELES	ECRITURES
groupe sanguin	A – B – O	A et B dominants o récessif
forme des cheveux	raide – frisé	F dominant r récessif
coagulation du sang	normal – hémophile	N dominant h récessif

 

Bilan :

• L’ensemble des gènes inscrits sur les chromosomes correspond au génotype.
• C’est le plan de construction de l’ensemble des caractères de notre corps, le phénotype.
• Une modification du génotype provoque un changement du phénotype.

lexique

• génotype : ensemble des gènes inscrits sur les chromosomes
• phénotype : ensemble des caractères physiques d’une personne

Cas dans une enquête de police scientifique

III- La transmission de l’information génétique

1- La transmission de l’information de cellule en cellule

-> Problème ==>

-> Proposer des hypothèses

-> Problème : comment maintenir le même nombre de chromosomes pendant la multiplication ?

– activité n°6 : la multiplication cellulaire

 

Bilan :

• La multiplication permet de conserver le nombre de chromosomes donc l’information est identique dans chaque cellule : c’est la mitose.
• Les chromosomes simples brins doublent leur quantité d’ADN = chromosomes doubles.
• Après lorsque les cellules se divise en deux, chaque chromosome (double cad à deux chromatide), se scinde pour reformer des chromosomes simples ( à une chromatide) dans chacune des deux cellules filles.

lexique

• La mitose

2- La transmission du patrimoine génétique des parents

Problème : comment se forment les cellules sexuelles pour maintenir une cellule-oeuf à 46 chromosomes pendant la fécondation ?

– activité n°7 : la fabrication des cellules sexuelles

Bilan :

• Chaque parent donne une moitié de son patrimoine génétique à son enfant.
• Dans les organes reproducteurs, les cellules souches à 46 chromosomes forment donc des gamètes à 23 chromosomes : ce phénomène se nomme la méiose.
• Chaque spermatozoïde ou ovule possède un seul chromosome de chaque paire.
• Les cellules sexuelles possèdent en effet 23 chromosomes.

Remarque :

• 1 paire de chromosomes donne 2 cellules sexuelles différentes = 1 chance sur 2
• 2 paires : 1 chance sur 4
• 3 paires : 1 chance sur 8
• 23 paires : 1 chance sur 8 388 608

= un individu a une chance sur plus de 8 millions de fabriquer 2 cellules sexuelles identiques

3- Les erreurs dans la transmission des informations génétiques

– activité n°8 : les cancers

Bilan :

• Suite à une modification de l’ADN par des facteurs environnementaux (tabac, soleil…), certaines cellules se multiplient de façon anarchique aboutissant à la formation de tumeurs.
• Lorsque des cellules tumorales se propagent dans l’organisme, elles sont à l’origine d’un cancer qui peut entraîner la mort.

 

IV- La fécondation, donne un individu unique

• Il y a une chance sur 8 x 10⁶ d’avoir 2 spermatozoïdes identiques
• Il y a une chance sur 8 x 10⁶ d’avoir 2 ovules identiques

Combien a-t-on de chances d’avoir 2 enfants issus des mêmes parents totalement identique ???

NB : on sait que les vrais jumeaux viennent du même spz et du même ovule (hors jeu)

=> Résultats : (8 x 10⁶) x (8 x 10⁶) = 64 x 10¹²

Des parents ont 1 chance sur 64 000 milliards d’avoir 2 enfants strictement identiques

-> Etude de cas de transmission de caractère génétique

Exemple d’exercice d’application

PAul du groupe [O] et Margauxdu groupe [AB] désirent avoir un fils du même groupe que le papa.

Établir le nombre de chances que leur souhait se réalise

• dessiner le gène “groupe sanguin” sur une paire de chromosome en rouge
• dessiner la paire de chromosomes sexuels en noir

1. Les cellules des parents
2. Les cellules sexuelles des parents

-> remarque : pour fabriquer des cellules sexuelles, on prend un seul chromosome de chaque paire = la moitié

1. Le tableau de fécondation

-> remarque : on présente dans un tableau double entrée les cellules sexuelles des 2 parents (les mêmes que celles représentées ci-dessus).

Chaque case centrale correspond à la fécondation = on additionne les chromosomes du spermatozoïde avec ceux de l’ovule = c’est un nouvel enfant avec des paires de chromosomes.

Réponse au problème :

ils n’ont aucune chance d’avoir un fils du groupe [O] comme papa

BILAN DU CHAPITRE :

Hatier 2016 cycle 4