Eveline REY Juin

Eveline Rey - Juin

Description

Niveau: Secondaire, Lycée, Seconde
Eveline REY - Juin 2011 Thèmes I - A et III - B : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique / Variation génétique et santé Problématique Fil conducteur Activités - Supports Capacités et attitudes Notions exigibles (BO) prérequis 3è, 2nde partie IIIB Comment la reproduction cellulaire permet- elle de produire des cellules possédant la même information génétique? Chap 1 : Transmission du patrimoine génétique lors de la reproduction cellulaire Intro/accroche : Les cellules de l'organisme, à l'exception des cellules reproductrices, possèdent la même information génétique que la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions successives ? possibilités de clonage thérapeutique. Les chromosomes présents dans le noyau sont le support de l'information génétique.

• démarche scientifique


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Sujets

• Seconde
• lycée
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Informations

• Publié par: thuib
• Date de parution: 01 juin 2011
• Nombre de lectures: 46
• Langue: Français

Extrait

Ebauche de progression/ Partie 1A / Juin 2011/ ChristineMariani.

Partie 1A Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique 7 à 8semaines Choix 2011/2012 : partie1A post 3A. Chap.I Le devenirdu patrimoine génétique au cours de la vie d’une cellule. Semaines 1 et 2 : Prérequis Troisième La celluleœuf est le point de départ d’un organisme sexué. Elle contient l’information génétique de l’espèce et de l’individu propre dont l’ADN et les chromosomes sontles supports. Elle va se diviser pour donner les cellules d’un organisme qualifié alors de pluricellulaire. Problématique : Comment l’information génétique vat elle se transmettre et se conserver au cours des divisions cellulaires ? TP1 : Evolution du matériel génétique au cours de la vie d’une cellule : Evaluation d’une ou plusieurscompétences avec capacités ciblées Comment évolue le matériel génétique au cours de la vie d’une cellule? Cours 1h /Plan du cours: I Le devenir du matériel génétique au cours de la vie cellulaire. A) Lecycle cellulaire. 1Evolution du taux d’ADN 2 _Les différents états du matériel génétique au cours du cycle.

Activités/Supports

Oral Tâche complexe : A partir du matériel à disposition, montrez que le matériel génétique évolue quantitativementlors de la vie d’une celluleet qu’il y présente différents aspects. Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… + Doc.secours à prévoir) Courbe du taux d’ADN à tracer, à analyser et à interpréter + électronographies MET et MEB. Lames déjà prètesoù l’on trouve à la fois des cellules en interphase et en mitose/ croquis, tableau comparatif… Maquettes fils, etc… Schéma de synthèseà construire Reprise TP1 + courbe

Compétences prolongeant le socle Notions commun Capacités etattitudes

Maîtriser la langue française Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique. Utiliser des connaissances Maîtriser la langue française Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique. Acquérir autonomie et initiative. Pratiquer une démarche scientifique Manipuler Communiquer  dans un langage écrit et graphique. appropriés.  en lien avec le langage mathématique Extraire et exploiter des informations de différents documents. Pratiquer une démarche scientifique Manipuler et expérimenter Effectuer un geste technique Respecter les rêgles de sécurité Communiquer  dans un langage écrit, graphique et numérique à l’oral Exploiter des résultats avec TICE

Caryotypes, celluleœuf, caryotypes L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes. La vie d’une cellule est caractérisée par un cycle cellulaire. Ce cycle est constitué d’une interphase, ellemême découpé en 3 phases : G1, S et G2 et d’une mitose. Les chromosomes sont donc des structures constantes des cellules eucaryotes, mais qui présentent des états de condensation variable au cours du cycle cellulaire:une chromatide en G1, 2 en S et en G2, mais leur condensation seramaximale en mitose, notamment en mitose.

TP 2: Les différentes étapes de la division cellulaire. Comment le nombre de chromosomes se conservetil au cours des divisions cellulaires ? Cours 1h B) Lamitose. Semaine 3 : Prérequis Seconde Les chromosomes sont le support de l’information génétique. Grâce à la fabrication d’une nouvelle chromatique, leur nombre est conservé lors de la mitose. II Le devenir du patrimoine génétique au cours du cycle cellulaire. Le nombre de chromosomesest conservé dans ces 2 cellulesfilles issues de la mitose Problématique : Comment l’information génétiquepeut elle être conservée elle aussi ? TP 3 : la conservation de l’information génétique au cours du cycle cellulaire: (1.25 h) + 0.75h préparation sur gélose: ensemencement + UV/ crème solaire possible en pluspour la semaine suivante Evalué Cours 1h ou évaluation selon bilan, selon mitose donnée en évaluation ou pas

Tâche complexe : A partir du matériel à disposition, envisagez le devenir des chromosomes lors de la division cellulaire.Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… + Doc.secours à prévoir) Protocole : Evalué Réaliser une préparation microscopique et observer au microscope des divisionsde cellules eucaryotes(racines d’ail…) Acquisition numérique Maquettes de chromosomes Pour la séance (cours) suivante : identification de différentes phases En exercice formatif ou en évaluation rapide Oral + maquette ADN Tâche complexe : A partir du matériel à disposition,montrez que l’information portée par l’ADN est conservée, grâce à des propriétésparticulières de la molécule et se transmet ainsi aux cellulesfilles.Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… + Doc.secours à prévoir) Document sur les 3 modèles envisagés. Expérience historique de Meselson et Stahl Kit maquettesADN à monter Photographies d’œil de réplication Pour aborder la réplication de l’ADN : Un travail interactif à partir des expérienceshttp://pedagogie.ac toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gueraut/stahl/TRES BIEN OUsnv jussieuwww.snv.jussieu.fr/vie/dossiers Un travail à partir d’une animation :réflexion sur les résultats attendus et sur leur interprétation (à partir du site medecine.unige.ch par exemple) http://www.medecine.unige.ch/enseignement/dnaftb/20/concept/index.html Ex. Formatif : Taylor et/ou BrDU–en DM possible aussi

Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Utiliser des connaissances Recenser, extraire et interpréter des informations. Pratiquer une démarche scientifique Communiquersous forme de schémas. Manipuler et expérimenter. Modéliser Manifester sens de l’observation, curiosité et esprit critique. Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques. Maîtriser les techniques de l’information et de la communication. Utiliser les TICE.

En général la division cellulaire est une reproduction conforme qui conserve toutes les caractéristiques du caryotype (nombre et morphologie des chromosomes). La mitose est une reproduction conforme :une cellule–divisemère se en 2 cellulesfilles qui conservent le nombre initial de chromosomes. Notions sur la mitose. ADN, Double hélice,Nucléotides, bases azotées. Chaque chromatide contient une molécule d’ADN. Au cours de la phase S, l’ADN subit la réplication semiconservative.En absence d’erreur, ce phénomène préserve, par copie conforme, la séquence des nucléotides. A expliquer simplement sans détails enzymes La molécule d’ADN s’ouvre et chaque brin de la mère est recopié par complémentarité des nucléotides qui viennent s’incorporer en face. On obtient 2 molécules  filles identiques à la mère du point de vue informationnel. Ainsi, les deux cellules filles provenant par mitose d’une cellule mère possèdent la même information génétique.

Semaine 4: Chap.II Variabilité génétique et mutation(s)de l’ADN Prérequis Seconde/ Troisième Le monde vivant se caractérise par une grande variabilité des espèces et des individus en leur sein. L’apparition de nouveaux caractères est en lien avec des modifications de l’information génétique. Problématique : Comment de telles modifications de l'information génétique peuventelles survenir? Quel est leur impact sur le monde vivant? TP4 L’apparition de mutations (2h) Comment de telles modifications de l'information génétique peuventelles survenir? IL’apparition de mutations: Cours 1h/ Semaine 5 : TP5 mutations et biodiversité (1.5h) Quel est leur impact sur le monde vivant? + Bilan : cours 0.5h II Les mutations, source de biodiversité: Idée TPE Donner un DM Voir avec dates DS

Oral Tâche complexe / A partir des matériels à disposition, montrez que des modifications spontanées de l’ADN peuvent survenir et que l’environnement peut influer sur leur apparition. Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… +Doc.secours à prévoir) PCRsur site http://www.enslyon.fr/RELIE/PCR/accueil/public.htm + documentsur fréquences des mutations / nombre d’exemplaires obtenus par PCR. Analyse des résultats des cultures avec UV Evalué Logiciel Anagène. Xeroderma et dimères T/ réparation de l’ADN BILAN Biodiversité et mutations / faire un lien Xeroderma, donc peau/ avec gènes de la couleur de peau, réflectance, fréquence des mélanomes : une piste possibleLIEN AVEC 3B Couleur de la peau,gène MC1R,gène slc24a5, projet « HapMap » slc24a5 peut contribuer à la couleur de la peau chez les êtres humains. Certaines variantes du gène SLC24a5 pourraient être nécessaires au développement d’yeux clairs et de cheveux clairs, d’après Cheng. Le poisson zèbre et la couleur de la peau Science, 16 décembre 2005.A. Langaneyet al,Tous parents, tous différents. Musée eclf.educanet2.ch/info/.ws_gen/23 National d’Histoire Naturelle, 1995. = Lien avec acides aminés amenant le chap.III Répartition mondiale de la pigmentation SiteHominidés Carte de l’énergie solaire reçue Fréquence des mélanomes et couleur de peau Ouvégétaux, autres espèces animales, etc…biodiversité sur

Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Restituer des connaissances Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Pratiquer une démarche scientifique Exprimer et exploiter des résultats Maîtriser les techniques de l’information et de la communication. Utiliser les TICE. Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes. Posséder des compétences sociales et civiques. Acquérir uneculture humaniste. Manifester sens de l’observation, curiosité et esprit critique. Etre conscientde sa responsabilité face à l’environnementet sa santé. Avoir une bonne maîtrise de son corps. Recenser, extraire et interpréter des informations. Utiliser les TICE.

ième 3 :L’apparition de caractères nouveaux au cours des générations suggère des modifications de l’information génétique : ce sont les mutations. 2nde : La variation génétique repose sur la variabilité de la molécule d’ADN (mutation). La diversité des allèles est l’un des aspects de la biodiversité. Pendant la réplication de l’ADN surviennent des erreurs spontanées et rares, dont la fréquence est augmentée par l’action d’agents mutagènes. L’ADN peut aussi être endommagé en dehors de la réplication. Des modifications somatiques du génome surviennent par mutations spontanées ou favorisée par un agent mutagène. D’autres sont dues à des infections virales. Le plus souvent l’erreur est réparée par des systèmes enzymatiques. Quand elle ne l’est pas, si les modifications n’empêchent pas la survie de la cellule, il apparaît une mutation, qui sera transmise si la cellule se divise. Les mutations sont la source aléatoire de la diversité des allèles, fondement de la biodiversité.

Semaine 5 : (suite) Cours 1 h Chap.IIIL’expression du patrimoine génétique Prérequis / Troisième/ seconde Les allèles des gènes permettent l’expression des caractères d’un individu. Certaines modifications de l’ADN entraînent l’apparition de nouveaux caractères. Problématique : Comment le patrimoine génétique permetil l’expression d’un caractère? Quel est le lien entre ADN et caractère ? I Approche historique de la relation gèneprotéine. Semaine 6 TP6 ADNet signification du langage nucléique (2h) Transcription + code génétique Evaluationd’une ou plusieurs compétences avec capacités ciblées Quel est le lien entre séquence de l’ADN et séquence d’acides aminés?

Génétique des groupes sanguins (Logiciel ABO) rapide en vidéo projection! Document Beadle et Tatum Logiciel Rastop et Anagène de façon démonstatrive pour l’instant ADNAcides aminés Tâche complexe / A partir des matériels àdisposition, montrezqu’il existe une relation entre la séquence de l’ADN et la séquence d’acides aminés et envisagez comment l’information portée par l’ADNestelle décodée. Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… + Doc.secours à prévoir) Logiciel Anagène Notion de système de correspondance, nucléotides/ acides aminés Expériences deJean Brachet. Années 40 : corrélation synthèse ARN et activité protéique 1955: persistance de cette synthèse dans une cellule privée de noyau. Existenced’un intermédiaire: ARN Document : taille en nombre de nucléotidesdes ARN tritiés en fonction du temps :notiond’ARN prémessager Logiciel ADN/ARNmécanismes de la transcription ADN/ARN Document photographique : hybridation ADN ovalbulmine/ARN

Notion de maturation (= épissage) chez les Eucaryotes Travail sur hypothèses possibles de correspondance / Avec maquettes,modélisation de l’expérience de NIREMBERG ET MATTHAEI.correspondance décodée + signification du code génétique Si élèves rapides, Traduction

Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Restituer des connaissances Extraire et exploiter des informations de différents documents. Pratiquer une démarche scientifique Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Maîtriser les techniques de l’information et de la communication. Pratiquer une démarche scientifique Manipuler Modéliser Extraire et exploiter des informations de différents documents. Utiliser lesTICE Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique. Manifester sens de l’observation, curiosité et esprit critique. Etre capable d’attitude critique face aux ressources documentaires Acquérir uneculture humaniste. Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques. Posséder des compétences sociales et civiques. Comprendre la nature provisoire, en devenir, du savoir scientifique.

ième 3 :Un gène peut exister sous des versions différentes appelées allèles. Les allèles sont à l’origine de l’expression de caractères de l’individu. 2nde : la biodiversité met en jeu la sélection d’allèles et donc un impact du milieu environnant. La séquence des nucléotides d’une molécule d’ADN représente une information,contenue dans le noyau chez les eucaryotes.Les protéines en sont l’expression primaire.Elles sont constituées d’un enchaînement d’acides aminés. Le code génétique est le système de correspondance mis en jeu lors de la traduction de cette information. À quelques exceptions près, il est commun à tous les êtres vivants. Les portions codantes de l’ADN comportent l’information nécessaire à la synthèse de chaînes protéiques issues de l’assemblage d’acides aminés. Chez les eucaryotes, la transcription est la fabrication, dans le noyau, d’une molécule d’ARN prémessager, complémentaire du brin codant de l’ADN. Après une éventuelle maturation, l’ARN messager est traduit en protéines dans le cytoplasme. Un même ARN prémessager peut subir, suivant le contexte, des maturations différentes et donc être à l’origine de plusieurs protéines différentes.

Cours : (1h) bilan II Du gène à la protéine A) Latranscription de l’ADN Semaine 7 : TP 7De l’ARN prémessager à la protéine (1.5h) Comment les protéines sontelles fabriquées au niveau du cytoplasme? Bilan (0.5h) B) Latraduction C) Unmëme gène pour plusieurs protéines Cours suivant : Evaluation sommative possible

Semaine 8 Un organisme est constitué de cellules assemblées en tissus, euxmême assemblés en organes. Les protéines sont la base du phénotype, donc des caractères de l’individu. Comment les protéines permettent ellesl’expression de ce caractèreau niveau macroscopique ? Quel est le lien entreénot pe etphénot pe?

En fonction du niveau des élèves, on les fera alors traduire et on traitera de la maturation diéffrente en 1 h de cours sinon, en TP suivant,traduction avec logiciel + construction d’une démarche pour aboutir à l’hypothèse de maturationdifférentes et travail plus diversifié sur les maturations diféfrentes. (d’où les 7 à 8 semaines) bilan TP6 Logiciel Anagène/ Logiciel ADN/ARNtraduction des ARNm Microélectronographies. Evalué Documents pour construire une démarche Le gèneDscamde la drosophile qui peut coder jusqu'à 38016 ARN messagers différents. + Un schéma sur son épissage Idée de maturations différentes possible (épissage alternatif) Document sur Tropomyosine humaine* Univ.Pierre et Marie Curie Aborder la régulation des gènes + Pour amener la partie 3B En 2004, environ 9,5% des mutations répertoriées dans HGMD(human gene mutation database)affecteraientl’épissage (http ://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/ docs/hohoho.html). Idée de mutations possibles pendant ces maturations : Pour lelien épissage alternatif/ maladies/ cancers Document élaboré soimême à partir de divers sites Ex. sitewww.inserm.fr/content/download/10205/.../e issa e. df

www.edu.upmc.fr/sdv/.../epissage.html *A simplifier ! Un livre utile :La légende des gènes/ G.Lambert / 2003 Ed.Dunod

L’ensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule est appelé phénotype moléculaire. Celuici dépend de la nature des gènes et de leur expression, ellemême sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés.

TP8 L’étude du phénotype drépanocytaire. Evalué Bilan IV Les différentes échellesd’un phénotype

Tâche complexe: à partir des matériels à disposition, déterminez l’origine de la drépanocytose et ses différents niveaux d’expression.Vous réaliserez un schéma fonctionnel en bilan. Envisagez des traitements possibles Expliquer les productions attendues (Fiches, etc… + Doc.secours à prévoir) Préparations microscopiques de sang drépanocytaire et sain Logiciel Anagène Documents niveau macroscopique.

SUITE. Partie 3B Variation génétique et santé3 à 4semaines

Maîtriser les principaux éléments mathématiques et la culture scientifique et technologique Maîtriser les techniques de l’information et de la communication. Pratiquer une démarche scientifique Manipuler Extraire et exploiter des informations de différents documents. Utiliser lesTICE Communiquer par un schéma fonctionnel Manifester sens de l’observation, curiosité et esprit critique. Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques. Etre capable d’attitude critique face aux ressources documentaires Posséder des compétences sociales et civiques. santé publique

Le phénotype macroscopique dépend du phénotype cellulaire, luimême induit par le phénotype moléculaire.