3e Chap 5 Diversité et stabilité génétique ENQUETE POLICIERE 3e

Chapitre 5 :Diversité et stabilité génétique des individus

12 Mars 2024

BEZIERS News

Béziers

#0120

Crime à l’hôpital

dans l’unité des maladies psychiatriques. Le corps d'un homme d'une trentaine d'années a été retrouvé sans vie, recouvert de sang. La victime a été identifiée, il s'agit d'un infirmier travaillant dans le service.

Le crime a eu lieu dans la nuit de samedi à dimanche, probablement vers 4 heures du matin, lorsque tout le monde dormait et que les infirmiers s’étaient assoupis après un début de nuit agité. En effet, dimanche matin ce fût le choc

La police scientifique

Communiqué de l'hôpital

Etant donné la violence de l’agression, le préfet a ouvert une enquête et les enquêteurs de la police scientifique du PIC sont mobilisés

Les responsables se veulent rassurants en précisant qu’aucun des patients n’est manquant et que la population ne doit pas s’inquiéter.

Ordre de mission :

Laboratoire de la police scientifique

Vous êtes stagiaire dans la police scientifique et technique depuis quelques jours lorsque votre responsable vous appelle dans son bureau. A peine entré il commence : Bonjour, vous avez lu le journal ce matin ? Je ne vais pas vous le cacher, le préfet et le directeur de l’hôpital comptent sur nous pour trouver le coupable dans les plus brefs délais. A vous de jouer!

Sur les lieux du crime

Les témoins

Au laboratoire

Au commissariat

Tu te rends sur les lieux du crime, à l'hôpital, pour relever des indices

Tu interroges des témoins qui se trouvaient aux abords de l'hôpital cette nuit là.

Au laboratoire tu disposes de matériel te permettant de réaliser différentes analyses

Dans la base de données de la police tu peux trouver différents éléments

+ indices

+ équipement

+ base de données

+ témoins

Introduction

Etapes de l'enquête

03

02

Transmission de l'information héréditaire

01

Description des suspects

Généalogie

05

04

06

Etude des caryotypes

Analyse de sang

Extraction ADN

07

08

09

Transmission des caractères

La méiose

La fécondation

10

La mitose

ETAPE 1 Les témoins ont réalisé des portraits robots et ainsi certains individus aperçus dans la rue le soir du crime ont pu être identifiés. Tu disposes des photos de suspects identifiés par les témoins. Tu décides alors d établir un profil détaillé pour chacun des suspects... CONSIGNE : réalise une description physique des suspects (Activité 1)

ETAPE 2 Tu as maintenant listé les caractères individuels des suspects. Les suspects sont introuvables pour l’instant, tu tentes donc de retrouver leurs parents… Ici tu vas t’intéresser à l’origine de ces caractères individuels… CONSIGNE : Emets des hypothèses et identifie les parents de chaque suspect (Activité 2)

ETAPE 3 Tu as émis des hypothèses en associant des couples de parents et des suspects. Mais tu dois comprendre comment se transmettent ces caractères héréditaires CONSIGNE : Utilise le logiciel Clonage pour expliquer où se trouvent les informations héréditaires et comment elles sont transmises (Activité 3)

Rappel pour t'aider

Logiciel Clonage

ETAPE 4 Dans le cadre de ton enquête, tu as découvert que le support de l’information héréditaire se trouve dans le noyau. Tu as pu récupérer les fragments de chair sous les ongles de la victime. CONSIGNE : Il te faut désormais mettre au point un protocole expérimental permettant d’obtenir des informations à partir de la chair prélevée sous les ongles. (Activité 4)

Consigne générale

Matériel à disposition

Protocole expérimental

Observation de l'expérience

Méthodologie du Compte rendu de TP

Barème

ETAPE 5 Après l’extraction du contenu des noyaux cellulaires, tu as récupérer de l’ADN. Tu observes cet ADN au microscope et voici ce que tu obtiens. Tu visualises ici les chromosomes.

Histoire des sciences

Next

ETAPE 5 Afin de faciliter l’observation des chromosomes, on les ordonne. On appelle cela un caryotype.

Qu'est ce qu'un caryotype ?

Next

ETAPE 5 Tu as réalisé les caryotypes des 6 suspects. CONSIGNE : Etudie à présent les caryotypes réalisés en relevant tous les éléments qui les caractérisent. (Activité 5)

Caryotype de la chair prélevée sous les ongles de la victime

ETAPE 6 Tu as pu réduire la liste des suspects mais tu n’as pas encore trouvé le coupable… De nouveaux éléments apparaissent dans l’enquête : Tu reçois le rapport de police et le rapport d’autopsie Ces éléments peuvent-ils t'aider ?

Rapport de police

Next

Rapport d'autopsie

ETAPE 6 Un nouvel élément capital apparaît dans l’enquête. Du sang semblant appartenir au coupable a été retrouvé sur le lieu du crime. CONSIGNE : Réalise un tableau permettant de regrouper les informations apportées par chaque support. Rédige une phrase de conclusion. (Activité 6) En quoi ces documents pourraient te permettre de résoudre l’enquête?

Détermination de groupe sanguin

ETAPE 6 Un nouvel élément capital apparaît dans l’enquête. Du sang semblant appartenir au coupable a été retrouvé sur le lieu du crime. CONSIGNE : Réalise un tableau permettant de regrouper les informations apportées par chaque support. Rédige une phrase de conclusion. (Activité 6) En quoi ces documents pourraient te permettre de résoudre l’enquête?

Groupe sanguin

Mais d'où vient ce groupe sanguin?

Tu sais désormais qui est le coupable. Mais au cours de l’enquête tu as constaté que les groupes sanguins des parents étaient différents de celui du coupable. En effet, le groupe sanguin du père est A et celui de la mère est B. Une question persiste … Comment expliquer cette différence?

Les allèles responsables des groupes sanguins

ETAPE 7CONSIGNE : En t'aidant des vidéos, rédige un texte expliquant comment le coupable peut être de groupe sanguin O et ses parents de groupe sanguin A et B (Activité 7)

Différence gènes et allèles

Les gènes

Qu'est-ce qu'un allèle?

Relation entre allèles

Groupe sanguin

Comprendre les différents groupes sanguins

J'ai fais une prise de sang et on m'a donné la carte de mon groupe sanguin. Je suis A+. Mais je n'ai aucune idée de ce que ça signifie...

Moi je sais ! Ça dépend des molécules qui se trouvent sur tes globules rouges... Viens, je t'explique !

A+

Le sang est un liquide qui contient des cellules, les globules rouges appelées aussi hématies.

8 µm

hématies

Ces hématies peuvent porter des molécules à leur surface : molécules a, molécules b ou molécules D.

• Les personnes dont les hématies portent les molécules a sont de groupe A.
• Les personnes dont les hématies portent les molécules b sont de groupe B.
• Les personnes dont les hématies portent à la fois des molécules a et b sont de groupe AB.
• Les personnes dont les hématies ne portent ni molécule a ni molécule b sont de groupe O.
• Les personnes dont les hématies portent la molécule D sont +.
• Les personnes dont les hématies ne portent pas la molécule D sont -.

A+

B-

B+

A-

Voyons si tu as compris... Clique sur les hématies pour obtenir les combinaisons de molécules qui correspondent aux groupes sanguins.

AB-

AB+

O+

O-

Molécule a

Molécule b

Molécule D

Valider

J'ai compris, je suis A+ parce que mes hématies portent les molécules a et D... Mais toi, tu es O-... Pourquoi ???

Alors ça, je crois que c'est une histoire de gènes...

Gènes et groupes sanguins

La paire de chromosomes n°1 porte le gène qui détermine le groupe rhésus.

Ce gène existe sous deux versions ou allèles : Rh+ et rh-

L’allèle Rh+ détermine la fabrication de la molécule D, contrairement à l’allèle rh-.

Chromosome n°1

Rh+

Rh-

Gène du groupe rhésus

Molécule D

Hématie

Le gène du groupe rhésus existe sur les deux chromosomes de la paire n°1, mais peut se présenter sous l'une ou l'autre version :

Rh+

Rh-

Ou bien

Ou bien

Rh+

Rh+

Rh-

Rh-

Un seul allèle Rh+ permet la fabrication de la molécule D.

La paire de chromosomes n°9 porte le gène qui détermine le groupe ABO.

Ce gène existe sous trois versions ou allèles : A, B et O.

L’allèle A détermine la fabrication de la molécule a, l'allèle B détermine la fabrication de la molécule b, et l'allèle O ne détermine pas de fabrication de molécules.

Chromosome n°9

Gène du groupe ABO

Molécule a

Molécule b

Hématie

Le gène du groupe ABO existe sur les deux chromosomes de la paire n°9, mais peut se présenter sous l'une ou l'autre version :

Ou bien

Ou bien

Ou bien

Ou bien

Ou bien

Si tu as compris, tu dois pouvoir compléter le tableau bilan que tu peux télécharger ici :

La première colonne est déjà complétée à titre d'exemple, tu dois compléter les autres...

Ces deux cases sont barrées car il n'existe que 2 possibilités pour le groupe A-

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La méiose

La double division cellulaire crée de la diversité

ETAPE 8Activité 8

La méiose est le processus de double division cellulaire permettant la formation des gamètes.On passe d'une cellule à 46 chromosomes à une cellule à 23 chromosomes. Elle permet d'obtenir une grande diversité de gamètes.

A8 - La méiose permet la formation des gamètes

Il faut aller voir dans le lieu de leur production... testicules pour les spermatozoïdes, et ovaires pour les ovules !

Comment sont formés les gamètes pour qu'ils ne contiennent que la moitié du nombre de chromosomes de l'espèce ?

Formation des spermatozoïdes

Testicule « ouvert »

Un testicule est essentiellement constitué d’un très grand nombre de petits tubes appelés tubes séminifères. C’est dans la paroi de ces tubes que sont fabriqués les spermatozoïdes à partir de cellules à 46 chromosomes. Celles-ci subissent une division particulière appelée méiose qui permet de diviser le nombre de chromosomes par deux.

Tubes séminifères

Un tube séminifère

►Observe la coupe de testicule au microscope et repère les éléments présentés dans le schéma.

Formation des ovules

Une coupe d’ovaire permet d’observer des cavités, les follicules, à différents stades de développement. C’est à l’intérieur de ces follicules que se déroule la méiose qui permet la production d’ovules contenant chacun 23 chromosomes.

►Observe la coupe d'ovaire au microscope et repère les éléments présentés dans le schéma.

Première division : séparation des chromosomes de chaque paire

Deuxième division : séparation des chromatides

Début de méiose : condensation de l'ADN

La méiose, une division particulière

La méiose est un processus particulier qui ne se produit que lors de la formation des gamètes (= cellules reproductrices). Elle consiste en deux divisions successives qui aboutissent à la production de 4 gamètes contenant chacun la moitié du nombre de chromosomes de départ.

Une cellule de testicule ou d'ovaire à 2n chromosomes

4 gamètes à n chromosomes

Liste les grandes étapes de la méiose Schématise la méiose pour une cellule d’une personne de groupe AB+ possédant les allèles A et B sur la paire de chromosomes n°9, et les allèles Rh+ et rh- sur la paire de chromosomes n°1. Ne représente que ces deux paires de chromosomes. Que peux-tu dire à propos de l’information génétique des gamètes de ton schéma ?

La fécondation

La fécondation crée de la diversité

La fécondation est le processus qui unit au hasard un spermatozoïde et un ovule pour former une cellule-oeuf.23 chromosomes présents dans un spermatozoïde s'associent à 23 chromosomes présents dans l'ovule = 46 chromosomes au total

ETAPE 9 CONSIGNE : Représente la fécondation conduisant à la cellule-oeuf du coupable (Activité 9) : le spermatozoïde et l'ovule conduisant à la cellule-oeuf

La mitose

La multiplication cellulaire

Les cellules d’un individu proviennent de la multiplication successive de la cellule-œuf. Chaque cellule de l'individu contient l'information génétique portée par les 23 paires de chromosomes. La mitose est le phénomène qui permet la multiplication cellulaire, les cellules ainsi formées possèdent la même information génétique.

ETAPE 10CONSIGNE : A partir des documents proposés, complète les textes (Activité 10)

Interphase

Mitose

►Clique sur la loupe pour observer l'aspect du chromosome bleu (un gène est représenté avec deux allèles possibles : vert ou rose)