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3ème /Diversité des êtres vivants et informations héréditaires

Chloé Filippini

Created on February 6, 2024

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Transcript

3ème

Thème 2 : Le vivant et son évolution

Mme Filippini - SVT - Cycle 4

go!

Chapitre 2 : Diversité des êtres vivants et informations héréditaires

Sommaire des activités

L'origine des caractères des individus

Activité 1

La localisation des caractères héréditaires dans la cellule

Activité 2

Le support de l’information génétique dans le noyau

Activité 3

Chromosomes et caractères héréditaires

Activité 4

L’organisation des informations sur les chromosomes

Activité 5

L’origine des groupes sanguins

Activité 6

Rappels : La cellule, point commun de tous les êtres vivants

Consigne : Réaliser une observation miscroscopique d'un épiderme d'oignon.

Rappels : La cellule, point commun de tous les êtres vivants

Au microscope, tous les organismes vivants apparaissent constitués d'éléments appelés cellules. On dit que la cellule est l'unité structurelle du vivant. La plupart des cellules ont un noyau, elles possèdent toute une membrane et un cytoplasme. La présence de cellules chez tous les êtres vivants montre que tous les êtres vivants ont un lien de parenté entre eux.

Chez l’espèce humaine, comme chez toutes les espèces, il existe des ressemblances et des différences entre les individus y compris à l’intérieur d’une même famille. Une espèce est l’ensemble des êtres vivants qui se ressemblent et qui sont capables de se reproduire entre eux, leur descendance doit aussi être féconde.

I - Les caractères des individus

Activité 1 : L'origine des caractères des individus

Activité 1 - L'origine des caractères des individus

On cherche à expliquer la diversité des individus et d'où proviennent les caractères

Problème : On cherche à expliquer la diversité des individus et d'où proviennent les caractères.

Hypothèse : Je pense que....

Document 1 : La diversité des pensées sauvages dans la population d’une prairie des Alpes

Toutes ces pensées sauvages appartiennent à la même espèce, Viola tricolor. Chaque individu possède un ensemble de caractères visibles, comme la couleur dominante des pétales, leur forme, le nombre de stries à la base du pétale…

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : La couleur dominante des pétales des individus de l’espèce Viola tricolor dans deux populations

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 3 : La diversité des individus dans l’espèce humaine

Certains caractères, comme la forme des yeux, la couleur de la peau, etc., sont facilement observables. D’autres caractères, ne sont pas directement visibles, comme le groupe sanguin. Tous ces caractères peuvent différer d’un individu à l’autre et constituent le phénotype de l’individu.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 4 : Un couple et leur enfant

Les parents ont respectivement A et B pour groupe sanguin. Celui de leur fille est AB.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 5 : Arbre généalogique d’un chiot

Sur cet arbre généalogique, on peut suivre la transmission des caractères héréditaires, c’est-à-dire des caractères qui se transmettent de génération en génération.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 6 : Une diversité de caractères liée à l’environnement

Ces deux arbres appartiennent à la même espèce : ce sont des hêtres communs. Le premier a une allure particulière, liée à des vents forts qui soufflent dans la même direction : les branches se développent alors dans le sens des vents. Si l’on récupère les graines de cet arbre et qu’on les sème dans un milieu peu venté, les arbres obtenus ne présentent pas cette allure.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Bilan

Les individus d’une même population possèdent les caractères de leur espèce (= caractères spécifiques) et des variations de certains caractères (= variations individuelles). L’ensemble des caractères observables constitue le phénotype d’un individu. Les caractères héréditaires sont transmis à la descendance. L’environnement ou l'apprentissage interviennent également dans le phénotype en modifiant certains caractères (ex : le bronzage, la musculature) mais ces modifications ne sont pas héréditaires.

Définitions

Caractère : Attribut observable d’un individu (à l’œil nu, au microscope…). Héréditaire : se dit d’un caractère transmis à la descendance (d'un parent à son/ses enfant(s)). Phénotype : Ensemble des caractères observables d'un individu au sein d'une population dans un environnement donnée.

Exercice : Caractères héréditaires ou caractères acquis

Consigne : Trier dans un tableau à deux colonnes les caractères suivants selon qu'ils sont héréditaires ou non héréditaires (acquis par l'environnement ou par l'apprentissage).

- Longueur des cheveux- Couleur naturelle des cheveux - Bronzage - Forme du nez - Tatouage - Épaisseur des lèvres - Couleur des yeux

- Obésité- Musculature - Couleur naturelle de la peau - Piercing - Forme du menton - Poids - Pilosité

Rappels

Rappels

II - La localisation de l'information à l'origine des caractères héréditaires

Activité 2 : La localisation des caractères héréditaires dans la cellule

Activité 3 : Le support de l'information génétique dans le noyau

Activité 4 : Chromosomes et caractères héréditaires

Activité 2 - La localisation des caractères héréditaires dans la cellule

On cherche où se trouve les informations responsables des caractères héréditaires dans les cellules

Document 1 : Une expérience montrant quel élément de la cellule est à l’origine des caractères héréditaire

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : Le clonage animal, une technologie en débat

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Bilan

L’information à l’origine des caractères héréditaires d’un individu est localisée dans le noyau de ses cellules.

Activité 3 - Le support de l'information génétique dans le noyau

On cherche à déterminer, dans le noyau, le support de l’information génétique

Je formule une/des hypothèse(s) sur le support de l’information génétique dans le noyau.

Hypothèse : Je pense que....

Je travaille en groupe

Partie 2

Partie 1

Décrire l'intérieur du noyau à l'aide du document 1.

Indiquer la nature et le rôle de l'ADN en vous aidant des documents 3, 4 et 5.

Expliquer la différence de l'état des chromosomes en fonction de la division cellulaire, à l'aide du document 2.

Rédiger une conclusion en nommant le support de l'information génétique, en précisant sa composition.

Document 1 : Des cellules de racine d’oignon

Lorsqu’une cellule se divise, son noyau n’est plus visible : les chromosome prennent la forme de bâtonnets.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : Un chromosome à deux moment de la vie d'une cellule

Chaque chromosome est constitué d'une molécule d'ADN. Elle est plus ou moins enroulée sur elle-même.

Source : Ed Belin Education, SVT Cycle 4, 2017 (modifié par l'enseignant)

Document 3 : La molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique)

Une technique particulière permet d’étaler un long filament d’ADN, constitutif d’un chromosome. Elle est constituée d'atomes C,H, O, N, P. Chez l'humain, si l'on déroulait les molécules d'ADN constituant chacun des chromosomes d'une cellule et qu'on les mettait bout à bout, l'ensemble serait long d'un mètre.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017 (modifié par l'enseignant)

Document 4 : Une expérience de transgénèse

La transgénèse consiste à transférer un fragment d'ADN d'un organisme donneur (ici, la méduse Aequoria victoria) à un organisme receveur (ici, le lapin).

Source : Ed Belin Education, SVT Cycle 4, 2017

Document 5 : Donneur et receveur d'ADN dans l'expérience du doc 4

La méduse Aequoria victoria (à gauche) émet une fluorescence verte lorsqu'elle est éclairée par une lumière ultra-violette. Il s'agit d'un caractère héréditaire. La lapine Alba, obtenue par transgénèse, possède également ce caractère.

Source : Ed Belin Education, SVT Cycle 4, 2017

Bilan

Dans le noyau, l'information à l'origine des caractères héréditaires est localisée sur les chromosomes. Chaque chromosomes est constitué de filament d'ADN. Lorsque la cellule se divise, les chromosomes sont visibles car les filaments d'ADN sont condensés (sous forme de bâtonnets). Lorsque la cellule est au repos, les chromosomes ne sont pas visibles car les filaments d'ADN sont décondensés. On dit que l'ADN est le support de l'information héréditaire.

Les chromosomes

Définitions

Chromosome : constituant du noyau particulièrement visible quand une cellule se divise.ADN : molécule dont les chromosomes sont constitués.

Activité 4 - Chromosomes et caractères héréditaires

On cherche à expliquer comment l’étude des chromosomes permet de déterminer certains caractères d’un individu

Document 1 : La réalisation d’un caryotype

Un caryotype correspond à l’ensemble des chromosomes présents dans le noyau d’une cellule d’un individu.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : Le caryotype classé d’une espèce animale (Drosophila melanogaster) et d’une espèce végétale

Toutes cellules d’un individu, qu’il soit animal ou végétal, possèdent le même caryotype (à l’exception des cellules reproductrices). Chaque espèce est caractérisée par un nombre précis de chromosomes.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 3 : Caryotypes classés d’un homme et d’une femme sains

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 4 : Caryotype classé d’un homme atteint du syndrome de Down

Le syndrome de Down, aussi appelé trisomie 21, représente 1 cas pour 700 naissances. Les individus atteints par cette anomalie possèdent des caractéristiques physiques particulières (cou et membres courts, visage rond, yeux bridés, malformation cardiaque, etc…) et un déficit intellectuel plus ou moins important selon les individus.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Bilan

L’ensemble des chromosomes d’une cellule définit son caryotype. Il est spécifique à chaque espèce (ex: l’espèce humaine possède 46 chromosomes ou 23 paires de chromosomes). Dans un caryotype, les chromosomes sont classés par paires (on parle de chromosomes homologues). La dernière paire de chromosomes définit le sexe de l'individu (chromosomes sexuels) : XX chez les femelles et XY chez les mâles. Les chromosomes portent l’information à l’origine des caractères héréditaires d’un individu. Une anomalie du nombre de chromosomes (trisomie, monosomie) entraîne des modifications du phénotype.

Définitions

Caryotype : ensemble des chromosomes d'une cellule classés par ordre de taille décroissant.

Exercice en ligne

Exercice en ligne

III - L'organisation des informations héréditaires sur les chromosomes

Activité 5 : L'organisation des informations sur les chromosomes

Activité 6 : L'origine des groupes sanguins

Activité 5 - L'organisation des informations sur les chromosomes

On cherche à expliquer comment deux individus de même sexe présentent des caractères différents alors qu'ils ont le même caryotype

Document 1 : Caryotype d’un individu atteint du syndrome de Williams

Le syndrome de Williams entraîne des anomalies des vaisseaux sanguins et des troubles cognitifs. Une technique particulière permet de repérer les chromosomes de la paire n°7 : leur extrémité apparaît en vert sur le caryotype. La couleur rose désigne une petite portion de ces chromosomes qui commande la fabrication de l’élastine. L’élastine est une protéine qui joue un rôle important dans l’élasticité des tissus, notamment au niveau des vaisseaux sanguins.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : Qu’est-ce qu’un gène ?

Un gène est un fragment de chromosomes qui porte une information génétique. Un gène (sorte de plan de fabrication) participe à l’élaboration d’un caractère. Pour réaliser tous les caractères d’un être humain, c’est-à-dire sont phénotype, on estime qu’il existe environ 30 000 gènes différents qui sont répartis sur nos chromosomes.

Source : L'enseignant

Document 3 : Quelques gènes portés par un chromosome humain n°7

Un chromosome n°7 porte à lui seul plus de 1400 gènes. L’ensemble des 23 paires de chromosomes humains porte près de 25 000 gènes. Tous les humains possèdent les mêmes gènes.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 4 : Quelques gènes de la paire de chromosomes n°2 de la drosophile

Les chromosomes d’une même paire portent exactement les mêmes gènes situés aux mêmes endroits, sauf en cas d’anomalie génétique. Les gènes portés par les chromosomes de la drosophile sont au nombre de 13 000. Toutes les drosophiles possèdent les mêmes gènes.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 5 : Gènes et caractères chez l’humain : quelques exemples

Toutes les cellules possèdent les mêmes gènes, mais l’action de ces gènes ne peut se voir que dans certaines parties du corps.

Source : Ed Belin Education , SVT, cycle 4, 2017

Document 6 : Fragment de la carte génétique de l’humain (exemple d’un homme)

Source : Ed Belin Education , SVT, cycle 4, 2017

Bilan

Un gène est une portion de chromosome (donc un morceau d’ADN) situé à un emplacement précis. Il détermine un caractère héréditaire. Chaque chromosome contient de nombreux gènes. Dans une cellule, un gène existe en deux exemplaires occupant la même position sur chacun des deux chromosomes d’une paire (sauf pour la paire XY chez le mâle).

Définitions

Gène : Petite portion de chromosome qui porte une information génétique.

Activité 6 - L'origine des groupes sanguins

On cherche à comprendre d'où proviennent les groupes sanguins des individus

Document 1 : Un gène à l'origine des groupes sanguins chez l'humain

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 2 : Les différentes versions du gène responsable du groupe sanguin humain

Tous les êtres humains possèdent le même gène commandant le groupe sanguin, mais l'information portée par le gène n'est pas la même pour tous. Il existe donc différentes versions d'un même gène, appelées allèles. Les trois allèles dans la population humaine se nomment A,B et O. Chaque individu en possède deux : soit ils sont identiques, soit ils sont différents.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017

Document 3 : Des gènes identiques, mais des allèles différents

Tous les individus d'une même espèce partagent les mêmes gènes. Cependant, de nombreux gènes possèdent plusieurs allèles. Ainsi, l'ensemble des allèles, appelé génotype, est propre à chaque individu. C'est la diversité génétique des individus.

Source : Ed Hatier, SVT Cycle 4, 2017