Chapitre 2 : localisation de l information génétique

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1 Chapitre 2 : localisation de l information génétique DEFINITION : Information génétique = ensemble des informations qui déterminent les caractères héréditaires des individus. Où se situe l information génétique? I/ L information génétique se situe dans le noyau de nos cellules. Voir activité 1. A notre conception, l information génétique se trouvait dans le noyau de la cellule-œuf dont nous sommes issus. Mais chacune de nos cellules possède dans son noyau l ensemble de notre information génétique.

2 Qu est-ce qui, dans le noyau, porte l information génétique? II/ L information génétique se situe dans les chromosomes. Voir activité 2. A l intérieur du noyau des cellules en cours de multiplication, on peut voir lorsqu elles se multiplient des chromosomes. C est dans ces chromosomes que se trouve l information génétique. Chacune de nos cellules possède les 23 mêmes paires de chromosomes.

3 La paire de «chromosomes sexuels» détermine le sexe de l individu : les individus qui ont deux chromosomes sexuels X sont des femmes, ceux qui ont un chromosome sexuel X et un chromosome sexuel Y sont des hommes. Un nombre anormal de chromosomes créé chez les personnes atteintes des caractères différents. Mais la plupart du temps, les anomalies du nombre de chromosomes empêchent le développement de l embryon. Ces chromosomes sont ceux d un homme car il y a un chromosome X et un chromosome Y. Ces chromosomes sont ceux d une femme car il y a deux chromosomes X. Ces chromosomes sont ceux d une femme atteinte d une anomalie génétique (présence de 3 chromosomes 21).

4 Quel lien y a-t-il entre l ADN, les chromosomes et l information génétique? III/ C est l ADN qui porte l information génétique sur les chromosomes. Voir activité 3. Chaque chromosome est principalement constitué d ADN. L ADN porte l information génétique sur les chromosomes. Ce n est que lorsque l ADN se pelotonne fortement lors de la multiplication des cellules, que les chromosomes deviennent visibles.

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7 Activité 1 : réaliser des expériences pour localiser l information génétique. Utilise le logiciel en ligne à l adresse suivante : 1. Après avoir réalisé quelques expériences de ton choix, indique quel caractère héréditaire est ici particulièrement intéressant. 2. Réalise toutes les expériences nécessaires pour valider l une des hypothèses et invalider les autres. Conclus. Document d aide : Des idées d expériences. Implantation dans la souris verte de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris noires ou grises. Implantation dans la souris verte de cellules-œufs, privées de membrane, de noyau ou de cytoplasme. Implantation dans la souris verte de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris noires (ou grises), mais dans laquelle la membrane (et/ou le noyau et/ou le cytoplasme) aura été remplacée par celle de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris grises (ou noires). Rappel de quelques hypothèses possibles. L information génétique est portée par la mère porteuse, ou par le noyau de la cellule-œuf, ou par sa membrane, ou encore par son cytoplasme. Définition : Souris grise de lignée pure : souris grise issue uniquement de la reproduction de souris grises depuis de nombreuses générations. Pas de croisement avec d autres races de souris comme les souris noires. Activité 1 : réaliser des expériences pour localiser l information génétique. Utilise le logiciel en ligne à l adresse suivante : 1. Après avoir réalisé quelques expériences de ton choix, indique quel caractère héréditaire est ici particulièrement intéressant. 2. Réalise toutes les expériences nécessaires pour valider l une des hypothèses et invalider les autres. Conclus. Document d aide : Des idées d expériences. Implantation dans la souris verte de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris noires ou grises. Implantation dans la souris verte de cellules-œufs, privées de membrane, de noyau ou de cytoplasme. Implantation dans la souris verte de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris noires (ou grises), mais dans laquelle la membrane (et/ou le noyau et/ou le cytoplasme) aura été remplacée par celle de la cellule-œuf issue de la reproduction des souris grises (ou noires). Rappel de quelques hypothèses possibles. L information génétique est portée par la mère porteuse, ou par le noyau de la cellule-œuf, ou par sa membrane, ou encore par son cytoplasme. Définition : Souris grise de lignée pure : souris grise issue uniquement de la reproduction de souris grises depuis de nombreuses générations. Pas de croisement avec d autres races de souris comme les souris noires.

8 Correction activité 1 : 1. C est le caractère «couleur du pelage» qui est particulièrement intéressant ici. 2. L hypothèse valide est celle qui localise l information génétique dans le noyau. Justification : Résultats d expériences obtenus. EXPERIENCE 1 : EXPERIENCE 2 : EXPERIENCE 3 : On supprime la membrane ou le cytoplasme ou le noyau de la cellule-œuf. On inverse les noyaux Résultat : souris noire. Résultat : pas de développement de souris Résultat : souris grise Résultat : souris noire EXPERIENCE 4 : EXPERIENCE 5 : On inverse les membranes On inverse les cytoplasmes Résultat : souris noire Résultat : souris grise Résultat : souris noire Résultat : souris grise L expérience 1 nous prouve que l information génétique couleur du pelage n est pas apportée par la mère lors de la gestation. L information génétique est donc portée par la cellule-œuf dans le noyau, le cytoplasme ou la membrane. L expérience 2 nous prouve qu une souris ne se développe que si sa cellule-œuf possède un noyau, un cytoplasme et une membrane. L expérience 3 nous prouve que l information génétique est portée par le noyau. L expérience 4 nous confirme que l information génétique est portée par le noyau et pas par la membrane. L expérience 5 nous confirme que l information génétique est portée par le noyau et pas par le cytoplasme.

9 Activité 3 : vérifier le rôle des chromosomes en s informant à partir d un site. Lis attentivement les différentes pages du site indiqué ci-dessous, réalise l exercice demandé puis réponds aux questions de la feuille Qu est-ce qu un caryotype? 2. Dans quelles situations réalise-t-on un caryotype? 3. Combien de chromosomes comportent nos cellules? 4. Pourquoi parle-t-on de paires de chromosomes? 5. Quelles différences y a-t-il entre les chromosomes d un homme et ceux d une femme? 6. Cite quelques conséquences d anomalies chromosomiques possibles. 7. Justifie le fait que les chromosomes sont porteurs de notre information génétique. Activité 3 : vérifier le rôle des chromosomes en s informant à partir d un site. Lis attentivement les différentes pages du site indiqué ci-dessous, réalise l exercice demandé puis réponds aux questions de la feuille Qu est-ce qu un caryotype? 2. Dans quelles situations réalise-t-on un caryotype? 3. Combien de chromosomes comportent nos cellules? 4. Pourquoi parle-t-on de paires de chromosomes? 5. Quelles différences y a-t-il entre les chromosomes d un homme et ceux d une femme? 6. Cite quelques conséquences d anomalies chromosomiques possibles. 7. Justifie le fait que les chromosomes sont porteurs de notre information génétique. Activité 3 : vérifier le rôle des chromosomes en s informant à partir d un site. Lis attentivement les différentes pages du site indiqué ci-dessous, réalise l exercice demandé puis réponds aux questions de la feuille Qu est-ce qu un caryotype? 2. Dans quelles situations réalise-t-on un caryotype? 3. Combien de chromosomes comportent nos cellules? 4. Pourquoi parle-t-on de paires de chromosomes? 5. Quelles différences y a-t-il entre les chromosomes d un homme et ceux d une femme? 6. Cite quelques conséquences d anomalies chromosomiques possibles. 7. Justifie le fait que les chromosomes sont porteurs de notre information génétique. Activité 3 : vérifier le rôle des chromosomes en s informant à partir d un site. Lis attentivement les différentes pages du site indiqué ci-dessous, réalise l exercice demandé puis réponds aux questions de la feuille Qu est-ce qu un caryotype? 2. Dans quelles situations réalise-t-on un caryotype? 3. Combien de chromosomes comportent nos cellules? 4. Pourquoi parle-t-on de paires de chromosomes? 5. Quelles différences y a-t-il entre les chromosomes d un homme et ceux d une femme? 6. Cite quelques conséquences d anomalies chromosomiques possibles. 7. Justifie le fait que les chromosomes sont porteurs de notre information génétique.

10 Correction activité 3 : 1. Un caryotype, c est le classement par taille et par ressemblance des chromosomes de nos cellules. 2. On réalise des caryotypes afin de prévenir d éventuelles anomalies chez un enfant à venir ou de comprendre l origine des anomalies existantes chez des enfants voire des adultes. 3. Il y a 46 chromosomes présents dans chaque cellule humaine. 4. On peut parler de paires de chromosomes car on retrouve pour chaque chromosome un autre chromosome de même taille et avec la même alternance de bandes claires et sombres. 5. Les différences portent au niveau de la 23 e paire de chromosomes. Une fille possède deux chromosomes X identiques tandis qu un garçon possède un chromosome X et un chromosome Y beaucoup plus petit La présence de 3 chromosomes 21 appelée trisomie 21 affecte le développement intellectuel et l apparence physique. - La présence d un seul chromosome X chez une femme entraîne une petite taille et la stérilité. - La présence de deux chromosomes Y chez l homme n a pas de conséquence particulière. 7. La paire de chromosomes 23 détermine le caractère sexe des individus. Une anomalie au niveau des chromosomes peut avoir des conséquences sur les caractères des individus. Ce sont donc les chromosomes qui portent notre information génétique.

11 Activité 4 : localiser et visualiser l ADN. NOM : Prénom : Classe : Nom et prénom du binôme : 1. Réalise l extraction de l ADN d oignon de manière à le visualiser en suivant le protocole cidessous. Quelques conseils du prof : Chaque binôme doit m appeler : 1. Juste avant de filtrer le jus d oignon dans la gaze. 2. Lorsqu il a obtenu une belle méduse. 3. Lorsqu il a la preuve que la méduse est constituée d ADN. Organise bien ton travail et gère bien ton temps. Lis entièrement la feuille avant de commencer. Range ton matériel : - déchets à la poubelle, - laisser le colorant dans le pot, - tubes, scalpel, pince, portetube, cuvette, table rincés et séchés. Protocole d extraction et de visualisation de l ADN d oignon : 1 REALISATION DES ETAPES 1. Coupe un oignon en deux et donnes-en la moitié à un groupe voisin. Enlève la peau de l oignon et coupe-le dans la cuvette en petits morceaux à l aide du scalpel. Place les morceaux dans le mortier et rajoute la solution d extraction qui se trouve dans le tube bouché. 2. Broie les morceaux d oignon dans le liquide d extraction à l aide du pilon de manière à obtenir un maximum de jus. 3. Déplie la gaze, replie-la en deux et place-la dans l entonnoir situé au dessus d un tube. Retiens l entonnoir avec la main pour ne pas qu il appuie sur le tube et le casse. Verse dans l entonnoir l oignon broyé et attends de manière à récupérer un maximum de jus dans le tube. Tu peux presser légèrement la gaze pour accélérer l opération. Recommence la filtration en plaçant cette fois-ci un morceau de coton dans l entonnoir. Ne remplis cette fois-ci le tube qu au tiers. 4. Remplis ce tube en versant doucement le long de sa paroi de l alcool à brûler. Bouche-le avec ton doigt et retourne-le doucement 4 ou 5 fois sans le secouer. Insoluble dans l alcool, une «méduse» blanche apparaîtra alors dans un liquide transparent. 5. A l aide d une pince, récupère la méduse et trempe-la une minute dans le vert de méthyle acétique qui colore uniquement l ADN. Replace la méduse dans un tube rempli d eau. S il s agit d ADN, la méduse restera colorée. OBJECTIFS Préparer le broyage. Casser les membranes des cellules et libérer le contenu du noyau. Eliminer les morceaux d oignon restant et les membranes des cellules. Faire apparaître une méduse. Vérifier si la méduse est bien constituée d ADN Capacités du socle commun travaillées Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes Pour réussir, tu dois : Evaluation par le professeur Respecter les étapes du protocole d extraction de l ADN. /9 S intégrer et coopérer dans un projet collectif Travailler efficacement avec ton binôme. /2 Être autonome dans son travail. Faire appel le moins possible au professeur ou aux autres groupes. /2 Respecter les règles de la vie Parler à voix basse, sans gêner les autres, ne pas se lever sans raison, collective. prendre soin du matériel, le ranger et le nettoyer. /2 2. Décris précisément l apparence de l ADN que tu visualises. Si tu n as pas réussi à le voir, utilise ton livre page 28 doc.2. /1 3. Sachant qu un colorant spécifique de l ADN (= qui ne colore que l ADN) colore le noyau et les chromosomes de toutes nos cellules (voir livre p. 29), indique le principal constituant du noyau et des chromosomes de nos cellules. /2 4. En utilisant le livre p.29, explique précisément pourquoi nos chromosomes ne sont visibles que lors de la multiplication de nos cellules. Ton explication doit parler d ADN. /2