Pain, yaourt, plants de plantain, insuline, biogaz : quand l’Homme utilise les êtres vivants pour produire des biens et des services.
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Définition et applications de la biotechnologie
Module IV : La biotechnologieSéquence 13 : La biotechnologieSéance 40 : Définition et applications de la biotechnologie
💡 Idée principale : la biotechnologie est l’utilisation des êtres vivants (micro-organismes, cellules, enzymes) ou de leurs constituants pour produire des biens et des services. Elle est ancienne (pain, vin, fromage) et moderne (culture in vitro, génie génétique). Ses applications concernent l’alimentation, l’agriculture, la santé, l’industrie et l’environnement ; elle pose aussi des questions de sécurité et d’éthique.
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Étapes résumées
Biotechnologie traditionnelle : fermentations (pain, yaourt, vin de palme, bâton de manioc, fromage).
Agriculture : culture in vitro, PIF pour le bananier-plantain, sélection, biofertilisants, compost.
Santé : antibiotiques, vaccins, insuline produite par des bactéries génétiquement modifiées.
Environnement : biogaz, épuration des eaux usées, compostage, dépollution par des microbes.
Risques et éthique : OGM, biosécurité, brevets sur le vivant ; nécessité d’une réglementation.
Situation problème
À Njombé, M. Kamga, planteur de plantain, a perdu une grande partie de ses bananiers à cause des nématodes et de la maladie des raies noires. Un technicien agricole lui propose des « vitroplants » sains produits en laboratoire et lui montre la technique PIF pour multiplier rapidement ses meilleurs pieds. Sa fille, diabétique, utilise chaque jour de l’insuline fabriquée… par des bactéries. M. Kamga se demande comment des êtres vivants microscopiques peuvent fabriquer un médicament.
Consignes :
Relève les applications de la biotechnologie citées.
Comment produit-on des plants sains en grand nombre ?
Comment une bactérie peut-elle fabriquer une hormone humaine ?
le problèmele bananierla culture de microbes
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Compétence visée
Sensibiliser sur l’application de la biotechnologie dans la production des biens et des services.
Objectifs de la leçon
Définir la biotechnologie et distinguer biotechnologie traditionnelle et moderne.
Décrire quelques applications dans l’alimentation, l’agriculture, la santé et l’environnement.
Discuter des avantages et des risques de la biotechnologie.
Définition et domaines de la biotechnologie
1
Biotechnologie
ensemble des techniques qui utilisent des êtres vivants (bactéries, levures, champignons, cellules végétales ou animales) ou leurs molécules (enzymes, ADN) pour fabriquer des produits utiles ou rendre des services.
Exemple : la levure qui fait lever la pâte à beignets est un outil de biotechnologie traditionnelle.
l’objectifla biotechnologiele pain
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2. Les grands domaines d’application
Domaine
Exemples
Alimentation
pain, yaourt, fromage, vin de palme, bière, vinaigre, bâton et couscous de manioc fermenté
antibiotiques (pénicilline), vaccins, insuline, hormone de croissance, tests de diagnostic
Environnement
biogaz, compostage, stations d’épuration, dépollution des sols et des eaux
Industrie
enzymes des lessives, biocarburants, plastiques biodégradables
le biocarburantles hormonesla tique
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Les applications agricoles et alimentaires
Activité 1 : multiplier le plantain par la technique PIF
La technique des plants issus de fragments de tige (PIF) permet d’obtenir, à partir d’un seul rejet, de nombreux plants identiques et sains.
Document 1 : les étapes de la technique PIF.
Pourquoi les plants obtenus sont-ils identiques à la plante mère ?
Quels avantages cette technique offre-t-elle au planteur ?
Ce qu’il faut comprendre : les plants proviennent de bourgeons de la même souche : c’est une multiplication végétative (clonage), les plants ont donc le même patrimoine génétique que la plante mère. Le planteur obtient rapidement beaucoup de plants sains (débarrassés des nématodes et charançons), homogènes et à faible coût. La culture in vitro en laboratoire va plus loin, en partant de quelques cellules.
Les micro-organismes dans notre alimentation
Levures : pain, beignets, vin de palme, bière (fermentation alcoolique).
Moisissures : certains fromages ; production d’enzymes et d’acides pour l’industrie alimentaire.
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Les applications médicales : le génie génétique
Activité 2 : faire fabriquer de l’insuline par une bactérie
L’insuline est l’hormone qui fait baisser la glycémie ; les diabétiques de type 1 n’en produisent plus. Autrefois extraite du pancréas de porc, elle est aujourd’hui fabriquée par génie génétique.
Document 2 : principe de la production d’insuline humaine par une bactérie.
Pourquoi la bactérie peut-elle fabriquer une protéine humaine ?
Quels avantages présente cette méthode ?
Ce qu’il faut comprendre : le code génétique est universel : la bactérie lit le gène humain comme ses propres gènes et fabrique l’insuline humaine. On transfère le gène grâce à un plasmide (petit ADN circulaire), coupé puis recollé par des enzymes. Les bactéries, cultivées en grandes cuves, produisent une insuline identique à l’insuline humaine, en grande quantité et sans risque de contamination animale. La bactérie est devenue un organisme génétiquement modifié (OGM).
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D’autres produits de la biotechnologie médicale
Antibiotiques
Produits par des champignons (pénicilline) ou des bactéries.
Vaccins
Hépatite B produite par des levures modifiées ; vaccins à ARN.
Diagnostic
Tests rapides (VIH, paludisme) utilisant des anticorps.
Hormones
Hormone de croissance, facteurs de coagulation.
Applications environnementales, avantages et risques
3. Produire de l’énergie avec des déchets : le biogaz
Document 3 : principe d’un biodigesteur familial.
Avantages et risques de la biotechnologie
Avantages
Plus de nourriture et de meilleure qualité, médicaments sûrs et abondants, énergie renouvelable (biogaz), dépollution, création d’emplois.
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Risques et questions
Dissémination d’OGM dans la nature, perte de diversité des variétés locales, dépendance aux semenciers, brevets sur le vivant, biosécurité des laboratoires.
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Une biotechnologie responsable
Respecter les règles de biosécurité et la réglementation nationale sur les OGM.
Valoriser les savoir-faire locaux (fermentations traditionnelles) en améliorant l’hygiène.
Former des techniciens et des chercheurs camerounais (universités, IRAD, centres de recherche).
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La biotechnologie utilise des êtres vivants ou leurs molécules pour produire des biens et des services.
Biotechnologie moderne : culture in vitro, PIF, génie génétique (insuline, vaccins).
Le génie génétique transfère un gène d’un organisme à un autre grâce à des enzymes et à des vecteurs (plasmides) : on obtient un OGM.
Elle offre de grands avantages (alimentation, santé, énergie, environnement) mais impose une réglementation et une réflexion éthique.
je retiensl’ADNla plante transgénique
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Vocabulaire à connaître
Biotechnologieutilisation des êtres vivants pour produire des biens et services.Génie génétiqueensemble des techniques de transfert de gènes.Plasmidepetit ADN circulaire des bactéries, utilisé comme vecteur.OGMorganisme dont le patrimoine génétique a été modifié par l’Homme.Vitroplantplant obtenu par culture de tissus en laboratoire.
Je m’évalue
1. Cite deux produits de la biotechnologie traditionnelle.
2. Que signifie PIF ?
3. Pourquoi une bactérie peut-elle fabriquer l’insuline humaine ?
4. Quel gaz produit un biodigesteur ?
Réponses : pain, yaourt, vin de palme, fromage · plants issus de fragments de tige · le code génétique est universel · le méthane (biogaz). Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisle jeune plantle reboisement
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Erreurs fréquentes
Croire que la biotechnologie est uniquement moderne : la fabrication du pain ou du vin en est une forme très ancienne.
Confondre OGM et plante sélectionnée par croisement traditionnel.
Penser que les plants PIF sont des OGM : ce sont des clones, leur ADN n’est pas modifié.
Méthode
Pour présenter une technique biotechnologique, décris ses étapes dans l’ordre (schéma), précise l’organisme utilisé et le produit obtenu, puis donne au moins un avantage et une limite.
Activité d’intégration
Le groupement des femmes d’un village près de Bafang veut améliorer ses revenus. Il dispose de déchets de porcherie, d’épluchures de plantain et de manioc, et de quelques bananiers malades. Une ONG propose une formation en biotechnologie.
Propose deux projets de biotechnologie adaptés à ce groupement.
Décris les étapes de l’un de ces projets.
Indique les précautions à prendre pour la santé et l’environnement.