Maïs résistant aux chenilles, riz enrichi en vitamine A : comment le génie génétique fabrique des plantes transgéniques.
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Génie génétique et plantes transgéniques
Module I : Le monde vivantSéquence 2 : Le renouvellement moléculaire et le code génétiqueSéances 13-14 : Génie génétique et plantes transgéniques
💡 Idée principale : le génie génétique permet de transférer un gène d’un organisme à un autre grâce à des enzymes de restriction (ciseaux) et à la ligase (colle). Une plante transgénique possède un gène étranger, le transgène, qu’elle exprime et transmet à sa descendance. C’est possible parce que le code génétique est universel.
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Étapes résumées
Une plante transgénique (OGM) contient un gène étranger qui lui donne un caractère nouveau.
Ex. : maïs et coton Bt résistants aux insectes, riz doré riche en provitamine A.
Outils : enzymes de restriction, ligase, vecteur (plasmide Ti d’Agrobacterium).
Étapes : isoler le gène, l’insérer dans le vecteur, transformer les cellules, régénérer la plante.
Avantages et risques doivent être évalués ; au Cameroun, la biosécurité est encadrée par la loi.
Situation problème
Dans la région du Nord, les champs de coton et de maïs de M. Hamadou sont ravagés chaque année par des chenilles foreuses, malgré de nombreux traitements insecticides coûteux. Lors d’une réunion à Garoua, un technicien parle d’un coton « Bt » qui fabrique lui-même une toxine contre ces chenilles. Les paysans se demandent comment une plante peut recevoir un tel caractère, et si c’est sans danger.
Consignes :
Relève le problème posé.
Qu’est-ce qu’une plante transgénique ?
Comment introduire un gène nouveau dans une plante ?
le problèmele jeune plantles végétaux
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Compétence visée
Sensibiliser sur la technique du génie génétique dans le cadre de l’amélioration des caractéristiques des organismes vivants.
Objectifs de la leçon
Donner les caractéristiques d’une plante transgénique et des exemples.
Décrire les outils et les étapes d’obtention d’une plante transgénique.
Discuter les avantages et les risques des OGM.
Les caractéristiques des plantes transgéniques
1
Plante transgénique
plante dont le génome a reçu, par génie génétique, un ou plusieurs gènes provenant d’une autre espèce (le transgène). On parle aussi d’organisme génétiquement modifié (OGM).
2. Quelques plantes transgéniques
Plante
Gène introduit (origine)
Caractère obtenu
Maïs Bt, coton Bt
gène de toxine de Bacillus thuringiensis (bactérie)
résistance aux chenilles foreuses
Soja, colza
gène de résistance à un herbicide (bactérie)
tolérance à l’herbicide
Riz doré
gènes du maïs et d’une bactérie
grain riche en provitamine A
Papayer
gène d’un virus
résistance au virus des taches annulaires
l’objectifl’ADNle virus
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Ce qui caractérise une plante transgénique
Elle possède un gène étranger intégré de façon stable dans ses chromosomes.
Elle exprime ce gène : elle fabrique une protéine nouvelle (toxine, enzyme…).
Elle le transmet à sa descendance par ses graines.
Le transfert entre espèces est possible car le code génétique est universel.
Les outils du génie génétique
3. Couper et coller l’ADN
Document 1 : action d’une enzyme de restriction et de la ligase.
La boîte à outils
Enzymes de restriction
Ciseaux moléculaires extraits de bactéries : coupent l’ADN à une séquence précise.
ADN ligase
Colle moléculaire : soude les fragments d’ADN aux bouts complémentaires.
Vecteur
Plasmide (petit ADN circulaire) qui transporte le gène dans la cellule hôte.
Culture in vitro
Régénère une plante entière à partir d’une seule cellule transformée.
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La technique d’obtention d’une plante transgénique (TP 8 virtuel)
Activité 1 : les étapes avec Agrobacterium tumefaciens
La bactérie du sol Agrobacterium tumefaciens possède un plasmide Ti capable d’intégrer une partie de son ADN dans les chromosomes des cellules végétales. Les biologistes l’utilisent comme « camion de livraison » du gène.
Document 2 : les étapes de l’obtention d’une plante transgénique.
Pourquoi utilise-t-on la même enzyme de restriction pour couper le gène et le plasmide ?
Comment ne garder que les cellules qui ont reçu le gène ?
Ce qu’il faut comprendre : la même enzyme donne des bouts collants complémentaires : le gène s’insère dans le plasmide et la ligase le soude. L’agrobactérie transfère le gène dans les cellules végétales. On associe au gène utile un gène de résistance (marqueur) : sur un milieu sélectif, seules les cellules transformées survivent et forment des cals, puis des plantes entières.
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4. Une autre méthode : le canon à gènes
Pour les céréales (maïs, riz), on peut aussi projeter dans les cellules de minuscules billes d’or recouvertes d’ADN, à grande vitesse : c’est la biolistique.
Avantages, risques et précautions
Débattre des OGM
Avantages
Moins d’insecticides, meilleurs rendements, plantes résistantes à la sécheresse ou aux virus, aliments enrichis (riz doré).
⚖
Risques
Dissémination du transgène vers des plantes sauvages, apparition d’insectes résistants, dépendance des paysans vis-à-vis des semenciers, effets à long terme à surveiller.
Précautions
Évaluer chaque OGM (santé, environnement) avant sa culture.
Respecter la réglementation nationale : au Cameroun, la loi de 2003 sur la sécurité en biotechnologie moderne.
Étiqueter les produits et informer les consommateurs.
je réfléchisle maïsla biotechnologie
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Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Une plante transgénique contient un gène étranger qu’elle exprime et transmet à sa descendance.
Les enzymes de restriction coupent l’ADN à des sites précis ; la ligase soude les fragments.
Le gène est introduit grâce à un vecteur, souvent le plasmide Ti d’Agrobacterium tumefaciens.
Les cellules transformées sont sélectionnées puis régénérées par culture in vitro.
Le transfert est possible car le code génétique est universel ; les OGM doivent être évalués et encadrés.
Vocabulaire à connaître
Transgènegène étranger introduit dans un organisme.Enzyme de restrictionenzyme qui coupe l’ADN à une séquence précise.Ligaseenzyme qui relie deux fragments d’ADN.Plasmidepetite molécule d’ADN circulaire des bactéries.OGMorganisme génétiquement modifié.
je retiensl’enzymela plante transgénique
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Je m’évalue
1. Qu’est-ce qu’une plante transgénique ?
2. Quel est le rôle d’une enzyme de restriction ?
3. Quelle bactérie sert de vecteur chez les plantes ?
4. Pourquoi un gène bactérien peut-il fonctionner dans une plante ?
Réponses : une plante qui a reçu un gène étranger · couper l’ADN à un site précis · Agrobacterium tumefaciens · le code génétique est universel. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Croire que manger un OGM transfère ses gènes à l’Homme.
Confondre sélection classique (croisements) et transgenèse (transfert direct d’un gène).
Penser que l’enzyme de restriction coupe l’ADN n’importe où.
le triles ciseaux moléculairesles bactéries
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Méthode
Pour décrire une technique de génie génétique : présente les étapes dans l’ordre (isoler, couper, insérer, transférer, sélectionner, régénérer) et, pour chacune, nomme l’outil utilisé. Un schéma fléché avec une légende courte vaut mieux qu’un long texte.
Activité d’intégration
La coopérative des cotonculteurs de Touboro hésite à adopter un coton transgénique Bt. Ses membres veulent comprendre comment cette plante est obtenue et quels en sont les avantages et les risques.
Explique pourquoi le coton Bt n’est plus attaqué par les chenilles.
Décris en quatre étapes l’obtention de ce coton transgénique.
Donne deux avantages et deux risques à présenter aux membres de la coopérative.