Maïs résistant aux chenilles, zébus métissés, veaux jumeaux nés d’un même embryon : trois techniques pour mieux nourrir.
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Applications du génie génétique
Module IV : La biotechnologieCatégorie d’actions : Amélioration de la production végétale et animaleClasse : 2nde C
💡 Idée principale : trois techniques améliorent la production agricole. Le maïs transgénique (maïs Bt) a reçu un gène bactérien qui lui fait produire une toxine contre les chenilles foreuses. La sélection génétique consiste à croiser des reproducteurs choisis et à garder les meilleurs descendants, génération après génération. Le clonage d’embryons sépare les cellules d’un jeune embryon d’animal de grande valeur pour obtenir plusieurs individus génétiquement identiques.
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Étapes résumées
Maïs Bt : gène cry de Bacillus thuringiensis transféré par Agrobacterium ; la plante produit une toxine anti-chenilles.
Sélection génétique : choisir les caractères, croiser des géniteurs complémentaires, trier les descendants, recommencer.
Clonage d’embryons : embryon de 4-8 cellules → séparation des blastomères → transfert dans des mères porteuses → clones.
Situation problème
Au comice agropastoral d’Ebolowa, un éleveur de l’Adamaoua présente des vaches métisses qui donnent quatre fois plus de lait que ses zébus Goudali, tout en supportant la chaleur. Dans le stand voisin, un chercheur de l’IRAD parle de maïs résistant aux chenilles foreuses et de veaux « jumeaux » obtenus à partir d’un seul embryon. Les visiteurs se demandent si toutes ces techniques sont des OGM.
Consignes :
Relève les trois techniques d’amélioration évoquées.
Comment peut-on obtenir des vaches à la fois rustiques et bonnes laitières ?
Toutes ces techniques modifient-elles les gènes de la même façon ?
Compétence visée
Améliorer la production végétale et animale grâce aux applications du génie génétique et de la biotechnologie.
Objectifs de la leçon
Décrire la production du maïs transgénique.
Expliquer la technique de la sélection génétique.
Décrire la technique du clonage des embryons.
le problèmel’objectifl’élevage bovin
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La production du maïs transgénique
Activité 1 : un maïs qui se défend contre les chenilles
Les chenilles foreuses des tiges (comme Busseola fusca en Afrique) détruisent une grande partie des récoltes de maïs. Le document 1 montre comment on a obtenu le maïs Bt.
Document 1 : obtention et intérêt du maïs Bt.
Quel est l’organisme donneur ? le vecteur ? l’organisme receveur ?
Pourquoi les chenilles meurent-elles sur le maïs Bt ?
Ce qu’il faut comprendre : le gène cry provient de la bactérie du sol Bacillus thuringiensis (Bt). Il est inséré dans le plasmide Ti d’Agrobacterium tumefaciens, qui le transfère dans des cellules de maïs cultivées en laboratoire. On sélectionne les cellules transformées et on régénère des plantes entières. Le maïs Bt fabrique une protéine toxique pour les chenilles (mais pas pour l’Homme ni les mammifères) : elles meurent en mangeant la plante.
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Bilan du maïs Bt
Intérêts
Moins de pertes, moins d’insecticides pulvérisés, meilleure qualité des grains (moins de moisissures).
⇄
Limites
Chenilles qui deviennent résistantes, semences chères à racheter, risque de dissémination du gène.
La sélection génétique
1. Sélection génétique
choix, parmi les êtres vivants d’une espèce, des individus qui portent les caractères recherchés, pour en faire les reproducteurs de la génération suivante. Elle utilise souvent le croisement de variétés ou de races complémentaires (hybridation). Elle ne transfère pas de gène d’une espèce à une autre.
2. Exemple : améliorer la production de lait
Document 2 : croisement entre un zébu local et une race laitière.
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La technique de la sélection
1
Définir l’objectif
Caractères à améliorer : rendement, résistance aux maladies, qualité du lait, de la viande ou de la laine.
2
Choisir les géniteurs
Individus qui possèdent chacun un ou plusieurs caractères recherchés.
3
Croiser
Par fécondation naturelle, insémination artificielle (animaux) ou pollinisation contrôlée (plantes).
4
Trier et fixer
Garder les meilleurs descendants et les croiser à nouveau, sur plusieurs générations.
3. Quelques résultats de la sélection
Espèce
Croisement ou sélection
Amélioration obtenue
Palmier à huile
Dura × Pisifera → Tenera
fruits plus riches en huile
Maïs
lignées pures croisées → hybrides
rendement plus élevé (vigueur hybride)
Bovins
Goudali × Holstein ou Montbéliarde
plus de lait, rusticité conservée
Mouton
sélection du Mérinos
laine fine et abondante
Poulet
souches de chair sélectionnées
croissance rapide (≈ 6 semaines)
l’huile de palmele yaourtl’huile
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Le clonage des embryons
4. Clone
ensemble d’individus génétiquement identiques issus d’un même individu ou d’une même cellule, sans nouvelle fécondation.
Activité 2 : plusieurs veaux à partir d’un seul embryon
Le document 3 présente la technique de clonage d’embryons utilisée chez les bovins.
Document 3 : clonage par séparation des cellules d’un embryon précoce.
À quel stade prélève-t-on l’embryon ? Pourquoi ?
Pourquoi les veaux obtenus sont-ils identiques ?
Ce qu’il faut comprendre : après insémination d’une vache de grande valeur, on récupère un embryon précoce (4 à 8 cellules). À ce stade, chaque cellule (blastomère) peut encore donner un individu complet. On sépare les blastomères, chacun se développe en embryon qu’on transfère dans une vache porteuse. Toutes les cellules venant du même œuf, les veaux ont le même génome : ce sont des clones, comme de vrais jumeaux.
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Intérêts et limites
Intérêts : multiplier rapidement les meilleurs animaux ; conserver des races menacées.
Limites : technique coûteuse, taux de réussite faible ; tous les clones ont les mêmes faiblesses face à une maladie (perte de diversité).
Autre technique : le clonage par transfert de noyau (brebis Dolly, 1996) utilise le noyau d’une cellule adulte. Le clonage reproductif humain est interdit.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Le maïs transgénique Bt contient le gène cry de Bacillus thuringiensis transféré par Agrobacterium : il produit une toxine contre les chenilles foreuses.
La sélection génétique consiste à croiser des géniteurs choisis et à garder les meilleurs descendants sur plusieurs générations.
Les croisements entre races ou variétés complémentaires donnent des hybrides plus productifs (zébu × Holstein, palmier Tenera).
Le clonage d’embryons sépare les blastomères d’un embryon précoce : chaque cellule donne un individu identique.
Ces techniques améliorent la production mais réduisent la diversité génétique : elles doivent être utilisées avec prudence.
je retiensl’embryonle mouton
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Vocabulaire à connaître
Maïs Btmaïs transgénique qui produit la toxine de Bacillus thuringiensis.Hybridedescendant du croisement de deux variétés ou races différentes.Géniteurindividu choisi comme reproducteur.Blastomèrecellule d’un embryon aux premiers stades de son développement.Cloneensemble d’individus génétiquement identiques.
Je m’évalue
1. Quel est l’organisme donneur du gène du maïs Bt ?
2. Quel croisement donne le palmier à huile Tenera ?
3. Pourquoi prélève-t-on l’embryon au stade 4-8 cellules pour le cloner ?
4. La sélection génétique produit-elle des OGM ?
Réponses : la bactérie Bacillus thuringiensis · Dura × Pisifera · chaque cellule peut encore donner un individu entier · non : pas de transfert de gène entre espèces. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisl’ADNla tique
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Erreurs fréquentes
Confondre sélection génétique (croisements au sein d’une espèce) et transgenèse (transfert d’un gène d’une autre espèce).
Croire que la toxine Bt est dangereuse pour l’Homme : elle agit sur l’intestin de certains insectes seulement.
Penser que le veau cloné ressemble à la mère porteuse : il a les gènes de l’embryon donneur.
Méthode
Pour comparer des techniques d’amélioration, construis un tableau : matériel de départ, ce que l’on modifie (gène, combinaison de gènes, nombre d’individus), durée, avantages et limites.
Activité d’intégration
Une coopérative de l’Ouest veut augmenter sa production : ses champs de maïs sont ravagés par les chenilles foreuses, et ses vaches locales donnent peu de lait. Elle possède aussi une vache exceptionnelle dont elle voudrait obtenir plusieurs copies.
Explique comment le maïs Bt pourrait réduire les pertes, et cite une précaution.
Propose un programme de sélection pour obtenir des vaches rustiques et bonnes laitières.
Décris la technique qui permettrait d’obtenir plusieurs veaux identiques issus de la vache exceptionnelle.