Greffes d’algues, grenouilles et clonage : les expériences qui prouvent que le noyau commande les caractères.
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Le noyau, siège de l’information génétique
Module I : Le monde vivantSéquence 2 : Localisation et nature de l’information génétiqueSéance 3 : Expériences de transfert de noyau
💡 Idée principale : les expériences de greffe et de transfert de noyau montrent que l’individu obtenu ressemble toujours à celui qui a donné le noyau. Le noyau contient donc l’information génétique qui commande les caractères héréditaires.
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Étapes résumées
Chez l’acétabulaire, le chapeau régénéré est toujours du type de l’espèce qui a fourni le noyau.
Chez la grenouille, un ovule sans noyau qui reçoit un autre noyau donne un individu semblable au donneur du noyau.
Le clonage des mammifères (brebis Dolly) confirme ce résultat.
Conclusion : l’information génétique est localisée dans le noyau.
Situation problème
Au cours d’un reportage télévisé, Nadège apprend que des chercheurs ont obtenu un veau « photocopie » d’une vache championne de production laitière, sans accouplement. Son frère Junior affirme que c’est le ventre de la vache porteuse qui donne au veau ses caractères. Nadège pense plutôt que tout se joue dans la cellule de départ.
Consignes :
Relève le problème posé.
Quelle partie de la cellule pourrait contenir le « programme » des caractères ?
Propose une expérience pour vérifier ton hypothèse.
Compétence visée
Expliquer, à partir de résultats expérimentaux, que les caractères héréditaires sont commandés par le noyau, et utiliser ce savoir pour combattre les fausses croyances sur l’hérédité.
Objectifs de la leçon
Analyser une expérience de greffe chez l’acétabulaire.
Interpréter une expérience de transfert de noyau chez la grenouille.
Conclure sur la localisation de l’information génétique.
le problèmel’objectifla cellule
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Rappel : la cellule et ses parties
1. La cellule, unité du vivant
Tout être vivant est formé de cellules. Une cellule animale comprend une membrane, un cytoplasme et un noyau. Un être humain provient d’une seule cellule, la cellule-œuf, issue de la fécondation d’un ovule par un spermatozoïde.
Exemple : la cellule-œuf contient déjà tout le « programme » qui fera de l’enfant un être humain unique.
Quelle partie commande les caractères ?
Hypothèses
à tester
Membrane
limite la cellule
Cytoplasme
lieu des réactions
Noyau
au centre de la cellule
Milieu
l’utérus, la nourriture
les protéinesl’œufles enveloppes
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Expérience de greffe chez l’acétabulaire
Activité 1 : la greffe d’acétabulaires
L’acétabulaire est une algue marine formée d’une seule cellule géante (5 cm) avec un pied qui contient le noyau, une tige et un chapeau. Deux espèces ont des chapeaux différents. On greffe la tige de l’espèce M sur le pied de l’espèce C.
Document 1 : greffe entre deux espèces d’acétabulaires.
Quel est le type du chapeau régénéré ?
Quelle partie de la cellule a imposé ce caractère ?
Ce qu’il faut comprendre : le chapeau régénéré est du type C, comme l’espèce qui a fourni le noyau, même si la tige vient de l’espèce M. Le noyau commande donc la forme du chapeau : il contient l’information qui détermine les caractères.
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Une algue idéale pour l’expérience
Une seule cellule, mais très grande : on peut la couper à la main.
Le noyau est toujours dans le pied : on sait où il se trouve.
L’algue régénère facilement un chapeau coupé.
Transfert de noyau chez la grenouille
Activité 2 : un ovule, deux grenouilles
On détruit aux rayons ultraviolets le noyau d’un ovule de grenouille albinos (blanche). On y injecte le noyau d’une cellule d’intestin d’une grenouille verte.
Document 2 : expérience de transfert de noyau chez la grenouille.
Quelle est la couleur de la grenouille obtenue ?
Le cytoplasme de l’ovule albinos a-t-il imposé son caractère ?
Ce qu’il faut comprendre : la grenouille obtenue est verte, comme celle qui a donné le noyau. Le cytoplasme de l’ovule albinos n’a fait que nourrir l’embryon. C’est le noyau qui porte l’information génétique ; une cellule d’intestin contient dans son noyau tout le programme de l’individu.
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2. Le clonage d’un mammifère : la brebis Dolly (1996)
Brebis
Ce qu’elle donne
Ressemblance de l’agneau
Brebis A (tête blanche)
une cellule de mamelle : son noyau
oui : Dolly a la tête blanche
Brebis B (tête noire)
un ovule dont on a retiré le noyau
non
Brebis C (tête noire)
son utérus : elle porte l’embryon
non
Conclusion et applications
Ce que prouvent ces expériences
Le noyau contient l’information génétique qui commande les caractères héréditaires.
Toutes les cellules d’un individu ont, dans leur noyau, la même information.
Le cytoplasme et la mère porteuse ne transmettent pas les caractères héréditaires.
3
Clone
ensemble d’individus génétiquement identiques, obtenus à partir d’une même cellule ou d’un même noyau.
Exemple : les boutures de manioc d’un même pied et les vrais jumeaux sont des clones naturels.
le globe terrestrel’ADNla tique
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Le clonage en agriculture et en élevage
Bananiers « vitro »
Des milliers de plants identiques produits à partir d’un seul pied sain.
Élevage
Reproduire une vache très productive en lait ou en viande.
Limites
Tous les clones ont la même sensibilité à une maladie.
Éthique
Le clonage humain est interdit dans la plupart des pays.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La cellule comprend une membrane, un cytoplasme et un noyau.
Chez l’acétabulaire, le chapeau régénéré est du type de l’espèce qui a donné le noyau.
Un ovule énucléé qui reçoit un noyau donne un individu semblable au donneur du noyau.
L’information génétique qui commande les caractères héréditaires est localisée dans le noyau.
Un clone est un ensemble d’individus génétiquement identiques.
je retiensle cortexla poule
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Vocabulaire à connaître
Noyaupartie de la cellule qui contient l’information génétique.Énucléerretirer ou détruire le noyau d’une cellule.Greffefixation d’une partie d’un être vivant sur un autre.Cloneindividus génétiquement identiques issus d’une même cellule.Information génétiqueensemble des « instructions » qui déterminent les caractères héréditaires.
Je m’évalue
1. Où se trouve le noyau chez l’acétabulaire ?
2. À quoi servent les UV dans l’expérience de la grenouille ?
3. À quelle brebis Dolly ressemble-t-elle ?
4. Quelle conclusion tire-t-on de ces expériences ?
Réponses : dans le pied · à détruire le noyau de l’ovule · à celle qui a donné le noyau · le noyau contient l’information génétique. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisla couche d’ozonel’ovocyte
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Erreurs fréquentes
Penser que la mère porteuse transmet ses caractères à l’agneau cloné.
Oublier de préciser que le résultat dépend du noyau et non du cytoplasme.
Croire que seules les cellules sexuelles contiennent l’information génétique.
Méthode
Pour interpréter une expérience de transfert de noyau : 1) repère qui donne le noyau, le cytoplasme et éventuellement l’utérus ; 2) compare l’individu obtenu à chacun ; 3) conclus : « l’individu ressemble au donneur du noyau, donc le noyau contient l’information génétique ».
Activité d’intégration
La station zootechnique de Wakwa (Ngaoundéré) souhaite multiplier un taureau Goudali exceptionnel. Un technicien propose : prélever une cellule de peau du taureau, placer son noyau dans un ovule énucléé d’une vache ordinaire, puis implanter l’embryon dans une troisième vache.
À quel animal le veau obtenu ressemblera-t-il ? Justifie.
Quel rôle joue la vache porteuse ?
Cite un avantage et un inconvénient de cette technique pour l’élevage.