Epineuse enquête - Recherche 2

Recherche 2

 

Cette activité marque le début des activités de génétique en lien avec l’enquête. Dans cette première séance, on s’intéresse à l’étude des caryotypes et à définir la notion de chromosomes, en portant une attention particulière sur la paire de chromosomes sexuels. C’est également l’occasion de découvrir ou remobiliser les capacités liées à l’utilisation du microscope.

L’activité se déroule en deux étapes : la première est facultative et son contenu peut être transmis de façon plus directe et sans lien avec l’enquête. Nous vous proposons cependant une version complètement scénarisée.

 

1ère séance : Comprendre où se situent les éléments portant l’information génétique, dont celle établissant le sexe d’un individu

Résumé

On cherche à déterminer le sexe de la personne qui a laissé une tache de sang

Discipline(s)

SVT

Notions disciplinaires

L’information génétique est contenue dans le noyau, plus précisément dans les chromosomes

Capacités, Attitudes travaillées

Utilisation du microscope

Production

Texte de mise en relation des documents

Matériel nécessaire/utile

Préparation de cellules (marché : cellules de glandes salivaires de larve de chironome ou à faire : cellules de racines d’ail, épiderme d’oignon) ; colorant : vert de méthyle ; microscope, lames et lamelles, pipette, pince.

Durée, modalités

1 séance

 

L’objectif de l’activité est triple : se familiariser avec le microscope dans un premier temps, concevoir une démarche de résolution (type tâche complexe dans un second temps), et localiser l’information génétique au niveau des chromosomes.

Les enquêteurs ayant trouvé une tache de sang, ils vont l’observer au microscope pour récupérer les cellules dont ils ont besoin pour faire des analyses plus précises. La phase 1 est simplement là pour remobiliser ou faire découvrir les capacités en lien avec l’utilisation du microscope, sans y associer des connaissances de génétique nouvelles. Il est simplement demandé aux élèves de retrouver les deux types cellulaires. Les globules rouges étant bien plus nombreux, l’analyse devrait porter sur eux. Sauf que ce type de cellules n’a pas de noyau. Les élèves peuvent faire deux hypothèses : soit l’information génétique se trouve dans le cytoplasme et on pourra utiliser les globules rouges (et les globules blancs mais les globules rouges sont plus nombreux donc ce sera plus facile de les étudier) ; soit l’information génétique se trouve dans le noyau et dans ce cas il faudra trouver et analyser le contenu d’un globule blanc.

Une fois ces deux hypothèses réalisées, on passe à la phase 2. Cette phase (et les hypothèses qui l’alimentent) peut faire l’objet d’une tâche complexe. On donne aux élèves un colorant du matériel génétique (le vert de méthyle) et des cellules transparentes (épiderme d’oignon ou racines d’ail) pour qu’ils localisent le support de l’information génétique. Une partie de la classe peut à la place observer voire photographier des cellules de larve de chironomes pour caractériser le contenu du noyau. La mise en commun permettra de construire la notion de chromosomes, support de l’information génétique.

 

  1. Protocoles :

- observation des chromosomes sans préparation - exemple des cellules de glandes salivaires de chironomes : http://www.didier-pol.net/4chrgean.htm

- observation des chromosomes avec préparation : exemple des cellules de racines d’ail en mitose : http://www.didier-pol.net/3mitose.htm

- coloration de cellules d’épiderme d’oignon ou de cellules racinaires d’ail avec du vert de méthyle et observées au MO. http://www.ac-grenoble.fr

 

 

2ème séance : Analyser le caryotype de la tache de sang

Résumé

On cherche à déterminer le sexe de la personne qui a laissé une tache de sang

Discipline(s)

SVT

Notions disciplinaires

L’information génétique est contenue dans les chromosomes présents dans le noyau

Capacités, Attitudes travaillées

 

Production

Texte de mise en relation des documents

Matériel nécessaire/utile

Documents (ou ordinateurs)

Durée, modalités

1 séance

 

Cette séance doit être introduite en donnant la définition de caryotype. Cela peut être fait au travers d’un texte ou d’une vidéo.

Les élèves disposent également de la moitié d’un caryotype et de chromosomes encore mélangés. Ils doivent reformer les paires du caryotype. Cela leur permettra de prendre conscience qu’il existe des paires de chromosomes (homologues), l’un étant paternel, l’autre maternel (notion qui sera réexploitée plus tard). De plus, ils mettront ainsi en évidence l’existence d’une paire de chromosomes sexuels, seule différence attribuable au sexe de l’individu. Ils pourront finalement exploiter cet élément pour déterminer le sexe de la personne à qui appartient la tache de sang.

 

Prolongement possible : rajouter à la suite le TP extraction de l’ADN même s’il est inutile dans l’enquête.

 

 

Proposition d'activité

Situation de départ

La tache observée sur le tissu était bien du sang ! Et vu l’absence de coupure retrouvée à proximité sur la peau de la victime, on peut espérer qu’il s’agisse du sang du coupable. Peut-être une dispute a-t-elle éclaté entre eux ? Peut-être ont-ils été proches physiquement ? Ou alors, si ce n’est pas le sang du coupable, ce sera certainement celui d’une personne qui aura vu la victime peu avant sa mort et qui pourra nous aider à progresser dans l’enquête. Que peut nous apprendre cette tache de sang sur son propriétaire ? Plein de choses : son groupe sanguin, son sexe, voire plus ! Que l’enquête commence !

 

  • Défi : Déterminez si le propriétaire de la tache de sang est une femme ou un homme !

 

1ère étape : Comprendre où se situent les éléments portant l’information génétique, dont celle établissant le sexe d’un individu

On cherche à localiser l’information génétique dans la cellule pour orienter notre analyse.

 

Phase 1 : Observation au microscope d’une tache de sang

Repérer deux types de cellules sur la lame : les globules rouges (de couleur rouge) et les globules blancs (présentant un noyau coloré en violet).

Justifier l’intérêt que présenterait l’utilisation des globules rouges par rapport aux globules blancs.

 

Phase 2

Données :

- Les globules blancs ont, comme (presque) toutes les cellules du corps une membrane délimitant un cytoplasme dans lequel se trouve un noyau.

- Les globules rouges ont conservé leur membrane et le cytoplasme mais ont perdu leur noyau au cours de leur croissance.

On rappelle que l’on recherche l’information génétique dans les cellules de la tache de sang.

 

  • Concevoir puis réaliser un protocole expérimental pour savoir si on peut ou non utiliser les globules rouges pour cette recherche.

Coup de pouce pour formuler les hypothèses : Dans quel cas ne pourrait-on finalement pas utiliser les globules rouges pour notre enquête ?

 

Boîte à outils

- matériel pour observer des cellules : cellules végétales (pratiques à étudier), lame, lamelle, eau distillée, pince

- colorant pour mettre en évidence le matériel génétique : vert de méthyle

 

2ème étape : Réaliser l’analyse du caryotype des cellules retrouvées dans la tache de sang

 

Boîte à outils

- comprendre ce qu’est un caryotype : https://www.youtube.com/watch?v=QXL2952iR0M

- photographie de caryotypes (de haut en bas : caryotype d'une femme, d'un homme, et de la victime)

 

  • Utilisez ces informations pour déduire le sexe de la personne ayant laissé une tache de sang sur la veste du corps de la victime.

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte