Suggestion d’utilisation du CD-Rom « Génétique 2 » (Jeulin 2001)

F.Husson – Lycée Margueritte de Verdun – Groupe académique TICEx

Cette activité est proposée pour une séance en groupes de TP. Chaque élève dispose d’un ordinateur. L’activité dure environ 45 minutes. Si le nombre de postes disponibles est insuffisant, il est possible de faire travailler la moitié du groupe sur une exploitation de documents (par exemple : observation et interprétation de photos de fécondation, et/ou comparaison des graphes montrant l’évolution de la quantité d’ADN durant un cycle cellulaire « normal » et durant celui correspondant à une méiose, …).

Le CD-Rom peut aussi servir à illustrer un cours en classe entière (vidéo-projecteur)

Exemple de problématique :

Chez de nombreuses espèces, la méiose permet la gamétogenèse :

quelles modalités assurent le passage de la phase diploïde à la phase haploïde ?

Nous allons observer le déroulement de la méiose dans les cellules germinales d’un Insecte mâle.

Tous les chromosomes des cellules ne sont pas visibles : pour simplifier et pour mieux comprendre les événements observés, on considérera la formule chromosomique : 2n = 4.

Les photos et schémas seront intégrés dans un document Word (nommé tableau.doc) qu’il faut ouvrir avant de commencer le travail sur le CD.

Le film proposé par le CD-Rom a été réalisé par la technique du microcinéma :

-         Insérer le CD (qui démarre automatiquement), puis lire l’introduction qui s’affiche.

-         Cliquer sur l’icône « page suivante », puis sélectionner « Méiose, cellules animales (1) »

-         Repérer, grâce à la fiche de navigation, les différentes icônes et leurs fonctions.

1/ Le début de la méiose

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film jusqu’à la position « 55 » du chronomètre, et faire un arrêt sur image (on peut revenir en arrière grâce au bouton « retour image par image »).

Les cellules que vous observez viennent d’entrer en méiose : l’enveloppe nucléaire se désagrège, les nucléofilaments de chromatine se condensent pour former des chromosomes (on commence à en distinguer un). Cette première étape de la méiose s’appelle la PROPHASE I. Cette étape, assez longue, va être abrégée au cours du film.

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film jusqu’à la position « 350 » du chronomètre, et faire un arrêt sur image : vous observez alors plusieurs chromosomes (l’enveloppe nucléaire a disparu, et un fuseau de fibres s’est formé dans le cytoplasme de la cellule).

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film jusqu’à la position « 640 » du chronomètre, et faire un arrêt sur image : la cellule est en METAPHASE I.

!’ décrire la localisation des chromosomes (réponse : regroupés en « paquets » au centre de la cellule)

2/ L’anaphase I

Observation :

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film jusqu’à la position « 700 » du chronomètre, et faire un arrêt sur image : la cellule est en ANAPHASE I.

!’ Combien de chromosomes distinguez-vous ? (réponse : 4)

!’ Préciser alors votre réponse à la question précédente (réponse : les chromosomes étaient regroupés 2 par 2 au centre de la cellule)

!’ Que se passe-t-il au cours de cette étape ? (réponse : les chromosomes se séparent en 2 groupes et se répartissent vers les 2 pôles de la cellule).

!’ Observer ces chromosomes et indiquer la différence essentielle entre une anaphase de mitose et une anaphase I de méiose (réponse : lors de l’anaphase I de méiose, ce sont des chromosomes à 2 chromatides qui migrent vers les pôles, alors que durant la mitose, les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent chacune vers un pôle)

Il est nécessaire de s’assurer, en circulant dans la salle,

que les élèves ont bien compris cette étape avant de poursuivre l’activité …

Capture de la photo

Cliquer sur l’icône « appareil photo » pour accéder au logiciel de traitement d’images (la fiche de navigation vous présente les icônes à utiliser).

Sélectionner la fonction  « image » (en cliquant à droite de la photo, sur le bouton du centre).

Régler si nécessaire la luminosité et le contraste, afin d’obtenir une image la plus nette possible.

Activer la fonction « sélection » en cliquant sur l’icône correspondante (2^ème bouton en partant de la gauche, sous la barre de menu). Délimiter un rectangle autour de la zone intéressante, en englobant uniquement la cellule en méiose. Vous pouvez recommencer si nécessaire.

Copier cette sélection (Menu Edition, Copier, ou en utilisant le raccourci « Ctrl + C »). Fermer la fenêtre du logiciel de traitement d’image.

Faire apparaître le document « tableau.doc » (pour passer d’une fenêtre Windows à une autre, on peut utiliser le raccourci « Alt + Tab ».

Sélectionner le contenu de la case 1 (qui doit alors apparaître en noir).

Coller la photo à la place du texte (Menu Edition, Coller, ou en utilisant le raccourci « Ctrl + V »).

Visualiser le tableau à ce stade du travail

3/ La fin de la première division

Revenir au CD-Rom : utiliser le raccourci « Alt + Tab ». Ne pas fermer le document Word.

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film de la position « 700 » jusqu’à la position « 1100 », puis faire un arrêt sur image.

!’ Décrire en une phrase les événements observés (étape = TELOPHASE I et FIN DE 1^ère DIVISION) (réponse : Les 2 lots de chromosomes à deux chromatides se regroupent aux deux pôles de la cellule, puis cette cellule se sépare en 2 cellules filles).

!’ Déduire des observations précédentes le nombre de chromosomes présents dans chacune des  2 cellules filles (réponse : la moitié du stock initial, soit n = 2 chromosomes)

4/ Une deuxième division s’enchaîne aussitôt

Les 2 cellules filles ainsi obtenues entrent aussitôt en 2^ème division de méiose : la PROPHASE II est assez courte (les chromosomes sont déjà formés), puis les chromosomes se regroupent au centre de chaque cellule (METAPHASE II).

Cliquer sur le bouton « lecture », observer le film de la position « 1100 » jusqu’à la position « 1360 » afin de visualiser ces 2 étapes, puis faire un arrêt sur image.

Utiliser alors le bouton « avance image par image » afin d’observer le déroulement de l’étape suivante, l’ANAPHASE II : avancer ainsi jusqu’à la position « 1400 ».

!’ Qu’observez-vous durant cette étape ? (réponse : les 2 chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent chacune vers 1 pôle de la cellule).

Capturer la photo (position « 1400 ») en procédant comme pour l’anaphase I.

Délimiter, comme précédemment, une zone contenant la cellule « du dessous », dans laquelle les chromatides sont bien visibles (le même phénomène a lieu dans l’autre cellule).

Copier la zone sélectionnée, puis fermer la fenêtre du logiciel de traitement d’image.

Coller la photo dans la case 2 du tableau Word, en procédant comme précédemment.

Imprimer alors le tableau Word avec les photos

Visualiser le tableau à ce stade du travail

Remarque :

Il est possible de faire réaliser à ce moment les schémas en utilisant, par exemple, la barre d’outils « dessin » de Word.

Visualiser le tableau obtenu

5/ Conclusion et schémas

Quand vous avez récupéré votre tableau imprimé, fermer le document Word sans enregistrer les modifications, puis revenir au CD-Rom et observer la fin du film. Quitter ensuite le Cd-Rom.

!’ Réaliser dans le tableau imprimé un schéma légendé (à la même échelle) des 2 photos.

!’ Résumer en quelques phrases le déroulement de la méiose en expliquant comment elle assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde et en situant le « moment de la réduction chromatique. (éléments attendus : 1 cellule diploïde donne 4 cellules haploïdes grâce à 2 divisions successives, 1^ère division avec séparation des chromosomes homologues et réduction chromatique en Anaphase I, 2^ème division avec séparation des chromatides).

En fin d’activité on peut réaliser collectivement un schéma bilan,

et/ou travailler sur le graphe montrant l’évolution de la quantité d’ADN par cellule …

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