MISE EN PERSPECTIVE DES PROGRAMMES DE TERMINALE SPECIALITE

MISE EN PERSPECTIVE DES PROGRAMMES DE TERMINALE SPECIALITE SVT ET ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE. GENETIQUE ET EVOLUTION ET UNE HISTOIRE DU VIVANT (Thème 3) http: //uel. unisciel. fr/biologie/genepop_ch 02/co/apprendre_ch 2_01. html http: //campus. cerimes. fr/genetique-medicale/enseignement/genetique_2/site/html/cours. pdf

SPECIALITE SVT ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQU

Proposée en 1908 indépendamment par le mathématicien anglais Hardy et le médecin allemand Weinberg, la loi de Hardy. Weinberg se définit comme suit: Dans une population de dimension infinie, où les unions se font au hasard (PANMIXIE), où il n’existe ni migration, ni sélection contre un phénotype particulier, et où le taux de mutations est constant, les proportions des différents génotypes restent constantes d’une génération à l’autre.

Durée 1 h 00 Etapes de la démarche / Objectifs opérationnels Modalités (Activité élève individuelle, en (1 ou 2 objectifs opérationnels / séance) binômes, en groupes, magistral dialogué, 1 progression = enchaînement d’objectifs classe inversée…etc) opérationnels Notion de fréquence allélique, génotypique et Exercice individuel ; stabilité des fréquences au cours des générations Comprendre la stabilité des fréquences alléliques dans les conditions de Hardy Weinberg Supports pour le prof / Ressources fournies Activité des élèves (description de ce qu’ils aux élèves réalisent ou produisent) / compétence travaillée Comprendre l’intérêt d’étudier les écarts entre une Exemple(s) d’un gène dans une population qui population et l’équilibre de Hardy Weinberg n’est pas à l’équilibre de Hardy Weinberg Etudier les fréquences d’allèles dans des populations isolées ou soumises à sélection Travail individuel. Si plusieurs exemples, tous Rendre compte qu’il existe un écart entre prévision les élèves ne traitent pas le même cas. et observation Conclure sur la possibilité que l’une des conditions Mise en commun, réflexion sur les conclusions de l’équilibre (sélection ; effectif. . ) n’est pas Documents Chats de l’île de Man ? Fréquences de certaines anomalies génétiques dans les populations insulaires / isolées humaines ? . Exemples concrets et chiffrés à trouver (en cours) Tableau à remplir (génotypes possibles, unions Tableau à compléter reflétant la compréhension possibles…. ) des calculs de probabilités (pxp …) Multiplication de probabilités, notion de fréquence, équivalence fréquence probabilité (loi des grands nombres) 30 min Comprendre ce qu’est une population « à Tableur Excel individuel ou en binômes selon Tableur Excel Tracer à l’aide du tableur Excel un graphique à l’équilibre » : relation entre fréquence d’un allèle matériel trois courbes montrant la fréquence des 3 et fréquences des génotypes possibles en fonction de la fréquence p d’un allèle. Utilisation d’un tableur 1 h 30 sans Tester si une population est à l’équilibre de Hardy En préparation : test avec un kit PTC de la Kit PTC à distribuer en amont à plusieurs Préparation des modalités de l’enquête et du compter la Weinberg pour un gène : l’exemple du gène PTC sensibilité au goût / odeur à la classes (par plusieurs collègues ? ) recueil des résultats préparation en dans la population humaine Phényl. Thio. Carbamide (PTC) sur la population Détermination des fréquences deux allèles T amont (20 Elaboration d’une enquêtes pour recueillir le de plusieurs classes du lycée Tableur en ligne et t à partir de la fréquence des individus sensibles minutes + travail nombre d’individus sensibles / non sensibles Mise en commun du nombre de sensibles / (fréquence des double récessifs => q 2) à la maison ou au PTC chez les élèves de lycée nombre de non sensibles sur un tableur en Compilation des résultats des tests PTC Confrontation des fréquences des 3 génotypes 1 h si on veut que Calcul des fréquences génotypiques à partir ligne (faisable en distanciel depuis le domicile, calculés dans la population teste avec les le protocole soit des données recueillies la classe …Etc) génotypes prévus par la loi de Hardy Weinberg : élaboré par les Confrontation des fréquences génotypiques Travail sur les résultats sur tableur e binômes utilisation du graphique élaboré précédemment élèves) calculées dans la population avec les Travail numérique en ligne (tableur en ligne, fréquences génotypiques prévues par Mise en commun et discussion enquête de population…) l’équilibre de Hardy Weinberg. Confrontation de données réelles au graphique Conclure sur la conformité des résultats théorique entre la population étudiée et le modèle mathématique 45 min – 1 h 00 Saisie de donnée et mise en relation réel / modèle. Comprendre l’intérêt de l’étude des limites d’un modèle théorique On attend des élèves qu’ils identifient une cause possible en réfléchissant sur les conditions nécessaires à l’équilibre de HW

Durée Etapes de la démarche / Objectifs opérationnels (1 ou 2 objectifs opérationnels / séance) 1 progression = enchaînement d’objectifs opérationnels 15 à 30 minutes 30 min / 1 h minutes 1 h 00 / 1 h 30 Rappels de l’enseignement scientifique : définition des conditions de l’équilibre de Hardy Weinberg Rappel de l’intérêt d’étudier les écarts à l’équilibre pour faire des hypothèses sur la sélection et / ou la dérive Constater les variations de fréquences de l’allèle drépanocytaire dans la population humaine. Comprendre la modification d’un modèle pour valider une hypothèse de sélection Modalités (Activité élève individuelle, en binômes, en groupes, magistral dialogué, classe inversée…etc) Supports pour le prof / Ressources fournies aux élèves Activité des élèves (description de ce qu’ils réalisent ou produisent) / compétence travaillée Calcul simple pour vérifier que les Fréquences observées d’allèles et de fréquences d’un gène sont à l’équilibre de génotypes dans une population HW (allèles MN des groupes sanguins …) Remobilisation des connaissances acquises en enseignement scientifique Documents montrant les différences de Document montrant les fréquence de l’allèle drépanocytaire dans alléliques en Europe, Asie et Afrique… la population mondiale (carte …) Feuille Excel Construction à partir d’une feuille calculant les fréquences d’une génération à l’autre de la disparition des génotypes aa Travail individuel ou en binômes Saisie de données Modifier un modèle mathématique : introduire dans une feuille Excel la disparition des génotypes doubles récessifs Produire une courbe prédictive de la disparition de l’allèle récessif (fréquence tendant vers 0) Identifier cette situation comme étant celle de l’Europe par exemple mais pas celle de beaucoup de régions d’Afrique ou d’Asie (allèle maintenue à une fréquence non négligeable) Comprendre la relativité de la sélection et la Travail individuel puis magistral dialogué Document montrant les fréquences des Mise en relation : Corrélation paludisme / modélisation de l’avantage aux hétérozygotes ou travail préparé à la maison … génotypes AA, Aa chez les morts du fréquence élevée de l’allèle de la paludisme drépanocytose On constate la meilleure survie des Document montrant les régions fortement Survie plus grande des hétérozygotes dans hétérozygotes face au paludisme. impaludées en Afrique et Asie (carte) les contextes impaludés Eventuellement (mais peu probable et pas nécessaire) ; Hypothèse du maintien de la fréquence d’un allèle défavorable par la meilleure survie des hétérozygotes

Durée Etapes de la démarche / Objectifs opérationnels Modalités (Activité élève individuelle, en (1 ou 2 objectifs opérationnels / séance) binômes, en groupes, magistral dialogué, 1 progression = enchaînement d’objectifs classe inversée…etc) opérationnels Supports pour le prof / Ressources fournies Activité des élèves (description de ce qu’ils aux élèves réalisent ou produisent) / compétence travaillée 1 h 00 Expliquer le maintien d’allèles pourtant défavorable dans les populations Modéliser le cas où les hétérozygotes sont ceux qui ont un accès préférentiel à la reproduction Travail en binômes ou individuel sur tableur Feuille Excel soit à concevoir à partir de la précédente (létalité des récessifs) soit feuille pré remplie dont on peut modifier les paramètres : valeur sélective (ou mortalité relative) des différents génotypes Feuille Excel pré remplie ou feuille Excel présentant le calcul des fréquences allélique au cours des générations dans le cas d’un allèle récessif létal (voir précédemment)… 30 min Généraliser pour expliquer l’existence d’allèles défavorables dans les populations (humaines par exemple) Lien avec le programme de première Spécialité (l’histoire humaine lue dans son génome) Magistral dialogué autour d’exemples Documents CFTR / typhoïde, CFTR / choléra (voir programme de première Spécialité l’histoire de l’humanité lue dans son génome) Modifier un modèle mathématique : introduire dans une feuille Excel les mortalités relatives des trois génotypes (ou les valeurs sélectives) Puis /ou manipuler les paramètres de chaque génotype trouver une explication au maintien à une valeur non négligeable de la fréquence de l’allèle drépanocytaire (Avantage de l’hétérozygote) Constater que le cas de l’avantage de l’hétérozygote rend compte des proportions de génotype chez les morts du paludisme (peu d’hétérozygote morts de cette maladie) Production d’un bilan sur la relation entre solidité d’un modèle mathématique et son intérêt explicatif (ici l’explication d’un fait contrintuitif le maintien d’allèles « désavantageux » dans les populations