GENETIQUE Logiciel rŽalisŽ dans le cadre du dispositif de recherche, avec la collaboration du centre E A O Notes MŽthodologiques Table des matires Chapitre Pages 1 PrŽsentation du logiciel GENETIQUE 1 2 Objectifs et prŽrequis 2 3 Plan de la leon 2 4 Remarques et suggestions 4 5 Evaluation de l'apprentissage 5 6 Evaluation personnelle 5 ********************** 1 PrŽsentation du logiciel GENETIQUE DestinŽ ˆ l'enseignement de la gŽnŽtique en biologie, ce logiciel permet de simuler l'expŽrimentation en gŽnŽtique MendŽlienne. Ce logiciel permet d'effectuer des croisements de faon rapide et aisŽe, il ne remplace pas, mais complte un cours (Enseignement assistŽ par ordinateur Conditions d'emploi Il peut servir pour des dŽmonstrations (dans une salle ŽquipŽe d'un micro-ordinateur ou d'un terminal PRIME), ou constituer un laboratoire d'exercices dans un atelier M24 ou PRIME, pour un travail en groupe des Žlves. Raison d'tre : En simulant rapidement et sans barrire psychologique des croisements, ce logiciel fait appara”tre concrtement la valeur statistique des prŽvisions de la gŽnŽtique. Par ailleurs la rigueur nŽcessaire ˆ l'introduction des donnŽes aide l'Žlve ˆ prŽciser et distinguer ses notions souvent confuses. Enfin et surtout, l'Žlve, parce qu'il manipule lui-mme, apprend bien mieux. 2 Objectifs et prŽrequis a) Objectifs : Les Žlves sauront formuler prŽcisŽment un croisement MendŽlien, distinguer les diffŽrentes notions de la gŽnŽtique(Caractre/allle; GŽnotype/PhŽnotype etc..). Ils sauront distinguer les effets du hasard dans les rŽsultats de ces croisements. b)PrŽrequis : Notions de -Caractre -Allle -GŽnotype/PhŽnotype -Dominance/rŽcessivitŽ Si l'Žlve est conduit ˆ effectuer des croisements dihybrides ou ˆ hŽrŽditŽ liŽe au sexe, il doit conna”tre les notions correspondantes. 3 Plan de la leon Rappelons qu'il s'agit d'un OUTIL, que l'enseignant peut utiliser ˆ son grŽ, le cheminement pŽdagogique peut tre dŽterminŽ selon la faon d'enseigner de chacun. Une attention toute particulire ˆ ŽtŽ vouŽe ˆ la faon d'entrer les donnŽes : un style naturel et cohŽrent avec la terminologie de gŽnŽtique est possible. Exemple : Exercices sur les croisements monohybrides A titre d'exemple on pourrait procŽder de la faon suivante: (la classe est dans un atelier informatique et les Žlves sont par 2 ou 3 devant une machine , munis de quoi Žcrire, l'enseignant dispose d'un rŽtroprojecteur.) 1¡PrŽsentation ˆ toute la classe du logiciel ; rappeler les notions d'allle, caractre, dominance etc, et les conventions d'Žcriture (Majuscules, minuscules). 2¡Proposer l'exercice suivant : On croise des souris Grises hŽtŽrozygotes, elles ont 4 petits. 3¡Les faire dŽterminer le caractre (Couleur du pelage), les allles en prŽsence, la dominance. Les faire calculer les rŽsultats thŽoriques. 4¡Les faire simuler ce croisement sur l'ordinateur. Ils notent leurs rŽsultats, et les confrontent aux rŽsultats thŽoriques,puis essaient d'interprŽter. 5¡Mise en commun au rŽtroprojecteur : on trouve des rŽsultats trs variables ; leur faire trouver pourquoi on obtient ces chiffres si diffŽrents de la thŽorie. 6¡Faire simuler le mme croisement avec 50 descendants : noter les rŽsultats, comparer avec les prŽcŽdents, conclure 7¡Mise en commun au rŽtro. : On voit qu'avec un nombre de descendants plus grands on obtient des valeurs plus proches de la thŽorie. Essayer de leur faire deviner un moyen de s'approcher encore des chiffres thŽoriques. ( Un nombre encore plus grand) 9¡Mise en commun au rŽtro.: Conclure sur la valeur statistique des rŽsultats 10¡Effectuer un autre croisement : GG x Gb par exemple,les Žlves font aussi leurs prŽvisions, puis les confrontent aux rŽsultats "expŽrimentaux". 11¡Mise en commun au rŽtro : Bien faire appara”tre la diffŽrence entre des phŽnotypes qui ne peuvent en aucun cas appara”tre (blanc, ici), et les hasards des rŽsultats obtenus en 4¡. Pour prouver ceci, effectuer le mme croisement avec 100, ou plus descendants. Ceci constitue une premire partie qui pourrait se donner juste aprs, ou avec une introduction sur le sujet. Temps : Environ deux pŽriodes de 45 min. 2e Exemple: GŽnŽtique Dihybridisme On pourrait un peu plus tard reprendre le logiciel en classe entire avec une seule machine, et introduire le dihybridisme : 1¡Reprendre l'exemple ci-dessus et introduire un 2e caractre : la longueur du poil. PrŽsenter les 2 nouveaux allles : Court et long. 2¡Effectuer avec les Žlves le croisement au rŽtro' : gamtes, tableaux, gŽnotypes, phŽnotypes. 3¡Les Žlves reproduisent le mme croisement avec 16 4¡ puis 100, puis 1000 descendants.(Mme schŽma qu'au premier exemple). 5¡Conclure. 6¡Effectuer le croisement GGll x GbCl. 7¡Pourquoi certains phŽnotypes n'apparaissent-ils pas? 8¡Synthse au rŽtroprojecteur. Temps :le cours ci-dessus prend environ une pŽriode de 45 min. selon la quantitŽ de commentaires que l'enseignant donne. 3e Exemple HŽrŽditŽ liŽe au sexe. On dŽfinit ce cas en faisant prŽcŽder les allles d'un X. Le reste est semblable, sauf que l'on doit introduire les gŽnotypes m‰le et femelle sŽparŽment, pour Žviter les trop frŽquentes erreurs du type : croiser 2 m‰les... 4e Exemple : codominance.: attention la machine donne le phŽnotype intermŽdiaire en Žcrivant les deux phŽnotypes c™te ˆ c™te; elle ne peut, bien sžr deviner quel est ce phŽnotype ! 4 Remarques La notation habituelle en gŽnŽtique ˆ ŽtŽ utilisŽe : a) L'allle Dominant commence par une Majuscule b) L'allle rŽcessif commence par une minuscule c) Les cas de codominance sont repŽrŽs ˆ 2 allles en Majuscule d) L'hŽrŽditŽ liŽe au sexe est notŽe par des allles avec un X devant Il est important de montrer que ce n'est qu'un modle : il faut que l'enseignant fasse le lien entre la rŽalitŽ et ces modles. Par contre, la discordance apparente entre la thŽorie et les rŽsultats "expŽrimentaux" est ˆ exploiter : elle perturbe un peu l'Žlve ce qui, bien exploitŽ, permet de changer ses conceptions prŽalables. Sur le plan pratique: (Consulter Žgalement la fiche technique...) Il est bon de songer ˆ placer l'appareil de faon ˆ Žviter les rŽflexions de la lumire d'une fentre p.ex. Il peut Žgalement arriver que l'Žcran s'Žteigne quand on ne touche plus la machine pendant quelques minutes; il suffit de taper la touche de majuscule (cf fig 1) pour que tout rŽapparaisse. 5 Evaluation de l'apprentissage : Quelques exemples de questions : -DŽfinir les mots suivants : Allle, caractre, dominant, rŽcessif. -Pourquoi ne peut-on conna”tre de faon absolument sžre les rŽsultats d'un croisement ? Peut-on le savoir, dans certains cas ? -Un croisement de souris grises, rŽpŽtŽ de nombreuses fois, produit 283 souris blanches et 717 souris grises. a) Quels sont les gŽnotypes des parents possibles ˆ priori ? b)Lesquels vous paraissent acceptables au vu des rŽsultats obtenus? Justifiez. -Une portŽe de 5 souris est entirement grise, les parents sont gris (mais Gb). Est-ce normal ? Tableaux, gŽnotypes, phŽnotypes, et justification des conclusions. 6 Evaluation personnelle Cette sŽquence d'enseignement a ŽtŽ testŽe a) En atelier informatique (2-3 Žlves par machine) b) En dŽmonstration devant la classe entire. a) En atelier M24 ou prime: Trs positif: le fait que les Žlves peuvent eux-mmes "expŽrimenter". En gŽnŽral les Žlves comprennent mieux, au niveau du concret, des conceptions, le sens des prŽvisions de la gŽnŽtique, et leurs implications dans le cas le plus frŽquent : avec peu de descendants. Il faut exploiter les diffŽrences apparaissant entre chaque "monde" (chaque Žcran). Il peut y avoir des problmes pour obtenir l'accs aux M24. Il faut que les responsable du groupe biologie fassent leurs demandes assez t™t. b) Un M24 en dŽmonstration : L'enseignant ma”trise bien mieux ce qui se passe et peut bien souligner les ŽvŽnements importants. Toutefois la visibilitŽ est bonne jusqu'ˆ 3-5 mtres. Il faut disposer les Žlves prs de l'Žcran. Les Žlves ne touchent pas eux-mmes l'appareil, l'expŽrience est moins concrte. L'attrait du nouveau font un changement bienvenu . La petitesse de l'Žcran est ˆ regretter, sauf si vous disposez de la perle rare : un grand Žcran ... De faon gŽnŽrale : on peut attendre de ce logiciel d'aider les Žlves ˆ saisir la portŽe de ces croisements. Ils acceptent mieux la rigueur nŽcessaire ˆ la formulation du problme parce qu'elle vient de la machine. Il va de soi qu'on ne peut attendre de ce logiciel de faire comprendre ˆ lui tout seul la gŽnŽtique..!. La prŽsence active de l'enseignant comme guide, pour faire les synthses nŽcessaires ˆ la progression des Žlves passŽ le stade de la curiositŽ.