Génétique 3e SVT : chromosomes et caryotype

Niveau 1 : où se trouve l’information héréditaire

Avant tout vocabulaire, une chaîne à installer et à savoir réciter dans les deux sens : l’organisme est fait de cellules, chaque cellule contient un noyau, le noyau contient les chromosomes, un chromosome porte des gènes, et un gène existe en plusieurs versions appelées allèles. Tant que cette chaîne n’est pas fluide, le reste du chapitre reste une liste de mots.

Le point qui se perd le plus souvent : toutes les cellules d’un même individu portent la même information héréditaire. Une cellule de peau et une cellule de foie ne diffèrent pas par ce qu’elles contiennent, mais par la partie de cette information qu’elles utilisent. C’est contre-intuitif, et c’est pourtant la clé de la moitié des questions de cours.

Deuxième repère utile à la maison : l’information héréditaire ne circule pas dans le sang et ne siège pas dans un organe particulier. Elle est dans le noyau de chaque cellule, y compris dans celles qui ne se divisent plus.

Niveau 2 : le chromosome et le caryotype

Un chromosome est un long filament d’ADN associé à des protéines. Il n’est visible au microscope que pendant la division cellulaire, quand il se condense ; le reste du temps, il occupe le noyau sous une forme déroulée qu’on ne distingue pas. Beaucoup d’élèves croient qu’il n’existe qu’au moment où on le voit : c’est la forme qui change, pas la présence.

Le caryotype est le classement de ces chromosomes par paires, rangées par taille. Chez l’être humain, on en compte vingt-trois paires : vingt-deux paires semblables chez tous, et une paire de chromosomes sexuels, XX ou XY. Dans chaque paire, un chromosome vient de la mère et l’autre du père ; cette phrase, à elle seule, rend intelligible tout ce qui suit.

Niveau 3 : le gène, l’allèle, et les mots qui se confondent

Un gène est une portion de chromosome porteuse de l’information pour un caractère. Un allèle est une version de ce gène. Comme les chromosomes vont par paires, chaque gène est présent en deux exemplaires, au même emplacement sur les deux chromosomes d’une paire : l’élève possède donc deux allèles pour chaque gène, identiques ou différents.

Cinq couples de mots concentrent l’essentiel des erreurs de copie. Les faire définir à voix haute, avec les mots de l’élève, prend cinq minutes et vaut mieux qu’une relecture du cahier.

• **Gène et allèle** : le gène est l’emplacement et la fonction, l’allèle la version qui s’y trouve. On ne dit pas « le gène des yeux bleus » mais « l’allèle qui donne des yeux bleus ».
• **Homozygote et hétérozygote** : deux allèles identiques dans le premier cas, deux allèles différents dans le second. Rien de plus.
• **Dominant et récessif** : un allèle dominant s’exprime même seul ; un allèle récessif ne s’exprime que s’il est présent en deux exemplaires. Dominant ne veut dire ni fréquent, ni avantageux : c’est une règle d’expression, pas un jugement.
• **Génotype et phénotype** : ce que l’individu porte, et ce que l’on observe chez lui. Deux génotypes différents peuvent donner le même phénotype, et c’est précisément ce que les exercices font vérifier.
• **Chromosome et chromatide** : après duplication, un chromosome est fait de deux chromatides identiques. Le nombre de chromosomes n’a pas changé pour autant, seule leur forme a changé.

Niveau 4 : la mitose, copier à l’identique

La mitose est la division qui produit les cellules de l’organisme. Avant qu’elle commence, chaque chromosome est copié ; pendant la division, les deux copies se séparent et partent chacune dans une cellule fille. Résultat : deux cellules, avec le même nombre de chromosomes et la même information que la cellule de départ.

L’erreur la plus fréquente consiste à croire que le nombre de chromosomes double durablement. Il double le temps de la duplication, sous forme de chromosomes à deux chromatides, puis revient à son état initial dans chaque cellule fille. Faire dessiner l’avant, le pendant et l’après sur trois cases côte à côte lève cette confusion mieux que n’importe quelle explication.

Niveau 5 : la méiose et la fécondation, le hasard à deux étages

La méiose est la division qui produit les cellules reproductrices. Sa règle tient en une phrase : chaque gamète ne reçoit qu’un seul chromosome de chaque paire. Et pour chaque paire, le chromosome retenu est tiré au hasard, indépendamment des autres paires. C’est le premier étage du hasard, et il suffit à ce que deux gamètes d’un même individu soient différents.

La fécondation ajoute le second étage : un gamète parmi beaucoup rencontre un autre gamète parmi beaucoup. La cellule-œuf obtenue reconstitue les paires, un chromosome de chaque origine, et l’information qu’elle porte n’avait jamais existé auparavant. C’est la réponse complète à la question « pourquoi un frère et une sœur ne se ressemblent-ils pas ? », et c’est celle qu’attend la correction.

Niveau 6 : vérifier que c’est acquis, en quatre productions

Relire le chapitre donne un sentiment de maîtrise qui ne résiste pas au contrôle. Ce qui se vérifie vraiment est ce que l’élève sait produire seul, cahier fermé. Quatre exercices suffisent, à faire dans cet ordre.

1. **Redessiner l’emboîtement** organisme, cellule, noyau, chromosome, gène, allèle, avec une légende par étage.
2. **Refaire un schéma de mitose et un schéma de méiose côte à côte**, puis écrire sous chacun ce qui entre, ce qui sort, et combien de chromosomes contient chaque cellule obtenue.
3. **Traiter un croisement** avec un tableau à double entrée, en nommant les allèles et en concluant sur le phénotype attendu.
4. **Expliquer à voix haute, en une minute**, pourquoi deux enfants des mêmes parents diffèrent. Si les deux étages du hasard n’apparaissent pas dans l’explication, le chapitre n’est pas encore en place.