CHAPITRE 1 : La génétique au service de la police scientifique

Génétique : science qui étudie les gènes, c’est-à-dire ce qui est transmis au fil des générations et qui définit chaque individu.

Voici la vidéo de l’enquête :

Scénario du crime : Un crime a été commis dans un entrepôt, la victime (une jeune fille atteinte du syndrome de Down, également appelé trisomie) a une blessure à la gorge qui ressemble à une  morsure.

On a retrouvé de la chair sous les ongles de la victime mais pas d’empreinte digitale.

Une enquête policière est en cours. On a interrogé plusieurs témoins qui ont aperçu et entendu différents individus dans la rue. Madame Tolet a vu passer un gros chien, du genre berger allemand, dans la rue à  22h. Il était poursuivi par un chimpanzé ou par quelqu’un qui était ivre.

Les voisins ont aperçu un homme d’une vingtaine d’années,  un peu plus tard dans la soirée, puis une femme d’une trentaine d’années.

Plusieurs suspects répondant aux témoignages, déjà fichés, ont été retenus par la police criminelle : 2 femmes, 3 hommes, un chimpanzé et le chien errant du quartier.

Problème du chapitre : Lequel des 7 suspects est le coupable ?

Pour résoudre l’enquête, on doit :

-       Examiner l’ADN de la chair sous les ongles de la victime pour savoir à qui elle appartient.

-       Observer la chair au microscope pour regarder les cellules et comparer avec des cellules humaines, de chien et de chimpanzé.

-       Comparer la morsure et des mâchoires de chien, chimpanzé et d’être humain. 

-       Faire un dossier sur chaque suspect, l’interroger (alibi, haine envers les individus différents, mobile, étudier leur casier …)

-       Observer chaque suspect pour savoir s’ils ont des griffures ou des restes de sang ou de chair de la victime.

-       Chercher des poils, des empreintes, de l’ADN sur la scène de crime.

Question 1 : Quelles informations a-t-on sur chaque suspect ?

Activité 1 : Utilisation d'attributs (ou caractères) pour décrire un individu

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Argumenter scientifiquement (Domaine 4)

Attribut ( synonyme de « caractère ») : élément qu’un individu possède et qui permet de le décrire.

Attribut d'espèce :  attribut que tous les individus d’une même espèce possèdent.

Attribut individuel : attribut qui change en fonction des individus.

Chaque être vivant est constitué d’attributs individuels qui lui sont propres et d’attributs d’espèce qu’il partage avec tous les individus de son espèce.

Activité 2 : Recherche de filiations grâce aux attributs individuels

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Argumenter scientifiquement (Domaine 4)

Attribut (ou caractère) héréditaire : attribut transmis de générations en générations.

Un individu est constitué d’attributs héréditaires qu’il a reçus de ses ancêtres et d’attributs qui ne sont pas héréditaires (ils dépendent du mode de vie, des choix et de l’environnement).

Tous les attributs d‘espèce sont héréditaires (ils sont transmis au fil des générations). En revanche, certains attributs individuels sont héréditaires et d’autres non.

Pour savoir qui est le coupable, on va devoir prélever son ADN et le comparer à la chair présente sous les ongles de la victime.

Ccl 1 : Chaque suspect est une combinaison d’attributs individuels qui permettent de le décrire et d’attributs d’espèce qu’il partage avec tous les individus de son espèce. Parmi ses attributs certains sont héréditaires, d'autres dépendent de ses choix, de son environnement, des évènements qu'il a vécus.

Question 2 : Qu’est-ce que l’ADN ?

Activité 3 : Construction des définitions des mots "ADN" et "programme génétique"

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Écrire (Domaine 1)

ADN (nom masculin ) : molécule organique (Acide Désoxyribo-Nucléique) qui a une forme de double hélice, qui se trouve dans chacune de nos cellules et qui contient les informations indispensables au bon fonctionnement d’une cellule, elle sert donc à former les attributs héréditaires pendant la grossesse.

Programme génétique (nom masculin ) : ensemble d’informations indispensable au bon fonctionnement d’une cellule, qui sert donc à former les attributs héréditaires et qui est contenu dans l’ADN.

Mutation génétique (nom féminin) : erreur dans le programme génétique de l’ADN, qui peut provoquer un changement d’attributs héréditaires.

Ccl 2 : L’ADN permet d’identifier un coupable car chaque individu possède un ADN qui lui est propre. 

Question 3 : Où sont localisés l’ADN et son programme génétique ?

Activité 4 : Recherche de la localisation de l'ADN et son programme génétique grâce à l'application "Où est le programme génétique"

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Rendre compte de sa démarche (Domaine 4)

Cette application est sur le site de SVT de l'académie de Poitiers : cliquer ici pour l'atteindre.

Ccl 3 : L'ADN et son programme génétique sont situés dans le noyau de la cellule-oeuf. Ils sont donc situés dans le noyau de chaque cellule d'un individu.

Rappel : La cellule-œuf est la cellule issue de la fécondation entre un spermatozoïde et un ovule, qui se multiplie pour former les milliards de cellules d’un individu.

Ccl 3 (suite) : Lorsqu’une cellule se multiplie, l’ADN situé dans le noyau se compacte et prend la forme de bâtonnets appelés chromosomes.

Remarque : Lorsqu’une cellule ne se multiplie pas l’ADN est diffus dans tout le noyau.

On peut étudier ces chromosomes au microscope pour reconnaitre certains attributs héréditaires d’un suspect.

Question 4 : Y a-t-il des chromosomes (et donc de l’ADN) dans la chair présente sous les ongles de la victime ? A qui appartiennent-ils ?

Activité 5 : Étude des caryotypes des 5 suspects humains, du chimpanzé, du chien et de la victime atteinte de trisomie

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Argumenter scientifiquement (Domaine 4)

Ccl 4 : Les individus d'une même espèce possède tous le même nombre de paires de chromosomes. Les mâles et les femelles possèdent au moins un chromosome sexuel différent qui explique les différences de caractères sexuels entre eux.

Les êtres humains possèdent 23 paires de chromosomes : 22 paires de chromosomes  + 1 paire de chromosomes sexuels.

La paire de chromosomes sexuels des hommes est constituée d'un chromosome X et d'un chromosome Y. La paire de chromosomes sexuels des femmes est constituée de 2 chromosomes X.

caryotype (nom masculin ) : photographie de l'ensemble des chromosomes d'un individu rangés par paire, du plus grand au plus petit.

chromosome (nom masculin ) : bâton d'ADN condensé observable à la place du noyau quand une cellule se multiplie.

chromosome sexuel (nom masculin ) : chromosome qui comporte toutes les informations génétiques indispensables à la formation des caractères sexuels.

trisomie (nom féminin) : maladie due à la présence d'un chromosome en trop. La seule qui est viable est la trisomie 21, elle est due à un chromosome 21 en trop et se caractérise par une retard mental léger à moyen

Résolution de l'enquête : Le coupable est un humain car le caryotype de la chair présente sous les ongles de la victime possède 23 paires de chromosomes.

Le coupable n'est pas atteint de trisomie car le caryotype de la chair présente sous les ongles de la victime ne possède que 2 chromosomes 21.

Le coupable est un homme car le caryotype de la chair présente sous les ongles de la victime possède un chromosome X et un chromosome Y.

Question 5 : Comment analyse-t-on l'ADN d'un individu?

Activité 6 : Étude des électrophorèses des 3 suspects hommes

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Argumenter scientifiquement (Domaine 4)

Voici un lien vers une vidéo du dictionnaire Larousse qui explique de manière visuelle comment on fait une analyse d'ADN : cliquer ici pour la visualiser.

Ccl 5 : L'ADN de chaque individu est unique et il est le même dans toutes ses cellules. Il peut donc être utilisé pour identifier quelqu'un.

Pour identifier un coupable, il faut qu'il ait perdu des cellules sur la scène de crime et étudier l'ADN contenu dedans.
Ensuite, Il faut comparer l'ADN de la scène de crime avec l'ADN de n'importe quelle cellule du suspect.

Question 6 : Qu’est-ce qu’un gène ?

Quel est son lien avec l’ADN, les chromosomes et les informations génétiques ?

Activité 7 : Étude du lien entre gène, ADN et chromosome

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Ecrire (Domaine 1)

OGM (Organisme Génétiquement Modifié) : être vivant dont on a modifié les gènes avant son développement.

Gène (nom masculin): morceau de chromosome, qui est fait d'ADN et qui contient une information génétique qui permet de fabriquer un attribut héréditaire. Il y en a quelques milliers par chromosome.

Ccl 6 : Chaque cellule d’un individu possède de l’ADN dans son noyau. Cet ADN se compacte lorsqu’une cellule se multiplie et prend la forme de chromosomes. Cet ADN ( et donc les chromosomes) est découpé en milliers de gènes, qui permettent chacun la fabrication d’un attribut héréditaire.

Etant donné que chaque individu possède 2 chromosomes identiques dans chaque paire, il possède donc 2 fois le même gène.

Etant donné que tous les êtres humains possèdent les mêmes chromosomes (à part les chromosomes sexuels qui sont différents entre les hommes et les femmes), tous les êtres humains possèdent les mêmes gènes aux mêmes endroits.

Question 7 : A quoi sont dus les attributs héréditaires individuels puisque tous les êtres humains possèdent les mêmes gènes?

Activité 8 : Analyse du sang des suspects et comparaison avec celui présent dans la chair trouvée sous les ongles de la victime

Compétences travaillées :    - Prélever, organiser, traiter l'information (Domaine 4)

  - Argumenter scientifiquement (Domaine 4)

allèle (nom masculin) : variante d'un gène qui permet la formation d'un attribut héréditaire individuel.

Ccl 8 : Tous les attributs d’espèce sont dus à des gènes qui ne possèdent pas d’allèles. Tous les individus de l’espèce possèdent donc ces gènes à l’identique.Mais il existe des gènes qui possèdent des allèles (différentes versions). Les individus d'une même espèce peuvent avoir différents allèles de ce gène. Ils auront donc des attributs différents.

exemple :Il existe  1 seul gène du groupe sanguin : le gène ABO, présent sur chaque chromosome 9.

Mais ce gène existe sous 3 variantes : -l'allèle A,

- l'allèle B,

-l'allèle O.

Etant donné que chaque individu possède 2 chromosomes 9, chaque individu possède deux allèles de ce gène .

Schéma bilan du chapitre sur la génétique

(Extrait et modifié à partir du manuel de SVT Nathan 3^ème)

Pour enrichir l’enquête, voici un travail à la maison sur la morsure trouvée sur la victime.