par Pauline Henri
En classe de 5e, l’étude de l’hérédité constitue une première entrée dans la génétique. À ce niveau, l’objectif n’est pas encore d’aborder en détail l’ADN, les chromosomes ou les mécanismes moléculaires de la transmission des caractères. Il s’agit d’abord de construire quelques notions essentielles : un individu possède des caractères observables, certains de ces caractères peuvent être transmis des parents aux descendants, tandis que d’autres dépendent davantage de l’environnement ou du mode de vie.
L’idée a donc été de concevoir une application interactive (https://caractere.daeden.fr/) permettant aux élèves de créer des personnages, d’observer ses caractères, puis de suivre la transmission de certains d’entre eux lors de croisements virtuels.
Notions de caractères, phénotype et caractères héréditaires
La séance s’inscrit dans le thème « Le vivant et son évolution ». Elle prend place au début d’une séquence consacrée à l’hérédité, avant d’aborder plus précisément la localisation de l’information héréditaire dans la cellule.
La séance s’ouvre avec un temps d’échange permettant d’abord de faire émerger les représentations des élèves. Ils peuvent citer des exemples de caractères observables : couleur des yeux, forme du visage, taille, longueur des cheveux, musculature, bronzage, présence de fossettes, forme du lobe de l’oreille, etc.
Cette discussion permet ensuite d’introduire progressivement trois idées :
- un caractère est une particularité observable chez un individu ;
- l’ensemble des caractères observables forme le phénotype ;
- certains caractères sont héréditaires, tandis que d’autres dépendent de l’environnement.
La problématique qui émerge est la suivante : Comment sont transmis les phénotypes des individus ?
L’application vient alors servir de support de manipulation et d’investigation. Une page de définition rappelle ce que sont un caractère, un phénotype et un caractère héréditaire.
Une première activité : caractères héréditaires
Dans une première partie, l’élève assemble un personnage à partir d’une courte description. Trois caractères sont proposés :
- la forme du lobe de l’oreille ;
- la présence ou l’absence de fossettes ;
- la capacité ou non à rouler la langue.
Pour chacun de ces caractères, l’application utilise un modèle volontairement simplifié de transmission héréditaire, avec une version dominante et une version récessive. L’objectif n’est pas de décrire toute la complexité réelle de ces caractères chez l’être humain, mais de proposer une situation accessible permettant de comprendre les bases de la transmission héréditaire.
Une fois le personnage créé, celui-ci est amené à se reproduire avec trois partenaires différents :
- un partenaire homozygote récessif pour les trois caractères ;
- un partenaire homozygote dominant pour les trois caractères ;
- un partenaire présentant une combinaison opposée à celle du personnage créé par l’élève.
Pour chaque croisement, l’application génère quatre descendants. L’élève peut alors observer les caractères obtenus chez les enfants et les comparer à ceux des parents. Ils peuvent notamment remarquer qu’un descendant ne présente pas toujours exactement les mêmes caractères que ses parents, que certains caractères peuvent réapparaître ou disparaître selon les combinaisons et que tous les descendants ne sont pas forcément identiques ni entre eux, ni à leurs parents.
L’application permet ainsi d’introduire, de manière très progressive, les notions de dominance et de récessivité, sans entrer dans un formalisme trop complexe. Les élèves peuvent observer que certaines versions d’un caractère s’expriment plus facilement que d’autres, et que les proportions de descendants obtenus varient selon les caractéristiques des parents.
Après cette première phase, l’application propose une étape de réflexion : l’élève doit déterminer si les caractères étudiés sont héréditaires ou non.
Seconde activité : le rôle de l’environnement
Dans une deuxième partie, l’application propose de travailler sur 3 autres caractères :
- le bronzage ;
- la musculature ;
- la longueur des cheveux.
L’élève assemble d’abord un personnage à partir d’une description de son phénotype.
Le personnage est ensuite placé dans un nouvel environnement : il travaille beaucoup manuellement, passe beaucoup de temps au soleil et n’a pas le temps de se couper les cheveux. L’élève doit alors assembler le phénotype correspondant.
Cette transformation permet de montrer que le phénotype d’un individu peut être modifié par son environnement.
L’application propose ensuite une nouvelle reproduction virtuelle. Le personnage modifié se reproduit avec un autre personnage identique. Pourtant, les enfants générés ne naissent pas bronzés, pas musclés et avec les cheveux courts. Ils présentent un phénotype initial qui ne correspond pas aux modifications acquises par les parents au cours de leur vie.
Toutes les caractéristiques observables ne sont donc pas héréditaires. Certaines sont liées à l’environnement, aux habitudes de vie ou à des transformations temporaires du corps.
La conclusion est amenée par les élèves : Le phénotype dépend à la fois des informations héréditaires reçues des parents et de l’action de l’environnement.
Ce que le numérique apporte à cette séance
L’application donne la possibilité de tester rapidement plusieurs situations, de comparer les résultats entre plusieurs croisements et de revenir sur ses hypothèses.
En fin de séance, une synthèse permet d’aboutir à une trace écrite simple :
Le phénotype correspond à l’ensemble des caractères observables d’un individu. Certains caractères sont héréditaires : ils peuvent être transmis des parents aux descendants. D’autres caractères dépendent de l’environnement ou du mode de vie. Le phénotype d’un individu dépend donc à la fois de l’information héréditaire qu’il reçoit et de l’environnement dans lequel il vit.
Lien vers l’application
