Liens entre phénotype, génotype et environnement (exemple des caries)

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Liens entre phénotype, génotype et environnement (exemple des caries)

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Cycle 4
Durée
Deux ou trois séances d’une heure

Type de ressources

Séquence d'activités

Type d'activité

Contributeur(s)

Thème(s) pédagogique(s) 2nd degré

Nombre d'activités

2

Crédits

CC BY-NC-SA 4.0 International

La séquence d'activités "Phénotype, génotype et environnement" s’adresse aux enseignants du collège. Elle aborde les liens complexes entre phénotype, génotype et environnement à travers l’exemple d’une maladie : les caries dentaires. Différentes activités en SVT et mathématiques font comprendre aux élèves la difficulté de déterminer les causes d’une maladie donnée, notamment parce que plusieurs facteurs peuvent agir de concert. A l’aide d’observations et d’expérimentations, les élèves déterminent un mécanisme biologique reliant consommation de sucre et émergence de carie.

Cette ressource peut s’inscrire dans le projet "Aux origines des maladies" (séquence 2/6).

Notions et connaissances travaillées :

> SVT : Liens phénotype – génotype – environnement ; micro-organisme pathogène ; mesure d’hygiène ; identifier des causes ; distinguer faits et savoirs scientifiques des opinions.
> Mathématiques : Calculer des fréquences ; représenter des données sous forme graphique ; interpréter de manière critique des résultats.

Compétences travaillées : Évaluer les limites de l’analyse des données.

Disciplines : SVT, Mathématiques

Résumé : Certains états de caractère sont associés à des pathologies. Dès lors, comprendre ce qui façonne ces caractères peut aider à comprendre certaines maladies et à envisager des traitements.

Comme les mécanismes qui contrôlent le phénotype sont complexes, mettre en évidence le rôle d’une variable en particulier est une tâche délicate. Certaines personnes adoptent des comportements néfastes (fumer, par exemple), tout en restant en bonne santé. Il peut être tentant de voir là un argument pour dire que le comportement n’agit pas sur le développement de maladies. Or, on sait maintenant qu’un comportement donné peut constituer une condition nécessaire, mais non suffisante au déclenchement d’une maladie (on parle de facteur de risque). Ainsi, deux individus qui adoptent un même comportement n’auront pas la même probabilité de déclencher une maladie, du fait d’autres composantes (génétique, microbiote, niveau socio-économique…).

Pour décrypter l’impact d’un facteur sur le phénotype, les scientifiques étudient un grand nombre d’individus et recherchent des mécanismes explicatifs. C’est à partir d’un faisceau de preuves qu’ils peuvent affirmer l’existence d’une relation de cause à effet entre un facteur et une maladie.

Dans cette séquence, les élèves explorent les multiples causes qui participent au déclenchement d’une maladie : la carie dentaire. Ils cherchent ensuite à établir le lien qui relie la consommation de sucre et l’apparition de caries.

Les objectifs de la ressource : 

  • Présenter/rappeler le vocabulaire : phénotype, caractère, génotype, environnement, fréquence ; introduire de nouveaux concepts : micro-organismes pathogènes.
  • Développer une analyse critique : importance de s’appuyer sur des observations nombreuses, d’accepter la multicausalité, de comprendre la différence entre corrélation et causalité.
  • Présenter les outils de la démarche scientifique (observation, expérimentation, modélisation).
  • Montrer que les recommandations de santé publique reposent sur des connaissances fiables.

Activité 1 : Aux origines des caries dentaires

Déroulé et modalités : Les élèves exploitent un petit jeu de données (sous la forme de cartes) pour apprendre à en extraire des informations, tout en identifiant les limites d’une telle démarche (biais).
Un coenseignement SVT/mathématiques est envisageable.

Activité 2 : Sucre et caries dentaires

Déroulé et modalités : Les élèves réalisent une étude documentaire et une petite expérience. Ils croisent ensuite l’ensemble des conclusions obtenues pour proposer un lien entre la présence d’une espèce donnée de bactérie et l’apparition de caries.

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