La génomique
Entre science et éthique, de nouvelles perspectives à enseigner
Maryline Coquidé, Magali Fuchs-Gallezot, Stéphane Tirard
Vuibert - ADAPT-SNES
La collection Vie, santé, évolutions1
Le groupe d'études Évolutions des sciences de la vie et de la santé et enjeux de formation4
Les auteurs de cet ouvrage4
Introduction7
Les changements de vision et les reconfigurations en cours
10
Les élèves, les enseignants et l'enseignement de la génétique
11
Identification et prise en charge d'enjeux sociaux et éducatifs
11
Première partie
La génétique... des paysages en recomposition
Quelques repères chronologiques... pour mieux comprendre le contexte scientifique des évolutions actuelles14
Est-ce la fin de la biologie moléculaire ?15
Quelques définitions en biologie moléculaire
16
Les protéines, 16 - Les gènes et l'ADN, 17 - De l'ADN aux protéines, 18 - Des protéines à l'ADN, 19 - Cellules procaryotes et cellules eucaryotes, 19
Les concepts fondateurs de la biologie moléculaire
20
Mise en question du dogme central de la biologie moléculaire
22
La découverte d'une grande complexité du monde vivant questionne le dogme central de la biologie moléculaire, 22 - Développement embryonnaire et biologie moléculaire, 23 - Théories de l'évolution et biologie moléculaire, 24
De nouvelles hypothèses pour la compréhension des mécanismes de transfert de l'information biologique
25
Pour conclure
27
Autour de la post-génomique : quelques réflexions de Michel Morange29
Réflexions autour des raisons de l'émergence de la post-génomique
29
Réflexions autour du changement progressif de vision qui s'est opéré autour du rôle et de la fonction des gènes depuis les années 1960
30
Quelques exemples de travaux illustrant le changement progressif de vision, 31 - Une vision nouvelle ? 38 - Une confirmation du changement de vision : les résultats du séquençage du génome humain, 39 - Des résistances au changement de vision sur le rôle et la fonction des gènes, 40 - La vision actuelle du rôle et de la fonction des gènes, 44
Réflexions autour des apports de la génomique, de la post-génomique et de la protéomique
45
Réflexions sur les conséquences en termes disciplinaires de l'émergence de la génomique, post-génomique et de la protéomique
46
Les deux visions en tension dans le champ des recherches scientifiques en génétique47
Éléments sur la génomique et la post-génomique49
Génomique et post-génomique dans le champ scientifique
50
Objets d'étude et problématiques, 50 - Méthodes et techniques employées, 53
Génomique et post-génomique, des dénominations encore instables
56
Génomique et post-génomique, des approches qui présentent des traits communs, 57 - Génomique et post-génomique, panorama des domaines d'applications pratiques, 58 - Génomique et post-génomique, quelques problèmes éthiques et juridiques, 62
Panorama des applications pratiques de la génomique et de la post-génomique dans le domaine de la santé59
Panorama des applications pratiques de la génomique et de la post-génomique dans d'autres domaines61
Conclusion
65
Analyse des séquences d'ADN à l'aide des modèles de Markov67
Autour de l'épigénétique68
La génétique des populations, enjeux scientifiques et domaines d'applications71
Concepts et notions de base
71
L'évolution de notre perception de la diversité génétique, 72 - Les facteurs qui déterminent la diversité génétique des populations et son évolution, 73
Génétique des populations et histoire de l'humanité
74
Les scénarios de l'apparition d'Homo sapiens, 74 - Les relations entre Homme de Néanderthal et Homme moderne, 75
Génétique des populations, médecine et politique de santé
76
Le phénomène de déséquilibre de liaison, 76 - Maladies génétiques, 77 - Pharmacogénétique, 78 - Médecine préventive et santé publique, 78
Génétique des populations, gestion et exploitation de la biodiversité
78
Le processus d'appauvrissement de la variation par dérive génétique, 78 - Conservation et protection des espèces menacées, 79 - Conservation de la variation génétique potentiellement intéressante, 80
Génétique des populations et empreinte génétique
80
Microsatellites et tests ADN, 80 - La notion d'empreinte génétique, 81 - Applications en médecine légale, 81 - Empreinte génétique et traçabilité, 82
La biologie, une science en tension entre le modèle de l'instruction (pour la génétique) et celui de la sélection (pour l'évolution)83
Conceptions successives des interrelations entre phénotype, génotype, milieu et histoire (obstacles, aides temporaires et rectifications conceptuelles)85
Deuxième partie
Enseigner la génétique... des conceptions à dépasser
La transmission de l'information génétique en classe de troisième. Quels apprentissages ? Quels obstacles ?91
Un cadre d'analyse des conceptions des élèves relatives à l'information génétique
92
La construction du concept de gène au cours du XXe siècle : quelques éléments importants, 93 - De l'histoire du concept à une grille d'analyse des conceptions de l'information génétique / du gène, 94
La tâche proposée aux élèves : une activité de modélisation
96
Transmission de l'information génétique dans le programme de la classe de troisième, 96 - La tâche proposée aux élèves, 97
L'activité déployée par les élèves dans la tâche proposée : quelles conceptions de l'information génétique sont mobilisées ?
99
Des propositions des élèves aux procédures mobilisées, 99 - Quelles conceptions de l'information génétique sont mobilisées ? 103 - Des outils pour les enseignants pour concevoir et piloter une activité de ce type, 106
Conclusion
108
Aide à la compréhension et au repérage des conceptions des élèves sur la reproduction animale109
ADN, gène, protéine... quelles relations pour les élèves ?111
Premier exemple : schéma d'un élève de Troisième
111
Deuxième exemple : schéma d'un élève de Première ES
112
Troisième exemple : schéma d'un élève de Première S
114
Quatrième exemple : schéma d'un élève de Terminale S
115
Cinquième exemple : schéma d'un élève de Terminale S
115
Conclusion
116
Études conduites sur la place du déterminisme génétique dans les programmes, les manuels et dans les conceptions des enseignants de SVT118
L'enseignement de la biologie : entre observation et élaboration conceptuelle121
Concepts : entre rôle opératoire et obstacle
121
Histoire et enseignement d'un concept scientifique, 121 - Le gène comme unité d'information codée, 127 - Hérédité mélange / hérédité particule : le continu et le discontinu. Origine d'une représentation, sa fonction d'obstacle, comment la dépasser, 133
Faits et théories : contre « voir, c'est comprendre »
137
Les arguments en faveur de la théorie chromosomique de l'hérédité, 137 - Une même technique d'hybridation mais trois problématiques différentes, 141 - Les facteurs qui orientent l'évolution, 146 - Les preuves concrètes de la localisation des gènes, 148
La génétique mendélo-morganienne : enseigner un objet de science et un objet d'histoire153
Les hybrideurs et l'instabilité des hybrides
154
Mendel et le destin des caractères héréditaires
154
Première génération des hybrides, 156 - Deuxième génération des hybrides, 156
L'hérédité durant la deuxième moitié du XIXe siècle : entre empirisme et théorie
159
La théorie de la pangenèse de Darwin, 159 - Le rejet de l'hérédité des caractères acquis par Weismann, 160 - Les pangenèses de De Vries : un exemple de théorie néodarwinienne de l'hérédité, 160
De la « redécouverte » des lois de Mendel au gène morganien
161
Émergence des concepts fondamentaux de la génétique, 162 - Les travaux de Morgan, 162
Conclusion
164
Troisième partie
Enseigner la génétique... de nouvelles perspectives
Relation génotype - phénotype et enjeux de formation169
Complexité des relations entre génotype et phénotype : un enjeu didactique
169
Une question de démarche et de vocabulaire, 170 - Le modèle « un gène - une protéine » : un outil de prédiction, 173 - Des supports issus de l'épidémiologie statistique, 176
Génotype, phénotype et société
178
Quelques pistes pour mener des débats sur ces questions, 180
Conclusion
180
Modéliser en génétique de l'échelle moléculaire à l'échelle des populations. Des ressources numériques pour articuler différents niveaux de compréhension du vivant181
Génétique et morphogenèse végétale : des modèles pour comprendre les relations entre phénotypes et génotypes à différentes échelles du vivant
182
Les mutants à croissance en hélice, 182 - Morphogenèse florale : le modèle ABC, 184
Modélisation des évolutions de la composition génétique d'une population avec netBiodyn186
netBiodyn, un logiciel de modélisation multiagents, 187 - Modéliser pour « expérimenter » la dérive génétique dans une population, 187 - Modéliser pour comprendre le rôle du hasard et l'influence de l'environnement sur l'évolution du contenu génétique d'une population, 189
Conclusion
192
Représentations des enseignants sur les biotechnologies : exemple de la transgenèse et de ses applications193
Génétique, biotechnologies : des questions socialement vives à enseigner197
Le développement de questions socialement vives dans la génétique moderne
197
Le traitement didactique des questions socialement vives en génétique
202
Quelques illustrations
209
Exemple de situations autour des thérapies géniques chez l'homme, une controverse socioscientifique212
Autotests génétiques sur Internet et tests génétiques dans l'enseignement secondaire : des questions éthiques en débat217
Gènes et société. Enjeux éthiques et politiques des savoirs génétiques223
Qu'est-ce qui est génétique ?
223
Qu'est-ce qui rentre dans la catégorie de « maladie génétique » ? 224 - La causalité génétique comme explication d'un mécanisme, 225 - Causalité génétique et facteurs de risque génétiques, 226 - Une définition instrumentale de la catégorie de maladie génétique ? 228
Que signifie un risque relatif ?227
Les enfants turbulents229
Génétique, politiques de recherche et biotechnologies
230
Comment la génétique est-elle entrée en politique ? 230 - Débattre de la politique de la science, 231 - L'exemple des OGM et de l'agroécologie, 232 - Les choix de recherche comme choix politiques, 232
Le fichage des empreintes génétiques
234
Le Fnaeg, 234 - Distinguer empreintes et échantillons, 235 - Droit au refus et sécurité publique, 236 - Un droit à l'oubli face à la reine des preuves ? 237 - Le fichage : anodin ou totalitaire ? 238
Savoirs génétiques et mémoires des peuples autochtones239
Postface241
Références bibliographiques247