Sciences de la vie et de la Terre · Première · Transmission, Variation et Expression du Patrimoine Génétique · 1er Trimestre

Génétique et Santé : Maladies Monogéniques

Étude de pathologies liées à la mutation d'un seul gène, comme la mucoviscidose ou la drépanocytose.

• Programmes Officiels
• EDNAT.SVT.113
• EDNAT.SVT.114

À propos de ce thème

Les maladies monogéniques représentent un cas d'étude particulièrement éclairant pour comprendre la transmission héréditaire à l'échelle moléculaire. La mucoviscidose, la drépanocytose et d'autres pathologies liées à un seul gène permettent aux élèves de Première de relier directement un allèle muté à un phénotype pathologique, en passant par la protéine altérée. Le programme de l'Éducation nationale insiste sur la distinction entre transmission dominante et récessive, ainsi que sur l'analyse d'arbres généalogiques.

Ces pathologies soulèvent aussi des questions médicales et éthiques majeures : dépistage néonatal, conseil génétique, perspectives de thérapie génique. Les élèves découvrent que la génétique n'est pas abstraite mais touche directement la vie des familles. L'apprentissage actif, par l'analyse de cas cliniques réels et la construction d'arbres généalogiques en groupe, ancre ces mécanismes dans des situations concrètes et favorise la discussion argumentée.

Questions clés

1. Comment dépister une anomalie génétique chez un individu ?
2. Quels sont les modes de transmission récessif et dominant des maladies monogéniques ?
3. Évaluez les espoirs et les défis de la thérapie génique pour ces maladies.

Objectifs d'apprentissage

• Analyser des arbres généalogiques pour déterminer le mode de transmission (autosomique récessif, autosomique dominant) d'une maladie monogénique.
• Expliquer le lien entre une mutation ponctuelle dans un gène et la production d'une protéine non fonctionnelle responsable d'une pathologie.
• Évaluer la faisabilité et les implications éthiques des différentes approches de dépistage et de thérapie génique pour les maladies monogéniques.
• Comparer les phénotypes et les mécanismes moléculaires de deux maladies monogéniques différentes (ex: mucoviscidose et drépanocytose).

Avant de commencer

Les bases de la génétique : gènes, allèles, chromosomes

Pourquoi : Les élèves doivent maîtriser le vocabulaire de base et la notion de transmission des caractères héréditaires pour aborder les maladies monogéniques.

Le phénotype et le génotype

Pourquoi : Il est essentiel de comprendre la relation entre le génotype (les allèles) et le phénotype (les caractéristiques observables, y compris pathologiques).

Vocabulaire clé

Maladie monogénique	Maladie causée par la mutation d'un seul gène. Elle suit des modes de transmission héréditaire spécifiques.
Allèle muté	Version modifiée d'un gène qui peut entraîner un phénotype différent, souvent pathologique.
Transmission autosomique récessive	Le gène muté est situé sur un autosome et la maladie ne se manifeste que si l'individu possède deux copies de l'allèle muté.
Transmission autosomique dominante	Le gène muté est situé sur un autosome et la maladie se manifeste dès qu'une seule copie de l'allèle muté est présente.
Protéine altérée	Protéine dont la structure et/ou la fonction sont modifiées suite à une mutation génétique, pouvant causer une maladie.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Si les deux parents sont en bonne santé, ils ne peuvent pas transmettre une maladie génétique.

Ce qu'il faut enseigner à la place

C'est le piège classique de la récessivité. Construire un arbre généalogique en groupe, avec des jetons représentant les allèles, permet aux élèves de constater visuellement qu'un porteur sain (hétérozygote) ne présente aucun symptôme tout en transmettant l'allèle muté.

Idée reçue courante

La drépanocytose est une maladie exclusivement africaine.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Cette confusion entre fréquence allélique et exclusivité géographique est courante. L'analyse de cartes de répartition mondiale, croisées avec les zones de paludisme, aide les élèves à comprendre la pression de sélection et la présence de l'allèle sur tous les continents.

Idée reçue courante

La thérapie génique guérit définitivement toutes les maladies génétiques.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Les élèves surestiment souvent les résultats actuels. L'étude critique d'articles de presse sur les essais cliniques, en distinguant promesses médiatiques et données scientifiques, développe l'esprit critique et nuance cette vision.

Idées d'apprentissage actif

Étude de cas: Diagnostic d'une famille atteinte de mucoviscidose

En binômes, les élèves reçoivent un arbre généalogique incomplet et des données d'électrophorèse. Ils doivent déterminer le mode de transmission, identifier les porteurs sains et proposer un pronostic pour un futur enfant. Chaque binôme présente son raisonnement à la classe.

45 min·Binômes

Puzzle: Trois maladies monogéniques comparées

Chaque groupe expert étudie une pathologie différente (mucoviscidose, drépanocytose, chorée de Huntington) : gène impliqué, protéine affectée, mode de transmission. Les groupes se recomposent pour que chaque élève enseigne sa pathologie aux autres.

55 min·Petits groupes

Débat structuré : Faut-il généraliser le dépistage génétique prénatal ?

Les élèves préparent des arguments pour et contre en s'appuyant sur des données scientifiques et des considérations éthiques. Le débat suit un protocole strict avec temps de parole et droit de réponse. L'enseignant synthétise les arguments clés au tableau.

40 min·Classe entière

Penser-Partager-Présenter: Espoirs de la thérapie génique

Chaque élève lit un court article sur un essai clinique de thérapie génique récent, note trois points clés, puis échange avec son voisin. Les paires formulent ensemble une question ouverte soumise à la classe pour discussion collective.

20 min·Binômes

Liens avec le monde réel

• Les conseillers en génétique travaillant dans les centres hospitaliers universitaires (CHU) analysent les arbres généalogiques et les résultats de tests génétiques pour informer les familles sur les risques de maladies monogéniques comme la mucoviscidose.
• Les chercheurs dans les laboratoires de biotechnologie développent des thérapies géniques, comme celles expérimentées pour la drépanocytose, visant à corriger le défaut génétique à la source de la maladie.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

Distribuez une fiche avec un court arbre généalogique simplifié montrant la transmission d'une maladie. Demandez aux élèves : 'Quel est le mode de transmission le plus probable (dominant ou récessif) ? Justifiez votre réponse en vous basant sur l'arbre.'

Question de discussion

Posez la question suivante : 'Quels sont les espoirs et les défis majeurs associés à la thérapie génique pour des maladies comme la mucoviscidose ?' Encouragez les élèves à argumenter en s'appuyant sur leurs connaissances des mécanismes moléculaires et des aspects éthiques.

Vérification rapide

Projetez une image d'une protéine (ex: protéine CFTR pour la mucoviscidose). Demandez aux élèves d'écrire sur une ardoise : 'Quel est le rôle normal de cette protéine ? Que se passe-t-il si elle est altérée par une mutation ?'

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre maladie dominante et récessive ?

Une maladie dominante se manifeste dès qu'un seul allèle muté est présent (un parent atteint suffit). Une maladie récessive nécessite deux copies de l'allèle muté : les deux parents peuvent être porteurs sains sans symptômes. L'analyse d'arbres généalogiques en classe aide à distinguer ces deux modes de transmission.

Comment dépister la mucoviscidose à la naissance ?

Le dépistage néonatal repose sur le dosage de la trypsine immunoréactive dans le sang du nouveau-né, suivi d'un test de la sueur et éventuellement d'une analyse génétique du gène CFTR. Ce protocole en cascade permet d'identifier les nourrissons atteints dès les premiers jours de vie.

Pourquoi la drépanocytose est-elle fréquente dans les zones de paludisme ?

Les porteurs hétérozygotes de l'allèle HbS bénéficient d'une résistance partielle au paludisme, ce qui leur confère un avantage sélectif dans les régions endémiques. C'est un exemple classique de sélection balancée, où un allèle délétère à l'état homozygote est maintenu par la pression de sélection.

Comment utiliser l'apprentissage actif pour enseigner les maladies monogéniques ?

Les études de cas cliniques en binômes, la construction d'arbres généalogiques avec manipulation de jetons-allèles et les débats structurés sur le dépistage génétique sont particulièrement efficaces. Ces approches permettent aux élèves de mobiliser le raisonnement génétique sur des situations concrètes plutôt que de mémoriser des schémas abstraits.