Sciences de la vie et de la Terre · Seconde · Génétique et santé humaine · 3e Trimestre

Maladies génétiques monogéniques

Les élèves étudient des exemples de maladies génétiques causées par la mutation d'un seul gène (mucoviscidose, drépanocytose).

• Programmes Officiels
• MEN: Lycee - Mutations et santé
• MEN: Lycee - Patrimoine génétique

À propos de ce thème

Les maladies génétiques monogéniques constituent un cas d'étude privilégié pour comprendre le lien direct entre génotype et phénotype au programme de Seconde. En se concentrant sur la mucoviscidose (mutation du gène CFTR, chromosome 7) et la drépanocytose (mutation ponctuelle du gène HBB, chromosome 11), les élèves observent comment une seule modification dans la séquence d'ADN peut entraîner une protéine dysfonctionnelle et des conséquences physiologiques majeures.

Ce chapitre permet aussi d'aborder les modes de transmission autosomique récessif et dominant, ainsi que les notions de porteur sain et d'hétérozygotie. Le dépistage néonatal systématique en France (test de Guthrie, dépistage de la drépanocytose ciblé puis généralisé) offre un ancrage concret dans le système de santé français.

Les approches actives sont particulièrement efficaces ici : la construction d'arbres généalogiques en groupe, l'analyse de cas cliniques entre pairs et les jeux de rôle sur le conseil génétique permettent aux élèves de raisonner sur des situations réelles plutôt que de mémoriser passivement des schémas de transmission.

Questions clés

1. Décrivez les symptômes et les causes génétiques de maladies monogéniques comme la mucoviscidose.
2. Analysez comment une mutation spécifique peut entraîner une maladie grave.
3. Expliquez les principes du dépistage génétique pour ces maladies.

Objectifs d'apprentissage

• Expliquer le mécanisme moléculaire par lequel une mutation dans un gène unique conduit à une protéine non fonctionnelle.
• Comparer les modes de transmission autosomique récessif et autosomique dominant pour des maladies monogéniques spécifiques.
• Analyser des arbres généalogiques pour prédire le risque de transmission d'une maladie monogénique dans une famille.
• Évaluer l'importance du dépistage néonatal pour la prise en charge précoce des maladies monogéniques comme la mucoviscidose.

Avant de commencer

Les bases de la génétique : ADN, gènes, chromosomes

Pourquoi : Les élèves doivent comprendre la structure de base de l'information génétique pour saisir l'impact d'une mutation.

La cellule et ses fonctions

Pourquoi : La compréhension du rôle des protéines et de leur synthèse est essentielle pour comprendre comment une mutation affecte la fonction cellulaire.

Vocabulaire clé

Allèle	Version spécifique d'un gène. Une mutation peut modifier un allèle, le rendant responsable d'une maladie.
Mutation ponctuelle	Modification d'une seule base dans la séquence d'ADN. Elle peut altérer la fonction de la protéine codée par le gène.
Hémoglobine	Protéine présente dans les globules rouges, responsable du transport de l'oxygène. Une mutation du gène HBB cause la drépanocytose.
CFTR	Gène codant pour un canal chlorure. Sa mutation est la cause principale de la mucoviscidose, affectant la production de mucus.
Porteur sain	Individu hétérozygote pour une maladie récessive, qui ne présente pas de symptômes mais peut transmettre l'allèle muté.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Si les deux parents sont en bonne santé, ils ne peuvent pas avoir un enfant malade.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Dans le cas des maladies autosomiques récessives comme la mucoviscidose, deux parents porteurs sains (hétérozygotes) ont 25 % de risque d'avoir un enfant atteint. La construction d'échiquier de croisement en binôme aide les élèves à visualiser concrètement ces probabilités et à dépasser cette idée reçue.

Idée reçue courante

La drépanocytose est une maladie rare qui ne concerne que certaines populations.

Ce qu'il faut enseigner à la place

La drépanocytose est la maladie génétique la plus fréquente en France, avec environ 500 naissances par an. Elle touche des populations d'origines géographiques variées. L'analyse de cartes de répartition mondiale en groupe permet de comprendre le lien entre fréquence de l'allèle HbS et zones d'endémie palustre (avantage sélectif des hétérozygotes).

Idée reçue courante

Une maladie génétique est forcément héréditaire, transmise par les parents.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Certaines mutations surviennent de novo, sans être héritées. De plus, « génétique » signifie lié aux gènes, tandis qu'« héréditaire » implique une transmission. L'étude de cas cliniques variés en groupe aide à distinguer ces deux notions souvent confondues.

Idées d'apprentissage actif

Étude de cas: Diagnostic à partir d'arbres généalogiques

Chaque groupe reçoit un arbre généalogique anonymisé d'une famille touchée par la mucoviscidose ou la drépanocytose. Les élèves identifient le mode de transmission, repèrent les porteurs sains et calculent les probabilités de transmission pour un couple fictif. Mise en commun avec justification des raisonnements.

40 min·Petits groupes

Penser-Partager-Présenter: Du gène à la protéine dysfonctionnelle

Les élèves reçoivent la séquence normale et mutée du gène CFTR (délétion F508). Individuellement, ils identifient la mutation et prédisent ses conséquences sur la protéine. En binôme, ils comparent leurs hypothèses avant de confronter avec la réalité clinique en classe entière.

25 min·Binômes

Jeu de rôle: Consultation de conseil génétique

Par groupes de trois, les élèves jouent les rôles de couple consultant et de conseiller génétique. Le conseiller doit expliquer les résultats d'un test de dépistage, les risques de transmission et les options disponibles. Un observateur note la qualité scientifique des explications.

35 min·Petits groupes

Galerie marchande: Panorama des maladies monogéniques

Quatre affiches sont réparties dans la salle, chacune présentant une maladie monogénique différente (mucoviscidose, drépanocytose, hémophilie, phénylcétonurie). Les élèves circulent, ajoutent des informations sur des post-it et corrigent les erreurs repérées. Synthèse collective sur les points communs entre ces pathologies.

30 min·Petits groupes

Liens avec le monde réel

• Les généticiens cliniciens dans les centres hospitaliers universitaires réalisent des diagnostics et des conseils génétiques pour les familles concernées par des maladies comme la mucoviscidose.
• Les laboratoires d'analyses médicales effectuent le test de Guthrie chez les nouveau-nés, incluant le dépistage de certaines maladies génétiques, pour une intervention rapide.
• Les associations de patients, telles que Vaincre la Mucoviscidose, financent la recherche et soutiennent les familles, démontrant l'impact sociétal de ces maladies.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Présentez aux élèves le schéma d'un arbre généalogique simplifié pour une maladie autosomique récessive. Demandez-leur d'identifier les individus porteurs sains et de justifier leur réponse en se basant sur la transmission observée.

Question de discussion

Posez la question suivante : 'Comment une seule erreur dans le code génétique peut-elle avoir des conséquences aussi graves sur la santé d'une personne ?' Encouragez les élèves à utiliser le vocabulaire spécifique (gène, mutation, protéine, symptôme) pour argumenter.

Billet de sortie

Demandez aux élèves d'écrire sur un post-it le nom d'une maladie monogénique étudiée, son gène responsable, et un symptôme principal. Ils doivent aussi indiquer si la transmission est récessive ou dominante.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre maladie monogénique et maladie multifactorielle ?

Une maladie monogénique résulte de la mutation d'un seul gène et suit des modes de transmission mendéliens prévisibles (récessif, dominant, lié à l'X). Une maladie multifactorielle implique plusieurs gènes et des facteurs environnementaux, rendant sa transmission non mendélienne. En Seconde, la mucoviscidose et la drépanocytose illustrent le premier cas.

Comment fonctionne le dépistage néonatal en France ?

Le programme national de dépistage néonatal teste systématiquement cinq maladies à la naissance via un prélèvement sanguin au talon (test de Guthrie). Depuis 2023, le dépistage de la drépanocytose est généralisé à tous les nouveau-nés en métropole, et non plus ciblé. Ce dispositif permet une prise en charge précoce qui améliore considérablement le pronostic.

Pourquoi les porteurs sains de la drépanocytose sont-ils avantagés face au paludisme ?

Les hétérozygotes HbA/HbS possèdent des globules rouges partiellement résistants à l'infection par Plasmodium falciparum, car le parasite se développe mal dans les cellules contenant de l'hémoglobine S. Cet avantage sélectif explique la fréquence élevée de l'allèle HbS dans les zones impaludées d'Afrique et du bassin méditerranéen.

Comment les méthodes actives facilitent-elles l'apprentissage de la génétique des maladies ?

La manipulation concrète d'arbres généalogiques, les jeux de rôle de conseil génétique et les analyses de cas cliniques en groupe permettent aux élèves de mobiliser le raisonnement probabiliste dans un contexte signifiant. Ces approches transforment un contenu abstrait en situations de résolution de problèmes collaboratifs, ce qui favorise la compréhension durable des mécanismes de transmission.