Vidéo de la leçon : Expériences de Mendel Sciences

Dans cette vidéo, nous allons décrire les expériences que Gregor Mendel a faites sur ses plants de pois, et expliquer comment ses découvertes l’ont amené à écrire ses lois sur l'hérédité.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons en apprendre plus sur Gregor Mendel et ses expériences avec les petits pois. Nous comprendrons comment il a effectué ces expériences et comment elles ont amélioré notre compréhension de la génétique. Nous examinerons également les lois de l’hérédité issues des expériences de Mendel.

Vous avez peut-être déjà entendu parler de Gregor Mendel. Pour beaucoup, il est considéré comme le père de la génétique, mais il n’a pas toujours été scientifique. Gregor Mendel était en fait un moine, et c’était aussi un jardinier passionné. Mendel était intéressé par l’hérédité et les caractères que les organismes transmettent à leur progéniture. Il a choisi d’étudier l’hérédité de caractères spécifiques chez les pois.

Mendel a choisi les plants de pois pour mener ses expériences pour différentes raisons. Tout d’abord, les plants de pois sont courants et faciles à cultiver. Ils poussent aussi rapidement par rapport aux grandes plantes comme les arbres. Deuxièmement, les pois ont beaucoup de caractères différents ou distincts. Par exemple, certains pois ont des graines vertes, mais d’autres ont des graines jaunes. Certains plants de pois ont des fleurs rouges, mais d’autres ont des fleurs blanches. Enfin, les pois peuvent produire une progéniture de différentes manières. Ils peuvent soit se croiser naturellement avec d'autres plants de pois, soit s'autopolliniser. Ils peuvent également être pollinisés artificiellement, c’est-à-dire qu’un humain transfère du pollen pour polliniser pour croiser ou auto-polliniser un plant.

Maintenant que nous en savons un peu plus sur Mendel et ses plants de pois, intéressons-nous ce qu’il étudiait, l’hérédité. Alors, qu'est-ce que l’hérédité? En biologie, l’hérédité se réfère aux caractères ou caractéristiques qui sont transmis des parents à leur progéniture. Par exemple, ces deux plantes pourraient se reproduire et transmettre leur caractère de fleurs rouges à leur progéniture. L’hérédité se remarque aussi chez les humains, et vous l’avez peut-être remarquée vous-même. Par exemple, si votre mère et votre père ont les yeux verts, il y a de fortes chances que vous et vos frères et sœurs ayez également les yeux verts.

Avant les expériences de Mendel, les scientifiques croyaient globalement que les caractéristiques d’un organisme résultaient du mélange des caractéristiques de ses parents. Par exemple, si une plante à fleurs rouges se reproduisait avec une plante à fleurs blanches, leur progéniture n’aurait que des fleurs roses en raison des couleurs rouge et blanche du mélange des fleurs des parents. Mendel a remarqué que bien que cela arrivait parfois, cela ne se produisait pas tout le temps. Alors, que se passait-il? Voyons quel processus a utilisé Mendel pour étudier l’hérédité des caractères chez les pois.

Il a commencé par regarder la couleur des graines des pois, dont la majorité se présente sous l’une des deux couleurs suivantes: vert ou jaune. Tout d’abord, Mendel a auto-pollinisé les pois. Il l’a fait en sélectionnant un plant de pois et en transférant le pollen, qui contient les cellules sexuelles mâles, à la partie reproductrice femelle de la même fleur appelée le stigmate. En auto-pollinisant les plantes, Mendel s’assurait qu’aucune cellule reproductrice d’autres plantes n’ait été impliquée dans la production de la progéniture de cette plante en particulier. Il pouvait ainsi être sûr d’avoir des plantes qui ne produisent que des graines jaunes ou uniquement des graines vertes.

Ensuite, Mendel a fait une pollinisation croisée de plantes. Il faisait cela avec des plantes qui avaient des caractères contrastés. Par exemple, il pollinisait une plante qui produisait des graines vertes avec une plante qui produisait des graines jaunes. Lorsque Mendel avait une plante prête à être pollinisée de manière croisée, il retirait les anthères de la fleur, qui sont les parties productrices de pollen, qui contient les cellules reproductrices mâles. Et ce afin d’empêcher la plante de s’auto-polliniser. Maintenant, Mendel pouvait regarder les caractéristiques de la progéniture produite par ce croisement. Nous appelons cette progéniture la génération F1, qui signifie première génération filiale. Filial est juste un autre mot pour désigner la progéniture. Comme nous pouvons le voir, les plantes de la génération F1 avaient toutes produit des graines jaunes.

Ensuite, Mendel a pris une plante de la génération F1 et l’a auto-pollinisée. Comme nous l’avons vu précédemment, cela implique de transférer le pollen des parties reproductrices mâles de la plante vers les parties reproductrices femelles de la même plante. La progéniture produite est appelée génération F2. À la surprise de Mendel, les graines vertes ont recommencé à apparaître dans les plantes de la génération F2. En moyenne, pour trois plantes à graines jaunes, une plante F2 produisait des graines vertes. Nous pouvons retenir ça comme un rapport des graines jaunes et vertes de trois pour un.

C’est un phénomène très intéressant. Non seulement cela a-t-il réfuté l’idée que les caractères de la progéniture sont le mélange des caractères de leurs parents, mais pourquoi les graines vertes avaient-elles disparu pendant une génération avant de réapparaître? Pour le comprendre, nous devons comprendre certains mots clés de la génétique et l’hérédité.

Certains caractères sont dits dominants. Si un caractère est dominant, il se manifestera toujours dans le phénotype d'un organisme, phénotype étant un autre mot pour désigner ses caractéristiques physiques. Dans la génération F1 que nous venons de voir, toutes les plantes produisaient des graines jaunes. Nous pouvons en déduire que le caractère des graines jaunes est dominant. D’autres caractères sont dits récessifs. Les caractères récessifs ne sont visibles dans le phénotype d’un organisme que si le caractère dominant est absent. Les caractères récessifs sont observés moins fréquemment que les caractères dominants. Dans notre exemple de pois, nous pouvons supposer que le caractère des graines vertes est récessif, car il n’apparaît qu’une seule fois dans la génération F2. Le modèle observé dans les expériences de Mendel avec la couleur des graines peut également être vu dans l’hérédité d’autres caractères chez les pois.

La couleur des fleurs est un autre exemple de l’hérédité mendélienne. Si une plante à fleurs rouges est croisée avec une plante à fleurs blanches, le caractère dominant des fleurs rouges est le plus susceptible d’apparaître chez la majorité des descendants. Les expériences de Mendel ont également démontré que différents caractères sont hérités indépendamment les uns des autres. Cela signifie que différents caractères pour différentes caractéristiques ne sont pas nécessairement hérités ensemble. Par exemple, la couleur des fleurs est une caractéristique et la hauteur des tiges en est une autre. Les fleurs peuvent être blanches ou rouges et les tiges peuvent être grandes ou courtes. Alors, que se passe-t-il lorsque nous croisons ces deux plantes? Dans la première génération, tous les descendants montrent les caractères dominants, qui sont des fleurs rouges et de grandes tiges.

Voyons ce qui se passe lorsque nous suivons le processus de Mendel et auto-fécondons une plante de la génération F1. La deuxième génération, ou F2, présente un plus large éventail de caractéristiques. Nous pouvons voir que les plantes peuvent avoir de grandes tiges et des fleurs rouges ou de grandes tiges et des fleurs blanches. Elles peuvent également avoir des tiges courtes et des fleurs rouges, ou elles peuvent avoir des tiges courtes et des fleurs blanches. La taille des tiges et la couleur des fleurs sont donc héritées indépendamment l’une de l’autre. Ce n'est pas parce qu'une plante a des fleurs rouges qu'elle aura une grande tige. Cette idée constitue en fait l’une des lois de l’hérédité issues des recherches de Mendel.

La loi de l’indépendance de la ségrégation des caractères explique que la transmission d’un caractère est indépendante celle d’autres caractères. Voyons deux autres lois sur l’hérédité. La loi de dominance explique une tendance que nous avons déjà constaté. Si un caractère est dominant, cela signifie qu’il peut masquer l’apparence d’un autre. Ici, nous pouvons voir que le caractère des fleurs rouges est dominant car, dans la première génération, il masque l’apparition des fleurs blanches. La dernière loi, appelé la loi de ségrégation ou encore loi de pureté des gamètes, décrit le fait qu’un organisme hérite de deux facteurs pour chaque caractère, un de son père biologique et l’autre de sa mère. Mendel et les autres premiers généticiens utilisaient le terme de «facteur» car ils ne savaient pas encore que l'ADN est l'unité de l’hérédité. De nos jours, nous pouvons appeler ces facteurs des gènes.

Maintenant que nous en savons un peu plus sur Mendel et ses expériences, essayons de répondre à une question d’entraînement.

Laquelle des propositions suivantes n’est pas une raison pour laquelle Mendel a choisi des pois pour ses expériences? (A) Les pois peuvent s’auto-polliniser ou être pollinisés artificiellement par l’Homme, de sorte que Mendel pourrait étudier les effets de l’autopollinisation et de la pollinisation croisée. (B) Les pois poussent rapidement, donc Mendel pouvait en produire beaucoup en peu de temps. (C) Les pois ont des caractères distincts; par exemple, leurs cosses peuvent être jaunes ou vertes. Ou (D) les plants de pois sont très rares, donc Mendel savait que personne d’autre ne faisait ces expériences.

Gregor Mendel était un moine du 19ème siècle qui est maintenant largement considéré comme le père de la génétique moderne en raison de son travail sur l’hérédité des caractères. Gregor Mendel a spécifiquement choisi les plants de pois pour mener à bien ses expériences pour différentes raisons. Premièrement, les pois étaient assez faciles à trouver et à faire pousser. Ils se développent relativement rapidement, Mendel pouvait donc en produire une grande population en peu de temps.

Les pois peuvent produire une progéniture de différentes manières. Ils peuvent avoir une pollinisation croisée, ce qui signifie que le pollen qui contient les cellules sexuelles mâles d’une plante est transféré aux parties reproductrices femelles d’une autre plante. Ils peuvent aussi s'autopolliniser. Cela a lieu lorsque le pollen d’une plante est transféré aux parties reproductrices femelles de la même plante. Ils peuvent également être pollinisés artificiellement. C’est alors un humain qui transfère le pollen entre les plantes ou entre les parties reproductrices mâle et femelle de la même plante.

Fait important pour les expériences de Mendel, les pois ont des caractères distincts et contrastés pour beaucoup de leurs caractéristiques physiques. Par exemple, une plante peut produire des graines lisses et une autre plante peut produire des graines ridées. Une plante peut avoir des fleurs rouges, mais une autre peut avoir des fleurs blanches. Ces caractères contrastés pour certaines caractéristiques ont été incroyablement utiles à Mendel pour démontrer l'hérédité des caractères avec ses expériences.

Jetons un coup d'œil aux choix de réponses pour déterminer la bonne réponse. Rappelez-vous, nous cherchons la réponse qui n'est pas une raison correcte pour laquelle Mendel a choisi les plants de pois. Nous savons que Mendel a choisi les plantes de pois parce qu'ils pouvaient être auto-pollinisées, croisées et pollinisées artificiellement. Donc (A) n’est pas la bonne réponse à cette question. Les plants de pois poussent rapidement et, ce qui est important pour Mendel, présentent des caractères contrastés. Éliminons donc aussi les options (B) et (C). Les pois sont des plantes de jardin assez courantes, pas rares. Par conséquent, l’option (D) n’est pas une raison pour laquelle Mendel a choisi les pois. Donc, la bonne réponse est: «les plants de pois sont très rares, donc Mendel savait que personne d’autre ne faisait ces expériences».

Revoyons les points clés de cette vidéo. Gregor Mendel est parfois appelé le père de la génétique, parce que ses expériences avec des plants de pois ont démontré une hérédité des caractères. Mendel a utilisé des plants de pois pour ses expériences car ils poussaient rapidement et facilement. Ils pouvaient s'autopolliniser ou se croiser, en plus d'être pollinisées artificiellement par l'Homme, et ils avaient des caractéristiques visiblement contrastées, comme des graines ridées ou lisses. Les expériences de Mendel ont permis de dégager trois lois de l'hérédité: la loi de la dominance, la loi de l’indépendance de la ségrégation et la loi de la ségrégation.

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