Les mécanismes qui interviennent lors de l expression de l information génétique en différentes entités

Steward, Cartier et Passmore (2005) soutiennent que la connaissance de trois modèles complémentaires est nécessaire pour une véritable compréhension des phénomènes génétiques :

les probabilités par lesquelles ces phénomènes sont susceptibles de se produire. Ce modèle est parfois désigné sous le nom de génétique mendélienne, classique ou simplement de transmission. Les études préalables signalent que les difficultés des élèves pour la compréhension des phénomènes seconde,approfondieles mutationsde et l expression du patrimoine génétique en première S peuventDansla êtrepartieà l suivaoriginete, nous révisons les caractéristiques inhérentes à ce dernier modèle, lesquelles de diverses difficultés chez les élèves :

La compréhension de la génétique exige de la part des élèves la mise en place de raisonnements relatifs aux divers phénomènes qui surviennent au niveau moléculaire. Ces phénomènes entraînent plusieurs entités et processus qui sont de nature invisible et expérimentalement inaccessibles. Par conséquent, ceux-ci ne sont pas facilement compréhensibles pour les élèves (Malacinski & Zell, 1996; Marbach-Ad & Stavy, 2000).

La synthèse des protéines offre un parfait exemple de ce constat. Pour Clement et Jackson (1998) ce les molécules impliquées, ce qui les empêche d envisagerlesinteractions et rapports existants entre processus rte complexe pour les élèves de lycée. En effet, irecontrent des difficultés pour visualiser celles-ci. D ailleurs, Sprehn(1993) signale que, selon lui, la synthèse des protéines est le domaine le plus complexe de la biologie.

Ces niveaux sont organisés hiérarchiquement, de manière à ce que les éléments d un niveau donné constituent progressivement les éléments des niveaux supérieurs (Simon, 1996). En conséquence, la compréhension des phénomènes génétiques implique des raisonnements sur la façon dont les (caractères nt une compréhension limitée de cette organisation complexe. Par exemple, ils ne connaissent pas les mécanismes moléculaires et cellulaires qui relient génotype et phénotype (Duncan & Reiser, 2007 ; Lewis & Kattmann, 2004 ; Marbach-Ad & Stavy, 2000 ; Venville & Treagust, 1998).

Duncan et Reiser (2007) dégagent une troisième source de difficultés pour les étudiants portant sur les « différences ontologiques » existant entre les niveaux inhérents aux phénomènes génétiques. Ces auteurs estiment que ces niveaux sont organisés selon deux plans de nature différente : un plan informationnel (les gènes) et un plan biophysique organisé de manière hiérarchique–(protéines, cellules, tissus, organes). Duncan et Reiser (2007) introduisent le terme de « système hybride hiérarchique » pour faire référence à ce phénomène. t les séquences d acides aminés le phénotype moléculaire, lequel détermine le phénotype cellulaire (structure et fonctionnement des cellules),del lui même responsable du phénotype observé à d autres niveaux tels que les échelles de l organe et organisme.

Dans la partie suivante, nous discutons les principales difficultés repérées dans la littérature autour des trois aspects que nous venons de présenter.

Le développement fulgurant de la recherche en génétique moléculaire, ainsi que ses implications sur les programmes scolaires, a entraîné un essor des études centrées sur les difficultés des élèves concernant cette branche de la génétique (Bahar, Johnstone, & Sutcliffe, 1999; Garton et al., 1992; Marbach-Ad, 2001). Nous constatons que les trois difficultés décrites ci-dessous posent problèmes aux élèves lors de la compréhension de la génétique moléculaire :

Difficultés à comprendre la nature de l information génétique portée par les gènes.

x Difficultés à saisir les interactions au niveau moléculaire et leurs effets sur l expression du x phénotype à différentes échelles (relation entre génotype et phénotype).

Des études préalables ont montré que les élèves ne parviennent pas à expliquer comment le phénotype émerge à partir des informations codées dans les gènes (Lewis & Kattmann, 2004 ; Marbach-Ad & Stavy, à2000) concernant la nature de cette information (Duncan & Reiser, 2007 ; Lewis & Kattmann, 2004 ; Marbach-Ad, 2001 ; Venville & Treagust, 1998).

Par exemple, l étude de Venville et Treagust (1998) analyse le changement conceptuel effectué par des élèves de grade 10 (15 ou 16 ans) concernant le concept de gène. Ce changement porte sur la conception des gènes, formulée de la façon suivante : « des particules passives ou actives qui ne contiennent aucune information », à une conception des gènes définis comme « des séquences productives d’instructions ». Ces génétiques. été ciblées par cette étude : grade 9 (élèves de 14-15 ans), grade 12 (17-18 ans) et deux populations de Lfutursanalyseenseignantsdesquestions(débutconcernantetfindeformation)lanotion. de gène révèle que la plupart des étudiants de grade 9 donnent des.Enexplicationseffet,cette représentationtellesque«undesgènesestestunle caracrésultatèred»unouraisonnement«legèns sontsuperficielcomposés de caractères » qui ne tient pas compte des mécanismes biologiques qui relient gènes et caractères.

D autre part,si la plupart des élèves de grade 12 parviennent à expliquer que les gènes déterminent les l information. Cette constatation s accorde avec les résultats obtenus par Venville et Treagust (1998) caractères, dans leurs réponses, les gènes ne sont pas considérés comme desntités qui contiennent de ont mené une étude afin d analyser les raisonnements des élèves«de gradesur la génétique. Alors qu aprèstenseignement lenombre de réponses indiquant que Duncan et R iser (2007) les gènessont des particules qui contiennende l’information» est considérablement plusélevé, la proportion de réponses des élèves pour la conception « les gènes sont des entités passives » reste similaire.