Cycle et niveau de classe 

Seconde

Objectifs pédagogiques

• Construction d'une démarche scientifique pour expliquer une inadéquation entre sexe chromosomique et phénotypique 
•  Mise en œuvre d'un protocole de dosage de testostérone avec Minispectro pour justifier un cas de Syndrome d'Insensibilité Complète aux Androgènes.

Compétences et capacités travaillées

-Formuler une hypothèse, en déduire ses conséquences testables ou vérifiables, expérimenter, raisonner avec rigueur.
-Utiliser des logiciels d'acquisition, de simulation et de traitement de données
-CRCN1: Informations et données : gérer des données et traiter des données

Outils numériques - intérêt et limites

Minispectro est un spectrophotomètre fabriqué à partir d'un microcontrôleur Arduino Nano, d'un capteur de spectre
AS7341, d'une DEL et d'un écran LCD. Le boitier est imprimé à l'aide d'une imprimante 3D. Le minispectro est dirigé
par une interface graphique très intuitive.
 

Présentation de la séance

Organisation
2 séances en classe :
• Séance 1 : Présentation des consignes et construction de la démarche scientifique.
• Séance 2 : Mise en œuvre du protocole avec le MiniSpectro.

Les élèves travaillent sur l’activité en organisation libre : ils choisissent s’ils travaillent seul ou en groupe (maximum 4),
l’enseignant peut adapter en fonction du matériel disponible.

Consignes 
Vous êtes médecin traitant. Une jeune fille de 18 ans et ses parents vous consultent car elle n’a pas encore eu réellement de puberté. C’est-à-dire qu’elle n’a pas de pilosité, pas de règle et une poitrine très peu développée.
Le médecin prescrit la réalisation de son caryotype. L’analyse du caryotype de la jeune fille conclut qu’elle a un
chromosome X et un chromosome Y. Cela doit est donc à l’origine de son retard de puberté. 
➔ Vous devez expliquer à cette jeune fille, à l’aide d’un examen et de documents, l'origine de la non adéquation entre son sexe chromosomique et son sexe phénotypique.

Séance 1 : élaboration d'une démarche scientifique

• Proposez, à partir des documents fournis, une démarche scientifique permettant d’expliquer l'inadéquation entre le sexe génétique de la jeune fille et son sexe phénotypique.
• Présentez votre stratégie à votre supérieur (enseignant)

Documents support 
• Etudes de cas et aide à la lecture / grille d'auto-évaluation
• Fiche méthode « Élaboration d’une stratégie scientifique » 
• Aide cognitive sur les organes, cellules et hormones utiles à la fonction de reproduction chez l’humain.
• Aides à la démarche
• Bilan sur la démarche

Séance 2 : réalisez le protocole de spectrophotométrie permettant de doser la testostéronémie de la jeune fille afin de conclure.

• Mettez en œuvre le protocole expérimental.
• Traitez les données et rédigez le compte rendu explicatif à transmettre à la famille.

Documents support
•  Fiche protocole
•  Fiche d'aide pour l’utilisation de l’interface graphique Minispectro

Bilan et retour des élèves

Les élèves ont été très intéressés par l’étude de cas d’intersexuation, qui sont peu connus. Et donc l’élaboration d’une
démarche scientifique a donc été plus motivante.
La formulation d’hypothèses pertinentes et l’identification du cas de la jeune fille par rapport aux deux études de cas
ont été bien réussie dans l’ensemble. 

La proposition d’un examen médical avec les résultats attendus a été plus difficile, même si plusieurs groupes par classe ont trouvé qu’il fallait étudier la testostérone de la jeune fille. 

Productions d'élèves :  Exemple 1, Exemple 2

Remarques

Le logiciel Minispectro a bien été pris en main par les élèves. Les élèves ont utilisé l'ordinateur fourni par la région avec le logiciel téléchargé avant la séance. 
Il faut prévoir aussi le téléchargement d’un pilote supplémentaire au cas où le logiciel vous donne un message d’erreur. Penser à extraire et ouvrir le dossier du pilote téléchargé pour qu’il fonctionne

L'utilisation de ce mini spectro est proche des spectrophotomètres que l’on trouve habituellement dans les lycées. Il
permet à nos élèves une première approche, très pédagogique, de la spectrophotométrie. Cependant, le capteur est
sensible à seulement 8 longueurs d’ondes, il y a donc une extrapolation des spectres d’absorption. (Source : Cédric
Metge)

Pour aller plus loin / Liens

Tutoriel pour la fabrication de MiniSpectro avec une carte arduino de Stéphane LAURENT et Sylvie BERNARD-VILLAIN (La Rochelle)