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TS : Ch3 Méiose et fécondation

 

Comment méiose et fécondation participent à la stabilité de l’espèce ?

Comment les caractéristiques de l’espèce se maintiennent-elles de génération en génération ?


I- Stabilité de l’espèce


1- Alternance d’une phase haploïde et d’une phase diploïde


Les cellules non sexuelles du corps sont appelées cellules somatiques (soma = corps) .

Les cellules dont la destinée est de fournir les gamètes sont appelées cellules germinales.


Caryotype : analyse et classement des chromosomes d’une cellule .


Un caryotype de cellule somatique (mammifères) montre que les chromosomes peuvent être regroupés par paire de chromosomes identiques (même taille, même disposition).

La cellule est dite diploïde : 2n chromosomes (2n = 46 pour l’espèce humaine).

Ces chromosomes sont homologues, ils portent les mêmes gènes, mais pas nécessairement les mêmes allèles.


Dans les gamètes, on ne compte qu’un seul exemplaire de chaque type de chromosome. Ce sont des cellules haploïdes : n chromosomes (n= 23 pour l’ovule ou le spermatozoïde humain).


Docs p 106 cycle de développement d’un mammifère. Schématiser ce cycle.

Docs p 107 Comparaison du caryotype d’une cellule haploïde avec celui d’une cellule diploïde.

Docs p 108 Cycle de développement d’un champignon ascomycète (Sordaria). Schématiser ce cycle.


Les cycles de développement sont marqués par l’alternance d’une phase diploïde et d’une phase haploïde.

La méiose assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde.

La fécondation rétablit la diploïdie.


Chez les organismes diploïdes (ex mammifères), la méiose précède la fécondation.

Chez les organismes haploïdes (ex sordaria), la fécondation est immédiatement suivie de la méiose.


2- La méiose


Doc p 112-113 et vidéo : Observation des phases de la méiose

Poly p 3


Phases de la méiose

Prophase 1 : condensation de l’ADN des chromosomes.

Métaphase 1 : disposition des paires de chromosomes homologues sur le plan équatorial de la cellule.

Anaphase 1 : séparation des chromosomes homologues.

Télophase 1 : décondensation des chromosomes et individualisation de 2 nouvelles cellules haploïdes.


Prophase 2 : condensation des chromosomes.

Métaphase 2 : alignement des chromosomes sur le plan équatorial.

Anaphase 2 : séparation des chromatides de chaque chromosome.

Télophase 2 : individualisation de 4 nouvelles cellules à n chromosomes à une seule chromatide.



La méiose est précédée par une phase de réplication de l’ADN.

Elle assure le passage de la phase diploïde à la phase haploïde.

Elle comprend deux divisions successives qui conduisent à un lot haploïde de chromosomes par cellule fille.

1ère division cellulaire : séparation des chromosomes homologues.

2ème division cellulaire : séparation des chromatides des chromosomes dupliqués.


Doc p 113 et poly p 4 : Evolution de la quantité d’ADN. Représenter l’aspect des chromosomes et les étapes du cycle cellulaire sur le graphique .

Activité : Représenter les deux divisions de méiose pour une cellule initiale à 6 chromosomes .


3- La fécondation


La fécondation rétablit la diploïdie .

La fécondation consiste en la fusion de deux gamètes haploïdes pour constituer une cellule oeuf diploïde (zygote).


4- Perturbations dans la répartition des chromosomes


Doc p 116-117 la trisomie 21. En schématisant la répartition des chromosomes, lors de la méiose et de la fécondation, proposez une explication à la présence de 3 chromosomes sur la paire 21.


La non disjonction de deux chromosomes homologues lors de la méiose conduit, après fécondation, à des anomalies du nombre de chromosomes. :

- trisomies ;

- monosomies.


Comment méiose et fécondation participent-elles à la diversité des individus de l’espèce ?

 

II -Variabilité des individus ou brassage génétique


1 -Variabilité allélique


Dans les cellules diploïdes, chaque gène est représenté par deux allèles situés au même emplacement (locus) sur deux chromosomes .

Pour un gène donné, un individu est hétérozygote s’il possède deux allèles différents de ce gène ; il est homozygote si les deux allèles sont identiques.


Conventions d’écriture à retenir :


[A] phénotype

(A//a) génotype hétérozygote

(A//A) génotype homozygote

Allèle dominant A

Allèle récessif a

ou bien

Allèle dominant qui correspond au phénotype sauvage noté e+

Allèle récessif ou mutation récessive e


Docs p 130 à 133 : Un individu de groupe sanguin [A] est-il homozygote ou hétérozygote pour le gène groupe sanguin ? Justifiez. Même question pour le groupe [A,B], [o].

Même question concernant le gène de la protéine CFTR pour un individu atteint de la mucoviscidose.

Même question concernant le gène couleur des fleurs pour une Belle de nuit rose.


Docs 1 et 2 p 133 et polycopié p 5 : Principe du test cross


Chez les individus diploïdes le test cross permet d’accéder au génotype.


Test cross : croisement d’un individu dont on veut connaître le génotype avec un individu homozygote récessif (porteur de deux allèles récessifs des gènes que l’on veut étudier).


Chez les individus haploïdes, le phénotype traduit objectivement le génotype car il n’y a qu’un seul allèle de chaque gène (étude de sordaria, champignon ascomycète).



2 - Mise en évidence des brassages interchromosomiques et intrachromosomiques lors de la méiose


Quel est le rôle de la méiose dans la génèse de nouvelles combinaisons d’allèles ?

Comment s’effectue la séparation des allèles ? Lors de la 1ère division ? Lors de la 2ème division ?


a) brassage interchromosomique


TP Chez un individu haploïde Sordaria p 45-47

Etude des asques de type 4 / 4 ; 1 jeu de carte


Les chromosomes homologues de chaque paire migrent de façon indépendante en anaphase de 1ère divison de méiose. On parle de brassage interchromosomique.


b) brassage intrachromosomique (crossing over)


Un brassage intrachromosomique ou recombinaison des chromosomes homologues par crossing over a lieu entre chromosomes homologues de chaque paire lors de la 1ère division de méiose. Les chromosomes homologues échangent des fragments de chromatides.


TP Chez un individu diploïde : drosophile docs p 48-50

Le brassage chromosomique permet-il d’expliquer la variabilité allélique de la descendance des individus diploïdes ?


a) gènes portés par la même paire de chromosomes ex n°3 p 145

b) gènes portés par des paires de chromosomes différentes doc p 134


3 - Variabilité allélique et brassage chromosomique

 

Polycopié figures 8 à 11 Construire un échiquier de croisement


L’analyse de croisements-tests permet de déterminer le nombre de gènes impliqués dans la réalisation d’un phénotype et de préciser leur localisation chromosomique.


Résultats obtenus par le croisement d’un hétérozygote pour 2 gènes hybride F1 avec un homozygote récessif pour les 2 gènes (lignée pure P2) :


- 4 phénotypes équiprobables (1/4,1/4,1/4,1/4) si les 2 gènes sont portés sur des chromosomes différents (gènes indépendants, brassage interchromosomique).

- 2 phénotypes parentaux équiprobables (1/2, 1/2)

ou 2 phénotypes parentaux et 2 phénotypes recombinés non équiprobables (indicateur de crossing over, brassage intrachromosomique ). Dans ce cas les 2 gènes sont sur le même chromosome (gènes liés).


4 - Amplification du brassage génétique par la fécondation

 

 

La fécondation réunit deux gamètes au hasard. La diversité des gamètes se traduit par une diversité encore plus grande de cellules-oeuf.

La stabilité de l’espèce assurée par la fécondation s’accompagne de la variabilité des individus.


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