TS.Thème-I-.-Chap1-2

THEME I : LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE, L’EVOLUTION DU
VIVANT
Chap1: Génétique et évolution
I.Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
TD1 : Multiplication ou division cellulaire ?
Bilan : Chez les animaux et les végétaux à fleurs, les cellules somatiques
possèdent des paires de chromosomes homologues (dites à 2n) : elles sont à
noyau diploïde.
Les cellules reproductrices ou gamètes (qui sont issues de cellules germinales à
2n), ne possèdent qu’un seul chromosome de chaque paire: elles possèdent un
noyau haploïde (ovule et spermatozoïde à n chromosome)
Les chromosomes d’une même paire sont dits homologues car ils portent les
mêmes gènes aux mêmes loci toutefois les versions du gène sur les deux
chromosomes peuvent être différente (gène hétérozygote ou gène homozygote)
Un cycle de développement diplophasique décrit l’enchainement des phases de
la vie des individus depuis leur naissance jusqu’à leur reproduction avec une
méïose qui précède une fécondation.
Chez les individus à cycle diplophasique, il existe dans la plupart des cas une
stabilité du caryotype de l’espèce.
En effet la faculté qu’ont les organismes diploïdes à fabriquer des cellules
sexuelles haploïdes et la rencontre des gamètes qui s’en suit assurent le
maintien du caryotype de la cellule œuf (zygote)
On peut dire que la méiose et la fécondation sont deux mécanismes
biologiques qui maintiennent le nombre de chromosomes d’une espèce.
TD2 : deux divisions successives précédées d’une duplication de l’ADN
TD3 : La fécondation aboutit à la réunion des deux caryotypes
II.Les mécanismes de la méiose
Bilan : La méiose correspond à 2 divisions cellulaires successives qui, à partir
d’une cellule mère diploïde (la quantité d’ADN dans cette cellule est notée Q),
donnent naissance à 4 cellules filles haploïdes. Elle n’est accompagnée que d’une
seule phase de réplication de l’ADN, qui précède la première division, et porte la
quantité d’ADN à 2Q.
Chacune des divisions comporte 4 phases:
La prophase (1 & 2), la métaphase (1 & 2), l’anaphase (1 & 2) et la télophase (1
& 2).
La première division méiotique (division réductionnelle)
 En prophase 1, les chromosomes homologues, formés de 2 chromatides sœurs,
se condensent, et se rapprochent l’un de l’autre. Ils s’apparient étroitement sur
toute leur longueur et forment des ensembles de 4 chromatides ou tétrades.
L’enveloppe nucléaire disparait.
 En métaphase 1, les chromosomes homologues de chaque paire se disposent
sur le plan équatorial de la cellule.
 En anaphase 1, les paires se séparent, chaque chromosome dédoublé s'éloigne
alors de son homologue et migre vers l'un des pôles de la cellule.
À l'issue de la télophase 1, les 2 cellules issues de la 1ère division de méiose
possèdent un chromosome dédoublé de chaque paire constitué de 2
chromatides. Elles sont donc haploïdes et leur quantité d'ADN est égale à Q.
L'ADN se décondense et l'enveloppe nucléaire se reforme.
La deuxième division méiotique (division équationnelle)
La deuxième division méiotique n'est pas précédée par une duplication de l'ADN.
 En prophase 2, très courte.
 En métaphase 2, les chromosomes bichromatidiens se placent selon leur
centromère sur le plan équatorial de la cellule.
En anaphase 2, les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent
vers chacun des pôles de la cellule.
À l'issue de la télophase 2, les 4 cellules formées possèdent un lot haploïde de
chromosomes à 1 chromatide. Elles sont donc haploïdes et leur quantité d'ADN
est égale à Q/2.
L'ADN se décondense, l'enveloppe nucléaire se reforme.
III.Les brassages génétiques lors de la méiose.
III.1 Le brassage interchromosomique
(Cf.TD2 : deux divisions successives précédées d’une duplication de
l’ADN)
Test-cross : permet de connaître le génotype d’un individu de phénotype
dominant. Si l’individu à tester est homozygote, tous les individus de sa
descendance auront le même phénotype. Si dans sa descendance on voit
apparaître plusieurs phénotypes, c’est qu’il était hétérozygote
Bilan : Lors d’un croisement chez un individu diploïde, on observe la création de
nouvelles combinaisons d’allèles.
Ce brassage génétique est dû à la ségrégation indépendante, de part et d’autre
du plan équatorial, des chromosomes de chaque paire lors de la métaphase de
première division : c’est le brassage interchromosomique. Les chromosomes se
disposent aléatoirement de part et d’autre du plan équatorial. Chaque
chromosome (allèle) d'une paire migre ensuite vers un pôle de la cellule en
anaphase I.
III.2 Le brassage intrachromosomique
(Cf. Exercice sur les croisements de plants de tomates)
Bilan : Dans les cellules en prophase 1, on observe les chromosomes
homologues étroitement appariés : leur chromatide s’enchevêtrent et forment
des chiasmas.
A ce niveau, des échanges de fragments de chromatides peuvent se produire
entre chromosomes homologues : c’est un crossing-over qui provoque une
nouvelle combinaison d’allèles. On parle de chromatides recombinées.
Variété des génotypes
gamètes parent souche
pure
Parentaux
Recombinés
Variété des génotypes
gamètes parents non
souche pure
Parentaux
Recombinés
Gènes homozygotes (dihybridisme)
Indépendants
Liés
1
1
0
0
Gènes hétérozygotes (dihybridisme)
Indépendants
Liés
4
0
2
2