cours - La Gazette des SVT

III] La commande du mode de fonctionnement des cellules
1) Transmission des caractères d’un individu : rappel de 3e
• Activité 6 : Comprendre ce qui commande le métabolisme des cellules de la peau
du xénope (un crapaud), grâce à l’expérience historique de Gurdon.
Les crapauds du Cap (Afrique du Sud) ou xénopes sont généralement verts, mais certains
individus sont albinos (blancs). Ce caractère, peau verte ou albinos se transmet de génération
en génération.
Grâce à des réactions chimiques, les cellules de la peau des crapauds verts fabriquent des
molécules qui leur donnent une couleur verte. Dans les cellules de la peau des crapauds
albinos, ces réactions chimiques n’ont pas lieu, il n’y pas fabrication de molécules vertes et
ces cellules sont blanches.
En 1960, le biologiste anglais Gurdon a réalisé une expérience afin de savoir quelle(s)
partie(s) de la cellule commandait la fabrication de cette molécule verte.
1/ Rappeler comment on qualifie un caractère qui se transmet de génération en génération.
C’est un caractère héréditaire.
2/ Expliquer de quoi dépend la couleur de la peau du xénope.
Les cellules de la peau des crapauds verts fabriquent des molécules qui leur donnent une
couleur verte.
3/ Récapituler les grandes étapes de l’expérience et noter ses résultats.
1ère étape : Prélèvement d’un ovule de xénope vert
2e étape : Destruction du noyau de l’ovule
3e étape : Insertion du noyau d’une cellule intestinale de xénope albinos dans l’ovule énucléé.
4e étape : Développement des embryons obtenus
4/ Indiquer quelle partie de la cellule commande la fabrication des molécules vertes. Justifier.
Le noyau commande la fabrication des molécules vertes, car les descendants possèdent les
caractéristiques physiques du xénope albinos qui a fournit le noyau.
5/ Préciser quelles information les photographies du Powerpoint nous apportent.
Le noyau contient des chromosomes.
• Bilan :
L’observation de différentes activités cellulaires (synthèse de molécules vertes), conservées
de génération en génération permet de supposer que ces activités reposent sur une information
génétique transmissible. En effet, seule l’information génétique est transmise de génération en
génération.
Le programme génétique est localisé dans le noyau des cellules. Il correspond à l’ensemble
des informations qui déterminent les caractères héréditaires.
2) Activité cellulaire et contrôle génétique
• Activité 7 : Contrôle du mode de division cellulaire d’une levure
Il existe une grande diversité de levures. On étudie ici deux espèces Saccharomyces
cerevisiae et Saccharomyces pombe. Les deux espèces étudiées sont mises en culture dans les
mêmes conditions favorables à leur multiplication.
Document : Photographie de la division cellulaire de levures S. pombe
En quelques heures, chaque levure produit, par division, de nombreuses autres levures qui se
divisent elles-mêmes.
1) Observer les levures S. cerevisiae au microscope optique et faire un dessin de quelques
cellules entrain de se diviser.
2) Comparer la division de S. cerevisiae (observée au microscope) à celle de S. pombe
(voir document). Indiquer les deux modes de division rencontrés chez les levures.
S. cerevisiae se divise en bourgeonnement et S. pombe se divise en doublant de longueur
puis en se divisant en 2 par formation d’une cloison transversale (scissiparité). Les deux
types de division observés chez les levures sont donc le bourgeonnement et la scissiparité.
Ils dépendent de la souche considérée et sont transmis de génération en génération.
3) Indiquer le problème soulevé par cette constatation.
Comment deux cellules appartenant à la même espèce peuvent présenter des modes de
division différents ?
4) Formuler une hypothèse répondant au problème formulé.
H1 : Je pense que ceci est dû aux conditions du milieu.
H2 : Je pense que ceci est lié au sexe des levures un type de levure est « femelle », l’autre
est « mâle ».
H3 : Je pense que ceci est lié à une mutation génétique qui a entraîner l’apparition de deux
sous-espèces ayant des modes de division différents.
5) Indiquer les conséquences vérifiables de l’hypothèse.
H1 est fausse car les levures poussent dans les mêmes conditions
H2 est fausse car les individus appartenant à une même sous espèce peuvent se reproduire
ensemble, il n’y a pas de classement par sexe.
H3 semble juste car le mode de division est transmissible comme l’information génétique
contenue dans le noyau.
L’existence de souches cellulaires présentant de façon permanente et transmissible une
activité différente d’une autre souche de la même espèce confirme le contrôle de l’activité
cellulaire par le programme génétique.
• Bilan :
L’organisation des cellules, leur métabolisme et les modalités de leur reproduction sont
transmis de génération cellulaire en génération cellulaire et sont donc dépendants du
programme génétique de la cellule conservé de génération en génération.