Stabilité et Variabilité des génomes et évolution

Stabilité et Variabilité des génomes et évolution
Chapitre 1 Reproduction sexuée et stabilité de l’espèce
Définition : la reproduction sexuée est l’ensemble des mécanismes permettant à
(généralement) deux individus d’une même espèce d’engendrer des descendants possédant un
patrimoine génétique différent de celui de chaque parent.
De ce type de reproduction découle le cycle biologique de l’espèce qui décrit les étapes
successives permettant de passer d’une génération à la suivante.
I. LA REPRODUCTION SEXUEE CHEZ DEUX ESPECES
A. Chez l’Homme
- sexes séparés
- phase diploïde dominante (cellules somatiques 2n comme le zygote)
- phase haploïde réduite aux gamètes
- la méiose intervient dans les gonades, juste avant la fécondation
- la fécondation rétablit la diploïde
On parle de cycle diplobiontique.
B. Chez le Sordaria
- pas de sexes séparés, un filament « donneur » +, et un filament « receveur » - pouvant
être issus du même mycélium (donc même PG)

- la rencontre de deux filaments provoque la formation du périthèce dans lequel a lieu la
caryogamie (fusion des noyaux), méiose directement après la caryogamie, donnant
naissance à des spores (ici 8 ascospores dans un asque)
- phase haploïde dominante
- phase diploïde réduite au zygote
On parle de cycle haplobiontique.
Bilan : suivant les espèces, il existe des cycles biologiques différents haplobiontiques ou
diplobiontiques. Il existe également des cycles haplo-diplobiontiques, des cycles faisant
intervenir un ou plusieurs hôtes, des cycles avec des phases de dormance plus ou moins
longues…
II. MEIOSE ET STABILITE DE L’ESPECE.
Une espèce est déterminée par rapport à un patrimoine génétique qui lui est propre avec un
nombre de chromosomes constant. Quel mécanisme permet d’expliquer le maintien de la
garniture chromosomique de l’espèce ?
A. Evolution de la quantité d’ADN
Chaque méiose est précédée d’une phase de duplication des chromosomes (passage d’une à
deux chromatides par chromosome)
1) Au cours de la méiose
Doc 3 p 113 : Recopiez le graphe et interprétez les différents paliers.
La méiose permet le passage d’une phase diploïde (2n) à une phase haploïde.
2) Au cours du cycle biologique (Homme et Sordaria)
B. Mécanismes de la méiose
1) La méiose est un ensemble de deux divisions successives suivant une phase de duplication
des chromosomes. Une fois le processus de méiose entamé, il n’y a pas de temps d’arrêt
(prophase II réduite voir inexistante). Les seuls temps d’arrêt possible dans le cycle
biologique se situent entre deux mitoses, et entre la fécondation et la caryogamie.
2) La première division de méiose ou division réductionnelle ( séparation des chromosomes
homologues, passage d’une cellule haploïde à 2 cellules diploïdes)

2) Deuxième division de méiose : division équationnelle (séparation des chromatides, 4
cellules haploïdes identiques 2 à 2)
La méiose assure le passage d’une phase diploïde à une phase haploïde par
l’intermédiaire de deux divisions successives conduisant à la présence d’un lot haploïde
de chromosome par cellule fille.
C. Anomalies de méiose
Exemple chez l’Homme : monosomie et trisomie. P 116/117
Activité 1 à 4
Bilan :
Des perturbations de la méiose peuvent entraîner une non-dijonction des paires de
chromosomes homologues (première division de méiose) ou bien une mauvaise
répartition des chromatides (deuxième division de méiose) et ainsi conduire à la
formation de cellule haploïde contenant deux ou aucun exemplaire d’un chromosome
donné. Si cette cellule haploïde est un gamète appelé à fusionner avec un autre gamète
haploïde alors l’œuf formé comportera un chromosome excédentaire (22 paires + un
triplet) ou déficitaire (21 paires + un chromosome non apparié).
Parfois il se peut que l’œuf soit polyploïde (triploïde) un des gamètes n’ayant pas subi de
réduction chromosomique.

III. FECONDATION ET STABILITE DE L’ESPECE
A partir des documents p 115, décrivez les étapes de la fécondation chez l’Homme puis chez
le Sordaria.
A. Homme
Ovogenèse : ovogonie  ovocyte I bloqué en prophase I jusqu’à l’ovulation (émission
GP1)ovocyte II bloqué en métaphase II jusqu’à la fécondation  Fécondation et émission
GP2).
La pénétration du sptz déclenche la reprise de la méiose stoppée en métaphase II pour
l’ovocyte. La caryogamie correspond à la fécondation ss avec la fusion des noyaux des
gamètes mâles et femelles appelés également pronucleus mâle et pronucleus femelle
Cette fusion donne une cellule diploïde l’œuf ou zygote qui possède le nombre de
chromosomes caractéristique de l’espèce.
B. Sordaria
La fécondation correspond au passage d’un noyau haploïde d’un filament donneur (« mâle »)
dans une cellule d’un filament receveur (« femelle »). La caryogamie ne se fait pas
immédiatement et on obtient une cellule à 2 noyaux haploïdes, cellule à dicaryon (n+n). La
caryogamie se fait ensuite et donne un zygote diploïde (qui possède 2 fois plus de
chromosomes que les cellules parentales).
La méiose subie par l’œuf rétablit un lot unique de chromosomes par cellules appelées spores.
Bilan
L’alternance de la méiose et de la fécondation permet de maintenir le bagage
chromosomique de l’espèce au cours des générations (s’il n’y a pas d’erreurs). Le
caryotype, caractéristique de chaque espèce est donc conservé grâce à l’alternance de ces
phénomènes et permet ainsi la stabilité de l’espèce : la méiose permet la réduction
chromosomique et le rétablissement de la diploïdie est assuré par la fécondation.
Une erreur dans ces phénomènes conduit à de graves conséquences sur les organismes
(malformations, retard mental par exemple pour la trisomie 21).
La reproduction sexuée permet la stabilité de l’espèce mais comment est- elle
responsable également de la diversité observée au sein des populations ?