Chapitre 4 La méiose et la fécondation participent à la stabilité des

Partie B Stabilité, variabilité des génomes et évolution
Chapitre 4 : La méiose et la fécondation participent à la stabilité des espèces
Introduction :
A l'échelle des temps de plusieurs milliers d'années, qui permet de mesurer sa durée de vie, une espèce est stable, car
son caryotype se conserve de générations en générations.
Comment le caryotype est-il conservé au cours des générations successives ?
I)
Les cycles de vie des êtres vivants à reproduction sexuée alternent phases diploïde et haploïde
Livre p 92, 93, 98, 99, 102, 103
Les organismes présentant une reproduction sexuée évoluent selon des cycles, où une phase haploïde (un seul
exemplaire de chaque chromosome : n) et une phase diploïde (deux exemplaires de chaque chromosome 2 n avec n
le nombre de paire) alternent.
La stabilité du caryotype est assurée par cette reproduction sexuée qui comprend toujours deux phénomènes
fondamentaux : la méiose et la fécondation
• la méiose fait passer le nombre de chromosome par cellule de 2 n à n
• la fécondation en réunissant deux cellules à n chromosomes, reconstitue les paires de chromosomes
homologues, rétablit la diploïdie et conduit à une cellule œuf (zygote), cellule diploïde.
Selon leur position respective on distingue deux catégories de cycles de vie :
• celui des espèces à phase diploïde dominante (diplontes) où la méiose précède la fécondation (mammifère)
• celui des espèces à phase haploïde dominante (haplontes) où la méiose fait suite à la fécondation
(champignon ascomycète comme Sordaria ou Neurospora).
Schéma Bilan p 107
Remarque: une spore an de Sordaria germe et se développe par mitoses successives en donnant un filament mycélien constitué d'une suite de cellules haploïdes
identiques. Quand deux filaments se rencontrent, 2 cellules à n fusionnent (fécondation) pour former une cellule œuf diploïde. Cette cellule œuf subit alors
des mitoses successives pour former le périthèce. Dans le périthèce, des cellules œufs identiques subissent la méiose et forment chacune 4 spores à n qui restent
enfermées dans l'ordre dans une enveloppe appelée asque. Chacune de ces 4 cellules subit immédiatement une mitose qui forme 8 spores à n regroupées dans
l'asque. Quand l’asque se casse, les spores sont libérées, peuvent germer, et le cycle recommence.
Comment expliquer la formation de cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde ?
II)
La méiose est le mécanisme à l'origine de la production de cellules haploïdes
Livre p 94 à 97
Chez les mammifères la méiose se déroule dans les organes de reproduction (testicules et ovaires) et aboutit à la
formation des gamètes. Chez les champignons ascomycète elle ne fabrique pas des gamètes, elle fabrique des spores à
partir de la cellule oeuf.
Schéma quantité d'ADN par temps (1 p 106)
Dans tous les cas la méiose est :
• toujours précédée d'une phase de réplication semi conservative de l'ADN qui forme 2 chromatides identiques
de chaque chromosome,
• se compose de deux divisions cellulaires successives.
Partie B Stabilité, variabilité des génomes et évolution
A) La première division de méiose est une réduction chromatique
La première division est dite réductionnelle, elle permet le passage de 2 n à n avec séparation des chromosomes
homologues de chaque paire.
• Prophase I : Condensation de la chromatine (filaments d'ADN) et appariement des chromosomes
homologues. Cet appariement permet un enchevêtrement des chromatides au niveau de ce que l'on
appelle des chiasmas.
• Métaphase I : Les paires de chromosomes homologues se rassemblent au niveau de l'équateur de fa
cellule et les centromères se disposent de part et d'autre de cet équateur.
• Anaphase I : Séparation des chromosomes homologues de chaque paire (il n'y a pas de division du
centromère, chaque chromosome reste à deux chromatides). Chaque nouvelle cellule aura n
chromosomes à deux chromatides. Phase fondamentale de la méiose où il y a réduction du nombre de
chromosomes.
• Télophase I : décondensation de la chromatine et séparation des deux cellules.
B) La deuxième division de méiose est une séparation des chromatides
La 2me division de méiose est équationnelle, c'est à dire que le nombre de chromosomes se maintient, seules les
chromatides de chaque chromosome se séparent (anaphase II), c'est pour cela qu'elle est comparable à une mitose.
Elle présente également 4 phases, dont l'anaphase 2 qui permet la séparation des chromatides par rupture des
centromères. A l'issue de cette deuxième division, 4 cellules haploïdes sont formées.
Comment expliquer la formation d'une cellule œuf diploïde ?
III)
La fécondation rétablit la diploïdie
Livre p 98 et 99
Lors de la fécondation les noyaux des gamètes (ou des spores) d'une même espèce fusionnent. La fusion des deux
noyaux s'appelle la caryogamie. Le zygote (cellule œuf) engendré est toujours diploïde et possède pour chaque paire
de chromosome un chromosome d'origine paternel et un chromosome d'origine maternelle. Chaque chromosome
est à une chromatide.
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Comment expliquer l’existence de caryotypes anormaux ?
IV)
Des anomalies chromosomiques peuvent apparaître au cours de la méiose
Livre p 101
Des perturbations dans la répartition des chromosomes au cours de la méiose conduisent à des anomalies du nombre
de chromosomes. Ces anomalies peuvent se produire au cours de chaque division :
• soit en anaphase 1 une paire d'homologue ne se sépare pas,
• soit en anaphase 2 : un chromosome ne sépare pas ses 2 chromatides, elles se séparent après.
(Caryotype humain à 2n =45 : individus monosomiques ou 2n= 47 : chromosomes individus trisomiques)
Conclusion
La méiose permet la réduction du nombre de chromosomes de 2n à n dans les cellules, et dote chaque cellule (spore
ou gamète) d'un seul allèle par gène.
La fécondation rétablit dans la cellule œuf la diploïdie et dote le zygote de 2 allèles pour un gène.
Méiose et Fécondation sont les 2 mécanismes biologiques majeurs et complémentaires des cycles de vie qui assurent
la stabilité du nombre de chromosomes de générations en générations et permettent ainsi le maintient du caryotype
spécifique à chaque espèce.
Schéma d’une anomalie de répartition en anaphase 1