La transmission de l’information génétique par la reproduction sexuée

La reproduction sexuée fait intervenir deux cellules reproductrices appelées gamètes capables de s’unir lors de la fécondation pour donner une cellule œuf à l’origine d’un nouvel individu.

Pour connaitre comment se fait la transmission de l’information génétique par la reproduction sexuée, on propose les données suivantes: Les document 1 et 2 représentent les caryotypes de deux gamètes mâles (spermatozoides), alors que le document 3 montre le caryotype de la cellule mère des spermatpzoides.

A partir de l’exploitation des documents,

1 – Comparez le caryotype de la cellule mère au caryotypes des gamètes mâles.

2 – Interprétez les différences.

1-On observe que la cellule mère est diploïde et possède ainsi 23 paires de chromosomes soit une formule chromosomique 2n=46. Alors que les gamètes mâles sont haploïdes et possèdent donc la moitié du patrimoine génétique soit une formule chromosomique n=23.

2 – On peut interpréter cette différence par la réduction du nombre de chromosomes au cours de la formation des gamètes lors du phénomène appelé « la méiose ».

1/ Etude de la méiose:

 a – Les étapes de la méiose:

Pour découvrir les étapes de la méiose, on présente les documents suivants: Le document 4 montre des photos microscopiques des étapes de la méiose et le document 5 montre les schémas de ces étapes.

Document 4
Document 5

1 – En exploitant le document 5, comparez la formule chromosomique des cellules:

    a – 1 et 4, et justifiez l’appellation de la premiere division réductionnelle.

    b – 5 et 8, et justifiez l’appellation de la premiere division équationnelle.

2 – A partir de l’exploitation des documents 4 et 5, décrivez les phases de la méiose

1 – a- La cellule 1 est une cellule diploide avec une formule chromosmique 2n= 6 alors que les cellules 4 sont haploides avec une formule chromosmique n=3. Donc cette première division est dite réductionnelle car elle permet de passer de 2n chromosomes à n chromosomes.  

b- Les cellules 5 et 8 sont haploides avec la même formule chromosmique n= 3. Donc cette deuxième division est dite équationnelle car elle conserve le nombre de chromosomes.

2- La méiose est la succession de deux divisions cellulaires. Elle produit quatre cellules haploïdes à partir d’une cellule diploïde.

La division réductionnelle:

• La prophase I : les chromosomes s’individualisent et se condensent, avec Appariement des chromosomes homologues pour former des bivalents (ou tétrades)

• La métaphase I : la condensation des chromosomes est maximale, les bivalents se disposent de part et d’autre de la plaque équatoriale de la cellule.

• L’anaphase I : c’est la séparation des chromosomes homologues de chaque paire (on parle de disjonction) et leur migration vers un pôle de la cellule. Il n’y a pas de division des centromères.

• La télophase I : c’est la formation de deux cellules haploïdes à n chromosomes à deux chromatides.

La division équationnelle:

• Prophase II : elle est presque identique à la prophase I, mais les chromosomes sont déjà sous forme condensée donc il n’y a pas cette mise en place que l’on avait en prophase I.

• Métaphase II : les chromosomes se placent sur la plaque équatoriale.

• Anaphase II : c’est la disjonction des chromatides d’un même chromosome et migration des chromosomes maintenant à 1 chromatide vers les pôles opposés de la cellule.

• Télophase II : séparation des cellules en 4 cellules de n chromosomes à 1 chromatide

b – L’évolution de la quantité d’ADN au cours de la méiose:

Le document 6 montre l’évolution de la quantité d’ADN par cellule avant et pendant la méiose.

http://ressources.unisciel.fr/DAEU-biologie/P1/co/P1_chap3_c4.html

1 – En exploitant le document 6, décrivez et interprétez la variation de la quantite d’ADN au cours du temps.

2 – Schématisez l’aspect d’un chromosome à l’anaphase I et à l’anaphase II.

1-Durant la phase G1 de l’interphase, la quantité d’ADN est constante dans une valeur q. Puis, durant la phase S, elle augmente (double) et passe de q à 2q. Ensuite, elle reste constante à 2q durant la phase G2. Au cours de la division réductionnelle, la quantité d’ADN diminue (est divisée par deux) et passe de 2q à q. Après la division équationnelle, elle diminue encore et passe de q à q/2.

La  méiose est précédée d’une interphase, pendant laquelle se produit la réplication de l’ADN, et les chromosomes passent alors de la forme mono à bichromatidienne. Durant la division réductionnelle, le passage de la quantité d’ADN de 2q à q est due à la séparation des chromosomes homologues bichromatidiens de chaque paire et leur distrubtion aux cellules filles. Alors qu’au cours la division équationnelle, le passage de la quantité d’ADN de q à q/2 est due à la séparation des chromatides des chromosomes et leur distrubtion aux cellules filles.

2- Schémas des chromosomes:

c – Les rôles de la méiose:

      –La réduction chromosomique

La méiose assure le passage de la phase diploïde (2n) à la phase haploïde (n), d’ou la conservation du nombre des chromosomes chez l’individu après la fécondation.

  Le brassage génétique

– le brassage intrachromosomique par chiasma lors de l’appariement des chromosomes homologues à la prophase I puis crossing-over (échange de portions de chromatides entraînant un échange d’allèles).

http://www.afblum.be/bioafb/meiose/meiose.htm

Voir les animations:  lien1lien2  ,  lien3

– le brassage interchromosomique par distribution indépendante et aléatoire des chromosomes de chaque paire lors de l’anaphase I,

ce qui donne 2types de gamètes différents.

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article2345

Cas d’une cellule où 2n = 6 chromosomes.

https://svt3eme3.pressbooks.com/chapter/expression-de-linformation-genetique/

Voir les animations: lien1lien2  ,  lien3

Par exemple, pour l’espèce humaine on obtient  223 = 8 388 608 types de gamètes

Le brassage génétique contribue à la diversité génétique des gamètes produits par un même individu.

Comparaison de la meiose et la mitose:

Voir les animations: lien1lien2  ,  lien3

2/ Rôles de la fécondation:

  a – La rétablissement de la diploïdie:

Par l’union de deux gamètes haploides qui donne une cellule œuf diploide d’ou la conservation du nombre des chromosomes chez l’individu.

 b – L’accentuation du brassage génétique:

Le brassage génétique résulte du hasard qui préside à la rencontre d’un gamète mâle parmi plusieurs millions possibles et d’un gamète femelle également original, ce qui contribue à la diversité génétique des individus.

la reproduction sexuée permet la transmission de l’information génétique des parents aux descendants. Elle caracterisé par deux evenements principal:

– La  méiose à l’origine de gamètes haploïdes ayant de nouvelles combinaisons alléliques.

– La fécondation amplifie le brassage génétique dans les cellules-œufs diploïdes obtenues.

Donc la reproduction sexuée est bien à l’origine d’une diversité génétique infinie des individus

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Créé sur Par Mostafa fathi

QUIZ

1 / 16

les deux phénomènes clés de la reproduction sexuée sont

2 / 16

L'appariement des chromosomes homologues a lieu durant

3 / 16

La méiose est une suite de deux divisions cellulaires

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La première division de méiose permet de donner des cellules à

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La méiose permet de passer

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Les chromosomes homologues peuvent échanger des fragments de chromatide via :

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Qu'est ce que le crossing-over?

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la première phase de la méiose est réductionnelle car :

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Qu'est-ce qui retablit la diploidie ?

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Lors de l'anaphase 1 :

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Le brassage génétique réalisé par la méiose

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Les 2 phases de la méiose permettant le brassage de l'information génétique sont

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La division équationnelle de la méiose :

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Le brassage de l'information génétique au cours de la méiose a pour origine :

15 / 16

La fecondation :

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Une cellule sexuelle appartenant à une espèce animale, observée en métaphase de première division de méiose montre 8 chromosomes doubles. Quelle est la formule chromosomique de cette espèce ?

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