Thème 2 : Le monde vivant

Chapitre 2 : La transmission des attributs héréditaires

Rappels:

- Les attributs héréditaires se forment grâce aux gènes. Il y a donc forcément des gènes et des allèles des parents qui sont transmis à leur enfant.

- Ces gènes et allèles sont contenus dans des chromosomes et sont faits d’ADN.

- Lors de la reproduction un spermatozoïde du père et un ovule de la mère se fécondent ( se mélangent).

Ce spermatozoïde et cet ovule contiennent de l’ADN issu des parents.

Question 1 : Quels sont les chromosomes contenus dans les cellules reproductrices?

           Activité 1 : Étude des caryotypes des cellules reproductrices

          Compétence travaillée : Interpréter un document/Argumenter

Cellule reproductrice : cellule qui permet la reproduction, en faisant la fécondation ( spermatozoïde ou ovule)

Ccl 1 : Les cellules reproductrices possèdent toutes 23 chromosomes : 1 chromosome de chaque paire. Elles ont donc un seul chromosome sexuel : les spermatozoïdes possèdent soit un chromosome X soit un chromosome Y, les ovules possèdent toujours un chromosome X.

Le sexe du futur nouveau-né dépend donc du spermatozoïde :

                   - s’il possède un chromosome X, le nouveau-né sera une fille.

                  - s’il possède un chromosome Y, le nouveau-né sera un garçon.

Au moment de la fécondation, les 23 chromosome du spermatozoïde se mélangent avec les 23 chromosomes de l’ovule. La cellule-œuf possède donc 46 chromosomes : 23 chromosomes maternels et 23 chromosomes paternels.

Question 2 : Comment les 46 chromosomes de la cellule-œuf sont-ils conservés au fil des multiplications cellulaires ?

Cellule-œuf : cellule issue de la fécondation dont la multiplication va donner toutes les cellules du corps.

Cellule-mère : cellule qui s’apprête à se multiplier en 2 cellules-filles.

Cellule-fille : cellule issue de la multiplication d’une cellule-mère. ( Plus tard, elle pourra devenir, à son tour, une cellule-mère)

Mitose : multiplication d'une cellule-mère en 2 cellules-filles

Activité 2 : Étude des caryotypes d'une cellule-mère et d'une cellule-fille et évolution de la quantité d'ADN au cours d'une mitose

Compétences travaillées : Interpréter un graphique

                                          Interpréter une photographie

                                         Argumenter

Correction de l'activité 2 : Interprétation des 3 documents et argumentation scientifique

Sur les documents 2 et 3, on observe que les chromosomes d'une cellule-mère ont une forme originale : une forme en X. La forme classique d'un chromosome est observée dans une cellule-fille : il s'agit de chromosomes en bâtons.

Dans le document 1, on observe que lorsqu'une cellule s’apprête à se multiplier ( c'est-à-dire lorsqu'elle devient une cellule-mère), sa quantité d'ADN double : elle passe de 1Q à 2Q.

On en déduit que les chromosomes contenus dans une cellule-mère sont des chromosomes doubles : chaque chromosome simple (en forme de baton) a été copié. Sa copie est restée attachée à lui en un point. Le chromosome de départ et sa copie adoptent alors une forme en X qui correspond à un chromosome double contenant 2 chromosomes identiques.

Lors de la mitose, la quantité d'ADN passe de 2Q dans la cellule-mère à 1Q dans chacune des 2 cellules-filles.

On en déduit que les chromosomes doubles de la cellule-mère se sont séparés en 2 chromosomes simples, et que chaque cellule-fille reçoit un de ces 2 chromosomes simples.

Un chromosome double est coloré en vert afin de le suivre au cours de cette multiplication.

Tous les autres sont colorés en rouge.

Remarque : Cette cellule est une cellule de drosophile. Elle possède 4 paires de chromosomes.

Ccl 2 : Avant de se multiplier, une cellule-mère copie chacun de ses chromosomes. Ses chromosomes prennent alors une forme en X. Il s'agit de chromosomes doubles. Chaque chromosome double va ensuite se séparer en 2 chromosomes simples lors de la mitose.

Chaque cellule-fille reçoit donc les mêmes chromosomes, les mêmes gènes et les mêmes allèles que ceux présents dans la cellule-mère.

Question 3 : Comment une cellule reproductrice reçoit-elle un chromosomes de chaque paire ?

méiose : formation des cellules reproductrices ( spermatozoïdes ou ovules)

Activité 3 : Etude de la vidéo de la méiose

Compétences travaillées : Schématiser

                                           Interpréter une vidéo

Une paire de chromosome est colorée :un des 2 chromosomes de la paire est coloré en rouge, l'autre est coloré en bleu afin de pouvoir les suivre.
Remarque : Cette cellule est une cellule sexuelle, capable de former des ovules.

Elle appartient à une drosophile et possède 4 paires de chromosomes.

Ccl 3 : Lors de la méiose, une cellule-mère se transforme en 4cellules-filles : 4 spermatozoïdes chez les hommes ou 4 ovules chez les femmes.

Ccl 3 (suite) : Chaque cellule reproductrice reçoit un chromosome au hasard sur les 2 chromosomes de chaque paire. Un être vivant qui possède x paires de chromosomes, peut donc fabriquer 2 puissance X spermatozoïdes ou ovules différents.

Exemple : Un humain possède 23 paires de chromosomes donc il peut fabriquer 2puissance23 cellules reproductrices différentes.

(soit 2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2x2 = 8 388 608 cellules reproductrices différentes)

Tous ces spermatozoïdes ou ovules se forment au hasard.

Il y a en plus, des mutations qui peuvent affecter chacune de ces cellules et augmenter le nombre de cellules reproductrices différentes.

Question 4 : Quelles sont les conséquences génétiques de la formation des spermatozoïdes et des ovules sur les nouveaux-nés ?

Activité 4 : Étude des conséquences génétiques de la méiose et de la fécondation

Compétences travaillées : Résoudre un problème

 Ccl 4 : Lors de la méiose, chaque individu transmet au hasard un de ses 2 allèles. Chaque couple peut former des milliards d’enfants différents, car ils possèdent plusieurs millions de spermatozoïdes et d’ovules différents. Chaque fécondation produit donc une cellule-œuf dont la combinaison d’allèles est unique, chaque nouveau-né possède donc des caractères héréditaires individuels qui le rendent unique.

Conclusion du chapitre :

Lors de la méiose, des millions de spermatozoïdes ou ovules différents sont fabriqués. Ils sont différents car ils reçoivent tous, au hasard, un chromosome de chaque paire.

Lors de la mitose, les cellules-filles sont toutes identiques : elles possèdent les mêmes chromosomes que la cellule-mère.

Tableau de la comparaison entre la mitose et la méiose