Chapitre 3 : La conservation et la transmission de l information génétique

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1 Chapitre 3 : La conservation et la transmission de l information génétique Nous avons vu que les cellules humaines contiennent 46 chromosomes (23 paires). Ceci est valable depuis le stade cellule œuf jusqu au stade adulte qui comprend milliards de cellules. Pour cela, la cellule-œuf se divise pour donner toutes les cellules du corps. Les expériences de clonage nous a montré que n importe quelle cellule du corps contient toute l information génétique (ADN et chromosomes) de l individu. Comment les cellules font-elles pour conserver le même ADN et les mêmes chromosomes quand elles se divisent? I- La conservation de l information génétique 1- Le cycle cellulaire Exercice : graphique Correction : Document 1 : échelles - En abscisse : 1 cm =1 heure ; - En ordonnée : 1cm = 1 picogramme On observe que la quantité d ADN varie au cours du temps dans une cellule. Elle est d abord stable puis elle est multipliée par 2 : c est la réplication. Après une deuxième phase de stabilité, la quantité d ADN est divisée par 2 : c est la division (mitose). L ensemble de ces phases correspond au cycle cellulaire qui permet donc de conserver la même quantité d ADN malgré les divisions. 2- La réplication permet de doubler les chromosomes TP7 La conservation du patrimoine génétique Avant chaque division, la réplication permet de créer doubles (2 chromatides) à partir simples (1 chromatide). La quantité d ADN double mais le nombre de chromosomes reste le même. Cette étape permet de recopier les chromosomes. 3- La division cellulaire répartit les chromosomes dans les 2 cellules Pendant la division cellulaire, les chromosomes doubles sont coupés en 2 pour former deux chromosomes simples. Chaque chromosome simple est donné aux deux cellules filles. Les cellules filles reçoivent donc chacune 46 chromosomes simples identiques (patrimoine génétique conservé). Remarque : parfois, les divisions deviennent rapides et non contrôlées : il se forme alors un cancer.

2 BILAN TP7 La conservation du patrimoine génétique DIVISION CELLULAIRE (MITOSE) 1 Cellule Mère 2 Cellules Filles REPLICATION DES CHROMOSOMES LEGENDE : Paire de chromosomes 1 (doubles) Cellule Paire de chromosomes 2 (doubles) Paire de chromosomes 1 (simples) Paire de chromosomes 2 (simples)

3 II- La transmission de l information génétique La cellule œuf est issue de la fusion entre l ovule et le spermatozoïde : la fécondation. Les gamètes ne peuvent donc avoir 46 chromosomes. Problème : Que se passe-t-il avant la fécondation lors de la production des gamètes? 1- Les gamètes n ont que 23 chromosomes L ovule et le spermatozoïde n ont que 23 chromosomes et pas 46. Il n y a pas de paire : chaque chromosome est le seul de sa paire. L ovule a toujours UN chromosome X. Par contre, le spermatozoïde peut avoir soit un X soit un Y. 2- Une division particulière produit les gamètes Les gamètes sont produits par des divisions particulières (méiose). Ces divisions ont lieu dans les organes sexuels (ovaires ou testicules). Une première division commence par séparer les paires de chromosomes doubles pour former deux groupes de 23 chromosomes doubles dans 2 cellules. Une deuxième division permet de couper chaque chromosome double en deux pour former 2 chromosomes simples qui sont répartis dans 2 nouvelles cellules. Ainsi, on produit 4 gamètes qui contiennent 1 chromosome simple de chaque paire. 3- La formation d individus uniques La première division de la méiose sélectionne au hasard. Ces chromosomes portent des allèles qui peuvent être différents (par exemple soit A soit O) donc les gamètes produits peuvent être très différents. Pour un humain, il y a plus de gamètes possibles. La fécondation associe au hasard 2 gamètes produits par les parents pour produire une cellule-œuf et un individu. Il y a donc x = 705 milliards de possibilités d êtres humains différents après la fécondation. Chaque individu est donc unique.

4 BILAN TP8 La transmission du patrimoine génétique DIVISION CELLULAIRE PARTICULIERE (MEIOSE) 4 Gamètes 1 Cellule Mère REPLICATION DES CHROMOSOMES Gamète de la mère Cellule Oeuf FECONDATION Gamète du père

5 Cellule mère (Chromosomes simples) Réplication, copie des chromosomes (chromosomes doubles) Positionnement central puis Séparation des chromatides Chromosomes simples Les chromosomes sont simples et identiques dans les 2 cellules 2 cellules filles identiques Titre :

6 Identiques à la cellule mère Cellule mère (Chromosomes simples) Réplication, copie (chromosomes doubles) Positionnement central puis Séparation des chromatides Chromosomes simples Les chromosomes sont simples et identiques dans les 2 cellules 2 cellules filles Identiques Conservation du patrimoine génétique : réplication et division cellulaire (mitose)

7 Cellule mère (Chromosomes simples) Réplication, copie (chromosomes doubles) 4 gamètes Positionnement central puis 1ere séparation : Les chromosomes 2ème séparation : Les chromatides Chromosomes simples 4 gamètes (2 différents) Titre :

8 Cellule mère (Chromosomes simples) Réplication, copie (chromosomes doubles) 4 gamètes Positionnement central puis 1ere séparation : Les chromosomes Remarque : il existe une autre possibilité de séparation 2ème séparation : Les chromatides Chromosomes simples 4 gamètes (2 différents) Transmission du patrimoine génétique : réplication et division cellulaire spéciale (méiose)

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