La biodiversité des individus au sein d une espèce s explique par la variété d allèles que possèdent certains gènes.

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1 *Ecosystème : constitué de deux composantes en constante interaction : un ensemble d êtres vivants (animaux, végétaux, champignons, micro-organismes) + un environnement physico-chimique (sol, air, eau, lumière, climat, ) La biodiversité des écosystème s explique par la variété des milieux (sols, climat, ) que possède la Terre et l adaptation des espèces au milieu. La biodiversité des espèces s explique par la différence de gènes entre cellesci. (plus deux espèces ont de gènes en commun, plus elles ont un lien de parenté important) La biodiversité des individus au sein d une espèce s explique par la variété d allèles que possèdent certains gènes.

2 Tout être vivant est capable de naître, se nourrir, croître, se reproduire et mourir. Reproduction sexuée = reproduction faisant intervenir un gamète mâle et un gamète femelle dans le but de faire une fécondation. = création d un être vivant asexuée comme chez les bactéries ou, autre exemple, chez les végétaux qui font la reproduction végétative (6 e ). Les individus créés sont des clones de leur «parent». 95% des espèces (pas que ANIMALES!!) font une reproduction sexuée. Elle permet de créer des individus avec leurs propres caractères (brassage génétique). Cytoplasme Membrane Cytoplasmique Noyau Gamète = cellule reproductrice. Gamète mâle/gamète femelle Membrane nucléaire Chez beaucoup d espèces, le g. mâle est un spermatozoïde et le g. femelle, un ovule (Attention, exception, chez la fleur, l ovule n est pas le gamète, il le contient!) Fécondation = Fusion entre un gamète mâle et un gamète femelle aboutissant à une seule cellule appelée la cellule-œuf. Exemple : le fucus (fécondation externe) Cellule-œuf La fécondation peut être externe ou interne selon les espèces!

3 Cellule-œuf 1er stade de la vie de tout organisme pluricellulaire. Voilà donc à quoi nous ressemblons TOUS au début de notre vie : Tous les êtres vivants pluricellulaires! Cellule-œuf Puis ensuite, cette cellule se divise en deux. Ces 2 nouvelles cellules se divisent à leur tour en 2, puis les 4 cellules obtenues également, etc : se réalisent donc des divisions successives. Les cellules se spécialiseront, s organiseront en tissus, puis en organes pour former l organisme. Exemple : chez l être humain

4 Qu est-ce qui fait qu une cellule œuf donnera un lapin et pas un Homme par exemple? Tout dépendra du programme génétique qui sera dans la cellule-œuf!

5 C est quoi? Programme génétique et diversité Dans la cellule-œuf est présent un ensemble d informations transmis par nos «parents» que l on va suivre pour nous construire! On SE construit! plus ou moins à l abri des prédateurs selon l espèce. Nos parents ne nous transmettent pas directement nos caractères mais des informations pour les réaliser. Cet ensemble d informations génétiques est appelé programme génétique. (On peut parler de l information génétique en faisant référence à l ensemble de ces infos.) Pour quoi? Il permet donc la réalisation de nos caractères spécifiques (qui feront qu on sera un lapin, un Homme ou un coquelicot par exemple) et de nos caractères individuels (qui feront qu on sera différents des individus de notre espèces). Les caractères qui se retrouvent dans les générations successives sont des caractères héréditaires. Ne pas négliger l influence de l environnement et du mode de vie sur les caractères (modification non héréditaires)! L environnement peut avoir une influence sur le phénotype d un individu.

6 Où? Le programme génétique d un être vivant se trouve dans toutes ses cellules (sauf exception). Ceci est possible grâce à la mitose* qui permet de conserver le programme génétique dans toute cellule nouvellement formée. Toutes les cellules de notre organisme possèdent donc le programme génétique initialement présent dans la cellule-œuf. Sur quoi? On peut visualiser ces molécules d ADN en les regroupant! Le programme génétique est inscrit sur des grandes molécules appelées ADN (acide désoxyribonucléique). Cette molécule est sous forme de grand filament mais peut aussi, lors d une division cellulaire, se replier sur elle-même et former alors un chromosome. Observation au microscope de cellules de racines d oignon Le nombre de chromosomes varie selon les espèces. Les êtres humains possèdent 23 paires de chromosomes (= 46 chromosomes). Mais les chromosomes sont encore plus facilement visibles : au microscope, dans des cellules en division!

7 . Quelques exemples Espèces et nombre de chromosomes Caryotype d une femme (à droite) et d un homme (à gauche) Chromosomes extraits d UNE cellule, photographiés et rangés par ordre de taille décroissante Un nombre anormal de chromosome (anomalie chromosomique) entraîne des caractères différents chez l individu concerné (ex : trisomie 21). La plupart du temps, une anomalie chromosomique crée trop de problèmes et empêche le développement de l embryon. Quand? Notre organisme se sert de ce programme génétique TOUTE sa vie : pour sa construction, son développement, son fonctionnement. Chaque cellule se sert des informations qui lui sont utiles.

8 Comment? Organisation Chaque information, permettant la réalisation d un caractère héréditaire, est inscrite dans une portion de l ADN/d un chromosome, appelée gène. Les individus d une espèce possèdent tous les mêmes gènes. Chaque chromosome - constitué d une molécule d ADN - contient de nombreux gènes. On comprend alors qu ayant des paires de chromosomes, tous nos gènes sont en double exemplaires (sauf ceux des chromosomes X et Y chez l homme). Dans une paire, un chromosome vient de notre père, l autre de notre mère! Certains gènes existent sous plusieurs versions, appelées allèles : ce qui explique l existence de caractères individuels (qui dépendent des versions que possède l individu, de celles qui s expriment et de celles qui restent silencieuses) Allèle dominant Allèle récessif Attention les versions/allèles n ont pas la même «force»! Les chromosomes d une même paire (autre que sexuelle) : possèdent les mêmes gènes, au même endroit mais pas forcément sous la même version! Ils sont donc génétiquement différents! La combinaison des allèles d un individu (génotype) explique les caractères qu il manifeste [phénotype] et donc la biodiversité des individus.

9 Conservation dans l organisme L organisme, lors de son développement mais également pour se régénérer ou remplacer des cellules mortes, est amené à créer de nouvelles cellules. Il le fait par mitose. Pour permettre la transmission du programme génétique à ces nouvelles cellules, la cellule mère passe par une étape de préparation où elle photocopie chacune de ses molécules d ADN sur lesquelles est inscrit ce programme génétique, pour en donner une copie à chaque cellule fille. Mitose : division cellulaire qui consiste à créer deux cellules identiques à la cellule mère, héritant donc de l intégralité du programme génétique, initialement présent dans la cellule mère. (les légendes cicontre ne sont pas à connaître en 3e) Technique de la cellule : garder accrochées les molécules d ADN identiques entre elles, les condenser en chromosomes doubles pour une meilleur mobilité, aligner leur point d attache (centromère) et ensuite décrocher les molécules d ADN identiques et les envoyer à chaque pôle de la cellule : deux groupes de chromosomes simples (puis de molécules d ADN) peuvent ainsi être formés et transmis à chaque cellule fille.

10 Création d un nouveau PG/transmission Formation des gamètes (dans les organes reproducteurs ; testicules chez l homme, ovaire chez la femme). (voir cours 4 e ) Les gamètes sont faits par une division spéciale dont le but est de leur transmettre que la moitié du programme génétique, plus précisément : un chromosome de chaque paire. Un gamète humain ne possède donc que 23 chromosomes! Les chromosomes d une même paire sont génétiquement différents. Ces chromosomes se répartissent au hasard dans les gamètes formés. Plusieurs combinaisons sont donc possibles. Les gamètes formés par un individu sont donc génétiquement différents. Lors de la fécondation, les chromosomes apportés par le père (via le gamète mâle) et ceux apportés par la mère (via le gamète femelle) s associent pour rétablir le nombre de chromosomes de l espèce. Chaque individu issu de la reproduction sexuée est donc génétiquement UNIQUE. Un peu de maths! Il est possible de calculer le nombre de combinaisons possibles, donc de gamètes génétiquement différents possibles qu un individu possédant n paires de chromosomes pourrait faire : 2 n. Donc de calculer le nombre de programme génétique différents que 2 individus possédant n paires de chromosomes peuvent créer : 2 n x2 n = 2 2n Un homme et une femme peuvent faire 2 46 donc environ milliards de programme génétique différent Voilà pourquoi 2 individus peuvent donner naissances à des enfants tous différents, mais ressemblants.

11 Les maladies génétiques Il existe des versions/allèles défectueus(e)s de certains gènes qui peuvent provoquer chez l individu qui en possède une maladie génétique. Ces versions défectueuses provoquent l absence d un caractère ou la présence d un caractère anormal. Dans un cas d étude, tu dois pouvoir, avec les informations fournies via des documents : Expliquer pourquoi, le cas échéant, des individus sains peuvent donner naissances à un enfant malade. Estimer, si possible, le pourcentage de risque que l enfant à naître a de développer cette maladie. Certaines informations utiles peuvent être à déduire : le couple d allèles du gène concerné que possède chaque parent par exemple. - Il te faudrait savoir si l allèle défectueux est dominant ou récessif. - Dans le cas de deux combinaisons possibles, s aider des ascendants et/ou descendants (dans l arbre généalogique) pour déduire la bonne par exemple. Quelques exemples : anomalie génétique (problème au niveau des gènes) Mucoviscidose Anomalie chromosomique (problème au niveau des chromosomes) Trisomie 21 (syndrome de Down) Diabète de MODY Anomalie de Turner (un seul X) Myopathie de Duchenne Anomalie de Klinefelter (XXY) Les maladies génétiques peuvent être décelé pendant lors de la grossesse par des tests nécessitant parfois une amniocentèse.

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