CARACTERES, PROGRAMME GENETIQUE ET UNICITE DES INDIVIDUS. Fécondation : union spz et ovule = cellule-œuf qui en se divisant donnera 1 individu.

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1 CARACTERES, PROGRAMME GENETIQUE ET UNICITE DES INDIVIDUS RAPPEL : Test Oral : correction ; Fécondation : union spz et ovule = cellule-œuf qui en se divisant donnera 1 individu. Comment expliquer les ressemblances et les différences entre les individus? Pourquoi les enfants ressemblent-ils à leurs parents? Pourquoi 2 enfants de familles différentes peuvent se ressembler ou être totalement différents? I. LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DE CHAQUE INDIVIDU : (Activité 1) A. DES RESSEMBLANCES ET DES DIFFERENCES : Chaque individu présente les caractères de l espèce (ex : avoir 2 bras, 2 jambes ) avec des variations qui lui sont propres (ex : couleur de peau, cheveux,...). C est le résultat de l expression de certaines informations (le programme génétique) qui sont transmises de génération en génération. Remarque : On trouve aussi l influence des conditions de vie (= les facteurs environnementaux) (ex : graisse, bronzage). B. LA TRANSMISSION DE CARACTERES AU SEIN D UNE FAMILLE : (Activité 1- page 2)

2 Les caractères transmis par les parents et qui se retrouvent dans les générations successives sont des caractères héréditaires (avoir une peau, des cheveux ). Oral : Si je bronze beaucoup, mes enfants seront-ils très bronzés? Si je suis très intelligent, mon enfant le sera-t-il? Si je suis très musclé, mon enfant le sera-t-il? Certains caractères peuvent être modifiés au cours de la vie (bronzage, musculature ). Ces modifications ne sont pas, elles, héréditaires. Remarque : un caractère héréditaire peut très bien ne pas apparaître à une génération mais être retrouvé à la suivante (ex : couleur des yeux ) Mais où se trouve l information responsable de ces caractères héréditaires? C. LOCALISATION DU PROGRAMME GENETIQUE : Problème : Où se trouve le programme génétique responsable des caractères héréditaires? Dans quelle partie de la cellule? (Activité 2-page1) Schéma de la cellule-œuf à l origine du souriceau blanc Noyau (provenant de la souris blanche) Cytoplasme (provenant de la souris noire) Membrane plasmique (provenant de la souris noire)

3 Le programme génétique est un ensemble d informations qui déterminent les caractères d un individu et assurent la construction de l organisme. Il est contenu dans le noyau de la cellule-œuf. Mais également dans le noyau de toutes les cellules de l adulte qui n en exprime qu une partie (cf. peau, cœur, poumons... qui ont un aspect différent). Mais que contient le noyau? (Activité 2-page2) Dessin d observation d un chromosome (x1500) Centromère Bras (chromatide) Noyau au moment de la division de la cellule Noyaux Chaque noyau d une cellule contient des filaments observables au microscope au moment de la multiplication cellulaire. Ce sont des chromosomes. Le programme génétique d'un individu est localisé sur les chromosomes présents dans le noyau des cellules.

4 Comment montrer que les chromosomes sont le support du programme génétique? II. LES CHROMOSOMES, SUPPORT DE PROGRAMME GENETIQUE? A. LES CARYOTYPES : Problème : Comment montrer que les chromosomes sont le support du programme génétique? (Activité 2-page2) A Caryotype d une cellule de femme B Caryotype d une cellule d homme Tous les êtres humains possèdent 23 paires de chromosomes (ou chromosomes homologues) dans chacune de leurs cellules (sauf cellules sanguines et gamètes). La paire de chromosomes sexuels ou 23 ème paire est différente chez l homme (XY) et chez la femme (XX). Cette différence permet de déterminer le sexe. Le noyau contient des chromosomes qui représentent donc bien le support de ce programme génétique. Enfin, on appelle caryotype la présentation photographique ou dessinée du nombre et de la forme des chromosomes du noyau d une cellule. Remarque : le caryotype est caractéristique d une espèce donnée (Homme : 46 ; Chimpanzé : 48 ; Chien : 78 ) Que se passe-t-il s il y a un nombre anormal de chromosomes?

5 B. DES ANOMALIES POSSIBLES : (Activité 2-page3) Caryotype d une trisomie 21 Des anomalies du nombre des chromosomes empêchent le développement de l embryon ou entraînent des anomalies physiques et/ou mentales chez l individu concerné. Les chromosomes sont donc bien le support du programme génétique. Lors d une grossesse, le développement de l embryon est donc suivi, et on peut confirmer le diagnostic par une amniocentèse qui permettra de réaliser un caryotype. Remarque : - 3 chromosomes 21 = une trisomie 21-3 chromosomes 18 = une trisomie Comment expliquer qu avec des chromosomes d aspect similaire nous soyons si différents? Où sont les informations?

6 III. LE MEME PROGRAMME DANS TOUTES NOS CELLULES : Comment se fait le maintien de cette information lors du développement de l individu? Comment l information génétique est-elle organisée sur les chromosomes? 2 chromosomes d une même paire possèdent-ils la même information génétique? A. L ADN : CONSTITUANTS ESSENTIELS DES CHROMOSOMES : Problème : Comment se présente l'adn et comment peut-on le mettre en évidence? (Activité 3 - extraction d ADN suivre un protocole) L ADN (acide désoxyribonucléique), contenu dans le noyau des cellules, est le principal constituant des chromosomes. Il est possible de l extraire de cellules animales ou végétales. Il se présente toujours sous forme de longs filaments. Il peut se pelotonner pendant la division cellulaire est prendre la forme de bâtonnets visibles : les chromosomes. Remarque : l ADN pour les 46 chromosomes humains correspond environ à 2m. Comment l information génétique est elle transmise lors de la multiplication cellulaire? (Activité 3) B. LA TRANSMISSION DES CHROMOSOMES : Par divisions successives, la cellule-œuf est à l origine de toutes les cellules de l organisme qui possèdent donc le même caryotype, soit : les même chromosomes. Lorsqu une cellule se divise, il y a : - copie de chacun de ses 46 chromosomes ; - séparation des chromosomes obtenus. Chacune des 2 cellules formées recevra donc 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la cellule initiale. SCHÉMA Remarque : dans le cas du cancer, il y a prolifération incontrôlée des cellules. Comment les informations génétiques sont-elles portées par les chromosomes?

7 (Activité 4) C. LES CHROMOSOMES : SUPPORTS DES GENES : Les chromosomes portent les gênes. Ces gênes sont des unités d information génétique car ils déterminent les caractères héréditaires. Sur chaque chromosome, les gênes sont disposés de façon linéaire et occupent la même place déterminée sur chacun des 2 chromosomes d une paire. Les 2 chromosomes d une même paire présentent donc au même endroit les même gênes, qui peuvent porter des informations identiques ou différentes mais toujours relatives au même caractère : ces informations sont appelées allèles. Remarques : - Cette différence entre les allèles est due à une différence dans la molécule d ADN. - Enfin pour un gêne donné, dans le cas où les allèles sont différents, les 2 peuvent s exprimer ou l un des 2 seulement. Ex : K X non actif chez l homme 1 Gène : c est une information génétique (= 1 portion de molécule d ADN) 1 allèle : c est un exemplaire du gène (= une différence dans la molécule d ADN par rapport à un autre allèle) Comment les chromosomes sont-ils transmis des parents aux enfants? IV. CHAQUE INDIVIDU EST UNIQUE : Comment des frères et des sœurs ne présentent-ils pas les mêmes caractères? (Activité 5) A. LES CHROMOSOMES ET LES GAMETES : Les gamètes mâles (spermatozoïdes) et les gamètes femelles (ovules) ne possèdent qu un seul chromosome de chaque paire (= 23 chromosomes en tout). Ces cellules ont subi une division particulière où il y a séparation de chaque paire de chromosomes. Remarque : La fécondation rétablit le caryotype de l espèce donc la transmission de l information génétique.

8 (Activité 6) B. LES CHROMOSOMES ET LA FECONDATION : Au cours de sa formation, chaque gamète (cellule reproductrice) reçoit, au hasard, un chromosome de chaque paire (soit 23 chromosomes en tout). Les gamètes produits sont donc génétiquement différents. Lors de la fécondation, pour chaque paire de chromosomes donc chaque gêne et chaque allèle, un vient du père et l autre de la mère. Chaque individu issu de la reproduction sexuée possède donc un programme génétique qui contribue à le rendre unique car la reproduction sexuée crée au hasard un nouveau programme génétique (c est ce que l on appelle le brassage génétique). (Activité 6 Page 2 et 3 : Exercices d entraînement) CONTRÔLE :