Partie 1, Chapitre 4 INFORMATION GÉNÉTIQUE et REPRODUCTION SEXUÉE Constat : à l'exception des jumeaux, chaque individu est unique. Ses caractères héréditaires dependent des info génétiques (allèles) portées par les gènes présents sur les 46 chromosomes de la cellule-oeuf. Si un individu est unique, c'est que le programme génétique dans la cellule-oeuf est unique. Intro : Comment chaque individu peut-il posséder un programme génétique unique tout en ayant des ressemblances avec ses parents? I La transmission des chromosomes des parents aux enfants : Rappel : Lors de la fécondation, la rencontre des gamètes aboutit à la fusion de leurs noyaux. Le noyau de la cellule-oeuf ainsi formée est donc un mélange des 2 noyaux. Le spermatozoïde se rapproche de l'ovule Le noyau du spermatozoïde est entré dans l'ovule Les 2 noyaux fusionnent pour n'en former plus qu'un seul. Si les gamètes possèdent 46 chromosomes, alors la cellule-oeuf possède 46 + 46 = 92 chromosomes. Ceci est impossible. Quel est le cayotype des gamètes?
1. Une division particulière dans les chromosomes : Activité 4.1 : Le cayotype des gamètes Spermatozoïde humain Ovule humain Tous les ovules contiennent 23 chromosomes : 22 chromosomes + 1 chromosome X. Tous les spermatozoïdes coniennent 23 chromosomes mais : 50% d entre eux ont 22 chromosomes + 1 chromosome X 50 % ont 22 chromosomes + 1 chromosome Y. Bilan : Les cellules de l'organisme possèdent 46 chromosomes répartis en 23 paires. Les gamètes font exception : ce sont les seules cellules à posséder 23 chromosomes : un de chaque paire Comment peut-on obtenir un tel caryotype?
Lors de la formation des gamètes, une première division exceptionnelle sépare les chromosomes doubles d une même paire. Chacune des 2 cellules formées ne possèdent plus que 23 chromosomes doubles : un de chaque paire. Par la suite une deuxième division habituelle sépare les 2 brins des chromosomes doubles. On obtient ainsi 4 gamètes avec 23 chromosomes simples. Bilan : Dans les testicules et les ovaires, des cellules subissent 2 divisions successives, aboutissant à la formation des gamètes. Ces derniers reçoivent au hasard un chromosome de chaque paire. Les gamètes ne contiennent donc que 23 chromosomes. 2. La fécondation rétablit le nombre des chromosomes : Activité 4.2 : Le caryotype d'une cellule-oeuf Bilan : Lors de la fécondation, le nombre de chromosomes caractéristiques de l'espèce (46 chromosomes) est rétabli dans la cellule-oeuf. Ainsi, pour chaque paire de chromosomes, et donc chaque allèle d'un gène, un exemplaire vient du père et l'autre de la mère. (Les chromosomes d'une paire sont donc génétiquement différents.) Remarque : c'est le spermatozoïde qui est responsable du sexe de l'enfant.
II Une infinité de combinaisons chromosomiques possibles : 1. Une 1ère loterie dans la répartition des chromosomes lors de la formation des gamètes : Activité 4.3 : Modélisation de la répartition des chromosomes lors de la formation des gamètes Cellule-mère de gamètes (1 paire de chromosomes) ou 21 Au cours de la formation des gamètes, les chromosomes de chaque paire se répartissent au hasard dans les deux nouvelles cellules. Ainsi, chaque gamète produit n'aura que 23 chromosomes, parmi 223, soit 8 388 614 possibilités. Cellule-mère de gamètes (2 paires de chromosomes) 4 gamètes différents ou 22 Cellule-mère de gamètes (3 paires de chromosomes) 8 gamètes différents ou 2 3 Bilan : Lors de la formation des gamètes, les chromosomes d'une paire se répartissent au hasard. Ces chromosomes peuvent porter des allèles différents. Cette répartition au hasard peut entraîner un très grand nombre de combinaisons chromosomiques possibles (223 = 8 388 614)
2. Une 2ème loterie dans la répartition des chromosomes au cours de la fécondation : Activité 4.4 : Modélisation de la répartition des chromosomes au cours de la fécondation Bilan : Lors de la fécondation, l'union des gamètes se fait au hasard. Comme chaque gamète apporte son propre lot d'allèles, la fécondation entraîne de nouvelles combinaisons d'allèles. (Certains allèles s'expriment dès qu'ils sont présents, même en un seul exemplaire, d'autres ne s'expriment que s'ils sont présents en 2 exemplaires). Ce hasard permet d'expliquer pourquoi : Il naît autant de garçons que de filles. Le nombre de combinaisons génétiques différentes entre un ovule et un spermatozoïde est considérable : 223 spermatozoïdes différents x 223 ovules différents = produits par un homme produits par une femme 246 (70 368 744 180 000) possibilités de cellules-oeufs (donc d'individus potentiels) différents à partir du couple. C'est pour cela que chaque individu est unique! (probabilité de concevoir 2 fois le même individu est minime... à l'exception des vrais jumeaux qui ont exactement la même info héréditaire) Conclusion : La formation des gamètes associée à la fécondation contribue à la formation d'individus uniques et différents les uns des autres. Ces 2 processus sont indispensables au maintien du nombre de chromosomes spécifique de génération en génération. La reproduction sexuée ne crée par de nouveaux gènes mais elle invente un nouveau programme génétique héréditaire en créant de nouvelles combinaisons de gènes.
Exos : A partir du document 4 p.55, explique l'origine d'un enfant trisomique. Doc 2 p. 56 Exo 4 p.63 Exos 7-8 p.64 ---------------------------------------------------------------------------------FICHE CONTRAT N 4 A la fin du chapitre, je suis capable de : 3. Donner le caryotype d'un gamète. 4. De dire combien il y a de chromosome(s) sexuel(s) dans un gamète. 5. De dire combien il y a de chromosomes d'origine maternelle (ou paternelle) dans une cellule-oeuf humaine. 6. De modéliser ou schématiser la transmission des chromosomes lors de la formation des gamètes (en indiquant les différentes possibilités). 7. De modéliser ou schématiser les chromosomes lors de la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde (en indiquant les différentes possibilités). 8. D'expliquer comment le nombre spécifique de chromosomes est rétabli lors de la fécondation. 9. D'expliquer pourquoi chaque individu est unique. ---------------------------------------------------------------------------------Pour réviser : http://www.editions-breal.fr/svt_college/3eme/originalite_homme/main.htm