Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Ploïdie : nombre d’exemplaires de chaque type de chromosome présent dans le caryotype Chez l’Homme il est noté 2n = 46 où « n » est le nombre de chromosomes de type diff érent et 2 le nombre d’exemplaires de chacun de ces types
1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité
1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique 9 résumés de cours Temps (unités arbitraires) Fin de méiose I : obtention de 2 cellules haploïdes, n = 1 Métaphase/Anaphase II :
Le brassage génétique et sa contribution à la diversité
Le brassage génétique est accru par la fécondation qui rétablit la diploïdie par la réunion au hasard des gamètes haploïdes Pour l’espèce humaine : en négligeant les crossing-over, le brassage interchromosomique permet la formation de 223 gamètes différents chez l’homme et 223 gamètes différents chez la femme La fécondation
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THEME 1A : Génétique et évolution Thème 1-A-1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique En classe de seconde, une première approche de la diversité génétique a été effectuée En classe de première S, les
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Chapitre 1 : le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Le brassage interchromosomique source de diversité génétique Introduction : transmission génétique au cours d’un croisement chez les drosophiles Analyse détaillée du croisement (annexe 1)
I3 Stabilité et variabilité des génomes et évolution
Thème 1A Génétique et évolution 1A1 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Introduction : rappels Dans l’espèce humaine, on observe 23 paires de chromosomes (22 paires de chromosomes qualifiés d’autosomes + 1 paire de chromosomes sexuels (ou gonosomes) : l’Homme a 2n=46 chromosomes
SVT Thème 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION Brassage génétique et
1 SVT Thème 1A : GENETIQUE ET EVOLUTION – Brassage génétique et diversité génétique BAC S Question de Synthèse 1 : Diversité génétique Des généticiens étudient le b assage généti ue et sa contibution à la dive sité généti ue
Exercice 1 (sujet 0) QUESTION DE SYNTHESE (SUR 8 POINTS)
Thème 1A- Génétique et évolution ; Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique La reproduction sexuée grâce à la méiose et à la fécondation aboutit à une immense diversité génétique Néanmoins, des anomalies peuvent se produire lors de ces processus cellulaires
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QCM sur le brassage génétique et sa contribution à la dixersité En anaphase I En telophase En prophase I Un individu porteur de 3 chromosomes 21 est dit atteint de Monosomie 21 Trisomie 21 Plusomie 21 Maladie du triple chromosome Les noyaux des gametes sont c D Biploïde Diploide Haploide Sans chromosones
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Thème 1-A-1
Le brassage génétique
et sa contributionà la diversité génétique
⌜Extrait du programme officielConnaissancesLa méiose est la succession de deux divisions cellulaires précédée comme toute division d'un
doublement de la quantité d'ADN (réplication). Dans son schéma général, elle produit quatre
c e llul e s hap l oï d e s à p a r t ir d un e c e llul e dip l oï d eAu cours de la méiose, des échanges de fragments de chromatides (crossing-over ou enjam-bement) se produisent entre chromosomes homologues d'une même paire. Les chromosomes
ainsi remaniés subissent un brassage interchromoso mique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues lors de la 1
re division de méiose. Une diversité potentiellement infinie de gamètes est ainsi produite. Des anomalies peuvent survenir. Un crossing-over inégal aboutit parfois à une duplication degènes. Un mouvement anormal de chromosomes produit une cellule présentant un nombre inhabituel de chromosomes. Ces mécanismes, souvent sources de troubles, sont aussi parfois
sources de diversification du vivant (par exemple à l'origine des familles multigéniques).Objectifs et mots-clés
Brassage génétique inter et intrachromosomique au cours de la méiose. Diversité des gamètes.
Stabilité des caryotypes.
ENCP.indd 159782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 1525/10/17 15:4125/10/17 15:41 16Je révise
et je me perfectionne I. Les cycles de développement et la stabilité du caryotypeI-1. Notion de cycle de développement
Chez l"ensemble des organismes supérieurs, le développement évolue selon un cycle de développement au cours duquel l"individu passe par différents stades. Cycle de développement : succession d"étapes qui constituent la vie d"un individu depuis sa conception jusqu"à la génération suivante. La reproduction sexuée est une reproduction biparentale où la cellule uf (qui par division donne naissance au nouvel individu) provient de la fusion de deux cellules parentales, les gamètes, lors de la fécondation. Gamètes : cellules reproductrices ou sexuelles (haploïdes = 1 exemplaire de chaque type de chromosome). Fécondation : fusion de deux gamètes à l"origine de la cellule uf. Tous les individus d"une même espèce possèdent le même nombre de chromosomes (ploïdie) défini chacun par leur structure. Chaque espèce est donc caractérisée par son caryotype (Fig. 1). Une anomalie du caryotype (nombre ou structure des chromosomes) a généralement de graves conséquences ; la stabilité du caryotype doit donc être assurée lors du passage d"une génération à la suivante.9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 169782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 1625/10/17 15:4125/10/17 15:41
17 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Ploïdie : nombre d"exemplaires de chaque type de chromosome présent dans le caryotype.Chez l"Homme il est noté 2n = 46 où " n » est le nombre de chromosomes de type di? érent et
2 le nombre d"exemplaires de chacun de ces types. Un organisme est diploïde s"il possède 2
exemplaires de chacun de ces types de chromosomes (les chromosomes sexuels peuvent faire exception). Les gamètes ne possédant normalement qu"un exemplaire de chaque chromosome (1 seul " jeu » de chromosomes) sont donc haploïdes. Caryotype : Chaque espèce possède une formule chromosomique caractérisée par le nombre et la morphologie de ses chromosomes visibles en microscopie optique au stade métaphase de la mitose. Cette garniture chromosomique présente dans chaque cellule prend le nom de caryotype. Figure 1. Caryotype de l"espèce humaine (individu de sexe féminin) (1) Réalisation d'un caryotype Si les gamètes produits possédaient le même nombre de chromosomes que les cellules somatiques de l"adulte, la fécondation aboutirait à un doublement du nombre de chromosomes de l"espèce. Il existe donc un mécanisme appelé méiose qui permet la division par deux du nombre de chromosomes dans les gamètes, et assure donc la stabilité du caryotype.Méiose : succession de deux divisions, précédée d"une seule duplication de l"ADN, qui aboutit
à la formation de cellules reproductrices et qui divise par deux le nombre de chromosomes. Les cellules formées par la méiose (= gamètes), ne possèdent donc plus qu"un seul exemplaire de chaque chromosome : elles sont haploïdes.9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 179782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 1725/10/17 15:4125/10/17 15:41
18 1-A-1Haploïde : adjectif caractérisant une cellule ou un organisme ne possédant qu"un seul " jeu »
de chromosomes (1 exemplaire de chaque chromosome). La cellule uf, résultant de la fusion de deux gamètes, est donc obligatoirement diploïde. Diploïde : adjectif caractérisant une cellule ou un organisme possédant deux exemplaires de chaque chromosome. Conclusion : un cycle de développement est donc caractérisé par l"alternance d"unephase diploïde qui s"étend de la fécondation à la méiose et d"une phase haploïde qui
s"étend de la méiose à la fécondation. L"importance relative des phases haploïde et diploïde peut varier d"un individu à l"autre, définissant ainsi des cycles de développement différents (Fig. 2a et 2b). On distingue ainsi des cycles diplophasiques (lorsque la diplophase est dominante) et des cycles haplophasiques (lorsque l"haplophase est dominante). Figure 2a. Schéma du cycle de développement haploïde du champignon Sordaria9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 189782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 1825/10/17 15:4125/10/17 15:41
19 Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique Figure 2b. Schéma du cycle de développement diploïde des mammifères I-2. Cycle de développement d"un organisme diploïde : ex. l"Homme L"Homme et l"ensemble des organismes supérieurs sont diploïdes, c"est-à-dire que l"ensemble des cellules de l"organisme, à l"exception des gamètes, possède deux exemplaires de chaque chromosome ; la phase haploïde est réduite aux gamètes (Fig. 3).9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 199782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 1925/10/17 15:4125/10/17 15:41
20 1-A-1Figure 3. Le cycle de développement de l"Homme
Ainsi la phase dominante du cycle correspond à la phase diploïde : le cycle est donc diploïde.II. Les étapes de la méiose
La méiose est la succession de deux divisions cellulaires. Chaque division a été découpée sur des critères histologiques en 4 phases : prophase, métaphase, anaphase et télophase.II-1. La première division de la méiose
Elle est dite réductionnelle car elle divise par 2 le nombre de chromosomes.II-1.1. La prophase I
Les chromosomes, constitués de deux molécules d"ADN identiques, se condensent par spiralisation (Fig. 4) ; chacune des molécules d"ADN donne naissance à une chromatide. Ainsi, le chromosome apparaît formé de deux chromatides contenant exactement la même information génétique. Ces deux chromatides dites " surs » sont unies par le centromère.9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 209782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 2025/10/17 15:4125/10/17 15:41
21Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
Figure 4. La structure du chromosome
Chromatide : une chromatide est une molécule d"ADN (le nucléofilament) associée à des protéines histones et des protéines non-histones. Une chromatide a la forme d"un bâtonnet qui peut avoir di? érents degrés de condensation suivant les moments du cycle cellulaire ou l"activité de transcription des gènes. La chromatide n"apparaît sous cette forme que durant les divisions cellulaires (mitose ou méiose). Le reste du temps, l"ensemble des chromatides forme la chromatine. Les chromosomes homologues s"apparient et forment des tétrades (Fig. 5). Au niveau des tétrades s"observent des chevauchements de chromatides homologues appelés chiasmas ; à leurs niveaux, peuvent s"opérer des coupures entre deux chromatides homologues et l"échange de fragments de chromatides homologues (= crossing over) (Fig. 6).9782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 219782340-9782340-021846_CHEVERRY_001_600_ENCP.indd 2125/10/17 15:4125/10/17 15:41
221-A-1
Figure 5. Trois étapes successives de la prophase I (illustration pour une cellule végétale)