Planification annuelle de svt (collège)

TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE PAR REPRODUCTION SEXUÉE

Introduction:

Comme toutes les cellules de l’organisme, les gamètes sont issus de divisions cellulaires d’une cellule-mère. Les divisions cellulaires donnant naissance aux gamètes présentent toutefois des caractéristiques particulières.

Quelles sont les spécificités des divisions cellulaires donnant naissance aux gamètes ?

Activité I: La méiose : une réduction du nombre des chromosomes et de la quantité d’ADN

1. Mise en évidence de la réduction du nombre de chromosomes

a. Réalisation d’un caryotype (rappel)

comment réaliser un caryotype?

Un bref aperçu de la méthode utilisée pour réaliser un caryotype est donné ci-dessous: 

• Un échantillon de sang, de moelle osseuse ou de peau est prélevé sur un organisme.
• Les cellules sont cultivées pendant une courte période pour permettre leur croissance et multiplication.
• On traite les cellules avec la colchicine; une substance qui empêche la formation du fuseau de division. Ainsi les chromosomes restent éparpillés dans le cytoplasme.
• Les cellules sont traitées avec une solution qui provoque l’éclatement des noyaux.
• Les chromosomes sont ensuite colorés et regardés avec un microscope équipé d’un appareil photo.
• Un logiciel numérique peut être utilisé pour organiser les chromosomes dans un ordre clair.

b. Les étapes de la méiose :

les étapes de la méiose

c. Evolution de la quantité d’ADN au cours de la méiose :

Afin de confirmer les changements que subissent les gamètes durant la méiose, on propose le graphique suivant qui montre l’évolution de la quantité d’ADN au cours d’une interphase suivie de la méiose.

évolution de la quantité d'ADN au cours de la méiose

Piste d’exploitation :

Comparez les caryotypes des différentes cellules et déterminez leurs formules chromosomiques. (Doc1)

Décrire les phases de la méiose. (Doc2)

À partir de l’analyse du Doc 3 établir la relation entre l'évolution de la quantité d'ADN et le comportement des chromosomes au cours du cycle cellulaire.

Déduire l'importance génétique de la méiose dans le maintien de la formule chromosomique.

Activité II: Rôle de la méiose et de la fécondation dans le brassage des allèles et dans la conservation du nombre de chromosomes d’une génération à une autre.

1. Mise en évidence du crossing-over:

a. Observation microscopique des chromosomes en prophase I

a. Brassage chromosomique et diversité des gamètes :

2. Rôle de la fécondation dans le brassage des allèles et dans le maintien de la diploïde.

Piste d'exploitation

1. À partir du doc 1 expliquer le phénomène de crossing-over.

2. en se basant sur les documents 2 et 3, montrer l'importance des brassages Inter et intrachromosomiques dans la diversité des gamètes.

3. sachant que le nombre de chromosomes chez l’homme est 2n= 46, calculez le nombre possible de combinaison des gamètes qu’il peut produire.

4. Déterminer le rôle de la fécondation dans la diversité des individus est le maintien de la diploïdie. (doc4)

EXERCICE INTEGRE I:

Les gamètes mâles et femelles se rencontrent au hasard lors de la fécondation. La diversité génétique des cellules œufs et par conséquent des descendants est supérieure à la diversité des gamètes. Pour l'Homme 2n = 46, il y a 2^n types génétiques de gamètes mâles et 2^n types de gamètes femelles, ce qui donne (2^n x 2^n= 2^2n) types de cellules œufs. Et comme les chromosomes sont les supports des gènes, la cellule œuf qui peut se former à la fécondation représente un assortiment (combinaison) de gènes paternel et maternel unique qui déterminera l'unicité du futur être vivant. La drosophile ou « mouche du vinaigre » est une petite mouche de 3 à 4 mm. Cet insecte est un matériel de choix pour les généticiens. La drosophile possède quatre paires de chromosomes (2n=8) et produit 2^4=16 gamètes différents.

Solution 

a. Pour les gamètes femelles : n= 3A + X Pour les gamètes males: n= 3A + X et n= 3A + Y 

b. le nombre possible des gamètes qui peuvent être produits par la femelle c’est : 2^4 la même chose pour les males; donc à la fécondation on peut avoir 2^4 × 2^4 = 2^8 = 256 œufs différentes. (sans compter le brassage intra) 

c. le brassage et la fécondation augmentent le nombre de combinaisons allélique ce qui conduit à une grande diversité génétique au sein des individus. 

Activité III: Cycles de développement et cycles chromosomique 

Les cycles de développements chez les organismes qui se reproduisent sexuellement se caractérisent par la succession de deux phénomènes fondamentaux, la méiose et la fécondation. 

• La méiose : phénomène qui permet à la cellule mère de passer d'une cellule diploïde à 4 cellules haploïdes. 
• La fécondation : conduit à la formation d'un œuf diploïde (2n) à partir de l'union des noyaux mâles et femelles, des gamètes haploïdes (n). 

On peut distinguer 3 types de cycles de développement des êtres vivants : 

• Cycle haplophasique 
• Cycle diplophasique 
• Cycle haplodiplophasique 

1. Cycle de développement haplophasique : 

Chez Sordaria:

2. Cycle de développement diplophasique:

chez la drosophile:

3. Cycle de développement haplodiplophasique:

Chez la fougère:

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