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Évolution et diversité du vivant (101-NYA-05)Page du NYADECCLIC I(cliquez sur la pomme)

COURS 4 : La reproduction des cellules : mitose et méioseCAMPBELL

3e éditionChapitre 12 : Le cycle cellulaireChapitre 13 : La méiose et les cycles de développements sexués

Évolution et diversité du vivant (101-NYA-05)COURS 4 : La reproduction des cellules : mitose et méiose

CAMPBELL

3e ou 2eédition

Chapitre 12 : Le cycle cellulaireChapitre 13 : La méiose et les cycles de développements sexués

Chapitre 12 : Le cycle cellulaire: p. 235 à 253Introduction Les rôles clés de la division cellulaire

1. Reconnaître que la capacité de perpétuer la vie est le phénomène qui distingue le plus nettement le vivant du non vivant. p. 235

2. Savoir que la perpétuation de la vie repose sur la reproduction des cellules. p. 235 Rudolf Virchow est le premier, en 1855, à comprendre qu'une cellule provient toujours d'une autre cellule. Ainsi, la perpétuation de la vierepose sur la reproduction des cellules : la division cellulaire.

3. Connaître les rôles de la division cellulaire — la mitose plus précisément (l'autre type de division, la méiose, sera vueultérieurement). p. 235 et figure 12.2

Permet la reproduction asexuée des organismes unicellulaires comme l'amibe (une amibe se divise en deux amibes identiquesgénétiquement à l'amibe mère)Permet la reproduction asexuée des organismes pluricellulaires (par exemple, des plantes produites à partir de boutures)Permet le développement des organismes à reproduction sexuée à partir d'une seule cellule : l'oeuf fécondé ou zygotePermet le renouvellement des cellules usées et la réparation des tissus lésés chez les organismes pluricellulaires

4. Définir : cycle cellulaire. p. 236 Vie d'une cellule depuis le moment où elle naît à partir d'une cellule mère jusqu'à ce qu'elle se divise à son tour en deux cellules.Inclut la période qui précède la division cellulaire (l'interphase) et la division cellulaire elle-même.

Concept 12.1

La division cellulaire donne des cellules filles génétiquement identiques

5. Connaître la fonction «capitale» de la mitose. p. 236 Assurer la transmission fidèle et intégrale du génome d'une génération de cellules à la suivante en copiant (réplication) tous ses gènes,en les répartissant également à ses deux extrémités, puis en se divisant en deux cellules filles.

6. Définir : génome et décrire les génomes des bactéries et des humains . p. 236 Le génome est l'information génétique (ADN) dont une cellule hérite.

Génomed'une bactérie

Un seul et long chromosome «circulaire» : une molécule d'ADN associée à quelques protéines.

Génome d'unhumain

Cellules somatiques

Toutes les cellules de l'organisme ainsi que les cellules reproductricesimmatures — les spermatogonies (dans les testicules) et les ovogonies (dansles ovaires)

PS : Les lignées cellulaires des ovaires et des testicules qui aboutissentà la formation des cellules reproductrices sont souvent appeléescellules germinales.

46 chromosomes «linéaires» divisés endeux ensembles de 23 chromosomes.Chaque ensemble provient d'un desdeux parents.

Cellules reproductrices matures : spermatozoïdes et ovules 23 chromosomes seulement

PS : Chaque espèce a un nombre défini de chromosomes dans le noyau de ses cellules.7. Décrire les changements du matériel génétique au cours du cycle cellulaire. p. 236 et figures 19.2

État du matérielgénétique durantl'interphase

État de chromatineLa chromatine est un complexe formé d'une longue molécule d'ADN et de ses protéines associées.Il y a 46 filaments chromatiniens dans une cellule humaine.Chaque filament de chromatine contient des centaines voire des milliers de gènes.Euchromatinefigure 19.2a et p. 392

La forme la moins compacte d'ADN : 2 à 10 nm.L'ADN est enroulé à intervalle régulier autour d'amas d'hstones : des protéines de chargepositive.

Hétérochromatinefigure 19.2b

L'ADN est plus compact.Visible au microscope photonique.

État du matérielgénétique durantla division cellulaire

État de chromosome Chaque filament chromatinien se condense au cours de la division cellulaire et devient ainsi un chromosome.L'acétylation et la méthylation de la chromatine jouent un rôle capital dans la condensation.Il y a 46 chromosomes dans une cellule humaine.Début d'apparition deschromosomesfigure 19.2 c

La chromatine augmente sa condensation dès le début de la division : en prophase.

Chromosomesmétaphasiquesfigure 19.2 d

La chromatine se replie de plus en plus jusqu'à ce qu'elle prenne la forme duchromosome typique observé au milieu de la division cellulaire : en métaphase.Chaque chromosome métaphasique est constitué de deux chromatides soeurs : lescopies identiques de la molécule d'ADN qui s'est répliquée durant la période qui précèdela division cellulaire.


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8. Connaître certaines particularités du chromosome. p. 236 et figure 12.4Les deux chromatides soeurs sont :

Très condensées et visibles au microscope photonique (microscope optique).Unies par des protéines adhésives sur toute leur longueur.Étroitement attachées par le centromère, une région spécialisée qui prend la forme d'un étranglement.

9. Comprendre comment les chromosomes sont distribués durant la division cellulaire . pp. 236 et 237 et figure 12.4

Mitose Les deux chromatides soeurs se séparent vers deux nouveaux noyaux. Chaque chromatide devient donc un chromosome àpart entière.

Cytocinèse La cytocinèse divise le cytoplasme et ses organites.

Il y a maintenant deux cellules en remplacement de la cellule de départ et chaque cellule fille contient un lot complet de chromosomes,lot identique à celui que la cellule de départ possédait avant qu'elle ne réplique son ADN. Les cellules filles sont des clones de la cellulemère.

10. Situer la division cellulaire dans le cycle de développement de l'humain. p. 237L'humain dérive du zygote, la première cellule somatique de l'individu qui se multiplie grâce à la mitose et à la cytocinèse, aboutissantainsi aux milliards de cellules somatiques qui composent l'individu.Le zygote contenait 46 chromosomes (23 chromosomes du spermatozoïde et 23 chromosomes de l'ovule) et chaque cellule somatiquede l'individu contient les mêmes 46 chromosomes qu'il y avait au départ dans le zygote.

Concept 12.2 La phase mitotique alterne avec l'interphase au cours du cycle cellulaire

11.Décrire les phases du cycle cellulaire. p. 238 , figures 12.5 et 12.6 , sites web : Georges Dolisi: Chapitre 3 : La mitose , Ladurée des phases d'une cellule végétale , Le cycle cellulaire

Le cycle cellulaire comprend deux étapes : l'interphase (90% du temps) et la phase M ou phase mitotique (10% du temps).a une durée semblable chez toutes les cellules d'un même type mais il varie d'un type cellulaire à l'autre.

Cycle cellulaire d'une cellule humaine type se divisant aux 24 heures.

Interphase — 23 heures Partie du cycle pendant laquelle la masse de la cellule augmente, alors que celle-ci double approximativement le nombre deses composants cytoplasmiques et qu'elle réplique son ADN.Durant cette période, les enzymes et autres protéines cellulaires peuvent accéder à des parties spécifiques de l'ADN pour lesactiver ou les inhiber.

Phase G1(5 à 6heures)

La plupart des cellules du corps humain restent en phase G1 pendant qu'elles fabriquent pesque la totalité des protéines,

glucides et lipides qu'elles utilisent ou sécrètent.

Point de contrôle en fin de phase G1 : la protéine p53 vérifie l’intégrité du génome afin de permettre le passage en phase

S (phase de synthèse d'ADN). Si l'ADN est endommagé, la protéine déclenche les opérations de réparation ou enclenche leprocessus de destruction de la cellule si nécessaire.

Au point de contrôle G1 : une cellule peut quitter le cycle et entrer dans un état de repos appelé phase G0. La majorité

des cellules humaines se trouvent en phase G0. Ces cellules peuvent réintégrer le cycle cellulaire sous l'effet de facteurs de

croissance à la suite d'une lésion.Phase S(10 à 12heures)

Les cellules vouées à la division passent en phase S et copient leur ADN ainsi que les histones et les autres protéines qui luisont associées.

Phase G2(4 à 6heures)

Durant la phase G2, ces cellules produisent les protéines nécessaires pour mener la mitose à son terme.

Point de contrôle en fin de phase G2 : la cellule vérifie que la réplication de son ADN se soit faite correctement et qu'il n'y

a pas de dommages à l'ADN. Selon le résultat, la cellule entre en mitose, retarde sa mitose afin de se réparer ou se suicide(apoptose).

Notez bienDès le début de l'interphase, la cellule commence la réplication de son centrosome et des centrioles qu'il contient. Cette réplicationne s'achèvera qu'à la fin de l'interphase, un peu avant la division cellulaire.

Phase M (phase mitotique) — 1 heure

Mitose (Mitose = caryocinèse)Division du noyau : les chromatides soeurs (issues de la réplication de l'ADN) se séparent en deux lots de chromosomes individuels.

PROPHASE

Cellule animale à 3 chromosomes

Le fuseau de division commence à se former à partir des microtubules du cytoplasme quise démantèlent : les centrosomes répliqués (et leurs centrioles) s'éloignent vers les pôlescellulaires tandis que les microtubules du fuseau et les microtubules des asters se forment.Les chromosomes se condensent.


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Le fuseau de division comprend les centrosomes et les microtubules du fuseau qu'ils produisent ainsi que les centrioles «des cellules animales seulement» et lesasters qu'ils produisent. Les cellules végétales n'ont pas de centrioles donc ellesn'ont pas d'asters.

PROMÉTAPHASE


KinétochorePlaques de protéines associées àcertaines régions d'ADN ducentromère.Chaque chromatide soeur possèdeun kinétochore.

Les chromosomes se condensent encore.Les microtubules du fuseau envahissent le noyau.La membrane du noyau se fragmente en de nombreuses petites vésicules ; le nucléoledisparaît.Les fibres «kinétochoriennes» du fuseau s'attachent aux kinétochores de chaquechromosome.Les fibres polaires des deux extrémités du fuseau interagissent avec leur vis-à-vis du pôleopposé.


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MÉTAPHASEfigure 12.7


Les microtubules des asters ont grossi et touchent à la membrane plasmique, le fuseauest alors complet.Les chromosomes sont condensés au maximum.Les fibres du fuseau alignent les chromosomes à la plaque équatoriale de la cellule.Les microtubules polaires se chevauchent considérablement à l'équateur.

ANAPHASE


Les chromatides sœurs se scindent en deux lots de chromosomes individuels lorsque lesprotéines adhésives qui les retiennent sont inactivées.Les deux lots de chromatides, devenues des chromosomes individuels, migrent vers leurpôle respectif : un chromosome migre vers son pôle en marchant sur sa fibre grâce auxprotéines motrices de son centromère ; en même temps, la fibre se démantèle à sonextrémité équatoriale. figure 12.8En même temps, la cellule s'étire grâce à ses fibres polaires : les fibres glissent les unes sur les autres en s'éloignant vers les pôles (protéines motrices) mais aussi s'allongent parajout de tubuline.Pendant l'anaphase, les chromosomes commencent à se décondenser.

TÉLOPHASE


L'enveloppe nucléaire se reforme, à partir des fragments de la membrane nucléaire,autour des chromosomes. Le nucléole réapparaît.À la fin de la télophase, les chromosomes ont terminé leur décondensation et ont reprisleur état de chromatine.Chaque noyau contient un génome identique à celui qui se trouvait dans la cellule mère.


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CytocinèseDivision du cytoplasme et de ses sorganites

Cytocinèse animale

(De l'extérieur de lacellule vers le centre)

SEGMENTATION

p. 239 et figures 12.9a et 6.27a

Cellule animale à 3chromosomes

Un sillon de division, à l'équateur de la cellule, formé d'un anneau contractile de microfilaments d'actine et demyosine, resserre la cellule et l'étrangle en deux cellules filles. Une animation montrant le mouvement des microfilaments .Un des deux centrioles semble jouer un rôle dans ce processus.

Cytocinèse végétale (Du centre de la cellule et s'étend versl'extérieur)

FORMATION DE LA PLAQUE CELLULAIRE

figure 12.9b

Des vésicules de sécrétion (vésicules golgiennes) avancent sur des microtubules jusqu'au milieu de la celluleoù elles fusionnent en formant la plaque cellulaire. Ces vésicules contiennent les matériaux nécessaires àl'élaboration de la nouvelle paroi cellulaire.

Pour les curieux : Synthèse des constituants de la paroi «primaire» végétaleArchitecture moléculaire de la paroi cellulaire

12. Décrire la scissiparité : l'équivalent de la mitose chez les bactéries. p. 242 et figure 12.11

Scissiparité (fissiparité)

figures 12.11 et 18.14

L'unique chromosome (circulaire) se réplique (se double).Les deux chromosomes s'attachent, chacun, à un pôle bactérien.La bactérie s'allonge et se divise en deux.Les bactéries filles sont des clones de la bactérie mère (génétiquement identiques).


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Concept 12.3 Un mécanisme de régulation moléculaire gouverne le cycle cellulaire

13.Comprendre que la division cellulaire doit se produire au moment opportun et à un rythme approprié. p. 245 et figures 12.14à 12.16Les cellules épithéliales (peau, muqueuse intestinale) se divisent fréquemment, les cellules du foie se divisent environ une fois par année(sauf si une lésion exigeant réparation les fait se diviser tous les jours) et, les neurones, les cellules musculaires et les globules rouges nese divisent pas lorsqu'ils sont matures.

Le contrôle du cycle cellulaire repose sur l'interaction coordonnée de protéines (les cyclines et les kinases cycline-dépendantes) à troismoments précis du cycle : points de contrôle G1, G2 et M. Par exemple, pour passer de la phase G2 à la phase M, il faut la présence deMPF dans la cellule, un complexe de cycline et de kinase.

14.Savoir que les cellules tumorales n'obéissent pas aux mécanismes de régulation du cycle et se divisent de manière excessiveen envahissant d'autres tissus. p. 248 et figure 2.18Par exemple, elles sont insensibles à l'inhibition de contact (se divisent même si elles sont entassées) et se multiplient même enl'absence de facteurs de croissance.

15. Différencier tumeurs bénigne et maligne. p. 250

Tumeurbénigne

Masse de cellules prolifératives encapsulée de tissu et se développant lentement.

Tumeur maligne

Masse de cellules prolifératives non encapsulée de tissu et se développant rapidement avec production de métastases,des tumeurs issues de cellules malignes ayant migré dans le corps.

Chapitre 13 : La méiose et les cycles de développements sexués ; p. 255 à 269

Introduction L'hérédité entraîne ressemblances et différences16. Définir : hérédité et génétique. p. 255

Hérédité Transmission des caractères héréditaires (taches de rousseur, couleur des yeux...) d'une génération à la suivante.Génétique Étude scientifique de l'hérédité et de la variation chez les individus.

Concept 13.1 Les gènes des parents sont transmis à leurs enfants par l'intermédiaire des chromosomes17. Définir le génome et connaître le rôle des gènes (en rappel). p. 256

Génome Les dizaines de milliers de gènes que nous recevons de notre père et de notre mère.Rôle desgènes

Programmer les cellules afin qu'elles synthétisent les protéines dont l'effet cumulatif produit les caractèreshéréditaires d'un organisme donné..

18. Réaliser qu'on ressemble à nos parents parce qu'on reçoit leurs gènes au moment de notre conception. p. 25619. Identifier le fondement moléculaire de la transmission héréditaire. p. 256

La réplication de l'ADN, c'est-à-dire le recopiage des gènes qui passent d'une génération à la suivante.

20. Nommer les cellules qui transmettent les gènes d'une génération à l'autre, chez les animaux et les végétaux. p. 256

Les cellules reproductrices ou gamètes.Au cours de la fécondation, les gamètes mâles et femelles (spermatozoïde et oeuf) s'unissent et les gènes des deux parents sonttransmis à leurs descendants

21. Définir : locus. p. 256

Le locus est l'emplacement exact d'un gène sur un chromosome.

22. Comparer la reproduction sexuée et asexuée. p. 256, figure 12.2a, figure 13.2,La reproduction est l'apparition de nouveaux individus à partir des anciens. Elle se fait selon le mode sexué ou asexué.

Reproductionasexuée

Un parent unique transmet une copie de tous ses gènes à chacun de ses descendants1.Production d'un clone : un groupe d'organismes génétiquement identiques au parent2.Par quel mécanisme ? la mitose chez les eucaryotes et la scissiparité chez les procaryotes.3.

Exemples :Reproduction des eucaryotes unicellulaires par mitose — l'amibe (règne des protistes)Reproduction d'organismes multicellulaires par :

bourgeonnement — l'hydre (règne animal)stolons — fraisiers (règne végétal)rhizomes — menthe (règne végétal)

Reproductionsexuée

Deux parents transmettent la moitié de leurs gènes à leurs descendants.1.Production de descendants variés : des organismes différents des parents car issus d'un mélange desgènes parentaux. Les individus sont génétiquement différents de leurs parents mais aussi de leurs frèreset soeurs

2.

Par quel mécanisme ? la méiose, un type particulier de division cellulaire qui réduit le nombre dechromosomes de moitié, chez le parent, avant que ce dernier ne les transmettent à son enfant via unecellule reproductrice ; la fécondation des cellules reproductrices permet ensuite de restaurer le nombrenormal de chromosomes de l'espèce.

3.

Concept 13.2 La méiose et la fécondation alternent dans la reproduction sexuée

23. Définir : cycle de développement. p. 257

Cycle dedéveloppement

Suite d'étapes qui se déroulent à partir du moment où un organisme est conçu jusqu'au moment où ilproduit ses propres descendants.

24. Connaître le nombre de chromosomes dans une cellule somatique humaine «normale». p. 257

46

25. Savoir que les chromosomes «métaphasiques» sont suffisamment condensés pour être visibles au microscopephotonique. p. 257


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Caractéristiques des chromosomes métaphasiques Une certaine forme spécifique : grosseur, largeur.Une position définie du centromère.Un patron spécifique de bandes de coloration (si on ajoute des colorants).

26. Définir : caryotype et chromosomes homologues. p. 257 et figure 13.3

Si on regarde une microphotographie des 46 chromosomes humains d'une seule cellule pendant la mitose, on constate qu'il y a plusieurs types de chromosomes mais que chaque type est en double exemplaire (presque toujours).Les deux chromosomes de chaque paire sont dits : homologues.

Chromosomes homologues

Les deux chromosomes d'une paire.Chromosomes semblables (même longueur, même forme, même position du centromère, mêmesbandes colorées).

Caryotype Présentation ordonnée des chromosomes condensés d'une cellule en mitose (en métaphase).Regroupement des chromosomes en "homologues".Classés en paires chez les humains et les autres animaux (diploïdie).Chez les végétaux, il n'est pas rare d'avoir des caryotypes montrant trois homologues (triploïdie) ouquatre homologues (tétraploïdie).

27.Distinguer entre chromatides soeurs et chromatides non soeurs (ou homologues) et comprendre la signification desgènes qu'ils portent. p. 257 et figure 13.3

Chromatides soeurs Chromatides d'un même chromosome.Identiques génétiquement car elles sont issues de la réplication d'une molécule unique.Portent les mêmes gènes.

Chromatides non soeurs

(chromatides homologues)

Chromatides des chromosomes d'une même paire.Portent, aux mêmes locus , des gènes qui déterminent les mêmes caractères.Ces gènes peuvent être identiques ou non.

28.Connaître une exception importante à la règle des chromosomes homologues : la présence d'une paire partiellementhomologues chez les mâles des animaux et comprendre la signification génétique de celle-ci ; distinguer entreautosomes et hétérosomes. p. 258Les animaux ont une paire qui est homologue chez les femelles mais partiellement homologue chez les mâles.

Femelle Possède une paire de chromosomes — deux grands chromosomes X ; paire XX.Les chromosomes X sont complètement homologues.

Mâle Possède une paire de chromosomes — un grand chromosome X et un petit chromosome Y ; paire XY.Petites portions homologues des chromosomes X et Y

Portent les mêmes types de gènes chez les hommes et chez les femmes.Pas de différence dans l'expression des caractères déterminés par ces gènes.


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Grandes portionsdifférentes des chromosomes X et Y

Ne portent les mêmes types de gènes chez les hommes et chez les femmes.Il y a une différence dans l'expression des caractères déterminés par ces gènes selon que l'on estun homme ou que l'on est une femme.Le chromosome X

Porte des gènes qui ne seront jamais présents sur le chromosome Y

Exemples de gènes portés uniquement par XGène du daltonisme.Gène de l'hémophilie.

Le chromosome Y

Porte des gènes qui ne seront jamais présents sur le chromosome X ; unefemme ne peut porter ces gènes car elle n'a pas de chromosome Y.

Exemples de gènes portés uniquement par YGène du syndrome de l'homme couvert de longs poils.Gène de l'homme ayant une peau craquelée et écailleuse.

Deux caractéristiques duchromosome Y

De taille réduite par rapport au chromosome X.Contient le gène qui détermine l'apparition du sexe mâle : détermine le sexe mâle. Enl'absence de ce gène (gène SRY), l'embryon se développe en femelle.

Chromosomes sexuels (hétérosomes ouhétérochromosomes)

Parce qu'ils déterminent le sexe de l'individu, les chromosomes X et Y sont appeléschromosomes sexuels.Paire XY ou XX.

Autosomes Les autres paires de chromosomes sont les paires autosomes.

29. Comprendre que nos paires de chromosomes découlent de notre origine seuée. p. 258

Chaque parent nous transmet un chromosome de chaque paire de sorte que les 46 chromosomes de nos cellules somatiques proviennent en fait de deux jeux de 23 chromosomes, l'un venant de notre père et l'autre venant de notre mère.

30. Connaître la signification génétique des nombres haploïde et diploïde. p. 258Chaque espèce à reproduction sexuée possède un nombre haploïde et un nombre diploïde caractéristiques.Nombrehaploïde (abrégé : n)

Un jeu de chromosomes.Les cellules qui ont un jeu de chromosomes sont des cellules haploïdes.Chez l'humain, le nombre haploïde est de 23 chromosomes (n = 23).Présent dans les cellules reproductrices : les gamètes.Le jeu de 23 comprend 22 autosomes et un seul chromosome sexuel : chez l'oeuf non fécondé (ovule), lechromosome sexuel est un chromosome X mais chez le spermatozoïde, il peut s'agir d'un chromosome X ou d'unchromosome Y.

Nombrediploïde(abrégé : 2n)

Deux jeux de chromosomes.Les cellules qui ont deux jeux de chromosomes sont des cellules diploïdes.Chez l'humain, le nombre diploïde est de 46 chromosomes (2n = 46).Présent dans les cellules somatiques.Le double jeu de 46 comprend 44 autosomes en tout et deux chromosomes sexuels : XX chez les femelles et XYchez les mâles.

31.Comprendre qu'un cycle de développement sexué se caractérise par une alternance entre la phase diploïde (issue de lafécondation des gamètes) et la phase haploïde (issue de la méiose) ; décrire les trois types de cycles de développementsexués. pp. 258 et 259, figures 13.5 et 13.6

Cycle de développement desanimaux : cycle diplontefigure 13.5 (humain) et figure 13.6a (schéma général)

Organismes multicellulaires diploïdes ; la période haploïde est réduite aux gamètes.

La méiose produit des gamètes qui ne se divisent plus avant la fécondation.Le zygote diploïde issu de la fécondation se divise par mitose et produit l'organismemulticellulaire diploïde.

Cycle de développement desvégétaux et de certaines alguespluricellulaires : cyclehaplo-diplonte ou diplo-haplonte

figure 13.6b (schéma général),figure 28.21 (algue , un laminaire), figure 29.12 (fougère), figure 30.6(conifère) et figure 30.10 (plante àfleur)

Deux organismes multicellulaires se reproduisent alternativement : organismes haploïdes etorganismes diploïdes — alternance des générations.

Génération de l'organisme diploïde — génération du sporophyte : Un zygote diploïde se divise par mitose et produit un organisme multicellulaire diploïde — lesporophyte.La méiose a lieu dans le sporophyte et des cellules haploïdes sont formées — les spores.

Génération de l'organisme haploïde — génération du gamétophyte : Les spores (contrairement aux gamètes) se divisent par mitose et produisent un organismemulticellulaire haploïde (sans fécondation) — le gamétophyte. Des organes reproducteurs dans le gamétophyte produisent des gamètes (par mitose). Les gamètes fusionnent un un zygote diploïde.

Dans ce genre de cycle de développement, la génération du sporophyte engendre lagénération du gamétophyte comme descendant, et la génération du gamétophyte engendrela génération suivante du sporophyte. Une des deux générations l'emporte habituellementsur l'autre ; par exemple, les mousses que l'on voit sont des gamétophytes mais lesfougères, les conifères et les fleurs sont des sporophytes.

Cycle de développement deseumycètes et de certains protistes: cycle haplonte

figure 13.6c (schéma général) etfigure 28.31 (algue verte unicellulaire)

Organismes multicellulairess haploïdes ; la période diploïde est réduite au zygote.

Deux organismes haploïdes fusionnent ensemble et forment un zygote diploïde.Le zygote se divise immédiatement par méiose en cellules haploïdes qui formeront lesadultes haploïdes par mitose.

32. Réaliser que les trois cycles sexués créent de la variation génétique chez les descendants. p. 259


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Au cours des cycles sexués, le processus fondamental reste le même : une réduction des chromosomes de moitié (2n—>n), puisun appariement des chromosomes homologues (de deux parents) (n—>2n) ce qui crée de la variation génétique.

Concept 13.3 La méiose est la réduction de moitié du nombre de jeux de chromosomes et le passage du stade diploïde au stadehaploïde

33. Savoir qu'une cellule se prépare pour la division par méiose comme dans le cas des cellules qui subissent la mitose. p. 260Il y a réplication des chromosomes en phase S de l'interphase ainsi que réplication du centrosome et de ses centrioles tout au longde l' interphase.

34. Définir : méiose. p. 260

Deux divisions cellulaires consécutives appellées méiose I et méiose II produisant quatre cellules ayant, chacune, la moitié deschromosomes de la cellule mère.

35.Comprendre comment la répartition des chromosomes homologues produit des cellules haploïdes au cours de la méiose.p. 260 et figure 13.7

INTERPHASE Les chromosomes se répliquent et chacun présente donc deux chromatides soeurs.Méiose I(divisionréductionnelle)2n répliqué —> nrépliqué

Les deux chromosomes homologues de chaque paire se séparent.Les deux cellules filles sont haploïdes car elles n'ont qu'un jeu de chromosomes mais, ils sont à l'étatrépliqué.

Méiose II(divisionéquationnelle)n répliqué —> nsimple

Les chromatides soeurs se séparent.Les quatre cellules sont haploïdes, elles n'ont qu'un jeu de chromosomes, mais aussi, leur chromosome sontà l'état non répliqué (chromosome simple).

Il y a maintenant quatre cellules en remplacement de la cellule de départ et chaque cellule fille contient un seul jeu de chromosomesalors que la première cellule en avait deux. Les quatre cellules sont des cellules reproductrices : des gamètes (animaux) ou desspores (végétaux).

36. Décrire les phases de la méiose. figure 13.8 et site web : Georges Dolisi: Chapitre 4 : La méiose

MÉIOSE I

PROPHASE I

(90% de la durée de la méiose)

Le fuseau de division s’installe, la membrane nucléaire et lesnucléoles se dissolvent et les chromosomes se condensent.Les paires homologues se reconnaissent et s'apparient (assemblage par paires).Un ou plusieurs enjambements se produisent (échanges degènes entre les chromatides non soeurs).À la fin de la prophase, les microtubules du fuseau s'attachent àchaque homologue.

MÉTAPHASE I Les paires (sous forme de tétrades de chromatides) s'alignent à laplaque équatoriale"Les chromatides sont retenues ensemble par des points de croisement où les enjambements ont eu lieu : les chiasmas.

ANAPHASE I Les paires se séparent et chaque homologue migre vers son pôle.À la fin de l'anaphase, chaque extrémité possède un nombrehaploïde de chromosomes mais ceux-ci sont encore à l’étatrépliqué.

TÉLOPHASE I et cytocinèse

La télophase I est parfois trèsincomplète et rapide, enchaînantimmédiatement la deuxièmedivision de la méiose.

Chez certaines espèces, les noyaux se reforment et leschromosomes sortent de leur état condensé. Il s’écoule alors uncertain intervalle appelé intercinèse.Lorsque la cytocinèse se produit, elle procède comme pour lamitose : un sillon de division (cellules animales) et une plaque cellulaire (cellules végétales).

INTERCYNÈSEChez certaines espèces.Pas de réplication d'ADN durant cette phase ni de réplication du centrosome et de ses centrioles.

MÉIOSE II

Analogue à unemitose

PROPHASE II Le fuseau de division se forme.Les fibres du fuseau s'accrochent aux kinétochores deschromatides.

MÉTAPHASE II Les fibres alignent les chromatides à la plaque équatoriale.

ANAPHASE II Les chromatides se séparent en chromosomes individuels etmigrent vers les pôles opposés.La cellule s'allonge grâce aux fibres polaires du fuseau.

TÉLOPHASE II et cytocinèse Les noyaux se reforment (membrane nucléaire et nucléoleréapparaissent).La cytocinèse sépare les cytoplasmes des deux cellules produisantquatre cellules.

Concept 134 L'évolution résulte de la variation génétique qui prend sa source dans la reproduction sexuée

37. Savoir que la source première de la diversité génétique est la mutation car elle fait apparaître les nouveaux gènes. p. 261


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38.

Décrire les trois modes qui contribuent à la variation génétique des descendants au cours de la reproduction sexuée :enjambements, assortiments indépendants et fécondation aléatoire ; comprendre qu'essentiellement, la diversitégénétique résulte d'une redistribution des gènes selon des combinaisons propre à chaque individu de l'espèce. pp. 265 et 266 et figures 13.10 et 13.11

En métaphase1, les assortimentsindépendantsmélangent leschromosomes

figure 13.10

Les paires homologues se disposent de façon aléatoire de part et d’autre de la plaque équatoriale etce, de façon indépendante des autres paires. Ainsi, l’un ou l’autre des deux homologues peut seretrouver dans un gamète.Chaque disposition des chromosomes à la plaque équivaut à un assortiment indépendant de chromosomes (une possibilité de méiose) et produit deux types de gamètes (2 gamètes d'un type et2 gamètes d'un autre type).Si la méiose pouvait se reproduire plusieurs fois de façon à expérimenter tous les assortiments

indépendants possibles, il en résulterait 2n gamètes de type différent, n étant le nombre haploïde del'organisme.Le nombre possible d'assortiments indépendants différents est deux fois moindre, soit 2n-1

assortiments indépendants différents.

En prophase 1, les enjambementsmélangent les gènesparentauxfigure 13.11

Les homologues (paternel et maternel) s'apparient (synapse), ise croisent (chiasma), se cassent puiséchangent des gènes.Phénomène qui produit des chromosomes légèrement différents des chromosomes parentaux.

Chez l'humain, il y a environ deux ou trois enjambements par paire d'homologues soit environ (50) enjambements par méiose.

La nature aléatoirede la fécondationajoute à la variationgénétique quidécoule de lareproduction sexuée

La fécondation des gamètes se fait au hasard et chaque gamète a théoriquement la même chance d'êtrefécondé.

Exemple d'un couple humainChaque gamète représente une seule des huit millions de combinaisons chromosomiques possibles en

raison de l'assortiment indépendant durant la méose (2n gamètes = 223 &Mac197; 8 millions) .La fusion d'un gamète mâle avec un gamète femelle produit un zygote qui possède une seule combinaisonchromosomique diploïde sur une possibilité de 64 billions (8 millions * 8 millions).

Chaque enfant représente une combinaison parmi 64 billions possibles !Si l'on ajoute les gamètes différents produits à la suite des enjambements, il y a beaucoup plus decombinaisons possibles. Chaque être est unique !

40. Comprendre la signification de la variation génétique dans l'évolution. p. 266

La reproductionasexuée

Rapide et productive : de nombreux organismes sont formés en peu de temps.1.Favorable à la survie dans un milieu favorable et constant (par exemple le milieu durant la saison estivaleavec de bonnes conditions de température et de nourriture).

2.

Non favorable à l’évolution de l’espèce.

La mitose assure la production rapide de nouveaux individus qui ont tous les mêmes gènes. Ces gènes lesrendent aptes à survivre dans le milieu qui se maintient constant.

3.

La reproductionsexuée

Plus lente et moins productive : il faut plus de temps pour produire moins d'individus.1.Favorable à la survie dans un milieu changeant et moins favorable (par exemple le milieu durant la saisonhivernale où la température a chuté et où la nourriture est rare).

2.

Favorable à l'évolution de l’espèce.

La méiose assure la production d'un nombre plus restreint d'individus mais ayant des combinaisonsgénétiques uniques. Si le milieu vient à changer, peut-être que la plupart des individus vont mourrir saufceux qui ont une combinaison de gènes leur permettant de faire face aux changements. Ces individus vontse reproduire et transmettre leurs gènes, plus adaptés au nouveau milieu, à leurs descendants. La quantitéde gènes plus adaptés augmente de génération en génération. L'espèce évolue.

3.

41. Connaître trois rôles de la méiose.Produire les gamètes (tôt ou tard) qui se fécondent et assurent la reproduction de l’espèce.1.

Maintenir la constance du lot génétique de génération en génération en permettant la réduction génétique, restaurée ensuitepar la fécondation.

2.

Produire une infinité de combinaisons génétiques dans les gamètes afin d’engendrer de nombreux descendantsgénétiquement variés.Les descendants ayant hérité de combinaisons de gènes favorables, par rapport à leur milieu, ont plus de chances de survivreet produisent plus de descendants que les autres. Ce phénomène favorise l’évolution de l’espèce.

3.


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Lectures obligatoires et exercices à faire (édition no 3)

Chapitre 12 Chapitre 13

Révision du chapitre, p. 251Autoévaluations : 2 à 5 et 7 à 11Retour sur les concepts : 12.1, 12.2 et 12.3

Révision du chapitre, p. 267Autoévaluations : 1 à 12Retour sur les concepts : 13.1, 13.2, 13.3 et 13.4 : 1

objectifs chap.12 13 - campbell · 2018. 3. 30. · campbell 3e édition chapitre 12: le cycle...

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