Leçon 2 : Le maintien du nombre de chromosomes dans l’espèce

Rappel de 4°: Lors de la fécondation, les gamètes mâle et femelle fusionnent pour donner une cellule œuf qui se divise pour former un embryon à 23 paires de chromosomes.

Problème du chapitre: Comment le nombre de chromosomes de l'espèce se maintient-il au cours des générations ?

1- Le maintien du nombre de chromosomes lors du développement de la cellule œuf

Activité 1

Bilan : Les cellules de l'organisme possèdent les mêmes chromosomes que la cellule œuf dont elles proviennent par divisions cellulaires.

↘

Les chromosomes sont le support de l’information héréditaire. Au nombre de 46 (23 paires) dans l’espèce humaine, ils sont présents dans la cellule œuf. Par divisions successives, la cellule œuf forme la totalité des cellules d’un individu.Document

1Document 2

Compétences Consignes Critères de réussiteAuto-

évaluationRechercher des

informations utiles  I1

A partir des documents :

Lire chaque document et en tirer les informations nécessaires à la résolution de la question.

Emettre une hypothèse

Ra3

J’émets une hypothèse permettant d’expliquer ce phénomène.

Je compare les documents 1 et 2 pour ensuite expliquer le maintien du nombre de chromosomes dans l’espèce.

Le comportement des chromosomes lors de la division cellulaire

Cellule au repos : en interphase

En interphase, les chromosomes sont sous forme de filaments d’ADN et le noyau réapparait.

Voyons la division cellulaire ou mitose d’une cellule à 3 paires de chromosomes

1 paire bleue :chromosomes à 1chromatide

1 paire rouge : chromosomes à 1chromatide

1 paire verte : chromosomes à 1chromatide

1 Cellule mère

cellule fille

cellule fille

La division cellulaire

La duplication

Quantité d’ADN

Temps

2

1

Quantité d’ADN

Temps

2

1

Quantité d’ADN

Temps

2

1

mitose ou

division cellulaire

Contenu du noyau

Phase S : Duplication de l’ADN

Phase S

coupure

Graphique de la quantité d’AND au cours du temps.

M

M Mitose

G1

G2

G1

G1SG2

interphase

Bilan : La division cellulaire ou mitose se caractérise par la séparation des chromosomes. Chacune des 2 cellules issues de la division reçoit 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la cellule initiale (cellule mère).

La division d'une cellule est préparée par la duplication de ses 46 chromosomes.

Quelle est l'information héréditaire portée par les chromosomes?

2- Identification de l'information héréditaire des chromosomes

Activité 2

Bilan : Les chromosomes sont constitués d’ADN. Des portions d’ADN forment les gènes, unités d'information génétique, à l’origine de la fabrication de protéines qui permettent l’apparition des caractères.

De quelle manière un gène peut-il donner plusieurs versions d’un même caractère ?

Document 2 : Quelle est la fonction des gènes ? Edition Delagrave SVT troisième Un gène est un segment d’ADN situé à un endroit précis d’un chromosome donné : c’est une unité d’information. Il correspond à un message codé particulier (une sorte de plan de fabrication) nécessaire à la production d’une catégorie précise de protéine. Les protéines servent à construire notre organisme ou à le faire fonctionner. Pour réaliser tous les caractères d’un être humain, il existe environ 30 000 gènes différents qui sont répartis sur nos chromosomes.

Document 3 : Le chromosomes yGène SRY qui contrôle le développement des testicules

Gène qui contrôle la formation des spermatozoïdes

Document 1 : L’homme, normalement XY, ne possède pas de chromosome Y mais 2 chromosomes X dont 1 portant le gène SRY, normalement sur le chromosome Y et responsable du développement des testicules. Lors de la division cellulaire, des échanges peuvent se produire entre les chromosomes.Document 2 : Un gène est une portion d’ADN. L’ADN constitue les chromosomes. Le gène est à l’origine de la fabrication de protéines qui entrainent l’apparition des caractères.Document 3 : Le chromosome Y porte un gène SRY qui permet le développement des testicules et un gène responsable de la fabrication des spermatozoïdes. Conclusion : Une portion du chromosome Y a été transférée sur un chromosome X entrainant le développement des testicules.Schéma fonctionnel :

Activité 3● Bilan :

● Un gène se trouve sous 2 versions différentes appelées allèles.

● Les cellules possèdent, pour un même gène, 2 fois le même allèle ou 2 allèles différents.

● Dans ce dernier cas : ●- les 2 allèles peuvent s'exprimer

●- l'un peut s'exprimer : l'allèle dominant et pas l'autre: l'allèle récessif.

● Toutes les cellules possèdent l'intégralité du patrimoine génétique mais n'en expriment qu'une partie.

Activité 3 : Les groupes sanguins

Chaque être humain possède un groupe sanguin : c’est un caractère héréditaire. Le gène du groupe sanguin est porté par le chromosome N°9.

Doc.1 : A gauche, des hématies ou globules rouges sont observés au microscope électronique. Ces cellules se ressemblent toutes quelque soit le groupe sanguin de l’individu. Mais certaines portent des molécules à la surface de leur membrane que l’on ne peut pas voir avec le grossissement indiqué sur la photo.

Groupe sanguin A B AB O

Hématies (les molécules de surface ne sont pas à l’échelle)

% en France 44 10 4 42

Représentation chromosomique :

Paire de chromosomes

N°9

A A B B A B O O

Doc.3 : Un gène est porté par chaque chromosome d’une paire (appelé chromosomes homologues) : il est donc présent en 2 exemplaires. Chaque exemplaire est appelé allèle. Quand ils sont présents, les allèles A et B s’expriment toujours : ils sont dits dominants. L’allèle O ne s’exprime que s’il est seul, il est dit non dominant ou récessif.

1- Qu’est ce qui définit chaque groupe sanguin, doc.1 ?

Des molécules portés par la membrane des globules rouges définissent chaque groupe sanguin.

2- Compléter le schéma manquant pour le groupe AB dans le tableau du doc.2.

3- Lire le doc.3 puis représenter les allèles des différents groupes sanguins sur chaque paire de chromosomes représentée dans le tableau, doc.2.

4- Schématiser les représentations chromosomiques possibles des groupes sanguins B et A dans le tableau ci-dessous :

Groupe sanguin B Groupe sanguin A

B B OB A A A O

● Comment le nombre de chromosomes est maintenu lors de la fécondation?

● 3- Le maintien du nombre de chromosomes lors de la fécondation

● a- La formation des gamètes●Activité 4

Bilan : Au cours de sa formation, chaque gamète reçoit au hasard

un chromosome de chaque paire soit 23 chromosomes: les gamètes produits par un individu sont génétiquement différents.

Afin de comprendre le maintien du nombre de chromosomes dans l’espèce humaine lord de la fécondation. Mickaël s’interroge sur le comportement des chromosomes lors de la formation des gamètes (cellules reproductrices). Pour répondre à ses interrogations, il fait des recherches documentaires au CDI. Les documents présentés correspondent aux informations qu’il a récoltées.

Activité 4 : Les étapes de la formation des cellules reproductrices.

à 46 chromosomes

à 23 chromoso

mes

1ère division

D

2ème division

D : Duplication

b- La transmission de l'information génétique lors de la fécondation.

Activité 5

Bilan : Lors de la fécondation (rencontre des cellules reproductrices), pour chaque chromosome de chaque paire, un exemplaire vient du père et l'autre de la mère, ce qui rétablit le nombre de chromosomes.

La reproduction sexuée crée au hasard un nouveau programme génétique expliquant que chaque individu soit génétiquement unique.

Schéma bilan : Le maintien du nombre de chromosomes dans l’espèce.

Le maintien du nombre de chromosomes lors de la fécondation

Activité 5 : Les chromosomes lors de la fécondationLors de la formation des cellules reproductrices, le nombre de chromosomes est divisé par deux : un spermatozoïde et un ovule ne contiennent que 23 chromosomes. Or le caryotype reste toujours à 46 chromosomes d’une génération à la suivante et les enfants d’un même couple se ressemblent mais ils ne sont pas identiques. Leur équipement génétique est donc différent. De plus un même couple peut avoir des filles et des garçons.

Compétences Consigne J’ai réussi si ….Auto-

évaluation

Réaliser des schémas : C

J’explique l’origine de la grande diversité des individus en complétant les schémas des documents 1 et 2 et en rédigeant un texte explicatif.

Je suis capable de schématiser des chromosomes.Je suis capable de représenter les allèles sur les chromosomes.

Rédiger un texte explicatif : C1

Je suis capable d’expliquer la grande diversité des individus par la fécondation et la formation des cellules reproductrices.

X

X

X

XY

XY

XY

XX

XX

o o A B

o o o o A

A

B

B

0 0 0 0

A

A

B

B

A A A A

A A A A

B B B B

B B B B

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

●Lors de la formation des cellules reproductrices, le hasard distribue les allèles de chacun des 30 000 gènes dans telles ou telles cellules : 223 possibilités de spermatozoïdes x 223 possibilités d’ovulessoit plus de 70 000 000 000 (soixante dix milliards) de possibilités. ●Lors de la fécondation :♦Le nombre de chromosomes de l’espèce est rétablit lors de la fécondation : 23 + 23 = 46 chromosomes. ♦La rencontre au hasard entre les cellules reproductrices explique le fait que chaque individu est génétiquement unique.

Texte explicatif expliquant la grande diversité des individus

Jeune (46 chromosomes)

Femme (46 chromosomes)

Ovule (23 chromosomes)

Cellule œuf (46 chromosomes)

Embryon (46 chromosomes)

Fœtus (46 chromosomes)

Homme (46 chromosomes)

Spermatozoïde (23

chromosomes)

Divisions cellulaires

Formation des gamètes : répartition des gènes au hasard

Fécondation : union au hasard de 23 chr du père et de la mèreDivisions cellulaires :

Duplication pour le maintien du nombre de chromosomes

Divisions cellulaires

Divisions cellulaires