Sciences de la Vie et de la Terre
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I- La mitose : une source de stabilité génétique

  • A-La notion de stabilité génétique :
Activité 8 :A quoi correspond la stabilité génétique et comment est-elle possible?
La stabilité génétique d’un individu repose sur le fait que son caryotype est maintenu au cours de sa vie et que le nombre de chromosomes reste le même de génération en génération.
Comment le caryotype se maintient-il au cours des générations et au sein d’un individu ?

Bilan A8 :
Toutes les cellules d’un organisme proviennent des divisions successives d’une cellule-œuf par mitose. Elles possèdent la même information génétique que celle-ci.
Dans le cycle de développement, l’alternance de la méiose et de la fécondation assure la stabilité du caryotype au cours des générations successives.
La méiose, correspond à la formation des gamètes. Elle diminue de moitié le nombre de chromosomes que la fécondation rétablit.
La mitose, quant à elle, est une division qui concerne toutes les autres cellules de l’organisme : elle permet la stabilité génétique des cellules d’un individu. Quand une cellule se divise (on parle de cellule-mère), il se forme deux cellules identiques à celles du départ (appelées cellules filles).

A8- Le maintien du caryotype

  • B- Le mécanisme de mitose :
Activité 9 :comment l’information génétique est-elle conservée lors des mitoses ?
 
Bilan A9 :
La mitose permet, à partir d'une cellule, d'en obtenir 2 identiques.
- Avant chaque division cellulaire, la cellule se prépare et double sa quantité d'ADN : c’est la réplication (= copie de l’ADN)
Chaque chromosome simple (constitué d'un brin d'ADN = 1 chromatide) est copié et devient un chromosome double (constitué de 2 molécules d'ADN identiques attachées entre elles au centromère Þ 2 chromatides)
- Lors de la division cellulaire, les 2 chromatides de chaque chromosome se séparent pour se répartir dans les 2 nouvelles cellules-filles. Ainsi, chez l'homme, chaque nouvelle cellule formée reçoit 46 chromosomes simples (ou 23 paires de chromosomes simples) identiques à ceux de la cellule initiale.
 
 
NB : Les cellules filles peuvent alors se multiplier à leur tour : entre deux divisions cellulaires, la masse de leurs chromosomes va se multiplier par 2 car les chromosomes simples redeviennent doubles. En effet, chaque brin fabrique une copie de lui-même qui reste attachée à l’original par le centromère. Les 2 brins d’un chromosome double sont donc strictement identiques.
 
  • C-Division cellulaire et cancer
Activité 10 :quel lien y-a-t-il entre la mitose et les cancers ?
 
Bilan 10 :
Certaines modifications de l’information génétique d’une seule cellule de l’organisme (mutations) peuvent accélérer son rythme de division : la cellule devient cancéreuse. La multiplication anormale de cette cellule au sein d’un organe est à l’origine d’une tumeur. D’abord bénigne, la tumeur peut devenir maligne : des cellules cancéreuses s’échappent alors de la tumeur et vont coloniser d’autres organes via la circulation sanguine.

A9- La mitose

 

A10- Une multiplication anormale des cellules

II- Brassage de l’information génétique lors de la méiose et de la fécondation :
  • A- Un premier brassage lors de la méiose :
Activité 11 :Quels sont les mécanismes à l’origine de gamètes génétiquement uniques ?
- Le spermatozoïde et l’ovule sont des cellules reproductrices. Dans l’espèce humaine, elles contiennent chacune 23 chromosomes, dont un chromosome sexuel. L’ovule contient un chromosome sexuel X, le spermatozoïde un chromosome sexuel X ou Y.
- A partir d’une cellule qui contient 46 chromosomes (23 paires) se forment des cellules reproductrices possédant chacune 23 chromosomes : le nombre de chromosomes est donc divisé par deux lors de la formation des cellules reproductrices. Chaque cellule reproductrice reçoit ainsi un seul chromosome de chaque paire.

Bilan 11 :

- Lors de la formation de ces cellules reproductrices par méiose, il se produit une double division au cours de laquelle les chromosomes d’une paire se répartissent au hasardetse séparent en deux lots : chaque cellule reproductrice reçoit 23 chromosomes, dont un chromosome sexuel.
On parle d’un premier « brassage de l’information génétique » lors de la formation des gamètes.

NB : L’ovule contient un chromosome sexuel X, le spermatozoïde un chromosome sexuel X ou Y.
- Les allèles de chaque gène se répartissent donc au hasard dans les cellules reproductrices qui en cela ont une information génétique « originale ».
 
  • B- un second brassage lors de la fécondation :
Activité 12 : que devient l’information génétique contenue dans les gamètes lors de la fécondation ?
Lors de la fécondation, le noyau d’un ovule (23 chromosomes) s’unit à celui d’un spermatozoïde (23 chromosomes) pour former une cellule-œuf contenant 46 chromosomes : la fécondation rétablit le nombre de chromosomes de l’espèce.
- Pour chaque paire de chromosomes, la cellule-œuf reçoit un chromosome du père et un chromosome de la mère.
Selon le chromosome sexuel apporté par le spermatozoïde (X ou Y), la cellule œuf sera de sexe féminin (XX) ou de sexe masculin (XY).

Bilan 12 :
- La fécondation unit au hasard un gamète mâle et un gamète femelle ce qui amplifie, suite à la méiose, le brassage de l’information génétique. La diversité des allèles permise par la reproduction sexuée (impliquant un « hasard » lors de la méiose et lors de la fécondation)  est ainsi à l’origine d’individus uniques et donc source de diversité.
-Si la diversité est observable à l’échelle des génotypes (allèles différents), elle l’implique donc aussi au niveau des phénotypes et ainsi des individus et des espèces.

A11- La formation des gamètes par méiose

Le cours en capsule vidéo