Exercices sur le chapitre 13

(1)

Bernadette Féry Automne 2007

Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05)

Chapitre 13, Campbell, 3

^e

édition

LES BULBILLES DES LYS PERMETTENT LEUR REPRODUCTION ASEXUÉE

PS : les no réfèrent au guide de lecture du cours 4.

INTRODUCTION

16. Définitions : hérédité et génétique Hérédité

Transmission des caractères héréditaires (taches de rousseur, couleur des yeux...) d'une génération à la suivante.

Génétique

Science qui étudie l'hérédité et la variation chez les individus.

CONCEPT 13.1

Les gènes des parents sont transmis à leurs enfants par l'intermédiaire des chromosomes

17, 18, 19 et 20.

On ressemble à nos parents parce qu’on reçoit leurs gènes via les gamètes.

Les gènes programment nos cellules afin qu'elles synthétisent les protéines dont l'effet cumulatif produit les caractères «héréditaires» de l’organisme.

Chaque gène occupe un locus sur un chromosome, un lieu.

Deux parents Un parent

22. Reproduction asexuée et sexuée

La reproduction est l'apparition de nouveaux individus à partir des anciens : selon le mode asexué ou sexué.

CONCEPT 13.1

(2)

Caractéristiques de la reproduction asexuée 1. Un parent qui produit un ou plusieurs double(s) de

lui-même.

2. Production de clones : descendants génétiquement identiques au parent.

3. Grâce à la mitose des eucaryotes ou à la scissiparité des procaryotes.

CONCEPT 13.1

Bourgeonnement de l'hydre (un animal)

— mitose

Campbell : 250 (2^eéd.)

— Figure 13.1

Campbell : 223 (1^eéd. Française) — Figure 11.3 Campbell : 240 (2^eéd. Française) — Figure 12.10

Bacilles courts d'Escherichia coli (ø = 1 !m)

Des exemples !

Scissiparité de la bactérie

Reproduction de l’Amibe (un protozoaire appartenant au

règne des protistes) — mitose

Campbell : 230 (2^eéd.) — Figure 12.1

Caractéristiques de la reproduction sexuée 1. Deux parents produisent des gamètes qui se

fécondent.

2. Les descendants sont différents «génétiquement» de leurs parents puisque issus du mélange des gènes parentaux.

3. Grâce à la méiose (eucaryotes seulement).

CONCEPT 13.1

CONCEPT 13.2

La méiose et la fécondation alternent dans la reproduction sexuée

23. Cycle de développement

Vie d’un organisme (de sa conception jusqu’à la production de ses descendants.)

24. Nombre de chromosomes dans une cellule somatique

! 46

(3)

25. Chromosome métaphasique — caractéristiques Une certaine forme spécifique : grosseur, largeur.

Une position définie du centromère.

Un patron spécifique de bandes de coloration (si on ajoute des colorants)

Figure 13.3

CONCEPT 13.2

26. Caryotype et chromosomes homologues

Chromosomes homologues Les deux chromosomes d'une paire.

Chromosomes semblables (même longueur, même forme, même position du centromère, mêmes bandes colorées).

CONCEPT 13.2

Figure 13.3

Caryotype

Présentation ordonnée des chromosomes métaphasiques.

Regroupement des «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) ou quatre homologues (tétraploïdie).

CONCEPT 13.2

Figure 13.3

26. Caryotype et chromosomes homologues

CONCEPT 13.2

27. Chromatides soeurs et chromatides non soeurs ou homologues

Bleus

Lisses Frisés

Bleus Yeux

Cheveux

Chromatides non soeurs

Chromatides des chromosomes d'une paire homologue.

Portent, aux mêmes locus , des gènes qui déterminent les mêmes caractères.

Ces gènes peuvent être identiques ou non.

Chromatides soeurs Chromatides d'un même chromosome.

Identiques génétiquement.

(4)

CONCEPT 13.2

28. Une exception à la règle des homologues : la paire sexuelle est partiellement homologue chez les mâles

Animaux femelles Animaux mâles

Paire sexuelle XY (partiellement homologue)

Paire sexuelle XX (complètement homologue)

Les portions non homologues de la paire XY expliquent les différences sexuelles entre les hommes et les femmes.

Régions homologues Régions différentes

CONCEPT 13.2

Un caryotype humain « normal » possède 23 paires de chromosomes homologues au total.

22 paires de chromosomes homologues : les autosomes Identiques chez les deux sexes.

Dénommées à l’aide de numéros : paire 1 -1', paire 2 - 2’ ….

1 paire de chromosomes homologues «sexuels» : les hétérosomes ou hétérochromosomes

Différente chez les deux sexes.

Dénommée à l’aide de lettres : XX ou XY Correspond à la 23^e paire.

CONCEPT 13.2

La méiose et la fécondation alternent dans la reproduction sexuée Les petites portions homologues des

chromosomes X et Y portent les mêmes types de gènes chez les hommes et chez les femmes. Il n’y a pas de différence dans l'expression des caractères déterminés par ces gènes.

Les grandes portions différentes des chromosomes X et Y ne portent pas 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 le sexe.

CONCEPT 13.2

La méiose et la fécondation alternent dans la reproduction sexuée Le chromosome X porte des gènes qui ne seront jamais présents sur le chromosome Y.

Exemples de gènes portés uniquement par X Gène du daltonisme.

Gène de l'hémophilie.

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

Exemples de gènes portés uniquement par Y Gène du syndrome de l'homme couvert de longs poils.

Gène de l'homme ayant une peau craquelée et écailleuse.

(5)

CONCEPT 13.2

Les individus souffrant du syndrome de Down ont 3 chromosomes 21 Cette personne

possède combien d’autosomes ?

Cette personne possède combien d’hétérosomes ?

Campbell : 303 (2^eéd.) Figure 15.14

45

2 CONCEPT 13.2

29. Nos paires de chromosomes découlent de notre origine sexuée.

+ =

Spermatozoïde = 23 chr. Ovule = 23 chr. Zygote = 46 chr.

CONCEPT 13.2

30. Nombre haploïde (N) et nombre diploïde (2N)

Gamètes (cellules reproductrices) Cellules haploïdes

Contiennent un seul jeu de chromosomes Le lot haploïde est de 23 chromosomes (n = 23)

+ =

Zygote et toutes les cellules somatiques qui en découlent.

Cellules diploïdes Contiennent deux jeux de chromosomes

Le lot diploïde est de 46 chromosomes (2n = 46) 22 autosomes

1 hétérosome X chez les femelles X ou Y chez les mâles

44 autosomes 2 hétérosomes XX chez les femelles XY chez les mâles

Campbell (2^eéd.) — Figure 15.8 : 297

CONCEPT 13.2

(6)

CONCEPT 13.2

31. Cycles de développement sexué

Se caractérisent par une alternance entre la phase diploïde (issue de la fécondation des gamètes) et la phase haploïde (issue de la méiose)

Trois types de cycles sexués selon la durée des deux phases

• Diplonte : Animaux

• Haplonte : Algues et Mycètes

• Diplo-haplonte : Végétaux

CONCEPT 13.2

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

La méiose produit des gamètes qui se fécondent ou meurent.

Le zygote diploïde issu de la fécondation se divise ensuite par mitose et produit l'organisme multicellulaire diploïde.

Cycle diplonte

Cycle diplonte de l’humain

CONCEPT 13.2

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

Quand les conditions sont bonnes, l’organisme se reproduit de façon asexuée, par mitose. Mais lorsque les conditions deviennent difficiles, à la mauvaise saison, la reproduction sexuée entre en jeu. Deux organismes haploïdes fusionnent alors ensemble et forment un zygote diploïde résistant qui passe l’hiver.

Dès que les conditions le permettent, le zygote se divise par méiose en cellules haploïdes qui formeront les adultes haploïdes.

Cycle haplonte

(7)

Cycle haplonte d’une algue unicellulaire : Chlamydomonas CONCEPT 13.2

Génération du sporophyte (organisme diploïde)

La génération du sporophyte engendre la génération du gamétophyte comme descendant, via la méiose et les spores haploïdes qui en sont issues.

Cycle haplo-diplonte ou diplo-haplonte

Génération du gamétophyte (organisme haploïde) La génération du gamétophyte engendre la génération suivante du sporophyte, via les gamètes qui se fécondent.

Deux organismes multicellulaires se reproduisent alternativement —alternance des générations haploïde et diploïde

Cycle diplo-haplonte de la fougère

Campbell : 633 (3^eéd.) — Figure 29.12 Fougère

Sporophyte (2n)

Mitose et développement

Prothalle Gamétophyte (n)

Mitose et développement

32. Les cycles sexués créent de la variation génétique chez les descendants

La méiose introduit de la variabilité génétique chez les descendants car ceux-ci sont issus du réassemblage du demi lot génétique de deux parents.

CONCEPT 13.2

(8)

CONCEPT 13.3

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

33. Préparation de la cellule pour la division (par méiose)

Il y a réplication des chromosomes en phase S de l'interphase ainsi que réplication du centrosome et de ses centrioles tout au long de l'interphase.

34. Méiose (définition)

Deux divisions cellulaires consécutives appelées méiose I et méiose qui produisent quatre cellules ayant, chacune, la moitié des chromosomes de la cellule mère.

CONCEPT 13.3

La méiose est la réduction de moitié du nombre de jeux de chromosomes et le passage du stade diploïde au stade haploïde 35. La répartition des chromosomes

homologues au cours de la méiose Méiose I (division réductionnelle) 2n répliqué —> n répliqué

Les deux chromosomes homologues de chaque paire se séparent.

Produit deux cellules haploïdes n’ayant qu'un jeu de chromosomes doubles ou répliqués.

Campbell : 261(3^eéd.) — Figure 13.7 Méiose II (division équationnelle) n répliqué —> n simple

Les chromatides soeurs se séparent.

Produit quatre cellules haploïdes n’ayant qu'un jeu de chromosomes simples ou non répliqués.

Il y a maintenant quatre cellules haploïdes en remplacement de la cellule de départ diploïde. Les quatre cellules reproductrices sont des gamètes chez les animaux ou des spores chez les végétaux.

36. Les phases de la méiose

CONCEPT 13.3

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

• Durant l’interphase, le centrosome, les centrioles et les chromosomes se répliquent.

• Le matériel génétique apparaît sous forme de chromatine même lorsque les chromosomes se sont répliqués en chromatides soeurs.

AVANT LA MÉIOSE , À LA FIN DE L’INTERPHASE

Lys (U. Wisconsin)

Campbell (2^eéd.) — Figure 13.7 : 256 Centrosomes et centrioles (répliqués)

Membrane

nucléaire Chromatine

Lys (U. Wisconsin)

Chromatides sœurs

(2) homologues appariés

Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I

Croisement des chromatides homologues (chiasma) suivi d’un enjambement (un échange génétique)

• Le fuseau de division s’installe, la membrane nucléaire et les nucléoles 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 de gènes entre les chromatides non soeurs).

• À la fin de la prophase, les microtubules du fuseau s'attachent à chaque homologue.

Fuseau de division

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Campbell (2^eéd.) — Figure 13.7 : 256 Microtubule

kinétochorien

Plaque équatoriale

Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I

Lys (U. Wisconsin)

• Les paires (sous forme de tétrades de chromatides) s'alignent à la plaque équatoriale.

• Les chromatides sont retenues ensemble par des points de croisement où les enjambements ont eu lieu : les chiasmas.

Le hasard détermine lequel des homologues se place d’un côté ou l’autre de la plaque.

Centromère avec kinétochore

Campbell (2^eéd.) — Figure 13.7 : 256 Chromatides sœurs

encore liées

Séparation des paires homologues

Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I

Lys (U. Wisconsin)

• Les paires se séparent et chaque homologue migre vers son pôle.

• À la fin de l'anaphase, chaque extrémité possède un nombre haploïde de chromosomes mais ceux-ci sont encore à l’état répliqué.

TÉLOPHASE 1

Chaque extrémité de la cellule en division possède maintenant un nombre haploïde de chromosomes (n) mais ceux-ci sont encore à l’état double.

CYTOCINÈSE

Lorsque la cytocinèse se produit, elle procède comme pour la mitose : un sillon de division (cellules animales) et une plaque cellulaire (cellules végétales).

Campbell (2^eéd.) — Figure 13.7 : 256 Reformation des noyaux et décondensation des chromosomes (certaines espèces seulement)

Méiose I : prophase I — métaphase I — anaphase I — télophase I

Lys (U. Wisconsin)

Le fuseau de division se forme.

Les fibres du fuseau s'accrochent aux kinétochores des chromatides.

Les fibres alignent les chromatides à la plaque équatoriale.

Les chromatides se séparent en chromosomes individuels et migrent vers les pôles opposés.

La cellule s'allonge grâce aux fibres polaires du fuseau.

Les noyaux se reforment.

La cytocinèse sépare les cytoplasmes des deux cellules produisant quatre cellules filles.

Méiose II : prophase II — métaphase II — anaphase II — télophase II

Intercinèse chezcertaines espèces Pas de réplication d'ADN, du centrosome et des centrioles durant cette période.

(10)

37. La source première de la diversité génétique est la mutation car elle produit les nouveaux gènes.

CONCEPT 13.4

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

38. La diversité génétique résulte essentiellement d'une redistribution des gènes selon des combinaisons propre à chaque individu de l'espèce grâce à trois processus :

• Les enjambements (en prophase 1)

• Les assortiments indépendants (en métaphase 1)

• La fécondation aléatoire des gamètes

CONCEPT 13.4

En prophase 1, les enjambements mélangent les gènes parentaux

• Les homologues (paternel et maternel) s'apparient (synapse), se croisent (chiasma), se cassent puis échangent des gènes ; c‘est une recombinaison.

• Phénomène qui produit des chromosomes légèrement différents des

chromosomes parentaux.

Paternel Maternel

CONCEPT 13.4

• Les paires homologues se disposent de façon aléatoire de part et d’autre de la plaque équatoriale et ce, de façon indépendante des autres paires. Ainsi, l’un ou l’autre des deux homologues peut se retrouver dans un gamète.

• Une disposition des chromosomes = un assortiment indépendant = une méiose.

• Un assortiment indépendant produit deux types de gamètes : 2 gamètes d'un type, par exemple combinaison no 1, et, 2 gamètes d'un autre type, par exemple, combinaison no 2.

• Nombre possible d’assortiments indépendants = 2^n-1

• Nombre possible de gamètes de type différent, issus de tous les assortiments = 2ⁿ Paternel Maternel

En métaphase 1, les assortiments indépendants mélangent les

chromosomes parentaux

n = nombre haploïde de l’espèce

CONCEPT 13.4

La nature aléatoire de la fécondation ajoute à la variation génétique qui découle de la reproduction sexuée

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

Exemple d'un couple humain

• Chaque gamète représente une seule des huit millions de combinaisons chromosomiques possibles en raison des assortiments indépendants durant la méose (2ⁿ gamètes = 2²³ = environ 8 millions).

• La fusion d'un gamète mâle avec un gamète femelle produit un zygote qui possède une seule combinaison chromosomique diploïde sur une possibilité de 64 billions (8 millions x 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 de combinaisons possibles. Chaque être est unique !

(11)

40. La variation génétique est favorable à l'évolution des espèces. L’étude de la reproduction asexuée et sexuée permet de mettre cette notion en évidence.

CONCEPT 13.4

Lors de la reproduction asexuée, les individus sont des clones des parents. La mitose assure la production rapide de nombreux individus qui ont tous les mêmes gènes les rendant aptes à survivre dans le milieu tant que celui-ci est favorable. Cependant si ce dernier se modifie et qu’aucun individu ne possède les gènes nécessaires pour faire face au changement, tous vont mourir.

La reproduction asexuée n’est donc pas favorable à l’évolution de l’espèce mais elle présente tout de même les avantages d’être rapide et productive. Elle perpétue les individus lorsque le milieu est favorable et constant (par exemple le milieu durant la saison estivale avec de bonnes conditions de température et de nourriture).

CONCEPT 13.4

Lors de la reproduction sexuée, les individus sont des recombinaisons entre les parents. La méiose assure la production d'un nombre plus restreint d'individus mais ayant des combinaisons génétiques uniques. Si le milieu vient à changer, peut-être que la plupart des individus vont mourir sauf ceux qui ont une combinaison de gènes leur permettant de faire face aux changements. Ces individus vont se reproduire et transmettre leurs gènes, plus adaptés au nouveau milieu, à leurs descendants. La quantité de «bons»

gènes augmente de génération en génération. L'espèce évolue.

La reproduction sexuée présente cependant les désavantages d’être plus lente et moins productive que la reproduction asexuée : il faut plus de temps pour produire moins d'individus. Par contre, en assurant la survie de l’espèce dans un milieu changeant (par exemple, le milieu durant la saison hivernale où la température a chuté et où la nourriture est rare), elle permet son évolution.

40. Les rôles de la méiose

a) Produire les cellules haploïdes pour la reproduction de l’espèce : gamètes des animaux qui se fécondent immédiatement ou spores des végétaux qui engendrent plus tard, les gamètes.

Organisme pluricellulaire mâle ou femelle

Gamètes n

(spermatozoïdes_X ou Y) Fécondation

Animaux

CONCEPT 13.4

Méiose dans les gonades (testicules ou ovaires) Gamète n

(ovule_X) Zygote 2n

XX_femelle ou XY_mâle

Mâle

Femelle

XY XX

CONCEPT 13.4

Végétaux (plante à fleur)

Organisme pluricellulaire

Méiose dans la fleur femelle (pistil) et les fleurs mâles (étamines)

Grain de pollen Zygote 2n

Fécondation

Gamète

n

anthérozoïde

Organisme pluricellulaire haploïde

Gamète

n

oosphère

Sac embryonnaire

Spore mâle Spore femelle Spores

n

Mitose et développement Mitose et développement

(12)

40. Les rôles de la méiose (suite)

CONCEPT 13.4

b) Maintenir la constance du lot génétique de génération en génération en permettant la réduction génétique, restaurée ensuite par la fécondation.

c) Produire une infinité de combinaisons génétiques dans les gamètes (ou les spores) engendrant ainsi des descendants génétiquement variés.

Coccinelles asiatiques

Source

FIN

Lectures obligatoires et exercices à faire (édition no 3) Chapitre 13

Révision du chapitre, p. 267 Autoévaluations : 1 à 12

Retour sur les concepts : 13.1, 13.2, 13.3 et 13.4 : 1

(13)

Bernadette Féry Automne 2007

Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05)

Source Chapitre 46,

Campbell, 3 ^e édition

LA SPERMATOGENÈSE ET L’OVOGENÈSE

La spermatogenèse a lieu dans les tubules séminifères du testicule.

1. La spermatogenèse est la production des gamètes mâles, les spermatozoïdes

Canaux efférents

Canal épididymaire

Lobule testiculaire

Tube droit

Septa testis Coiffe épididymaire

Canal déférent

Source

Coupe transversale de tubules

séminifères

(14)

La spermatogenèse regroupe la méiose suivie de la spermiogenèse

n 2n

Se multiplie activement par mitose dès la puberté fournissant ainsi de nombreuses cellules.

Spermatogonie

Certaines spermatogonies restent au bord du tubule et continuent de se multiplier alors que d’autres croissent et migrent en profondeur en devenant des spermatocytes I qui subissent la méiose.

Spermatocyte I

Spermatocyte II

Spermatide

Spermatozoïde Cellule qui subit la méiose Cellule de la lignée germinale située à la périphérie des tubules séminifères

MÉIOSE

Cellule de soutien Tubule séminifère

Noyau

Cytoplasme

Les spermatides issues de la méiose se différencient en spermatozoïdes en perdant du cytoplasme et en développant un flagelle.

Protège, soutient et nourrit les cellules en développe ment.

n 2n

n

n n n

MITOSE

SPERMIOGENÈSE

2. L’ovogenèse est la production du gamète femelle, l’ovule

L’ovogenèse a lieu en partie dans l’ovaire et en partie dans le pavillon et / ou le haut des trompes.

Campbell (2

^e

éd.) — Figure 46.9 : 1074

Trompe utérine

Pavillon Ovaire

OVAIRE Médulla

Cortex

Vaisseaux sanguins

Campbell (2

^e

éd.) — Figure 46.13 : 1077

(15)

L’ovogenèse débute dans l’ovaire embryonnaire mais s’interrompt bientôt pour reprendre au moment de la puberté au cours d’un cycle ovarien. Le processus complet de l’ovogenèse ne se termine qu’après la fécondation de l’ovocyte II. (Source)

2n

À partir des ovogonies, des clones cellulaires reliés par des ponts cytoplasmiques sont formés par mitoses successives rapides dans le zone corticale de l'ovaire ; du 2^e au 7^e mois de la vie fœtale.

Ovogonie Cellule germinale à la périphérie des ovaires embryonnaires

MITOSE

2n

Follicule primordial

OVAIRE EMBRYONNAIRE ^ATRÉSIE FOLLICULAIRE 6 à 7 millions de follicules primordiaux vers le 8^e mois de vie fœtale. Entre 300 000 et 2 millions à la naissance. À la fin de la puberté, il persiste environ 250 000 follicules par ovaire. À la ménopause, il n'en reste plus.

Source Noyau Cytoplasme

Ovocyte I bloqué en prophase I et entouré d’une couche de cellules folliculaires.

n

Ovule et (3) globules polaires

Follicule primordiaux

Corps jaune en pleine croissance

Follicule de De Graaf

Expulsion de l’ovocyte 2 et de son globule polaire

CORTEX

Corps jaune MÉDULLA Ligament

ovarien Corps blanc

Follicules en développement

Ovulation

n

Ovocyte II et (1) globule polaire La méiose reprendra au cours d’un cycle de

l’ovaire. Chaque mois, quelques follicules primordiaux (une douzaine par ovaire) amorcent leur développement. Les ovocytes 1 de ces follicules reprennent leur méiose tandis que leurs cellules folliculaires se multiplient (accroissement de taille de chaque follicule).

L’un d’entre eux se développe plus que les autres et devient le follicule de De Graaf. Son ovocyte se divise en un ovocyte II associé à un minuscule globule polaire (ovocyte sans cytoplasme). L’ovulation libère l’ovocyte II et son globule associé.

Si l’ovocyte II est fécondé, il termine sa deuxième division méiotique et devient un ovule associé à un minuscule globule polaire.

Le premier globule se divise également et produit deux globules plus petits que lui .

Après fécondation

MÉIOSE

Dès la 12^e semaine, les ovogonies amorcent la prophase I de la méiose et se bloquent à ce stade. Elles prennent le nom d’ovocyte I.

Au moment de leur blocage en prophase I, les ovocytes I sont isolés et entourés chacun d'une couche de cellules épithéliales folliculaires aplaties formant ainsi le follicule primordial (ovocyte I + cellules folliculaires).

OVAIRE ADULTE Ovocyte I

3. Tableau comparatif de la spermatogenèse et de l'ovogenèse

Très rare

Équivaut au nombre d’enfants plus les avortements

Un nombre infini

NOMBRE DE

MÉIOSES

Ovule (1) et globules polaires (3) Un gamète fonctionnel et trois cellules dégénératives

Spermatides (4)

Quatre cellules appelées à devenir des gamètes fonctionnels : les

spermatozoïdes

NOM DES CELLULES

RÉSULTANT DE LA MÉIOSE

Ovocyte I Spermatocytes I

NOM DES CELLULES SUBISSANT LA MÉIOSE

Principe: épuisement des réserves Diminution exponentielle en continue du nombre d'ovules potentiels ((follicules) depuis la période foetale. Epuisement des réserves avec la ménopause

Principe: néoformation continue Bien que la production de

spermatozoïdes se fasse de la puberté à la mort, elle est soumise à des fluctuations extrêmes en ce qui concerne la quantité et la qualité.

NOMBRE DES GAMÈTES

Production de la totalité des réserves des cellules germinales (ovogonies)

Entrée en méiose (arrêtée en prophase I) Pas de production de cellules

germinales (spermatogonies) Pas de début de méiose

PÉRIODE FOETALE

Cortex ovarien Tubules séminifères du testicule

LIEU

OVOGENÈSE SPERMATOGENÈSE

Source

(16)

4. Les anomalies de divisions qui se produisent durant la gamétogenèse peuvent entraîner de graves conséquences

Campbell (2

^e

éd.) — Figure 15.11 : 301

Quelques anomalies en bref

FIN DU COURS 4

(17)

Féry / A07 EXERCICES DU BLOC 2 : COURS 6 (MÉIOSE ET CARYOTYPE) - 1 -

Exercices sur le chapitre 13

Exercice 1 : Méiose figure 13.8

1. Cette cellule est en prophase méiotique I. Identifiez les structures numérotées.

2. Complétez la prophase I en dessinant les chromosomes après leur appariement.

Utilisez les lettres majuscules et minuscules pour distinguer les chromosomes.

3. Complétez la métaphase I en dessinant les deux plaques équatoriales possibles.

4. Dessinez les chromosomes dans les cellules à la fin de la division I et à la fin de la division II.

Exercice 2 : Division et caryotype

a. Quelle est la formule chromosomique de cette cellule ? b. Si cette cellule subit la mitose, quelle sera la formule

chromosomique d'une de ses cellules filles ? 1. Voici la représentation schématique d'une cellule.

c. Si cette cellule subit la méiose, quelle sera la formule chromosomique d'une de ses cellules filles ?

Exercice 3 : Caryotype p. 257

1 .

Quels sont les deux aspects particuliers que l’on étudie avec un caryotype ?

2 .

Caryotypes humains.

Pour chacun, dites si c’est un homme ou une femme et trouvez l’anomalie.

a. b.

(18)

Féry / A07 EXERCICES DU BLOC 2 : COURS 6 (MÉIOSE ET CARYOTYPE) - 2 - Exercice 4 : Formation des gamètes chez les animaux

1. Observez les schémas et répondez. Quelles cellules subissent la méiose :

a. Chez les mâles ? b. Chez les femelles ?

Exercice 5 : Comparaison mitose et méiose p. 264

MITOSE MÉIOSE

Préparation à la division

Nombre de divisions

Nom des cellules qui subissent la division (cellules somatiques, spermatocytes 1 et ovocytes 1 (animaux), celles mères des spores (végétaux)

Appariement des homologues et enjambements (oui ou non)

Nom des cellules issues du processus

Formule chromosomique des cellules filles

• Si 2n au départ

• Si n au départ Rôles

(19)

Féry / A07 EXERCICES DU BLOC 2 : COURS 6 (MÉIOSE ET CARYOTYPE) - 3 - Exercice 6 : Applications

1. La souris possède (40) chromosomes dans ses cellules somatiques.

a) Quel est son lot haploïde ? ………….. Et son lot diploïde ? ……..

b) Combien de paires homologues ? ……..

c) Combien de chromosomes dans une cellule pulmonaire (cellule somatique) ? ……..

d) Combien de chromosomes dans un gamète (ovule, spermatozoïde) ? ……..

e) Combien d’autosomes dans une cellule rénale ? …. Et combien de chromosomes sexuels ?….

f) Combien d’autosomes dans un ovule ? …….. Et combien de chromosomes sexuels ? …….

2. Soit une cellule à 28 chromosomes

a) Combien de cellules produit-elle après 5 mitoses ? ……… b) Combien de chromosomes dans ces cellules ? …….

3. Les ovules et les spermatozoïdes se multiplient par mitose. Vrai ou faux ? Justifiez votre réponse 4. Une personne souffre du syndrome de Down (3 chromosomes 21 ou trisomie 21). Combien a-t-elle :

a) de chromosome(s) dans une cellule épithéliale ? ……….

b) d'autosome(s) dans une cellule intestinale ? ……….

c) d'hétérochromosome(s) dans une cellule rénale ? …….. et d’autosomes ? ……

d) de chromosomes sexuels dans un gamète ? ……….. et d’autosomes ? …… ou …..…

5. Indiquez pour les organismes suivants le nombre possible de gamètes différents issus de la méiose si tous les assortiments indépendants se produisent.

Quel est son jeu haploïde (n)

Nombre de gamètes différents = 2 ⁿ

Combien d’assortiments sont nécessaires pour produire tous ces gamètes (= au nombre de méioses nécessaire

= 2 ^n-1) Pois : 14 chromosomes.

Drosophile : 4 chromosomes Humain : 46 chromosomes

6. Combien de sortes de gamètes différents une drosophile produit-elle après une seule méiose ? ………

7. Madame Léger a eu trois enfants et en a perdu un au début d'une grossesse ? Combien de méioses complètes cette dame a-t- elle subi, de façon certaine ? ……….

a. Ces chromosomes sont-ils répliqués ou non répliqués ? b. Ce lot de chromosomes est un lot haploïde ou diploïde ?

Justifie ta réponse.

8. Soit un individu au caryotype (ou au génotype) suivant :

c. À quel moment ce caryotype a-t-il été préparé ?

d. Combien comptez-vous de chromosomes ? e. Combien comptez-vous de paires chromosomes homologues ?

Exercice 7 : Reproduction sexuée et asexuée

Indiquez si les modes de reproduction suivants sont des phénomènes sexués ou asexués.

1) Les mousses se fragmentent et chaque fragment produit une nouvelle mousse.

2) Un bras d'étoile de mer se régénère en un nouvel individu.

3) La moisissure noire du pain produit des spores par mitose qui dispersent le mycète.

4) La moisissure noire du pain produit des filaments mâles et femelles qui fusionnent en un zygote ; ce dernier produit plus tard des spores, par méiose, qui propagent le mycète.

5) Le lys produit des bulbilles qui tombent au sol contribuant ainsi à le propager.

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Féry / A07 EXERCICES DU BLOC 2 : COURS 6 (MÉIOSE ET CARYOTYPE) - 4 - Exercice 8 : Reproduction sexuée et asexuée

Complétez le schéma de concept suivant.

Sexuée Asexuée Méiose Mitose Scissiparité Deux Identiques Différents Changeant Stable UnRapide Plus lente Reproduction

4. ... parent.

5. Favorable dans un milieu ...

6. Reproduction ... . 7. Individus génétiquement ... . (des clones)

8. Processus : ... (eucaryotes) et ... (procaryotes).

Reproduction de l'hydre par bourgeonnement

Reproduction des plantes par boutures

Reproduction de Chlamydomonas en période rigoureuse

Reproduction ...

...

Production de nouveaux organismes

9. ... parents.

10. Favorable dans un milieu ...

11. Reproduction plus ... . 12. Individus génétiquement...

13. Processus : ... . Reproduction de

Chlamydomonas en période favorable

Cycle haplonte

Chez les mycètes et les algues.

Majeure partie de la vie est n.

Cycle diplonte Chez les animaux.

Majeure partie de la vie est 2n.

Reproduction des humains Cycle diplo-

haplonte Chez les végétaux.

Deux vies : n et 2n.

Reproduction de la fougère (vie du gamétophyte et vie du sporophyte)

Reproduction ...

1.

2.

3.

Exercice 9 : Méiose

Une cellule eucaryote animale possède quatre chromosomes : A, son homologue a, B et son homologue b. Placez ces chromosomes sur les schémas «simplifiés» de la méiose de façon à représenter les deux assortiments possibles à la plaque équatoriale et voyez quels gamètes en sont issus.

A B Début

interphase

Fin interphase

MÉIOSE

Deux gamètes

d’une sorte Deux gamètes d’une

autre sorte

A B Début

interphase

Fin interphase

MÉIOSE

Deux gamètes

d’une sorte Deux gamètes d’une

autre sorte

1) Combien y a-t-il de gamètes, au total, issus de cette méiose ? 2) Combien y a-t-il de sortes de gamètes issues de cette méiose ? 3) Nommez ces deux sortes. et

4) Il y a deux autres possibilités de gamètes. Pour les trouver, inversez une paire homologue à la plaque équatoriale. Ces autres gamètes sont : et