Partie II Chapitre 2 la diversité génétique des individus


Ce que nous cherchons: comment expliquer la diversité des espèces et la diversité des individus au sein d'une espèce ?


I. La biodiversité au sein d'une espèce


Ce que nous cherchons: comment caractériser un individu ?

Activité 1 : les caractères des êtres humains


Bilan I: Tous les êtres humains possèdent en commun des caractères spécifiques à l'espèce humaine, qui les différencient des autres espèces.
Il existe des variations individuelles de ces caractères, propres à chaque individu, et qui permettent de l'identifier. Ex : couleur des yeux, groupe sanguin...
Certains caractères se transmettent au sein d'une même famille, on dit qu'ils sont héréditaires. (ex : couleur des yeux). Certains caractères sont modifiés par les conditions de vie (ex: le bronzage, l'alimentation). Ce sont des modifications exprimées au niveau de l'individu concerné, qui ne sont pas héréditaires.


II. La localisation des informations héréditaires


Ce que nous cherchons: comment les caractères héréditaires peuvent-ils être transmis de génération en génération?


Aux premiers instants de la vie nous ne sommes constitués que d'une seule cellule, la cellule œuf. Cette cellule ne renferme aucun caractère visible. Ce ne sont donc pas les caractères qui sont transmis mais des informations codées. Cet ensemble d'informations constitue le programme génétique de l'individu.


Ce que nous cherchons: Où se trouve localisé le programme génétique dans la cellule?


Hypothèse : dans le noyau


Activité 2: la localisation de l'information héréditaire


Activité 3 : étude de caryotypes humains

Bilan II: l'ensemble des informations héréditaires nécessaires à la réalisation des caractères d'un individu est contenu dans le noyau de la cellule œuf, à l'intérieur des chromosomes .
Toutes les cellules d'un être humain (à l'exception des cellules sexuelles) possèdent 23 paires de chromosomes. L'une d'elle présente des caractéristiques différentes selon le sexe. XX chez la fille et XY pour le garçon; ces chromosomes de la 23ème paire sont appelés chromosomes sexuels.
Les chromosomes des 22 autres paires sont morphologiquement semblables 2 à 2 (chromosomes homologues).
Une anomalie dans le nombre des chromosomes empêche le développement de l'embryon ou entraîne une modification des caractères de l'individu (ex: trisomie 21), ce qui confirme que chaque chromosome porte des informations génétiques.


Caryotype: présentation ordonnée de l'ensemble des chromosomes présents dans une cellule d'une espèce


Chromosomes homologues: semblables en taille et en forme


III Le support des informations héréditaires


Ce que nous cherchons: Comment l'information héréditaire est-elle organisée au niveau des chromosomes ?


Activité 6 Les groupes sanguins TP


Bilan III:

• L'ADN est le support de l'information génétique et constitue les chromosomes.
L'ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visible les chromosomes.
Le gène est un fragment précis de molécule d'ADN, qui porte une information génétique pour un caractère (par exemple « sexe masculin »).
Ce fragment de molécule peut être extrait d'un être vivant et transféré à un autre, ce qui prouve que l'ADN est universelle. L'individu devient un Organisme Génétiquement Modifié, et exprime alors l'information génétique qui lui a été transmise.
• Le phénotype, l'ensemble des caractères d'un individu, dépend du génotype, l'ensemble des gènes de cet individu.
Chaque chromosome contient de nombreux gènes. Un gène donné occupe la même position sur chacun des chromosomes d'une paire.
Un gène peut présenter des versions différentes appelées allèles (par exemple, le gène du groupe sanguin existe sous les allèles A, O ou B). La molécule d'ADN présente des différences selon les allèles.
Chez un individu, sur une paire de chromosomes, les 2 allèles d'un même gène peuvent être identiques (ex: A et A; B et B) ou différents (ex: A et B; A et O)
Quand les 2 allèles sont différents:
-Soit ils s'expriment tous les 2 et sont responsables chacun d'un caractère (co-dominants)
-Soit un seul des allèles intervient (dominant)et l'autre ne détermine pas la réalisation d'un caractère.(récessif)


IV La transmission des informations héréditaires


Toutes les cellules de l'organisme, à l'exception des cellules reproductrices, possèdent le même nombre de chromosomes et la même information génétique que la cellule œuf dont elles proviennent par divisions successives.


Ce que nous cherchons: Comment peut-on avoir maintien du nombre de chromosomes au cours des divisions cellulaires?


Activité 7 : chromosomes et divisions cellulaires


Bilan IV :
Avant chaque division cellulaire (mitose), chaque chromosome fait une copie identique de lui-même: un deuxième filament se forme, identique au premier. C'est la réplication. Ainsi, la quantité d'ADN dans la cellule double, mais son nombre de chromosomes est toujours de 46.
Lors de la division cellulaire, les 2 filaments de chaque chromosome se séparent et migrent à chaque extrémité de la cellule. Chaque cellule, issue d'une division, reçoit ainsi 46 chromosomes simples, constitués d'une molécule d'ADN, identiques à ceux de la cellule initiale. Il y a bien conservation de l'information génétique.


https://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0079-2


V Origine de la diversité génétique des individus


Ce que nous cherchons : comment expliquer l'unicité des individus et l'apparition de nouveaux caractères dans une population ?
https://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0051-2


Spermatozoïde + ovule = cellule œuf à 46 chromosomes


Ce que nous cherchons: Quel est le contenu chromosomique des cellules reproductrices?


Activité 8: cellules reproductrices et leur formation
Activité 9 : brassage génétique TP
Activité 10 : les mutations


Bilan V :
Les cellules souches à l'origine des cellules reproductrices possèdent 46 chromosomes. Elles subissent une division particulière, la méiose, où les chromosomes homologues de chaque paire se séparent au hasard, divisant ainsi le nombre de chromosomes par 2. Dans une 2ème étape, les filaments de chaque chromosome double se séparent.
Les cellules reproductrices reçoivent donc un seul chromosome de chaque paire, soit 23 chromosomes, et un seul allèle pour chaque gène.
Un même individu peut donc produire une grande variété de cellules reproductrices.
La fécondation réunit au hasard, un spermatozoïde et un ovule, ce qui rétablit le nombre chromosomique de l'espèce. La cellule œuf reçoit pour chaque gène, un allèle du père, un allèle de la mère.
La reproduction crée donc au hasard un nouveau programme génétique, celui d'un individu génétiquement unique.


Conclusion :
La diversité génétique des individus est liée au brassage des allèles lors de la reproduction sexuée.
Des mutations accidentelles de l'ADN peuvent être à l'origine de nouveaux phénotypes, ce qui agit sur la diversité génétique des individus.