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Sciences de la Vie et de la Terre Cours de terminale S Programme obligatoire.

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1 Sciences de la Vie et de la Terre Cours de terminale S Programme obligatoire

2 Chapitre 1 Stabilité et variabilité génétiques des individus. Introduction : « tous identiques, tous différents » caryotypegénotype Comment expliquer la stabilité chromosomique et la variabilité génétique entre les générations ?

3 I.La stabilité du caryotype A.Reproduction sexuée et cyles de développement Voir activité 1 pages 106 et 107

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5 Voir activité 2 pages 108 et 109

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7 B- Les étapes de la méiose observation vidéo + schéma des différentes étapes. Bilan chromosomique de la méiose Remarque Exercice 1 : reconnaissance des étapes de la méiose (voir feuille) Exercice 2 : représenter sous forme graphique lévolution de la quantité dADN dans les cellules au cours de la méiose.

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9 Le déroulement de la méiose dans le temps est différente chez lHomme et chez la Femme.

10 C- La fécondation et le début du développement Voir livre pages 114/115 : décrire en quelques lignes les étapes et le bilan de la fécondation. (DM) Les principales étapes de la fécondation et le début du développement : Les spermatozoïdes, attirés chimiquement par lovocyte « dansent » autour de lui par centaines. Ces deux types de cellules ou gamètes sont haploides (n). On distingue entre lovocyte et sa gangue un globule polaire (cellule « avortée » issue de la première division de méiose). A laide denzymes déversés à partir de leur acrosome, les spz percent la gangue de lovocyte jusquà la membrane cytoplasmique de celui-ci. Dès quun spz touche cette membrane, il se produit une réaction qui décolle la membrane de la gangue, créant un espace que les autres spz ne peuvent franchir : ainsi, un seul spz peut transférer son noyau dans le cytoplasme de lovocyte. Ce décollement de la membrane est donc un obstacle à la polyspermie. Cest la pénétration du noyau du spz qui déclenche la deuxième division de méiose de lovocyte, à lorigine du deuxième globule polaire. Les deux noyaux ou pronucléi migrent alors lun vers lautre et fusionnent : cest la caryogamie. Cette caryogamie rétablit la diploidie dans la cellule œuf (2n). Très rapidement, cet œuf se divise par mitose en 2, 4, 8, …. et il se forme un massif cellulaire appelé blastocyste. Cest à ce stade là que se produit la nidation dans la paroi de lutérus chez les Mammifères. Les divisions mitotiques se poursuivent et se forme un organisme avec des organes différentiés que lon nomme alors embryon. Lorsque la plupart des organes sont mis en place (vers le troisième mois), il sappelle alors fœtus.

11 D- Les anomalies du caryotype Voir fiche TD Fiche bilan sur la stabilité du caryotype (disponible en couleur sur le site svt)

12 II- La variabilité du génotype entre les générations A.Le brassage génétique entraîné par la méiose Voir TP Sordaria et TP drosophile (utiliser la fiche méthode proposée) Sordaria : souche à spores claires X souche à spores sombres

13 Interprétation des résultats Sordaria 2 types de filaments mycéliens Méiose I fécondation mitose Type dasque obtenu Méiose II

14 Drosophile : croisement 1 : souche à corps clair et ailes longues X souche à corps ébène et ailes vestigiales résultats F1 : résultats F2 : résultats F2 test cross :

15 Interprétation des résultats drosophile (croisement 1) F1 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

16 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F2 Phénotype(s) de la F2 Comparaison avec les résultats expérimentaux Interprétation des résultats drosophile (croisement 1) F2 (F1XF1)

17 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F2 Phénotype(s) de la F2 Comparaison avec les résultats expérimentaux Interprétation des résultats drosophile (croisement 1) F2 test cross

18 Drosophile : croisement 2 : souche à corps clair et yeux rouges X souche à corps black et yeux cinnabars résultats F1 : résultats F2 test cross :

19 Interprétation des résultats drosophile (croisement 2) F1 Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

20 Interprétation des résultats drosophile (croisement 2) F2 test cross Phénotype des parents Génotype des parents Méiose Génotype(s) des gamètes Fécondation Génotype(s) de la F1 Phénotype(s) de la F1 Comparaison avec les résultats expérimentaux

21 Exercices : 1 page page 146

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23 Correction exercice 5 page 146 : Lintérêt est dobtenir des grosses tomates à maturation ralentie qui nexistent pas naturellement (donc cas de dihybridisme). Le résultat du premier croisement indique que lallèle « petit fruit » est dominant sur lallèle « gros fruit » : on notera donc PF et gf. Pour le second caractère il y a codominance entre lallèle sauvage responsable de la maturation rapide et lallèle muté rin responsable de larrêt de la maturation. Les hétérozygotes ont un phénotype « maturation ralentie ». On notera rin+ et rin ces deux allèles et ral. le phénotype « maturation ralentie ». Le résultat du second croisement, qui peut être assimilé à un test-cross, suggère, avec les proportions 1/4,1/4,1/4 et 1/4 obtenues, que ces deux gènes sont portés par des paires de chromosomes différentes (gènes non liés).

24 Phénotype des parents [ gf, rin+] [ PF, rin ] Génotype des parents gf//gf, rin+//rin+PF//PF, rin//rin Méiose Génotype(s) des gamètes gf/, rin+/PF/, rin/ Fécondation Génotype(s) de la F1 gf//PF, rin+//rin Phénotype(s) de la F1 [PF, ral.] Comparaison avec les résultats expérimentaux 100% de pieds de tomates à petits fruits dont la maturation est ralentie donc correspondance avec les résultats expérimentaux Interprétation chromosomique du premier croisement

25 Phénotype des parents [ PF, ral] [ gf, rin+ ] Génotype des parents PF//gf, rin+//ringf//gf, rin+//rin+ Méiose Génotype(s) des gamètes PF/,rin+/ PF/,rin/ gf/,rin+/ gf/,rin/ gf/, rin+/ Fécondation Génotype(s) de la F1 PF//gf,rin+//rin+ PF//gf, rin//rin+ gf//gf, rin+//rin+ gf//gf, rin//rin+ Phénotype(s) de la F1 [PF, rin+] [PF, ral.] [gf, rin+] [gf, ral.] Comparaison avec les résultats expérimentaux Notre interprétation est en accord avec les résultats expérimentaux pour les phénotypes obtenus, les proportions obtenues sont les mêmes car le brassage interchromosomique se réalise au hasard en métaphase/anaphase de première division de méiose. Interprétation chromosomique du second croisement

26 B- Le caractère aléatoire de la fécondation Voir document sur système CMH + couleur de la peau Conclusion sur variabilité entraînée par méiose/fécondation III- Les causes de la variabilité du génotype (polymorphisme) au sein dune espèce A- Variabilité liée à la reproduction sexuée. Voir partie II

27 B- Mutations et innovations génétiques Fiche rappel sur notions de 2nde et 1ère S 1°)- Mise en évidence dun polymorphisme génétique Le système HLA (CMH) plusieurs gènes avec chacun de nombreux allèles. (voir fécondation) Le cas des groupes sanguins : 1 gène trois allèles.(voir exercice à faire en DM) Le polymorphisme des gènes de lhémoglobine : TP type ECE Problème :Les mutations seules ne peuvent expliquer limportance du polymorphisme

28 2°)- évolution des gènes au sein dune espèce Analyse de larticle de François Jacob gène Plusieurs exemplaires du même gène Nombreux allèles du même gène gène1 gène2 gène3 gène4 gène5 gène1gène2gène3gène4gène5 gène2gène3gène4gène5gène1 Nouveaux gènes formés par aboutements duplications mutations Problème posé par les résultats du séquençage du génome humain :

29 Etude de deux exemples dévolution dun gène Evolution du gène de la LDH

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31 La (petite) famille des gènes de lADH

32 3°)- Les mutations sont soumises à la pression de sélection exercée par lenvironnement. Population = ensemble dallèles « pool » allélique Modification du stock dallèles Pression sélective Problème : quelles sont les conditions pour quun allèle muté se maintiennent dans la population ?

33 - Cas des mutations neutres - Cas des mutations qui présentent un avantage ou un désavantage sélectif Voir fiche dactivité - Cas des mutations de gènes du développement Voir fiche dactivité Nombre de mutations du gène Temps (MA) Fibrinogène (protéine de la peau) Hémoglobine (transport de lO2) Cytochrome c (réaction biochimique de la respiration cellulaire)


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