Chapitre 2 : Les supports des caractères héréditaires dans la cellule

Question : Quels sont les supports des caractères héréditaires? Programme génétique : Ensemble des informations, héritées des parents, qui déterminent les caractères d’un individu, et assurent la construction d’un organisme.

I) La localisation du programme génétique dans la cellule 1) Le noyau contient le programme génétique 1) Recherche dans l’expérience les caractéristiques de la robe des deux vaches utilisées et de celle du veau obtenu. De quelle vache a-t-il hérité ses caractères ? 2) De quelles vaches proviennent les différents éléments de la cellule-œuf du veau ? Que pouvez-vous en déduire à propos de la localisation du programme génétique dans la cellule-œuf ? 3) L’expérience réussit aussi si on implante le noyau d’une cellule de vache adulte : - Le noyau d’une cellule intestinale - Le noyau d’une cellule musculaire Énonce la propriété de l’information héréditaire portée par chacune des cellules de l’organisme. Étude du document 1 page 12

Des expériences de transfert de noyau réalisées chez l’animal démontrent que le programme génétique est localisé dans le noyau des cellules. Ce programme correspond à l’ensemble des informations qui déterminent les caractères héréditaires d’un individu.

2) Les chromosomes Observation de chromosomes géants de Chironomes (diptères) au microscope : fiche méthode dessin d’observation + fiche méthode microscope Document 2 page 13

Observation de chromosomes au microscope Enveloppe nucléaire Noyau Chromosomes Cytoplasme Membrane Observation de chromosomes au microscope

Représentation schématique d’un chromosome: Le noyau des cellules contient des filaments, les chromosomes, qui ne sont observables que pendant la division de la cellule. (Ils sont facilement colorables et observables au microscope) Représentation schématique d’un chromosome: Chromosome

3) Caryotype homme/femme Étude du document 1 page 14 : le caryotype Pour observer les chromosomes, on fait éclater la cellule en cours de division, on les colore puis on les photographie. Les chromosomes sont ensuite comptés, découpés, classés et numérotés. On obtient un caryotype ordonné.

Étude des caryotypes page 15 et 20:

Femme Homme 1) Combien de paires de chromosomes possède un individu ? 2) Citer la différence qui existe entre le caryotype d’un homme et celui d’une femme.

3) Combien de paires de chromosomes possède une panthère 3) Combien de paires de chromosomes possède une panthère ? Toutes les espèces ont le même nombre de chromosomes ?

Un caryotype c’est l’ensemble des chromosomes observables dans une cellule. Le nombre de chromosomes est caractéristique de l’espèce. Dans l’espèce humaine une cellule contient 23 paires de chromosomes (= 46 chromosomes) : - Chez les hommes 22 paires de chromosomes + XY - Chez les femmes 22 paires de chromosomes + XX Les chromosomes X et Y sont appelés chromosomes sexuels, ils portent l’information responsable du sexe de l’individu. Il y a bien un rapport entre caractéristiques physiques et chromosomes puisque hommes ou femmes ont 23 paires de chromosomes (caractéristique de l’espèce humaine) mais il y a des différences entre hommes et femmes car une paire diffère (chromosomes sexuels).

4) Les maladies chromosomiques Étude des documents page 16-17 du livre :

1) Donne le sexe de l’individu atteint du syndrome de Down. 2) Donne la particularité que présente le caryotype de cet individu. 3) Les chromosomes ont-ils un lien particulier avec l’information génétique? Justifier.

4) En t’aidant du tableau C, explique si une maladie chromosomique est toujours due à la présence d’un chromosome supplémentaire. 5) Comment peut-on dépister une anomalie chromosomique avant la naissance ?

Une anomalie au niveau du nombre de chromosomes peut conduire à un certain nombre de perturbations chez l’individu : -empêche le développement de l’embryon -entraîne des malformations ou des retards chez l’individu. Les chromosomes sont donc bien le support de l’information génétique.

II) La localisation du programme sur le chromosome 1) Le gène Étude du document b page 31: 1) À partir de l’observation des chromosomes 7, 9 et X précise comment l’information génétique se présente sur les chromosomes. 2) Que peux-tu dire sur la location du programme génétique ? (Tout le programme sur un chromosome, chaque chromosome avec une partie de l’information).

Un gène existe en 2 exemplaires Chromosomes d’une même paire Un gène est une zone précise du chromosome qui commande l’expression d’un caractère héréditaire précis. Les deux chromosomes d’une même paire portent les mêmes gènes aux mêmes endroits, on a donc deux exemplaires de chaque gènes. Schéma : Un gène existe en 2 exemplaires pour chaque paire Chromosomes d’une même paire

2) Les allèles Étude du document 1 page 32:

Objectif : À l’aide de maquettes et à partir de l’exemple des groupes sanguins chez l’Homme, raisonner sur l’origine des variations individuelles. Le sang de l’Homme est constitué de globules rouges (ou hématies), de globules blancs et de plasma. Toutes les hématies d’un individu sont identiques. Deux individus qui ont des hématies différentes sont de groupes sanguins différents. Il existe 4 groupes sanguins chez l’Homme : A, B, AB et O. Le gène responsable du caractère « groupe sanguin » se trouve sur la paire de chromosomes 9. Un gène est situé au même endroit sur les chromosomes d’une même paire; cependant ce gène peut exister sous différentes versions appelées aussi allèles. Pour le groupe sanguin, il existe 3 allèles différents: A, B et O. 1) Après avoir lu le texte, donne le nombre d’exemplaires du gène à l’origine du caractère « groupe sanguin », puis note les différents allèles (=versions) de ce gène.

Il existe 4 groupes sanguins et seulement 3 versions du gène à l’origine du caractère groupes sanguin. Chaque chromosome n°9 porte ce gène au même endroit. L’allèle A porte l’information pour produire la molécule A, l’allèle B celle pour la molécule B. L’allèle O n’est responsable d’aucune production de molécule sur la membrane des hématies. 2) À l’aide des maquettes qui vous ont été distribuées, complète ce que tu peux dans le tableau.

O A B AB A B B A A A B A B A B A A B A A B B A B O O A O B O Groupe sanguin (=un caractère de l’individu) O A B AB Molécules présentes sur la membrane des hématies : Molécules A : Molécules B : A B B A A A B A B A B A A B Allèles présents au niveau des 2 chromosomes n°9 allèles A : allèles B : allèles O :  Chr 9 Chr 9 Chr 9 Chr 9 A A B B Chr 9 Chr 9 A B O O A O B O

Dans une cellule, un gène existe en deux exemplaires occupant la même position sur chacun des deux chromosomes d’une paire : - si les deux allèles sont identiques, un seul aspect du caractère apparaît. - si les deux allèles sont différents, ils peuvent s’exprimer ensemble (les deux aspects du caractères coexistent) ou bien un des deux allèles s’impose et dans ce cas un seul caractère apparaît (allèle dominant l’autre est dit récessif). Schéma : Localisation d’un gène Allèle 1 Allèle 2 Une paire de chromosomes porte des couples d’allèles