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Terminale · SVT · Chapitre 1

Génétique et évolution : brassage génétique et diversification des génomes

Ce que tu sauras faire

  • Décrire la méiose comme la succession d'une division réductionnelle et d'une division équationnelle, et situer la réplication de l'ADN qui la précède.
  • Expliquer le brassage interchromosomique par l'orientation aléatoire et indépendante des paires de chromosomes homologues en métaphase I, et dénombrer les gamètes qui en résultent.
  • Expliquer le brassage intrachromosomique par les crossing-over de la prophase I, et identifier les gamètes recombinés qu'il produit.
  • Exploiter les résultats chiffrés d'un croisement-test pour décider si deux gènes sont indépendants ou liés, puis calculer un pourcentage de recombinaison.
  • Expliquer en quoi la fécondation amplifie le brassage de la méiose, et évaluer l'ordre de grandeur de la diversité génétique produite.
  • Expliquer comment une anomalie de la méiose — non-disjonction ou crossing-over inégal — produit une aneuploïdie ou une famille multigénique, et en tirer les conséquences évolutives.
  • Citer et expliquer trois voies de diversification des êtres vivants qui ne modifient pas le génome, et rédiger un raisonnement scientifique exempt de finalisme.

Au programme du chapitre

  1. Le vocabulaire exact, sans lequel rien ne se rédige
  2. La méiose : deux divisions, quatre cellules haploïdes
  3. Le brassage interchromosomique : le hasard de la métaphase I
  4. Le brassage intrachromosomique : les crossing-over de la prophase I
  5. Le croisement-test : la méthode qu'attend le correcteur
  6. La fécondation : le hasard qui amplifie tout
  7. Quand la méiose se trompe : anomalies et diversification des génomes
  8. Se diversifier sans modifier son génome
  9. Raisonner sans finalisme : l'exigence de rédaction du chapitre

Exercices corrigés

Exercice 1

Un camarade affirme : « La méiose divise le nombre de chromosomes par deux, donc elle divise aussi la quantité d'ADN par deux. » Corrige-le en suivant la quantité d'ADN d'une cellule tout au long de la méiose.
Un coup de pouce
Pars d'une cellule à quantité QQ et suis-la étape par étape, en notant à chaque fois le nombre de chromosomes ET le nombre de chromatides par chromosome.
Voir la correction pas à pas
Il a raison sur le nombre de chromosomes, mais son raisonnement escamote une étape et un facteur deux. Appelons QQ la quantité d'ADN d'une cellule diploïde à chromosomes simples.
En interphase, la réplication porte cette quantité à 2Q2Q : le nombre de chromosomes n'a pas changé, mais chacun possède désormais deux chromatides.
La division I sépare les chromosomes homologues : chaque cellule fille reçoit QQ, avec nn chromosomes à deux chromatides. Le nombre de chromosomes vient d'être divisé par deux, la quantité d'ADN aussi, mais à partir de 2Q2Q.
La division II sépare les chromatides sœurs : chaque cellule finale reçoit Q/2Q/2, avec nn chromosomes à une chromatide. Le nombre de chromosomes, lui, ne change plus.
Bilan : par rapport à la cellule de départ, la quantité d'ADN a bien été divisée par deux — mais en deux étapes, et après avoir d'abord doublé. Le nombre de chromosomes, lui, n'a été divisé qu'une seule fois, en anaphase I.

Exercice 2

Pourquoi le brassage interchromosomique ne peut-il rien pour deux gènes portés par la même paire de chromosomes ?
Un coup de pouce
Demande-toi ce qui, exactement, est orienté au hasard en métaphase I : un gène, un chromosome, ou une paire entière ?
Voir la correction pas à pas
Parce que ce brassage repose entièrement sur l'orientation des paires d'homologues en métaphase I, et que cette orientation concerne des paires entières. Deux gènes situés sur la même paire sont donc déplacés ensemble, quelle que soit l'orientation choisie : ils migrent vers le même pôle, avec le même chromosome.
Une paire ne peut pas s'orienter « à moitié » pour séparer deux loci qu'elle porte tous les deux. C'est pourquoi un second mécanisme est nécessaire : le crossing-over de prophase I, qui échange des fragments entre chromatides non sœurs, et qui est le seul à pouvoir dissocier des allèles de gènes liés.
Les deux brassages ne sont donc ni redondants ni concurrents : ils traitent deux situations géométriques différentes.

Les pièges à éviter

  • Écrire qu'en anaphase I « les chromatides se séparent ».
  • Croire qu'une réplication de l'ADN a lieu entre les deux divisions de la méiose.
  • Confondre gènes liés et gènes indépendants, et appliquer la mauvaise écriture de génotype.
  • Calculer le pourcentage de recombinaison sur une seule classe minoritaire.

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