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SVT — Classe de 3e Chapitre 1 Diversité et stabilité génétique des
individus Caractères, hérédité, chromosomes et ADN |
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Cours restructuré · Résumé du professeur · 7 exercices
corrigés 2 quiz de 50 questions · Fiche express · 3 sujets type
brevet 2027 · Lexique |
Conforme au format du Diplôme national
du brevet — session 2027
Sommaire
Introduction........................................................... 3
Plan du cours.......................................................... 5
Partie
1 — Rappels et caractères de l'espèce humaine........................................................... 6
Partie
2 — Tous semblables, tous différents : le phénotype....................................................... 8
Partie
3 — Caractères héréditaires et influence de l'environnement........................................ 10
Partie
4 — La transmission des caractères héréditaires.................................................... 14
Partie
5 — Où se trouve l'information génétique ?.................................................................... 16
Partie
6 — Les chromosomes et les caractères de l'individu........................................................ 20
Partie
7 — La constitution des chromosomes : l'ADN............................................................. 26
Quiz — 50 questions............................................. 28
Quiz
2 — 50 questions inédites avec corrigé final
Fiche de révision express....................................... 36
Sujet de type brevet 2027 n°1 — Des xénopes et des noyaux................................................................. 38
Sujet de type brevet 2027 n°2 — Caryotypes et caractères............................................................. 40
Sujet de type brevet 2027 n°3 — Hérédité ou environnement
?.................................................. 42
Corrigés des sujets de type brevet......................... 44
Lexique à bien connaître....................................... 46
Sources................................................................. 48
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — Repère visuel Tous les encadrés violets
reprennent le résumé fourni par ton professeur. Les mots en violet gras sont ceux qu'il avait surlignés : ce sont les
mots-clés à connaître absolument. |
Introduction
Pourquoi ton frère ou ta sœur te ressemble-t-il sans être ton double ?
Pourquoi un enfant peut-il avoir les cheveux blonds de sa grand-mère ? Pourquoi
le bronzage de l'été ne se transmet-il pas aux enfants ? Ce premier chapitre de
SVT de 3e répond à ces questions en suivant une enquête scientifique : on part
de ce que l'on voit (les caractères d'un individu) pour descendre, étape
par étape, jusqu'à la molécule qui porte l'information : l'ADN.
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À RETENIR — Problème général du chapitre Quels caractères
permettent de reconnaître les êtres humains, et comment un individu
acquiert-il ses caractères ? Tout au long du
chapitre, on cherche à savoir où se trouve l'information qui détermine
nos caractères héréditaires et comment elle est transmise de
génération en génération. |
Objectifs : à la fin du chapitre, je sais…
•
distinguer les caractères de l'espèce et les caractères
individuels ;
•
définir le phénotype et expliquer qu'il dépend
de l'information génétique et de l'environnement ;
•
expliquer que les caractères héréditaires sont transmis
par les gamètes lors de la fécondation ;
•
exploiter une expérience de transfert de noyau
pour localiser l'information génétique ;
•
lire un caryotype : compter les chromosomes,
identifier le sexe, repérer une anomalie ;
•
expliquer que l'ADN est le constituant des
chromosomes et le support de l'information génétique ;
•
pratiquer la démarche scientifique : problème →
hypothèse → conséquence vérifiable → expérience → conclusion.
Brevet 2027 : ce qu'il faut savoir
À partir de la session 2027, les sujets écrits du brevet portent uniquement
sur le programme de 3e. Ce chapitre fait donc pleinement partie des sujets
possibles. L'épreuve de sciences dure 1 heure, elle est notée sur
20 points et compte avec un coefficient 2 ; elle porte sur deux
disciplines parmi physique-chimie, SVT et technologie, annoncées environ
deux mois avant l'examen. Chaque discipline vaut 10 points et se traite
en 30 minutes environ. La note finale du brevet est une moyenne sur 20 :
60 % pour les épreuves finales, 40 % pour le contrôle continu
(les notes réelles de 3e) ; le diplôme est obtenu à partir de 10/20.
Comment utiliser ce document
Chaque type d'encadré a une couleur fixe. Repère-les d'un coup d'œil :
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Encadré |
Rôle |
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Définition (bleu) |
Un mot de vocabulaire à
connaître par cœur. |
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À retenir (vert) |
L'idée essentielle de la partie. |
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Attention (rouge) |
Un piège fréquent ou une
erreur classique. |
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Exemple (orange) |
Un cas concret qui illustre la notion. |
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Méthode (turquoise) |
Une façon de faire,
réutilisable au brevet. |
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Résumé du
professeur (violet) |
Le résumé fourni par ton professeur, mot pour mot : c'est ce
qu'il attend que tu saches. |
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Exercice / Corrigé (vert foncé / gris) |
Un exercice d'application
sur la partie, suivi de sa correction. |
Conseil de travail : découpe ta révision en séances de 25 minutes
(une partie du cours + son exercice). Lis la partie, reformule-la par écrit
avec tes propres mots, puis à voix haute, fais le quiz correspondant, et
transforme chaque encadré Définition et chaque question ratée en fiche Leitner
(question au recto, réponse au verso).
Plan du cours
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Partie |
Titre |
Question
directrice |
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1 |
Rappels et caractères de
l'espèce humaine |
Qu'est-ce qu'un caractère ?
Qu'est-ce qui fait de nous des humains ? |
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2 |
Tous semblables, tous différents : le phénotype |
Pourquoi sommes-nous tous différents au sein d'une même espèce ? |
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3 |
Caractères héréditaires et
influence de l'environnement |
D'où viennent nos
caractères ? L'environnement peut-il les modifier ? |
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4 |
La transmission des caractères héréditaires |
Comment l'information passe-t-elle des parents à l'enfant ? |
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5 |
Où se trouve l'information
génétique ? |
Dans quelle partie de la
cellule-œuf est-elle localisée ? |
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6 |
Les chromosomes et les caractères de l'individu |
Quel élément du noyau porte l'information ? Que se passe-t-il en
cas d'anomalie ? |
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7 |
La constitution des
chromosomes : l'ADN |
De quoi sont faits les
chromosomes ? |
Chaque partie se termine par un résumé du professeur (encadré
violet) et un exercice d'application corrigé. Viennent ensuite le quiz
de 50 questions, la fiche de révision express, trois sujets de
type brevet 2027 corrigés et le lexique.
Le fil conducteur du chapitre : de la
molécule d'ADN au phénotype.
Partie 1 — Rappels
et caractères de l'espèce humaine
1.1 Rappels des années précédentes
Depuis la 6e, tu sais que tous les êtres vivants sont composés d'une
ou de plusieurs cellules. Une cellule animale est formée d'un noyau,
entouré d'un cytoplasme, lui-même délimité par une membrane.
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Cellule buccale humaine (MO ×400),
colorée au bleu de méthylène |
Cellules de peau de grenouille
observées au microscope |
Une espèce regroupe sous le même nom des êtres vivants qui se
ressemblent et qui peuvent se reproduire entre eux en donnant des
descendants eux-mêmes fertiles.
Depuis la 4e, tu sais aussi que l'union d'un ovule et d'un spermatozoïde,
appelée fécondation, permet la formation d'un nouvel individu. La cellule-œuf
ainsi formée est à l'origine d'un embryon, composé de plusieurs
cellules, qui va s'implanter dans la paroi de l'utérus (nidation) pour devenir
un fœtus.
Les cellules reproductrices, ou gamètes, sont fabriquées dans
notre organisme : les spermatozoïdes sont produits par les testicules à
partir de la puberté, les ovules par les ovaires à partir de la
puberté et jusqu'à la ménopause.
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MÉTHODE — Annoter une photographie de microscope •
Donner
un titre précis : ce qui est observé + la technique (microscope
optique, coloration) + le grossissement. •
Grossissement
total = grossissement de l'oculaire × grossissement de l'objectif (ex. : ×10
× ×40 = ×400). •
Tracer
les traits de légende à la règle, sans croisement, et écrire les
légendes horizontalement, alignées sur le côté. •
Légender
uniquement ce que l'on voit réellement (membrane, cytoplasme, noyau). |
1.2 Qu'est-ce qu'un caractère ?
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DÉFINITION — Caractère Un caractère
est un trait distinctif que présente un groupe d'espèces, une espèce
ou un individu. |
Les organismes vivants sont classés en groupes sur la base des
caractères qu'ils ont en commun (classification vue en 6e). Les êtres humains
appartiennent à l'espèce Homo sapiens : ce sont des animaux vertébrés
(squelette interne avec colonne vertébrale), tétrapodes (quatre
membres), mammifères (poils, mamelles), primates (main préhensile
avec pouce opposable) et bipèdes (déplacement habituel sur deux jambes).
Les caractères de l'espèce humaine
(document du professeur).
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 1. Un caractère Un caractère : trait
distinctif que présente un groupe d'espèces, une espèce ou un individu. Les Humains font
partie de l'espèce Homo sapiens, ce sont des animaux vertébrés,
tétrapodes, mammifères, primates, bipèdes. |
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EXERCICE — 1 — Observer et classer a. Un élève observe des cellules
buccales avec un oculaire ×10 et un objectif ×40. Quel est le grossissement ?
Propose un titre complet pour sa photographie. b. Classe les caractères suivants
en deux colonnes « caractère de l'espèce humaine » / « caractère individuel »
: bipédie, yeux verts, groupe sanguin O+, pouce opposable, myopie, présence
de poils, cheveux frisés, colonne vertébrale. |
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CORRIGÉ — Exercice 1 a. Grossissement : 10 × 40 = ×400.
Titre possible : « Cellules de la muqueuse buccale humaine observées au
microscope optique (×400), colorées au bleu de méthylène ». b. Caractères de l'espèce :
bipédie, pouce opposable, présence de poils, colonne vertébrale. Caractères
individuels : yeux verts, groupe sanguin O+, myopie, cheveux frisés. Astuce : un caractère de l'espèce est partagé
par tous les humains ; un caractère individuel est une variation
propre à chacun. |
Partie 2 — Tous
semblables, tous différents : le phénotype
2.1 Des caractères communs… et des
variations individuelles
Les différents êtres humains possèdent de nombreux caractères communs
; certains sont spécifiques à l'espèce humaine. Mais chaque individu
présente aussi des variations qui lui sont propres : couleur de la peau,
des yeux, des cheveux, groupe sanguin, vision normale ou myopie… Ce sont les caractères
individuels.
Un groupe de jeunes : chacun présente les
caractères de l'espèce humaine et des variations qui lui sont propres (vision,
groupe sanguin…).
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EXEMPLE — Le calcul des « masques » Le généticien Albert
Jacquard proposait une expérience de pensée : si l'on fabrique des visages
avec des pièces différentes (2 nez, 2 bouches, 2 mentons…), chaque nouveau
trait qui existe sous 2 formes double le nombre de visages possibles. Avec 2 traits : 2 ×
2 = 4 visages ; avec 3 traits : 2 × 2 × 2 = 8 ; avec 10 traits : 2¹⁰ = 1
024 ; avec 30 traits : plus d'un milliard. Voilà pourquoi chaque
être humain est unique. |
2.2 Le phénotype
Les individus d'une population possèdent donc les caractères de leur
espèce et des variations de certains caractères. Ces caractères
s'observent à différentes échelles :
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Échelle |
Exemple de
caractère |
Comment
l'observer ? |
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Organisme |
Couleur des yeux, forme du
visage, taille |
À l'œil nu |
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Cellule |
Forme des globules rouges |
Au microscope |
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Molécule |
Groupe sanguin (molécules à
la surface des globules rouges) |
Par un test sanguin |
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DÉFINITION — Phénotype Le phénotype
est l'ensemble des caractères observables d'un individu, à différentes
échelles (organisme, cellule, molécule). |
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À RETENIR — Tous pareils, tous différents, tous égaux Nous sommes tous
pareils car nous partageons les caractères de l'espèce humaine ; tous
différents car chacun possède une combinaison unique de variations ; tous
égaux car ces différences ne donnent à personne plus de valeur qu'à un
autre. |
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 2. Tous semblables, tous
différents Nous avons tous des
caractères de l'espèce humaine mais chacun de nous possède des caractères
individuels (couleur de peau, des cheveux, des yeux…). Chaque individu
présente des variations qui lui sont propres (ex. : couleur des yeux, des
cheveux, groupes sanguins…). Donc, les
individus d'une population possèdent les caractères de leur espèce et des
variations de certains caractères. L'ensemble des caractères visibles, à
différentes échelles, constitue le
phénotype d'un individu. |
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EXERCICE — 2 — Combien de combinaisons ? a. On considère 4 caractères,
chacun pouvant exister sous 2 formes (ex. : lobe d'oreille libre ou attaché).
Combien de combinaisons différentes sont possibles ? b. Pour un de tes camarades, cite
un caractère observable à l'échelle de l'organisme et un caractère observable
à l'échelle moléculaire. c. Justifie en 3 phrases
l'affirmation « tous pareils, tous différents ». |
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CORRIGÉ — Exercice 2 a. 2 × 2 × 2 × 2 = 2⁴ = 16
combinaisons. b. Organisme : couleur des cheveux
(ou des yeux…). Molécule : groupe sanguin. c. Tous les êtres humains
possèdent les caractères de l'espèce (vertébrés, bipèdes, pouce opposable…) :
ils sont donc pareils. Mais chacun présente des variations de certains
caractères (yeux, cheveux, groupe sanguin…) : ils sont différents.
L'ensemble de ces caractères forme le phénotype, unique pour chaque
individu. |
Partie 3 —
Caractères héréditaires et influence de l'environnement
Problème : comment les caractères sont-ils acquis ?
L'environnement peut-il les modifier ?
3.1 Des caractères transmis par les parents
L'arbre généalogique ci-dessous représente trois générations d'une
même famille. Cette représentation permet de suivre la transmission des
caractères sur plusieurs générations. Les caractères étudiés sont la couleur
des cheveux, la couleur des yeux et la forme des yeux.
Arbre généalogique d'une famille sur 3
générations (cercle = femme, carré = homme).
On constate que les enfants possèdent des caractères présents chez leurs
parents et leurs grands-parents : ce sont des caractères héréditaires.
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DÉFINITION — Caractère héréditaire Un caractère
héréditaire est un caractère qui provient des parents et qui est transmis
de génération en génération : il est transmissible à la descendance. |
3.2 L'environnement peut modifier certains
caractères
Deux exemples d'influence de
l'environnement : le nombre d'hématies en altitude et la pigmentation de la
peau au soleil.
Premier exemple — l'altitude. En altitude, l'air contient moins de
dioxygène. Lors d'un séjour à 4 500 m, le nombre moyen d'hématies
(globules rouges) passe d'environ 5 millions par mm³ à environ 6,2
millions par mm³ en une dizaine de semaines. Ce nombre revient à sa
valeur initiale au bout de 3 à 4 mois de retour en plaine.
Second exemple — le soleil. L'exposition au soleil augmente la
pigmentation de la peau : c'est le bronzage. Il disparaît en quelques
semaines sans exposition.
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ATTENTION — Ne pas confondre le caractère et sa
modification La pigmentation
de la peau et le nombre d'hématies sont bien des caractères
héréditaires. Ce qui n'est pas héréditaire, c'est leur modification
par l'environnement : un parent bronzé n'aura pas d'enfant plus bronzé, un
sportif entraîné en altitude n'aura pas d'enfant avec plus de globules
rouges. Réponse type
attendue : « Oui, un caractère héréditaire peut être modifié par
l'environnement, mais cette modification n'est pas transmise à la
descendance. » |
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À RETENIR — Hérédité + environnement = phénotype Le phénotype
d'un individu dépend de ses caractères héréditaires (reçus de ses
parents) et de son environnement (conditions de vie). Les
modifications acquises au cours de la vie ne sont pas héréditaires. |
Caractères communs, variations
individuelles, hérédité et influence de l'environnement (document du
professeur).
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 2 (suite). Hérédité et
environnement Les caractères
héréditaires d'un individu proviennent de ses parents ; ils sont héréditaires (transmis de générations en générations).
Les caractères héréditaires sont transmissibles à la descendance. Les conditions de
vie peuvent modifier l'expression des caractères héréditaires (ex. : le
bronzage…), donc l'environnement intervient également dans le phénotype d'un individu, en modifiant certains caractères,
mais ces modifications ne sont pas transmissibles. Ces modifications
acquises tout au long de notre vie ne sont pas héréditaires. |
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EXERCICE — 3 — Lire un graphique (type brevet) À l'aide du
graphique « Évolution du nombre d'hématies en fonction de la durée d'un
séjour à 4 500 m » (document ci-dessus) : a. Indique le nombre d'hématies au
début du séjour et au bout de 12 semaines (avec l'unité). b. Décris l'évolution de ce
nombre. c. Un rugbyman affirme : « Mes
enfants auront plus de globules rouges grâce à mes stages en altitude. »
A-t-il raison ? Justifie. |
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CORRIGÉ — Exercice 3 a. Environ 5 millions/mm³
au début ; environ 6,2 millions/mm³ au bout de 12 semaines. b. Le nombre d'hématies reste
stable les deux premières semaines, augmente ensuite fortement jusqu'à
la 6e semaine environ, puis se stabilise autour de 6,2 millions/mm³. c. Non. L'augmentation est une modification
due à l'environnement (manque de dioxygène en altitude) : elle est temporaire
(retour à la valeur initiale en 3 à 4 mois) et n'est pas héréditaire,
donc non transmise aux enfants. |
Partie 4 — La
transmission des caractères héréditaires
Problème : comment l'information à l'origine des caractères
héréditaires est-elle transmise de génération en génération ?
Un enfant naît d'une cellule-œuf, elle-même issue de la fécondation
d'un ovule par un spermatozoïde. Les gamètes sont donc le seul « lien
matériel » entre les parents et l'enfant : ce sont eux qui transmettent une information
d'une génération à l'autre. On parle d'information génétique.
Lors de la fécondation, il y a réunion, dans la cellule-œuf, des
informations apportées par les deux gamètes, d'origine paternelle et
maternelle. C'est pourquoi un enfant présente des caractères de son père et
de sa mère.
Transmission de l'information génétique
par les gamètes lors de la fécondation (document du professeur).
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DÉFINITION — Information génétique L'information
génétique est l'ensemble des informations, transmises par les gamètes,
qui déterminent les caractères héréditaires d'un individu. |
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 3. La transmission des
caractères héréditaires Les gamètes
transmettent une information d'une génération à l'autre. On
parle d'information génétique. Lors de la
fécondation, il y a réunion, dans la cellule-œuf, des informations apportées
par les deux gamètes d'origine paternelle et maternelle. |
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EXERCICE — 4 — Exploiter un arbre généalogique Utilise l'arbre
généalogique de la partie 3. a. Quels sont les caractères
étudiés ? Cite les caractères individuels du fils. b. De quel parent le fils tient-il
ses cheveux blonds ? Et la forme en amande de ses yeux ? c. La grand-mère a les cheveux
gris. Ce caractère « cheveux gris » a-t-il été transmis ? Explique. d. Explique pourquoi le fils
présente à la fois des caractères de son père et de sa mère. |
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CORRIGÉ — Exercice 4 a. Couleur des cheveux, couleur
des yeux, forme des yeux. Le fils a les cheveux blonds, les yeux marron en
forme d'amande. b. Les cheveux blonds viennent de
sa mère (blonde, elle-même fille d'une femme blonde avant de
grisonner). La forme en amande vient de son père. c. Non : les cheveux gris sont dus
à l'âge (une modification au cours de la vie). Le caractère transmis
est la couleur d'origine (blonde). d. Lors de la fécondation,
la cellule-œuf reçoit l'information génétique du spermatozoïde (père)
et de l'ovule (mère) : l'enfant possède donc des informations venant
des deux parents. |
Partie 5 — Où se
trouve l'information génétique ?
Problème : où est localisée l'information génétique dans la
cellule-œuf ?
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MÉTHODE — La démarche scientifique (hypothèse → test) 1.
Problème : la question que l'on se pose. 2.
Hypothèse : une réponse possible, à
vérifier. 3.
Conséquence
vérifiable : «
Si mon hypothèse est vraie, alors… ». 4.
Expérience : on réalise le test et on
observe le résultat. 5.
Conclusion : si le résultat correspond à
la conséquence prévue, l'hypothèse est validée ; sinon, elle est réfutée. |
Hypothèse : l'information génétique est contenue dans le noyau
de la cellule-œuf.
Conséquence vérifiable : si l'hypothèse est vraie, alors en
changeant le noyau de la cellule-œuf, on doit modifier les caractères de
l'individu obtenu.
L'expérience de transfert de noyau chez la
souris
Une expérience de transfert de noyau
cellulaire chez la souris.
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Élément de
la nouvelle cellule-œuf |
Provenance |
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Noyau |
Cellule-œuf issue d'un
croisement de souris blanches |
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Cytoplasme et membrane |
Cellule-œuf issue d'un croisement de souris noires (noyau
retiré : énucléation) |
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Développement (gestation) |
Mère porteuse noire |
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Résultat |
Souriceau au pelage blanc |
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — Correction de l'activité «
Vérification de l'hypothèse » Q1. Quel est le
caractère étudié ? Quelle hypothèse est testée ? Le caractère étudié est la
couleur du pelage des souris. L'hypothèse
testée : le noyau de la cellule-œuf contient l'information génétique qui
détermine les caractères héréditaires de l'individu, notamment la couleur du
pelage. Q2. De quelles
souris les souriceaux ont-ils hérité la couleur du pelage ? Des souris blanches, dont provient le noyau
transplanté. Q3. D'où
proviennent les éléments de la cellule-œuf ? Argument. Le noyau provient d'une cellule-œuf issue de souris
blanches ; le cytoplasme et la membrane proviennent d'une cellule-œuf d'un
élevage de souris noires. La nouvelle cellule-œuf est implantée dans une souris noire
porteuse. Les souriceaux ont un pelage blanc, comme les souris ayant fourni
le noyau, et non noir comme celles ayant fourni le cytoplasme ou porté les
petits. L'information déterminant la couleur du pelage est donc contenue
dans le noyau. Q4. Conclusion. L'hypothèse est validée : le
noyau de la cellule-œuf contient l'information génétique. |
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ATTENTION — Le rôle de la mère porteuse La mère porteuse
noire permet seulement le développement de l'embryon. Elle ne transmet
pas sa couleur : elle n'a fourni ni le noyau ni le cytoplasme de la
cellule-œuf. |
Le programme génétique
L'information génétique qui détermine les caractères de l'individu est
contenue dans le noyau de la cellule-œuf. L'ensemble des informations se
trouvant dans le noyau constitue le programme génétique, qui se transmet
de génération en génération.
Nouvelle hypothèse : toutes les cellules ont un noyau (sauf
exception, comme les globules rouges humains). Il existe dans les noyaux de toutes
les cellules d'un individu un élément qui doit contenir l'information
génétique de cet individu. C'est ce que nous chercherons dans la partie 6.
L'information génétique est dans le
noyau, portée par les chromosomes constitués d'ADN (document du professeur).
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 4. Localisation de l'information
génétique L'information
génétique qui détermine les caractères de l'individu est contenue dans le
noyau de la cellule-œuf. L'ensemble des
informations se trouvant dans le noyau constitue le programme génétique qui se transmet de génération
en génération. Hypothèse : toutes
les cellules ont un noyau (sauf exception). Il existe dans les noyaux de
toutes les cellules d'un individu un élément qui doit contenir l'information
génétique de cet individu. |
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EXERCICE — 5 — Une autre expérience : chez le lapin Observe le document
ci-dessous (activité du manuel fournie par le professeur). a. Indique la provenance du noyau,
du cytoplasme, et l'identité de la mère porteuse. b. Quelle est la couleur du
lapereau ? À quel lapin ressemble-t-il ? c. Rédige un argument qui montre
que cette expérience valide l'hypothèse « l'information génétique est dans le
noyau ». |
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CORRIGÉ — Exercice 5 a. Noyau : cellule d'une lapine rousse.
Cytoplasme : ovule (énucléé) d'une lapine noire. Mère porteuse :
lapine blanche. b. Le lapereau est roux,
identique à la lapine rousse. c. Le lapereau possède le pelage
de la lapine qui a fourni le noyau (rousse), et non celui de la lapine
ayant fourni le cytoplasme (noire) ni celui de la mère porteuse (blanche). L'information
qui détermine la couleur du pelage se trouve donc dans le noyau :
l'hypothèse est validée. Remarque : ici le noyau vient d'une
cellule du corps (et non d'une cellule-œuf) : cela montre que les cellules du
corps contiennent elles aussi toute l'information génétique. |
Partie 6 — Les
chromosomes et les caractères de l'individu
6.1 Des filaments dans le noyau : les
chromosomes
Au moment de la multiplication cellulaire (division), des filaments
épais, colorables, apparaissent à la place du noyau : ce sont les chromosomes.
En dehors des divisions, ils sont trop fins et trop déroulés pour être visibles
au microscope optique.
À gauche : chromosomes d'une cellule
humaine en division. À droite : cellules et noyaux (×400) — la flèche montre
des chromosomes visibles dans une cellule en division (coloration de Feulgen :
noyau et chromosomes en rouge).
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DÉFINITION — Chromosome Un chromosome
est un filament colorable, visible dans le noyau au moment de la
multiplication cellulaire. Les chromosomes sont le support de
l'information génétique. |
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DÉFINITION — Caryotype Un caryotype
est la représentation de tous les chromosomes d'une cellule, rangés par
paires et classés par taille décroissante. Le caryotype est caractéristique
de l'espèce. |
6.2 Le caryotype humain et le déterminisme
du sexe
Hypothèse : si les chromosomes portent l'information génétique,
alors des différences au niveau des chromosomes doivent provoquer des
différences au niveau des caractères de l'individu.
Caryotype féminin (A) et caryotype
masculin (B).
En comparant les caryotypes A et B, on observe :
•
le nombre et la forme des chromosomes
sont constants pour les individus d'une même espèce : chez l'être
humain, il y a 46 chromosomes, soit 23 paires ;
•
les chromosomes de même taille et de même forme sont
associés par paires : ils sont dits homologues ;
•
22 paires sont identiques chez l'homme et chez
la femme ;
•
la 23e paire est différente : ce sont les chromosomes
sexuels. Caryotype A : 22 paires + XX → individu de sexe féminin.
Caryotype B : 22 paires + XY → individu de sexe masculin.
Le caractère « sexe » varie avec les deux chromosomes sexuels : une
différence chromosomique entraîne bien une différence de caractère. L'hypothèse
est validée.
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MÉTHODE — Lire un caryotype en 4 questions 1.
Combien y a-t-il de chromosomes ? (46 =
nombre normal chez l'Homme) 2.
Les
paires sont-elles complètes ? (repérer un chromosome en trop ou
manquant) 3.
Quelle
est la 23e paire ? XX = féminin ; XY = masculin (la présence d'un Y
détermine le sexe masculin). 4.
Conclure en reliant l'observation
chromosomique au caractère de l'individu. |
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ACTIVITÉ — TP — Réaliser un caryotype Découper les
chromosomes, les regrouper par paires sur une feuille A4, les classer
par taille décroissante, coller 5 paires par ligne en laissant
un espace entre chaque paire, numéroter les paires et donner un titre
précis. Questions : 1) S'agit-il d'un caryotype
humain ? 2) De quel sexe est cet individu ? Justifier. Réponses
attendues : 1)
On compte les chromosomes : s'il y en a 46, formant 23 paires,
il s'agit d'un caryotype humain normal (le nombre de chromosomes est
caractéristique de l'espèce). 2) On regarde la dernière paire : deux X → femme
; un X et un petit Y → homme. La réponse doit toujours être justifiée
par l'observation. |
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 5. A. Les chromosomes et le
déterminisme du sexe Le nombre et la
forme des chromosomes sont constants pour les individus d'une espèce. Chez
l'Homme il y a 46 chromosomes. Les chromosomes de même taille et de
même forme peuvent être associés par paires, ils sont dits homologues. L'une des paires de
chromosomes détermine le sexe. Elle est constituée par les chromosomes sexuels. Caryotype : ensemble des chromosomes
d'une cellule rangés par paires. Le caryotype est caractéristique de
l'espèce. Les chromosomes sont le support de l'information génétique dans le
noyau des cellules. |
6.3 Chromosomes et anomalie génétique : la
trisomie 21
Les personnes porteuses du syndrome de Down, ou trisomie 21,
présentent une déficience intellectuelle et des caractères
reconnaissables : visage arrondi, yeux en amande (bridés), cou court, petites
mains. Même s'ils se retrouvent chez toutes les personnes concernées, ces
caractères varient d'un individu à l'autre : chaque personne est, comme
chacun de nous, un être unique.
Caryotype d'un homme porteur de trisomie
21 : trois chromosomes 21 (entourés).
Lecture du caryotype : on compte 47 chromosomes au lieu de
46 ; la paire 21 comporte trois chromosomes au lieu de deux ; la 23e
paire est XY : il s'agit d'un individu de sexe masculin. Par
comparaison avec les caryotypes A et B, l'information génétique responsable du
syndrome de Down est localisée sur le chromosome 21, présent en un
exemplaire de trop.
|
À RETENIR — Anomalie chromosomique Toute variation
du nombre de chromosomes entraîne chez l'individu une anomalie de
ses caractères. Exemple : la trisomie 21 (47 chromosomes, trois chromosomes
21). |
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ATTENTION — Vocabulaire et respect On parle d'une «
personne porteuse de trisomie 21 » ou « atteinte du syndrome de
Down ». L'anomalie concerne le nombre de chromosomes, pas la valeur de
la personne : chacun reste un individu unique. |
Le caryotype humain : 46 chromosomes, 23
paires, XX ou XY, et la trisomie 21 (document du professeur).
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RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 5. B. Chromosomes et anomalie
génétique Toute variation du
nombre de chromosomes entraîne chez l'individu une anomalie. Exemple : la trisomie
21 ou « syndrome de Down ». |
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EXERCICE — 6 — Analyser un caryotype inconnu a. Compte les chromosomes de
l'individu N. Ce nombre est-il normal ? b. Quel est le sexe de l'individu
N ? Justifie. c. Nomme l'anomalie présente et
formule une hypothèse sur ses conséquences. |
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CORRIGÉ — Exercice 6 a. 22 paires d'autosomes dont la
paire 18 compte 3 chromosomes, plus X et Y : 44 + 1 + 2 = 47
chromosomes. Ce n'est pas normal (46 attendus). b. Sexe masculin : la 23e
paire est composée d'un chromosome X et d'un chromosome Y. c. Il s'agit d'une trisomie 18
(trois chromosomes 18). Puisque toute variation du nombre de chromosomes
entraîne une anomalie, on peut supposer que cet individu présente des caractères
anormaux (des troubles de son développement). |
Partie 7 — La
constitution des chromosomes : l'ADN
Problème : quelle est la constitution des chromosomes ?
Les chromosomes sont constitués d'une molécule très longue et très fine :
l'ADN (acide désoxyribonucléique). Elle a la forme d'une double
hélice, comme une échelle torsadée. C'est l'ADN qui est le support
de l'information génétique.
En dehors des divisions, l'ADN est déroulé dans le noyau : les
chromosomes ne sont pas visibles. Lors de la division cellulaire, l'ADN
se pelotonne (se condense, s'enroule sur lui-même) : les chromosomes
deviennent courts, épais et visibles au microscope. La forme en « X »
observée sur les caryotypes correspond à un chromosome dupliqué, prêt
pour la division.
De la double hélice d'ADN au chromosome
condensé visible lors de la division (document du professeur).
|
DÉFINITION — ADN L'ADN est la molécule
constitutive des chromosomes ; c'est le support de l'information génétique.
Une portion d'ADN qui détermine un caractère s'appelle un gène (notion
approfondie au chapitre suivant). |
|
RÉSUMÉ DU PROFESSEUR — 6. La constitution des
chromosomes L'ADN est le constituant des chromosomes ; c'est le support de
l'information génétique. L'ADN est une
molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend
visibles les chromosomes. |
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EXERCICE — 7 — Du plus grand au plus petit a. Range du plus grand au plus
petit : chromosome, cellule, ADN, organisme, noyau. b. Pourquoi ne voit-on pas les
chromosomes dans une cellule qui ne se divise pas ? c. Complète la phrase : «
L'information génétique est portée par l'……, molécule constituant les ……,
situés dans le …… de chaque cellule. » |
|
CORRIGÉ — Exercice 7 a. Organisme > cellule >
noyau > chromosome > ADN. b. Parce qu'en dehors des
divisions, l'ADN est déroulé : les chromosomes sont trop fins pour
être visibles. Ils ne deviennent visibles que lorsque l'ADN se pelotonne
lors de la division. c. « L'information génétique est
portée par l'ADN, molécule constituant les chromosomes, situés
dans le noyau de chaque cellule. » |
Quiz — 50 questions
Cache la réponse avec une feuille, réponds, puis vérifie immédiatement.
Chaque question ratée devient une carte Leitner. Objectif : 45/50
avant de passer aux sujets de brevet.
Partie 1 — Rappels et caractères
1. Tous
les êtres vivants sont constitués…
a) de cellules
b) uniquement d'organes
c) de noyaux sans membrane
d) de molécules d'ADN libres
Réponse :
a) de cellules — Un
être vivant est formé d'une ou de plusieurs cellules.
2. Une
cellule animale comprend…
a) seulement un noyau
b) une membrane, un
cytoplasme et un noyau
c) une membrane et un
cytoplasme sans noyau
d) une paroi, un noyau et des
chloroplastes
Réponse :
b) une membrane, un cytoplasme et un noyau — Membrane, cytoplasme, noyau : les trois éléments de
base.
3. Une
espèce regroupe des êtres vivants qui…
a) ont le même âge
b) vivent au même endroit
c) se ressemblent et peuvent
se reproduire entre eux
d) ont la même couleur
Réponse :
c) se ressemblent et peuvent se reproduire entre eux — Critère de ressemblance +
interfécondité (descendants fertiles).
4. Un
caractère est…
a) une cellule reproductrice
b) un organe du corps
c) toujours une maladie
d) un trait distinctif d'un
groupe, d'une espèce ou d'un individu
Réponse :
d) un trait distinctif d'un groupe, d'une espèce ou d'un individu — C'est la définition du professeur à
connaître.
5. Lequel
est un caractère de l'espèce humaine ?
a) la bipédie
b) le groupe sanguin A
c) la myopie
d) les yeux bleus
Réponse :
a) la bipédie — Tous
les humains sont bipèdes ; les autres sont des variations individuelles.
6. Lequel
est un caractère individuel ?
a) avoir un pouce opposable
b) le groupe sanguin
c) posséder une colonne
vertébrale
d) avoir quatre membres
Réponse :
b) le groupe sanguin
— Le groupe sanguin varie d'une personne à l'autre.
7. La
cellule-œuf résulte…
a) de la division d'un ovule
seul
b) de l'union de deux ovules
c) de la fécondation d'un
ovule par un spermatozoïde
d) de la puberté
Réponse :
c) de la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde — Fécondation = union des deux gamètes.
8. Les
spermatozoïdes sont produits par…
a) l'utérus
b) l'estomac
c) les ovaires
d) les testicules
Réponse :
d) les testicules —
À partir de la puberté.
9. Oculaire
×10 et objectif ×40 : le grossissement est…
a) ×400
b) ×4 000
c) ×50
d) ×4
Réponse :
a) ×400 — On
multiplie : 10 × 40 = 400.
Partie 2 et 3 — Phénotype, hérédité,
environnement
10. Le
phénotype est…
a) l'ensemble des chromosomes
b) l'ensemble des caractères
observables d'un individu
c) la molécule d'ADN
d) un organe reproducteur
Réponse :
b) l'ensemble des caractères observables d'un individu — Il s'observe à différentes échelles.
11. Le
groupe sanguin est un caractère observable à l'échelle…
a) du caryotype
b) de l'espèce seulement
c) moléculaire
d) de l'organisme, à l'œil nu
Réponse :
c) moléculaire — Il
dépend de molécules à la surface des globules rouges.
12. Un
caractère héréditaire est…
a) impossible à observer
b) acquis au cours de la vie
c) toujours dû à
l'environnement
d) transmis des parents aux
enfants
Réponse :
d) transmis des parents aux enfants — Il se transmet de génération en génération.
13. Le
bronzage est…
a) une modification due à
l'environnement, non transmissible
b) un caractère acquis
transmis aux enfants
c) une anomalie chromosomique
d) présent dès la naissance
Réponse :
a) une modification due à l'environnement, non transmissible — Le soleil modifie la pigmentation,
sans effet sur la descendance.
14. Après
un séjour en altitude, le nombre d'hématies…
a) ne change pas
b) augmente puis revient à sa
valeur initiale en plaine
c) augmente et se transmet
aux enfants
d) diminue définitivement
Réponse :
b) augmente puis revient à sa valeur initiale en plaine — Retour à la normale en 3 à 4 mois.
15. Les
modifications acquises au cours de la vie…
a) modifient les chromosomes
des gamètes
b) sont transmises à tous les
descendants
c) ne sont pas héréditaires
d) sont transmises seulement
aux garçons
Réponse :
c) ne sont pas héréditaires — Phrase clé du résumé du professeur.
16. Le
phénotype d'un individu dépend…
a) uniquement de
l'environnement
b) uniquement du hasard
c) uniquement de son âge
d) de son information
génétique et de son environnement
Réponse :
d) de son information génétique et de son environnement — Hérédité + environnement = phénotype.
17. Un
arbre généalogique permet…
a) de suivre la transmission
d'un caractère sur plusieurs générations
b) de mesurer l'ADN
c) de classer les espèces
d) d'observer les chromosomes
Réponse :
a) de suivre la transmission d'un caractère sur plusieurs générations — Il représente une famille sur
plusieurs générations.
18. «
Tous semblables, tous différents » signifie que nous…
a) ne ressemblons qu'à nos
jumeaux
b) partageons les caractères
de l'espèce avec des variations individuelles
c) sommes tous identiques
d) appartenons à des espèces
différentes
Réponse :
b) partageons les caractères de l'espèce avec des variations individuelles — Caractères de l'espèce + variations
propres.
19. 10
caractères pouvant chacun exister sous 2 formes donnent…
a) 20 combinaisons
b) 100 combinaisons
c) 1 024 combinaisons
d) 12 combinaisons
Réponse :
c) 1 024 combinaisons
— 2¹⁰ = 1 024.
Partie 4 — Transmission
20. Les
gamètes sont…
a) les globules rouges
b) les chromosomes sexuels
c) les cellules de la peau
d) les cellules
reproductrices
Réponse :
d) les cellules reproductrices — Ovules et spermatozoïdes.
21. Lors
de la fécondation, la cellule-œuf reçoit l'information génétique…
a) des deux parents
b) de l'environnement
c) de la mère seulement
d) du père seulement
Réponse :
a) des deux parents
— Réunion des informations paternelle et maternelle.
22. Les
caractères héréditaires sont transmis par…
a) le sang
b) les gamètes
c) l'éducation
d) l'alimentation
Réponse :
b) les gamètes — Les
gamètes sont le lien entre les générations.
23. La
production de gamètes débute…
a) vers 30 ans
b) à la ménopause
c) à la puberté
d) dès la naissance
Réponse :
c) à la puberté —
Testicules et ovaires deviennent fonctionnels à la puberté.
24. La
production d'ovules s'arrête…
a) vers 20 ans
b) à la puberté
c) jamais
d) à la ménopause
Réponse :
d) à la ménopause —
Les ovaires cessent alors leur activité.
25. La
cellule-œuf se développe en…
a) embryon puis fœtus
b) gamète
c) chromosome
d) ovule
Réponse :
a) embryon puis fœtus
— Elle se divise et s'implante dans l'utérus.
Partie 5 — Localisation de l'information
26. L'information
génétique est localisée dans…
a) la membrane
b) le noyau
c) la paroi
d) le cytoplasme
Réponse :
b) le noyau —
Démontré par le transfert de noyau.
27. Transfert
de noyau chez la souris : les souriceaux sont…
a) noirs, comme les souris
ayant fourni le cytoplasme
b) noirs, comme la mère
porteuse
c) blancs, comme les souris
ayant fourni le noyau
d) gris, mélange des deux
Réponse :
c) blancs, comme les souris ayant fourni le noyau — Le caractère suit le noyau.
28. Dans
cette expérience, la mère porteuse…
a) transmet sa couleur
b) fournit le noyau
c) fournit le cytoplasme
d) permet le développement
sans transmettre sa couleur
Réponse :
d) permet le développement sans transmettre sa couleur — Elle n'apporte aucune information
génétique.
29. L'énucléation
consiste à…
a) retirer le noyau d'une
cellule
b) colorer une cellule
c) diviser une cellule
d) ajouter un noyau
Réponse :
a) retirer le noyau d'une cellule — É-nucléer = enlever le noyau.
30. Le
programme génétique est…
a) le phénotype
b) l'ensemble des
informations génétiques du noyau
c) un logiciel informatique
d) un organe
Réponse :
b) l'ensemble des informations génétiques du noyau — Il se transmet de génération en
génération.
31. Après
avoir formulé une hypothèse, on…
a) la déclare vraie
directement
b) l'apprend par cœur
c) imagine une expérience
pour la tester
d) change de problème
Réponse :
c) imagine une expérience pour la tester — Hypothèse → conséquence vérifiable → expérience.
32. Si
le résultat correspond à la conséquence prévue, l'hypothèse est…
a) inutile
b) forcément fausse
c) réfutée
d) validée
Réponse :
d) validée — Sinon,
elle est réfutée.
33. Les
globules rouges humains sont une exception car ils…
a) n'ont pas de noyau
b) sont des gamètes
c) ont deux noyaux
d) ont 92 chromosomes
Réponse :
a) n'ont pas de noyau
— C'est le « sauf exception » du cours.
Partie 6 — Chromosomes et caryotype
34. Un
chromosome est…
a) une cellule du sang
b) un filament colorable
visible lors de la division
c) un organe
d) une protéine du sang
Réponse :
b) un filament colorable visible lors de la division — Définition du cours.
35. Une
cellule humaine (hors gamètes) contient…
a) 48 chromosomes
b) 44 chromosomes
c) 46 chromosomes
d) 23 chromosomes
Réponse :
c) 46 chromosomes —
Soit 23 paires.
36. Les
chromosomes humains sont groupés en…
a) 12 paires
b) 46 paires
c) 22 paires
d) 23 paires
Réponse :
d) 23 paires — 22
paires identiques + 1 paire sexuelle.
37. Des
chromosomes homologues sont…
a) de même taille et de même
forme, formant une paire
b) uniquement les chromosomes
sexuels
c) toujours très différents
d) issus d'espèces
différentes
Réponse :
a) de même taille et de même forme, formant une paire — Ils sont associés par paires dans le
caryotype.
38. Un
caryotype est…
a) un arbre généalogique
b) la représentation ordonnée
des chromosomes d'une cellule
c) une molécule
d) la photo d'un noyau au
repos
Réponse :
b) la représentation ordonnée des chromosomes d'une cellule — Chromosomes rangés par paires.
39. Dans
un caryotype, les paires sont classées…
a) par âge
b) par couleur
c) par taille décroissante
d) au hasard
Réponse :
c) par taille décroissante — De la paire 1 (la plus grande) à la paire 22.
40. Un
caryotype « 22 paires + XY » est celui…
a) d'une femme
b) d'une personne trisomique
21
c) d'un gamète
d) d'un homme
Réponse :
d) d'un homme — La
présence du Y détermine le sexe masculin.
41. Un
caryotype « 22 paires + XX » est celui…
a) d'une femme
b) d'une personne trisomique
21
c) d'un spermatozoïde
d) d'un homme
Réponse :
a) d'une femme —
Deux chromosomes X.
42. Le
chromosome qui détermine le sexe masculin est…
a) le chromosome 1
b) le chromosome Y
c) le chromosome X
d) le chromosome 21
Réponse :
b) le chromosome Y —
XY = masculin.
43. Le
caryotype est caractéristique…
a) de l'âge
b) du régime alimentaire
c) de l'espèce
d) de la saison
Réponse :
c) de l'espèce —
Nombre et forme constants dans une espèce.
44. La
trisomie 21 se caractérise par…
a) l'absence de chromosome 21
b) deux chromosomes Y
c) 45 chromosomes
d) trois chromosomes 21, soit
47 chromosomes
Réponse :
d) trois chromosomes 21, soit 47 chromosomes — Un chromosome 21 en trop.
45. Toute
variation du nombre de chromosomes entraîne…
a) une anomalie des
caractères de l'individu
b) seulement un changement de
couleur des yeux
c) aucun effet
d) un changement d'espèce
Réponse :
a) une anomalie des caractères de l'individu — Phrase du résumé du professeur.
46. Les
chromosomes sont le support de…
a) l'énergie
b) l'information génétique
c) l'oxygène
d) la digestion
Réponse :
b) l'information génétique — Dans le noyau de chaque cellule.
Partie 7 — ADN
47. Les
chromosomes sont constitués…
a) de lipides uniquement
b) d'eau uniquement
c) d'ADN
d) de glucose
Réponse :
c) d'ADN — L'ADN est
le constituant des chromosomes.
48. La
molécule d'ADN a la forme…
a) d'un cube
b) d'une sphère
c) d'un triangle
d) d'une double hélice
Réponse :
d) d'une double hélice
— Une échelle torsadée.
49. Les
chromosomes deviennent visibles lors de la division car l'ADN…
a) se pelotonne
b) disparaît
c) sort du noyau
d) devient liquide
Réponse :
a) se pelotonne — Il
se condense et s'épaissit.
50. Du
plus grand au plus petit :
a) cellule > organisme
> noyau > ADN > chromosome
b) organisme > cellule
> noyau > chromosome > ADN
c) noyau > cellule >
ADN > organisme > chromosome
d) ADN > chromosome >
noyau > cellule > organisme
Réponse :
b) organisme > cellule > noyau > chromosome > ADN — On « zoome » de l'organisme à la
molécule.
Quiz 2 — 50
questions inédites
Réponds sans consulter le cours. Note tes réponses sur une feuille, puis
vérifie-les uniquement dans le corrigé placé à la fin du quiz. Les questions
alternent définitions, raisonnement, classement et situations d’application.
Questions 1 à 10 — Caractères et phénotype
1. Quelle différence fais-tu entre un caractère de
l’espèce et un caractère individuel ?
2. Cite trois caractères communs à tous les êtres
humains.
3. Pourquoi la couleur des yeux ne permet-elle pas, à
elle seule, de définir l’espèce humaine ?
4. Donne la définition du phénotype.
5. À quelles trois échelles peut-on observer un
phénotype ?
6. Classe ces caractères : bipédie, yeux marron,
pouce opposable, groupe sanguin B, présence de poils.
7. Un élève a les cheveux frisés et une colonne
vertébrale. Lequel de ces caractères est individuel ?
8. Explique l’expression « tous semblables, tous
différents ».
9. Avec 5 caractères existant chacun sous 2 formes,
combien de combinaisons sont possibles ?
10. Pourquoi chaque individu possède-t-il une
combinaison de caractères qui lui est propre ?
Questions 11 à 20 — Hérédité, environnement et transmission
11. Qu’est-ce qu’un caractère héréditaire ?
12. Pourquoi le bronzage n’est-il pas transmis aux
enfants ?
13. Quel effet un séjour en altitude peut-il avoir
sur le nombre d’hématies ?
14. Que devient cet effet après plusieurs mois de
retour en plaine ?
15. Complète : le phénotype dépend de l’information
génétique et de …
16. Quel outil permet de suivre un caractère dans une
famille sur plusieurs générations ?
17. Nomme les deux types de gamètes humains.
18. Quel événement réunit les informations génétiques
des deux parents ?
19. Comment appelle-t-on la première cellule du
nouvel individu ?
20. Pourquoi les gamètes constituent-ils un lien
matériel entre parents et enfant ?
Questions 21 à 30 — Localisation de l’information génétique
21. Dans quelle partie de la cellule se trouve
l’information génétique ?
22. Que signifie « énucléer une cellule » ?
23. Dans un transfert de noyau, quel élément doit-on
changer pour modifier les caractères héréditaires obtenus ?
24. Une cellule-œuf reçoit un noyau provenant d’une
souris blanche et un cytoplasme provenant d’une souris noire. Quelle couleur
prévoit-on pour le souriceau ?
25. Quel est le rôle de la mère porteuse dans une
expérience de transfert de noyau ?
26. Que démontre le fait qu’un noyau de cellule du
corps puisse permettre le développement d’un individu entier ?
27. Définis le programme génétique.
28. Remets dans l’ordre : conclusion, hypothèse,
problème, expérience, conséquence vérifiable.
29. Quand une hypothèse est-elle réfutée ?
30. Formule une conséquence vérifiable de l’hypothèse
« l’information génétique est dans le noyau ».
Questions 31 à 40 — Chromosomes et caryotypes
31. À quel moment les chromosomes deviennent-ils
visibles ?
32. Qu’est-ce qu’un chromosome ?
33. Qu’est-ce qu’un caryotype ?
34. Combien une cellule humaine ordinaire
possède-t-elle de chromosomes et de paires ?
35. Comment reconnaît-on deux chromosomes homologues
?
36. Combien de paires d’autosomes possède une cellule
humaine ordinaire ?
37. Que conclure d’une 23e paire XX ?
38. Que conclure d’une 23e paire XY ?
39. Un caryotype présente 47 chromosomes, dont trois
chromosomes 21. Nomme l’anomalie.
40. Pourquoi une variation du nombre de chromosomes
peut-elle modifier les caractères d’un individu ?
Questions 41 à 50 — ADN et synthèse
41. De quelle molécule les chromosomes sont-ils
constitués ?
42. Quelle est la forme générale de la molécule d’ADN
?
43. Pourquoi les chromosomes ne sont-ils généralement
pas visibles hors division ?
44. Que se passe-t-il pour l’ADN au début d’une
division cellulaire ?
45. Qu’est-ce qu’un gène ?
46. Classe du plus grand au plus petit : noyau,
organisme, ADN, cellule, chromosome.
47. Complète : l’information génétique est portée par
l’…, constituant les …, situés dans le …
48. Relie chaque terme à sa fonction : gamète, noyau,
chromosome, ADN.
49. Explique en deux phrases pourquoi un enfant
ressemble à ses parents sans être leur copie exacte.
50. Rédige une phrase-bilan reliant phénotype,
environnement, noyau, chromosomes et ADN.
Corrigé du Quiz 2
Réponses 1 à 10
1. Un caractère de l’espèce est partagé par tous ses
membres ; un caractère individuel est une variation propre à certains
individus.
2. Par exemple : colonne vertébrale, quatre membres,
poils, pouce opposable ou bipédie.
3. Elle varie entre les individus : c’est un
caractère individuel, non un caractère commun à tous les humains.
4. Ensemble des caractères observables d’un individu
à différentes échelles.
5. Organisme, cellule et molécule.
6. Espèce : bipédie, pouce opposable, présence de
poils. Individuels : yeux marron, groupe sanguin B.
7. Les cheveux frisés.
8. Tous les humains partagent les caractères de
l’espèce, mais chacun possède des variations individuelles.
9. 2⁵ = 32 combinaisons.
10. Parce qu’il existe de très nombreuses
combinaisons possibles de variations de caractères.
Réponses 11 à 20
11. Un caractère transmis par les parents de
génération en génération.
12. C’est une modification acquise sous l’effet du
soleil ; elle n’est pas héréditaire.
13. Il augmente.
14. Il revient progressivement à sa valeur initiale.
15. L’environnement.
16. Un arbre généalogique.
17. Ovule et spermatozoïde.
18. La fécondation.
19. La cellule-œuf.
20. Ils transportent et transmettent l’information
génétique parentale à la cellule-œuf.
Réponses 21 à 30
21. Dans le noyau.
22. Retirer son noyau.
23. Le noyau.
24. Blanc, car la couleur suit le noyau transplanté.
25. Elle permet le développement de l’embryon sans
fournir l’information génétique étudiée.
26. Le noyau d’une cellule du corps contient
l’ensemble du programme génétique.
27. Ensemble des informations génétiques contenues
dans le noyau.
28. Problème → hypothèse → conséquence vérifiable →
expérience → conclusion.
29. Lorsque le résultat observé ne correspond pas à
la conséquence prévue.
30. Si elle est vraie, changer le noyau doit changer
les caractères héréditaires de l’individu obtenu.
Réponses 31 à 40
31. Pendant la division cellulaire.
32. Filament colorable du noyau, visible lors de la
division et support de l’information génétique.
33. Représentation de tous les chromosomes d’une
cellule, rangés par paires et par taille décroissante.
34. 46 chromosomes, soit 23 paires.
35. Ils ont la même taille et la même forme.
36. 22 paires.
37. L’individu est de sexe féminin.
38. L’individu est de sexe masculin.
39. Une trisomie 21.
40. Les chromosomes portent l’information génétique
qui détermine les caractères.
Réponses 41 à 50
41. D’ADN.
42. Une double hélice.
43. L’ADN est déroulé et les chromosomes sont trop
fins pour être distingués.
44. Il se pelotonne ou se condense, rendant les
chromosomes visibles.
45. Une portion d’ADN qui détermine un caractère.
46. Organisme → cellule → noyau → chromosome → ADN.
47. ADN ; chromosomes ; noyau.
48. Gamète : transmet l’information entre générations
; noyau : contient l’information ; chromosome : la porte ; ADN : molécule qui
constitue le chromosome.
49. La fécondation réunit les informations génétiques
des deux parents. Leur combinaison produit un phénotype propre à l’enfant,
également influencé par l’environnement.
50. Le phénotype dépend de l’information génétique et
de l’environnement ; cette information se trouve dans le noyau, portée par les
chromosomes constitués d’ADN.
Fiche de révision
express
|
Notion |
Ce qu'il
faut savoir en une phrase |
|
Caractère |
Trait distinctif d'un
groupe d'espèces, d'une espèce ou d'un individu. |
|
Caractères de l'espèce / individuels |
Partagés par tous les humains (bipède, primate…) / variations
propres à chacun (yeux, groupe sanguin…). |
|
Phénotype |
Ensemble des caractères
observables d'un individu, à l'échelle de l'organisme, de la cellule et de la
molécule. |
|
Caractère héréditaire |
Transmis par les parents, de génération en génération. |
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Environnement |
Peut modifier l'expression
d'un caractère (bronzage, hématies en altitude), mais ces modifications ne
sont pas héréditaires. |
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Transmission |
Les gamètes transmettent l'information génétique ; la fécondation
réunit dans la cellule-œuf les informations des deux parents. |
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Localisation |
L'information génétique est
dans le noyau (expériences de transfert de noyau : le caractère suit
le noyau). |
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Programme génétique |
Ensemble des informations génétiques contenues dans le noyau. |
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Chromosomes |
Filaments visibles lors de
la division ; support de l'information génétique ; 46 chez l'Homme (23
paires). |
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Caryotype |
Chromosomes d'une cellule rangés par paires, par taille
décroissante ; caractéristique de l'espèce. |
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Sexe |
22 paires + XX = femme ; 22
paires + XY = homme. |
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Anomalie |
Toute variation du nombre de chromosomes entraîne une anomalie
(trisomie 21 : 47 chromosomes). |
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ADN |
Molécule en double hélice,
constituant des chromosomes, support de l'information génétique ; se
pelotonne lors de la division. |
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À RETENIR — Les 5 phrases à savoir réciter 1.
Le
phénotype dépend de l'information génétique et de l'environnement. 2.
Les
modifications dues à l'environnement ne sont pas héréditaires. 3.
Les
gamètes transmettent l'information génétique ; la fécondation la réunit dans
la cellule-œuf. 4.
L'information
génétique est dans le noyau, portée par les chromosomes,
constitués d'ADN. 5.
46
chromosomes chez l'Homme ; XX = femme, XY = homme ; un chromosome en trop ou
en moins = anomalie. |
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ATTENTION — Les 4 erreurs qui coûtent des points •
Écrire
« le bronzage est héréditaire » : c'est la pigmentation qui est
héréditaire, pas sa modification. •
Oublier
la mère porteuse dans l'analyse d'un transfert de noyau : il faut
montrer qu'elle ne transmet rien. •
Donner
le sexe d'un caryotype sans justifier (« car on voit un X et un Y »). •
Confondre
chromosome (filament) et ADN (molécule qui le constitue). |
Sujet de type
brevet 2027 n°1 — Des xénopes et des noyaux
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Épreuve de
sciences — partie SVT |
Format DNB
2027 |
|
Durée conseillée |
30 minutes (l'épreuve de sciences dure 1 h pour deux
disciplines) |
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Barème |
10 points (l'épreuve de sciences est notée sur 20,
coefficient 2) |
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Programme |
Programme de 3e
uniquement |
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Conseil |
Les questions sont indépendantes : ne reste pas bloqué sur l'une
d'elles. Justifie toujours avec les documents. |
Dans les années 1960, le biologiste britannique John Gurdon (prix
Nobel de médecine 2012) a réalisé des expériences de transfert de noyau chez un
amphibien, le xénope. Il existe des xénopes sauvages, à peau
foncée, et des xénopes albinos, à peau blanche et yeux rouges. La
couleur de la peau est un caractère héréditaire.
Document 1 — Expérience de transfert de
noyau (schéma simplifié).
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Document 2
— Résultats (données simplifiées) |
Nombre |
|
Nouvelles cellules-œufs
obtenues |
100 |
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Embryons développés |
30 |
|
Têtards obtenus |
10 |
|
Xénopes adultes obtenus |
2 |
|
Couleur de tous les têtards
et adultes obtenus |
albinos |
Questions
Question 1 (1 point) — QCM. Recopie la bonne réponse. Le noyau
d'une cellule contient : a) le cytoplasme ; b) l'information
génétique ; c) les gamètes ; d) la membrane.
Question 2 (2 points). À partir du document 1, indique la
provenance du noyau et celle du cytoplasme de la nouvelle
cellule-œuf.
Question 3 (3 points). Formule l'hypothèse testée par cette
expérience, puis rédige un argument montrant que les résultats (documents 1 et
2) la valident.
Question 4 (2 points). Le noyau transplanté provient d'une cellule
d'intestin et non d'une cellule-œuf. Explique ce que ce résultat montre
sur l'information génétique contenue dans les cellules du corps.
Question 5 (2 points). On réalise l'expérience inverse : noyau
d'une cellule de xénope sauvage injecté dans un ovule énucléé de femelle
albinos. Prévois la couleur des xénopes obtenus et justifie.
Sujet de type
brevet 2027 n°2 — Caryotypes et caractères
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Épreuve de
sciences — partie SVT |
Format DNB
2027 |
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Durée conseillée |
30 minutes (l'épreuve de sciences dure 1 h pour deux
disciplines) |
|
Barème |
10 points (l'épreuve de sciences est notée sur 20,
coefficient 2) |
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Programme |
Programme de 3e
uniquement |
|
Conseil |
Les questions sont indépendantes : ne reste pas bloqué sur l'une
d'elles. Justifie toujours avec les documents. |
Léa, 16 ans, et Hugo, 17 ans, sont suivis par un médecin généticien. Léa
est de petite taille et sa puberté ne s'est pas déclenchée spontanément. Hugo
est grand et le médecin constate un développement incomplet de ses testicules.
Le médecin fait réaliser le caryotype de chacun.
Document 1 — Caryotypes de référence :
femme (A) et homme (B).
Questions
Question 1 (1 point) — QCM. Recopie la bonne réponse. Chez l'être
humain, une cellule (hors gamètes) contient normalement : a) 23
chromosomes ; b) 44 chromosomes ; c) 46 chromosomes ; d)
47 chromosomes.
Question 2 (1 point). Donne la définition d'un caryotype.
Question 3 (3 points). Décris les caryotypes de Léa et de Hugo
(documents 2a et 2b) en les comparant aux caryotypes de référence (document 1).
Question 4 (2 points). Léa n'a pas de chromosome Y ; Hugo en
possède un. En utilisant ces données, montre que le chromosome Y détermine le
sexe masculin.
Question 5 (3 points). Rédige un court texte expliquant l'origine
des caractères particuliers de Léa et de Hugo. Tu t'appuieras sur les documents
et sur l'exemple de la trisomie 21 vu en classe.
Sujet de type
brevet 2027 n°3 — Hérédité ou environnement ?
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Épreuve de
sciences — partie SVT |
Format DNB
2027 |
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Durée conseillée |
30 minutes (l'épreuve de sciences dure 1 h pour deux
disciplines) |
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Barème |
10 points (l'épreuve de sciences est notée sur 20,
coefficient 2) |
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Programme |
Programme de 3e
uniquement |
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Conseil |
Les questions sont indépendantes : ne reste pas bloqué sur l'une
d'elles. Justifie toujours avec les documents. |
Un club de rugby organise chaque été un stage de trois semaines en
altitude. Un joueur affirme : « Grâce à ces stages, j'ai plus de globules
rouges ; mes futurs enfants en profiteront aussi ! » On cherche à vérifier
cette affirmation.
Document 1 — Évolution du nombre
d'hématies au cours d'un séjour à 4 500 m, et effets du soleil sur la
pigmentation de la peau.
Document 2 — Le lapin Himalaya. Ce lapin a normalement un pelage
blanc, sauf aux extrémités du corps (oreilles, museau, pattes, queue), où les
poils sont noirs. Ces extrémités sont les zones les plus froides du
corps. Si l'on rase une zone du dos et qu'on y maintient une poche de glace,
les poils repoussent noirs à cet endroit. Les descendants de ce lapin
ont un pelage Himalaya habituel (dos blanc).
Questions
Question 1 (1,5 point) — Vrai ou faux. Recopie et corrige les
affirmations fausses. a) Le phénotype dépend uniquement de l'information
génétique. b) Un caractère héréditaire peut être modifié par
l'environnement. c) Le bronzage se transmet aux enfants.
Question 2 (2 points). À partir du document 1, décris l'évolution
du nombre d'hématies lors du séjour en altitude, en citant des valeurs
chiffrées.
Question 3 (2 points). À partir du document 2, explique pourquoi
des poils noirs repoussent sur le dos du lapin.
Question 4 (3 points). En t'appuyant sur les documents 1 et 2,
rédige une réponse argumentée au joueur de rugby.
Question 5 (1,5 point). Définis le phénotype et cite les deux
facteurs dont il dépend.
Corrigés des sujets
de type brevet
Ne consulte ce corrigé qu'après avoir traité chaque sujet en 30
minutes chrono, sans le cours. Compare ta copie au barème et note-toi sur
10.
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CORRIGÉ — Sujet 1 — avec barème Q1 (1 pt) : réponse b) l'information
génétique. Q2 (2 pts) : le noyau provient d'une
cellule d'intestin de têtard albinos (1 pt) ; le cytoplasme (et
la membrane) provient d'un ovule de femelle sauvage dont le noyau a
été détruit (1 pt). Q3 (3 pts) : hypothèse : l'information
génétique qui détermine la couleur de la peau est contenue dans le noyau
(1 pt). Argument : les xénopes obtenus sont tous albinos, comme
l'animal ayant fourni le noyau, et non foncés comme la femelle sauvage ayant
fourni le cytoplasme (1 pt). Le caractère suit donc le noyau : l'hypothèse
est validée (1 pt). Q4 (2 pts) : une cellule d'intestin a permis
de fabriquer un individu entier. Son noyau contenait donc toute
l'information génétique de l'individu (1 pt) : chaque cellule du corps
possède dans son noyau l'ensemble du programme génétique (1 pt). Q5 (2 pts) : les xénopes obtenus seront sauvages
(foncés) (1 pt), car ils présentent le caractère de l'individu qui a
fourni le noyau, qui contient l'information génétique (1 pt). |
|
CORRIGÉ — Sujet 2 — avec barème Q1 (1 pt) : réponse c) 46
chromosomes. Q2 (1 pt) : un caryotype est la
représentation de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, rangés par
paires et classés par taille décroissante. Q3 (3 pts) : les 22 premières paires de Léa
et de Hugo sont normales, comme dans les caryotypes de référence (1
pt). Léa possède un seul chromosome X et pas de deuxième chromosome
sexuel : 45 chromosomes (1 pt). Hugo possède deux X et un Y : 47
chromosomes (1 pt). Les deux anomalies portent sur la paire de
chromosomes sexuels. Q4 (2 pts) : Léa, sans chromosome Y, est de sexe
féminin malgré l'absence d'un 2e X ; Hugo, qui possède un Y, est de sexe
masculin malgré la présence de deux X (1 pt). C'est donc la présence
du Y qui détermine le sexe masculin (1 pt). Q5 (3 pts) : les chromosomes sont le support
de l'information génétique (1 pt). Léa et Hugo présentent une variation
du nombre de chromosomes sexuels (45 et 47 au lieu de 46) (1 pt). Comme
pour la trisomie 21, où un chromosome 21 en trop entraîne des caractères
particuliers, toute variation du nombre de chromosomes entraîne une
anomalie des caractères : ici des caractères liés au développement sexuel
et à la taille (1 pt). Pour info : ces situations s'appellent
syndrome de Turner (45,X) et syndrome de Klinefelter (47,XXY).
Ces noms ne sont pas exigibles au brevet. |
|
CORRIGÉ — Sujet 3 — avec barème Q1 (1,5 pt ; 0,5
par item) : a)
Faux — le phénotype dépend de l'information génétique et de
l'environnement. b) Vrai. c) Faux — le bronzage est une
modification due à l'environnement, non transmissible. Q2 (2 pts) : le nombre d'hématies est
d'environ 5 millions/mm³ au début du séjour (0,5 pt) ; il augmente
à partir de la 2e semaine (0,5 pt) jusqu'à environ 6,2 millions/mm³
vers la 10e semaine (0,5 pt), puis se stabilise (0,5 pt). Q3 (2 pts) : la pigmentation noire des poils
se produit dans les zones froides (1 pt). En refroidissant le dos avec
de la glace, on modifie l'environnement de cette zone : l'expression
du caractère « couleur du pelage » est modifiée et les poils repoussent noirs
(1 pt). Q4 (3 pts) : l'augmentation du nombre
d'hématies est une modification due à l'environnement (moins de
dioxygène en altitude) (1 pt) ; elle est temporaire, puisque le nombre
revient à sa valeur initiale en 3 à 4 mois (0,5 pt). Le document 2 montre
qu'une modification due à l'environnement n'est pas transmise : les
descendants du lapin ont un pelage normal (1 pt). Le joueur a donc tort
: ses enfants n'hériteront pas de ce surplus de globules rouges (0,5 pt). Q5 (1,5 pt) : le phénotype est l'ensemble
des caractères observables d'un individu, à différentes échelles (0,5
pt). Il dépend de l'information génétique (0,5 pt) et de l'environnement
(0,5 pt). |
Lexique à bien
connaître
Les mots marqués d'un astérisque (*) figurent dans le résumé du
professeur. Chaque ligne peut devenir une carte Leitner.
|
Mot |
Définition |
|
ADN* |
Molécule en double hélice,
constituant des chromosomes et support de l'information génétique. |
|
Anomalie chromosomique* |
Variation du nombre (ou de la forme) des chromosomes entraînant
des caractères anormaux. |
|
Autosomes |
Les 22 paires de
chromosomes non sexuels, identiques chez l'homme et la femme. |
|
Caractère* |
Trait distinctif que présente un groupe d'espèces, une espèce ou
un individu. |
|
Caractère de l'espèce |
Caractère partagé par tous
les individus d'une espèce (ex. : bipédie chez l'Homme). |
|
Caractère héréditaire* |
Caractère transmis par les parents, de génération en génération. |
|
Caractère individuel |
Variation d'un caractère
propre à un individu (ex. : couleur des yeux). |
|
Caryotype* |
Représentation des chromosomes d'une cellule rangés par paires et
par taille décroissante ; caractéristique de l'espèce. |
|
Cellule |
Unité de base du vivant,
formée d'une membrane, d'un cytoplasme et d'un noyau. |
|
Cellule-œuf* |
Première cellule d'un nouvel individu, issue de la fécondation. |
|
Chromosome* |
Filament colorable visible
dans le noyau lors de la division cellulaire ; support de l'information
génétique. |
|
Chromosomes homologues* |
Deux chromosomes de même taille et de même forme formant une
paire. |
|
Chromosomes sexuels* |
La paire de chromosomes qui
détermine le sexe : XX (femme) ou XY (homme). |
|
Conséquence vérifiable |
Ce que l'on doit observer si l'hypothèse est vraie (« si…, alors…
»). |
|
Cytoplasme |
Contenu de la cellule,
entre la membrane et le noyau. |
|
Division cellulaire |
Multiplication d'une cellule en deux cellules ; les chromosomes y
deviennent visibles. |
|
Embryon |
Premier stade du
développement, issu de la cellule-œuf. |
|
Énucléation |
Retrait du noyau d'une cellule. |
|
Environnement* |
Ensemble des conditions de
vie (soleil, altitude, alimentation…) pouvant modifier l'expression des
caractères. |
|
Espèce |
Ensemble d'individus qui se ressemblent et peuvent se reproduire
entre eux en donnant des descendants fertiles. |
|
Fécondation* |
Union d'un ovule et d'un
spermatozoïde, formant la cellule-œuf. |
|
Gamètes* |
Cellules reproductrices : ovules (femme) et spermatozoïdes
(homme). |
|
Gène |
Portion d'ADN qui détermine
un caractère (notion approfondie au chapitre suivant). |
|
Hématies |
Globules rouges du sang ; ils transportent le dioxygène. |
|
Hypothèse |
Réponse possible à un
problème, qu'il faut tester par une expérience. |
|
Information génétique* |
Ensemble des informations transmises par les gamètes, qui
déterminent les caractères héréditaires. |
|
Noyau* |
Élément de la cellule qui
contient l'information génétique. |
|
Phénotype* |
Ensemble des caractères observables d'un individu, à différentes
échelles. |
|
Programme génétique* |
Ensemble des informations
génétiques contenues dans le noyau, transmis de génération en génération. |
|
Transfert de noyau |
Expérience qui consiste à placer le noyau d'une cellule dans une
autre cellule dont le noyau a été retiré. |
|
Trisomie 21* |
Anomalie chromosomique :
trois chromosomes 21 au lieu de deux (47 chromosomes) ; aussi appelée
syndrome de Down. |
Sources
Cours manuscrit et documents distribués en classe (fiches d'activité,
caryotypes, TP), et résumé « Chapitre I — Diversité et stabilité génétique des
individus » fourni par le professeur de SVT.
•
L'Étudiant
— Brevet des collèges 2027 : épreuves, dates, modalités
•
Sujets
corrigés brevet — L'épreuve de sciences (format, durée, barème)
•
Calcul-brevet
— Épreuves du brevet 2027 : coefficients et calendrier
•
Ministère de
l'Éducation nationale
Expériences historiques :
transferts de noyau chez les amphibiens (J. Gurdon, prix Nobel 2012) ; exemple
du lapin Himalaya (influence de la température sur la pigmentation). Données
chiffrées du sujet 1 simplifiées à des fins pédagogiques.
|
DÉMARCHE EXÉCUTIVE D’APPRENTISSAGE — Je pilote mon
travail Avant et pendant ma révision, je suis cette
démarche pour comprendre, apprendre et mémoriser efficacement : 1. Je m’active pour comprendre le domaine sur lequel porte la leçon et j’identifie la
question principale du chapitre. 2. Je planifie la
manière dont je vais utiliser le document : ordre des parties, activités,
quiz et corrigés. 3. Je m’engage pendant un temps déterminé, avec un objectif de travail précis et réaliste. 4. Je mets en place une stratégie intégrant les éléments incontournables de mon
apprentissage : lecture active, reformulation, entraînement, correction et
répétition. 5. Je reste flexible devant une difficulté : je change de méthode, j’alterne les contenus et je
reviens ensuite sur le point qui bloque. 6. Je régule mes émotions et mes comportements : je repère l’inhibition ou la procrastination, je
réduis les distractions et je reprends l’action par une étape simple. 7. Je dépose les notions dans ma mémoire de travail, puis je les consolide grâce au rappel actif, aux quiz
et aux révisions espacées. |