Chaque cellule humaine contient dans son noyau 46 chromosomes, rangés en 23 paires : un chromosome de chaque paire vient du père, l’autre de la mère. Ces chromosomes sont faits d’ADN et portent les gènes, dont chacun existe en plusieurs versions appelées allèles. Une fiche de révision de génétique de 3ème doit expliquer deux choses : pourquoi toutes nos cellules ont la même information (la mitose) et pourquoi chaque enfant est unique (la méiose et la fécondation).
Quelles définitions de génétique mettre sur sa fiche de 3ème ?
La moitié des points de génétique au brevet se joue sur le vocabulaire. Une définition floue (« le gène, c’est ce qui donne les yeux bleus ») ne rapporte rien. Apprenez ces douze définitions au mot près.
Vocabulaire de la génétique
- Caractère héréditaire : caractère transmis des parents aux enfants (groupe sanguin, couleur des yeux).
- Noyau : partie de la cellule qui contient l’information génétique.
- Chromosome : élément du noyau formé d’une longue molécule d’ADN ; il devient visible au moment de la division cellulaire.
- ADN (acide désoxyribonucléique) : molécule en double hélice, support de l’information génétique.
- Caryotype : photographie des chromosomes d’une cellule, rangés par paires et par taille.
- Gène : portion d’ADN, située à un endroit précis d’un chromosome, qui détermine un caractère héréditaire.
- Allèle : version d’un gène. Exemple : pour le gène du groupe sanguin, les allèles A, B et O.
- Allèle dominant : s’exprime même s’il n’est présent qu’en un seul exemplaire. Récessif : ne s’exprime que s’il est présent en deux exemplaires.
- Génotype : les allèles que possède un individu. Phénotype : les caractères observables.
- Mitose : division d’une cellule en deux cellules filles identiques, avec le même nombre de chromosomes.
- Méiose : division qui produit les gamètes, avec un seul chromosome de chaque paire (23 chez l’humain).
- Mutation : modification de la séquence de l’ADN, qui peut créer un nouvel allèle.
Combien de chromosomes et que montre un caryotype ?
Chromosomes humains
- 46 chromosomes dans chaque cellule (sauf les gamètes), soit 23 paires.
- 22 paires identiques chez l’homme et la femme (numérotées de 1 à 22) et une paire de chromosomes sexuels.
- Femme : XX. Homme : XY.
- Les gamètes (spermatozoïdes et ovules) n’en contiennent que 23, un par paire.
- Environ 20 000 gènes chez l’être humain.
- Une anomalie du nombre de chromosomes change le caryotype : la trisomie 21 correspond à trois chromosomes 21, soit 47 chromosomes.
Le nombre de chromosomes varie selon l’espèce et ne dit rien de la complexité : 46 chez l’humain, 48 chez le chimpanzé, 78 chez le chien. C’est une question piège classique.
Quelle différence entre gène et allèle ?
Prenons le groupe sanguin. Le gène est situé sur la paire de chromosomes n° 9. Il existe trois allèles : A, B et O. Chaque personne possède deux allèles, un sur chaque chromosome 9 de la paire.
| Génotype (allèles) | Phénotype (groupe) | Explication |
|---|---|---|
| A // A ou A // O | A | A est dominant sur O |
| B // B ou B // O | B | B est dominant sur O |
| A // B | AB | A et B s’expriment tous les deux (codominance) |
| O // O | O | O est récessif : il faut deux allèles O |
Conséquence qui tombe souvent : deux parents de groupe A et B peuvent avoir un enfant de groupe O, si chacun porte un allèle O (génotypes A // O et B // O).
Le phénotype ne dépend pas que des gènes : l’environnement joue aussi. Des jumeaux vrais ont les mêmes allèles, mais celui qui s’expose au soleil bronze, celui qui fait du sport développe ses muscles.
Que se passe-t-il pendant la mitose ?
- Duplication de l’ADN : avant la division, chaque chromosome est copié. Il est alors formé de deux chromatides identiques.
- Condensation : les chromosomes deviennent visibles au microscope.
- Séparation : les deux chromatides de chaque chromosome se séparent et partent chacune vers un pôle de la cellule.
- Division : la cellule se coupe en deux cellules filles, chacune avec 46 chromosomes identiques à ceux de la cellule mère.
La mitose permet la croissance de l’organisme et le renouvellement des cellules (peau, sang). Toutes les cellules d’un individu, issues de la même cellule-œuf, ont donc la même information génétique.
Pourquoi chaque individu est-il génétiquement unique ?
Méiose, fécondation et diversité
- Méiose : dans les testicules et les ovaires, elle produit des gamètes à 23 chromosomes. Pour chaque paire, le chromosome qui part dans le gamète est choisi au hasard.
- Nombre de gamètes différents : avec 23 paires, un individu peut produire 223, soit plus de 8 millions de combinaisons de chromosomes (sans compter d’autres brassages).
- Fécondation : un spermatozoïde (23 chromosomes) et un ovule (23 chromosomes) s’unissent pour former une cellule-œuf à 46 chromosomes. La rencontre se fait au hasard.
- Bilan : un couple peut produire plus de 70 000 milliards de combinaisons (8 millions × 8 millions). Deux frères et sœurs n’ont quasiment aucune chance d’être génétiquement identiques, sauf les jumeaux vrais, issus d’une même cellule-œuf.
- Sexe de l’enfant : l’ovule porte toujours un X ; le spermatozoïde porte un X ou un Y. XX donne une fille, XY un garçon.
Qu’est-ce qu’une mutation et d’où viennent les nouveaux allèles ?
Une mutation est une modification de la séquence de l’ADN. Elle peut apparaître spontanément, lors d’une erreur de copie de l’ADN avant la division, ou être favorisée par des agents mutagènes : rayons ultraviolets, rayons X, certaines substances comme celles de la fumée de tabac.
- Une mutation peut être sans effet, défavorable (maladie génétique, cancer) ou, plus rarement, favorable.
- Si elle touche une cellule à l’origine des gamètes, elle peut être transmise aux descendants.
- Les mutations sont à l’origine de nouveaux allèles, donc de la diversité génétique des populations, sur laquelle agit la sélection naturelle.
Comment réussir un exercice de génétique au brevet ?
Les sujets fournissent presque toujours un document (arbre généalogique, caryotype, tableau de groupes sanguins). La méthode :
- Lire la consigne deux fois et souligner le verbe : « comparer », « expliquer », « justifier ».
- Relever les données du document avec leurs chiffres : « le caryotype présente 47 chromosomes, dont trois chromosomes 21 ».
- Relier à une notion du cours avec le vocabulaire exact : allèle, dominant, méiose.
- Conclure en répondant à la question posée, en une phrase.
La génétique se relie au reste du programme de sciences : révisez-la avec la fiche de SVT pour le brevet, et comparez la transmission du message génétique à celle du message nerveux dans la fiche sur le système nerveux. Le parcours cellule, noyau, chromosome, gène, allèle se prête très bien à une carte mentale. L’ensemble des matières est réuni dans les fiches de révision du brevet.
RéviserFiche de révision système nerveux 4ème : neurones, cerveau, réflexesLa mitose copie (46 chromosomes identiques), la méiose trie au hasard (23 chromosomes), la fécondation réunit (46 chromosomes) : c’est ce trio qui rend chaque individu unique.
Combien de chromosomes dans une cellule de peau humaine ? Dans un ovule ?
46 (23 paires) dans la cellule de peau ; 23 dans l’ovule.
Quelle est la différence entre un gène et un allèle ?
Le gène est une portion d’ADN qui détermine un caractère ; l’allèle est une version de ce gène.
Qu’est-ce qu’un caryotype ?
La photographie des chromosomes d’une cellule, classés par paires et par taille.
Une personne A // O est-elle de groupe A ou O ?
De groupe A, car l’allèle A est dominant sur l’allèle O.
À quoi sert la mitose ?
À produire deux cellules identiques à la cellule mère, pour la croissance et le renouvellement des cellules.
Pourquoi deux enfants des mêmes parents sont-ils différents ?
La méiose répartit les chromosomes au hasard dans les gamètes, et la fécondation réunit deux gamètes au hasard.
Qui détermine le sexe de l’enfant ?
Le spermatozoïde, qui porte un chromosome X ou Y ; l’ovule porte toujours un X.
Citez un agent qui favorise les mutations.
Les rayons ultraviolets (ou les rayons X, ou certaines substances du tabac).
