7.E : Les bases cellulaires de l'héritage (exercices)

7.1 : Reproduction sexuelle

Presque tous les eucaryotes se reproduisent par voie sexuée. La variation introduite dans les cellules reproductrices par la méiose semble être l'un des avantages de la reproduction sexuée qui a contribué à son succès. La méiose et la fécondation alternent dans les cycles de vie sexuelle. Le processus de méiose produit des cellules reproductrices génétiquement uniques appelées gamètes, qui possèdent deux fois moins de chromosomes que la cellule mère. La fécondation, c'est-à-dire la fusion des gamètes haploïdes de deux individus, rétablit l'état diploïde. Ainsi, les organismes se reproduisant sexuellement alternent entre les stades haploïdes et diploïdes. Cependant, les modes de production des cellules reproductrices et le délai entre la méiose et la fécondation varient considérablement. Il existe trois grandes catégories de cycles de vie : les cycles de vie à dominance diploïde, démontrée par la plupart des animaux ; à dominance haploïde, démontrée par tous les champignons et certaines algues ; et l'alternance de générations, démontrée par les plantes et certaines algues.

Choix multiples

Quel est l'avantage évolutif probable de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée ?

A. La reproduction sexuée implique moins d'étapes
B. moins de chances d'utiliser les ressources d'un environnement donné
C. La reproduction sexuée entraîne une plus grande variation de la progéniture
D. La reproduction sexuée est plus rentable

Réponse

C

Quel type de cycle de vie présente à la fois un stade multicellulaire haploïde et diploïde ?

A. cycle de vie asexué
B. dominance diploïde
C. dominante haploïde
D. alternance de générations

Réponse

D

Quel événement mène à la formation d'une cellule diploïde dans un cycle de vie ?

A. méiose
B. fécondation
C. alternance de générations
D. mutation

Réponse

B

Réponse gratuite

Expliquez l'avantage que présentent les populations d'organismes se reproduisant sexuellement par rapport aux organismes se reproduisant asexuellement ?

Réponse

Les descendants des organismes qui se reproduisent sexuellement sont tous génétiquement uniques. De ce fait, les organismes se reproduisant sexuellement peuvent avoir une meilleure survie de leur progéniture dans des environnements qui changent que les organismes à reproduction asexuée, dont les descendants sont tous génétiquement identiques. De plus, le taux d'adaptation des organismes se reproduisant sexuellement est plus élevé, en raison de leur variation accrue. Cela pourrait permettre aux organismes qui se reproduisent sexuellement de s'adapter plus rapidement aux concurrents et aux parasites, qui mettent au point de nouvelles façons de les exploiter ou de les surpasser.

Décrivez les deux événements communs à tous les organismes qui se reproduisent sexuellement et comment ils s'intègrent dans les différents cycles de vie de ces organismes.

Réponse

Les deux phénomènes communs à tous les organismes qui se reproduisent sexuellement sont la méiose et la fécondation. La méiose réduit une cellule diploïde à un état haploïde. La cellule haploïde peut se diviser par mitose pour produire un organisme dont certaines cellules se combineront pendant la fécondation, ou les cellules haploïdes produites par la méiose peuvent se combiner immédiatement lors de la fécondation pour produire une cellule diploïde qui se divise pour produire un organisme.

7.2 : Méiose

La reproduction sexuée exige que les organismes diploïdes produisent des cellules haploïdes qui peuvent fusionner pendant la fécondation pour former une progéniture diploïde. Le processus qui produit des cellules haploïdes est appelé méiose. La méiose est une série d'événements qui organisent et séparent les chromosomes en cellules filles. Au cours de l'interphase de la méiose, chaque chromosome est dupliqué. Dans la méiose, il y a deux cycles de division nucléaire qui donnent quatre noyaux et généralement quatre cellules filles haploïdes, chacune ayant deux fois moins de chromosomes que la cellule mère. Au cours de la méiose, une variation des noyaux filles est introduite en raison du croisement de la prophase I et de l'alignement aléatoire à la métaphase I. Les cellules produites par la méiose sont génétiquement uniques.

La méiose et la mitose présentent des similitudes, mais ont des résultats distincts. Les divisions mitotiques sont des divisions nucléaires uniques qui produisent des noyaux filles génétiquement identiques et qui possèdent le même nombre d'ensembles chromosomiques que la cellule d'origine. Les divisions méiotiques sont deux divisions nucléaires qui produisent quatre noyaux filles génétiquement différents et qui possèdent un ensemble de chromosomes au lieu des deux ensembles que possédait la cellule mère. Les principales différences entre les processus se produisent dans la première division de la méiose. Les chromosomes homologues se séparent en différents noyaux au cours de la méiose I, ce qui entraîne une réduction du niveau de ploïdie. La deuxième division de la méiose ressemble beaucoup plus à une division mitotique.

Choix multiples

La méiose produit ________ cellules-filles.

A. deux haploïdes
B. deux diploïdes
C. quatre haploïdes
D. quatre diploïdes

Réponse

C

À quel stade de la méiose les chromatides sœurs sont-elles séparées les unes des autres ?

A. prophase I
B. prophase II
C. anaphase I
D. anaphase II

Réponse

D

La partie de la méiose qui ressemble à la mitose est ________.

A. méiose I
B. anaphase I
C. méiose II
D. interkinésie

Réponse

C

Si une cellule musculaire d'un organisme typique possède 32 chromosomes, combien de chromosomes se trouveront dans un gamète de ce même organisme ?

A. 8
B. 16
C. 32
D. 64

Réponse

B

Réponse gratuite

Expliquer comment l'alignement aléatoire de chromosomes homologues au cours de la métaphase I contribue à la variation des gamètes produits par la méiose.

Réponse

L'alignement aléatoire conduit à de nouvelles combinaisons de traits. Les chromosomes hérités à l'origine par l'individu producteur de gamètes provenaient à parts égales de l'ovule et du sperme. Dans la métaphase I, les copies dupliquées de ces chromosomes homologues maternels et paternels s'alignent au centre de la cellule pour former une tétrade. L'orientation de chaque tétrade est aléatoire. Il y a autant de chances que les chromosomes d'origine maternelle fassent face à l'un ou l'autre des pôles. Il en va de même pour les chromosomes d'origine paternelle. L'alignement doit se produire différemment dans presque toutes les méioses. Au fur et à mesure que les chromosomes homologues sont séparés dans l'anaphase I, toute combinaison de chromosomes maternels et paternels se déplace vers chaque pôle. Les gamètes formés à partir de ces deux groupes de chromosomes présenteront un mélange de traits provenant des parents de l'individu. Chaque gamète est unique.

En quoi la méiose II est-elle similaire et différente de la mitose d'une cellule diploïde ?

Réponse

Les deux divisions sont similaires en ce sens que les chromosomes s'alignent individuellement le long de la plaque métaphasique, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas appariés à d'autres chromosomes (comme dans la méiose I). De plus, chaque chromosome est constitué de deux chromatides sœurs qui seront séparées. Les deux divisions sont différentes car dans la méiose II, il y a la moitié du nombre de chromosomes présents dans une cellule diploïde de la même espèce en mitose. Cela est dû au fait que la méiose I a réduit le nombre de chromosomes à un état haploïde.

7.3 : Erreurs de méiose

Le nombre, la taille, la forme et le schéma de bandes des chromosomes les rendent facilement identifiables sur un caryogramme et permettent d'évaluer de nombreuses anomalies chromosomiques. Les troubles du nombre chromosomique, ou aneuploïdies, sont généralement mortels pour l'embryon, bien que quelques génotypes trisomiques soient viables. En raison de l'inactivation de l'X, les aberrations des chromosomes sexuels ont généralement des effets plus légers sur un individu. Les aneuploïdies incluent également les cas où des segments d'un chromosome sont dupliqués ou supprimés. Les structures chromosomiques peuvent également être réarrangées, par exemple par inversion ou translocation. Ces deux aberrations peuvent avoir des effets négatifs sur le développement, voire la mort. Comme elles forcent les chromosomes à prendre des appariements tordus au cours de la méiose I, les inversions et les translocations sont souvent associées à une baisse de la fertilité en raison de la probabilité de non-disjonction.

Choix multiples

Le génotype XXY correspond à :

A. Syndrome de Klinefelter
B. Syndrome de Turner
C. Syndrome de Triplo-X
D. Jacob

Réponse

UN

Les anomalies du nombre de chromosomes X ont tendance à être plus légères que les mêmes anomalies des autosomes à cause de ________.

A. délétions
B. recombinaison non homologue
C. synapsis
D. Inactivation X

Réponse

D

Les aneuploïdies sont délétères pour l'individu à cause de quel phénomène ?

A. absence de disjonction
B. dosage génique
C. erreurs méiotiques
D. Inactivation X

Réponse

B

Réponse gratuite

Les personnes atteintes de trisomie 21 ont plus de chances de survivre jusqu'à l'âge adulte que les personnes atteintes de trisomie 18. Sur la base de ce que vous savez sur les aneuploïdies grâce à ce module, que pouvez-vous émettre à propos des chromosomes 21 et 18 ?

Réponse

Les problèmes causés par les trisomies surviennent parce que les gènes du chromosome présent en trois copies produisent plus de produit que les gènes des chromosomes qui ne contiennent que deux copies. La cellule n'a aucun moyen d'ajuster la quantité de produit et le manque d'équilibre entraîne des problèmes de développement et de maintien de l'individu. Chaque chromosome est différent, et les différences de capacité de survie peuvent être liées au nombre de gènes sur les deux chromosomes. Le chromosome 21 est peut-être un chromosome plus petit, de sorte qu'il y a moins de produits géniques déséquilibrés. Il est également possible que le chromosome 21 soit porteur de gènes dont les produits sont moins sensibles aux différences de dosage que le chromosome 18. Les gènes peuvent être moins impliqués dans les voies critiques, ou les différences de dosage peuvent avoir une moindre incidence sur ces voies.