Annales gratuites Bac S : Maintien du caryotype

Stabilité et variabilité des génomes et évolution (8 points)

Une espèce d'être vivant est caractérisée notamment par son caryotype, c'est-à-dire par les particularités (nombre, forme, taille) de ses chromosomes.

Exposez comment méiose et fécondation permettent le maintien du caryotype dans les générations successives. Votre exposé s'appuiera sur l'exemple d'une espèce haploïde à 3 chromosomes (n = 3).

On attend une introduction, un développement structuré et illustré par des schémas, ainsi qu'une conclusion.

I - L'ANALYSE ET LES DIFFICULTES DU SUJET

a - Les thèmes et notions abordés

Caryotype, cycle de développement, haplophase, diplophase, méiose, fécondation.

b - Les coups de pouce du sujet

Le sujet porte sur une notion de base, celle du cycle de développement. Cette notion étant indispensable pour la compréhension du thème de l'évolution, vous avez de grandes chances de la maîtriser.

c - Les difficultés du sujet

Les difficultés du sujet portent sur deux points :
● une "espèce haploïde" est une expression imprécise, il faut comprendre espèce à haplophase dominante.
● vous ne deviez pas céder à la tentation d'orienter le sujet vers la notion de "brassage génétique". Elle ne pouvait intervenir que lors de votre conclusion.

II - LES REPONSES ATTENDUES

A - LE PLAN PROPOSE

En introduction, vous pouviez vous appuyer sur une définition du caryotype plus précise que celle de l'énoncé. A partir de ce point, vous pouviez définir haploïdie et diploïdie sans oublier de préciser qu'elles alternent lors du cycle de développement d'une espèce.
1. Cycle de développement d'une espèce haploïde.
2. De la cellule-oeuf à l'haplophase : la méiose.
3. Retour à la cellule-oeuf : la fécondation.

B - LE VOCABULAIRE

Cycle de développement, haploïdie, diploïdie, haplophase, diplophase, méiose, fécondation, cellule-oeuf, gamète, caryotype, chromosome.

C - LE(S) SCHEMA(S)

Cycle de développement d'une espèce haploïde

Méiose pour une cellule à 2n = 6 chromosomes.

Fécondation pour la formation d'une cellule-oeuf à 2n = 6 chromosomes.

III - LES REPONSES DETAILLEES

Le caryotype d'une espèce d'être vivant est l'ensemble des chromosomes observés en métaphase d'une division cellulaire, classés par ordre de taille décroissant.
Pour une espèce, on distingue des cellules où les caryotypes révèlent des paires de chromosomes (notées cellules à 2n chromosomes) et celles où les caryotypes présentent des chromosomes en exemplaire unique (notées cellules à n chromosomes).
Les cellules à 2n chromosomes sont dites diploïdes. Ici leur formule chromosomique est 2n = 6.
Les cellules à n chromosomes sont dites haploïdes. Ici leur formule chromosomique est n = 3.
D'une génération à la suivante, on observe une alternance diploïdie / haploïdie.

1. Cycle de développement d'une espèce haploïde.

On appelle cycle de développement l'ensemble des phénomènes qui permettent le passage d'une génération à la suivante.
Il est caractérisé par l'alternance d'une haplophase (durant laquelle l'individu est représenté par une ou des cellules haploïdes) et la diplophase.
Chez une espèce dite "haploïde", l'haplophase est dominante dans le temps (voir schéma 1).
On note que :
● le passage de la diplophase à l'haplophase se déroule au cours de la méiose.
● le retour à la diploïdie se produit lors de la fécondation.

2. De la cellule-oeuf à l'haplophase : la méiose.

La méiose se compose de deux divisions cellulaires successives aboutissant à la réduction chromatique : les cellules issues de la méiose ne comportent qu'un chromosome de chaque paire, elles sont haploïdes, de formule n = 3. Cette réduction chromatique se déroule durant la première division méiotique qualifiée, justement, de réductionnelle.
La seconde division est équationnelle, elle permet la formation de cellules à n (ici égal à 3) chromosomes, chacun à une chromatide (voir schéma 2).
A la fin de la méiose débute l'haplophase.

3. Retour à la cellule-oeuf : la fécondation.

La fécondation est la fusion de deux cellules haploïdes reproductrices, deux gamètes (voir schéma 3).

La caryogamie achevée, la cellule-oeuf est formée. Elle est diploïde.

En conclusion, le caryotype caractérisant une espèce d'être vivant se maintient dans les générations successives par deux phénomènes, méiose et fécondation, induisant une alternance haplophase / diplophase. Ainsi la stabilité génomique de l'espèce est réalisée.
Cette alternance provoque un brassage chromosomique et donc un brassage de l'information génétique entraînant l'unicité de l'individu.