Transmettre
Chêtre être vivant obtient une seule chance de transmettre ses gènes. Les fleurs le font avec leurs pétales et leur pollen, les humains avec leurs gamètes et cycles hormonaux — et les paquets d'information transmis sont les chromosomes, mélangés par méiose et recombinés lors de la fécondation. Cette section va de la structure florale aux croisements monohybrides, des pinsons de Darwin aux bactéries résistantes aux antibiotiques.
Éducation internationale Edexcel Biologie 4BI1, Section 3 (déclarations 3.1–3.39) est la section génétique et reproduction. Les croisements et pedigrees rapportent des points fiables aux étudiants qui dressent correctement un diagramme génétique.
Reproduction
La reproduction sexuée nécessite deux gamètes ; la descendance est génétiquement différente. La reproduction asexuée nécessite un seul parent ; la descendance est constituée de clones génétiquement identiques.
Plantes à fleurs. Les fleurs pollinisées par insectes ont de grands pétales colorés, un parfum et du nectar ; les fleurs pollinisées par le vent sont petites et vertes, avec un pollen léger et lisse en très grande quantité, anthères suspendues extérieurement et stigmates plumeux.
Après la pollinisation, le grain de pollen développe un tube pollinique descendant dans le style ; la fécondation suit, et l'ovule devient la graine tandis que l'ovaire devient le fruit. Les graines germinatives vivent sur leurs réserves alimentaires stockées jusqu'à ce que la plantule puisse faire de la photosynthèse. Les plantes se reproduisent asexuellement par des rejets et artificiellement par des boutures.
Humains. Le cycle menstruel : la FSH mature un ovule dans l'ovaire ; le follicule mature libère l'œstrogène, qui épaissit la muqueuse utérine et déclenche le pic de LH provoquant l'ovulation vers le jour 14 ; le follicule vide devient un corps jaune libérant la progestérone, maintenant la muqueuse épaisse jusqu'au jour 28, lorsque la baisse des niveaux hormonaux provoque la menstruation (B : FSH et LH de l'hypophyse).
Le placenta fournit à l'embryon oxygène et nutriments et élimine les déchets ; le liquide amniotique le protège. L'œstrogène et la testostérone dirigent le développement des caractères sexuels secondaires.
Héritage
Le génomme est l'ensemble de l'ADN d'un organisme ; un gène est une section d'une molécule d'ADN codant pour une protéine. Les gènes sont situés sur les chromosomes dans le noyau. (B) L'ADN est une double hélice avec des bases appariées — A–T et C–G ; l'ARN est simple brin avec l'U remplaçant T. (B) Synthèse des protéines : la transcription copie le gène en ARNm dans le noyau ; la traduction au ribosome lit les codons, chacun associé à un anticodon d'ARNt transportant son acide aminé, construisant ainsi la chaîne.
Les allèles sont des formes alternatives d'un gène. Vocabulaire : dominant (s'exprime si une seule copie est présente), récessif (nécessite deux copies), homozygote, hétérozygote, génotype, phénotype ; (B) codominance — les deux allèles s'expriment. La plupart des caractères sont polygéniques, et non monogéniques.
Un croisement monohybridé, présenté étape par étape pour obtenir tous les points : génotypes des parents → gamètes → grille de Punnett → rapport phénotypique.
Vérification exemplifiée. Fibrose kystique (fk, récessive) : deux parents hétérozygotes Cc × Cc. Gamètes C ou c. Descendants CC, Cc, Cc, cc — 3 non affectés : 1 affectés ; probabilité 1 sur 4 par enfant, identique pour chaque naissance.
Détermination du sexe : XX femelle, XY mâle. La mère donne toujours X ; le père donne X ou Y — un diagramme génétique des gamètes X×X, X×Y donne 1:1 femelle:mâle, et c'est le gamète du père qui détermine le sexe.
La mitose produit deux cellules aux chromosomes identiques — croissance, réparation, clonage, reproduction asexuée. La méiose produit quatre gamètes haploïdes génétiquement différents (humain diploïde 46 → haploïde 23), et la fécondation aléatoire de tout spermatozoïde avec tout ovule crée davantage de variation.
La variation peut être génétique, environnementale, ou les deux. La mutation est un changement rare et aléatoire dans l'ADN qui peut être hérité — généralement inoffensif, parfois significatif (B : une base modifiée peut changer un acide aminé et la forme de la protéine) ; les rayonnements ionisants et les mutagènes chimiques comme ceux du tabac augmentent les taux de mutation.
Évolution
La sélection naturelle de Darwin, étape par étape : les organismes produisent plus de descendants que ce qui survit ; il existe une variation au sein d'une espèce ; ceux dont les caractéristiques conviennent le mieux à l'environnement survivent et se reproduisent, transmettant les allèles ; au fil des générations, le caractère avantageux devient plus fréquent.
La résistance aux antibiotiques est la sélection en action : une mutation aléatoire rend une bactérie résistante ; les antibiotiques tuent la majorité non résistante ; la bactérie résistante survit et se reproduit — terminer les traitements d'antibiotiques et éviter leur surutilisation ralentissent la propagation, et les infections résistantes deviennent difficiles à contrôler.
Erreurs fréquentes.
- Confondre pollinisation et fécondation. La pollinisation est le transfert du pollen sur un stigmate ; la fécondation est la fusion du noyau mâle avec le noyau de l'ovule dans l'ovule, après la croissance du tube pollinique.
- Dire que l'ovule devient le fruit. L'ovule devient la graine ; l'ovaire devient le fruit.
- Dire que c'est la mère qui décide du sexe d'un bébé. Chaque ovule porte un X ; le spermatozoïde porte X ou Y, c'est donc le gamète paternel qui décide.
- Lire un rapport 3 : 1 comme un décompte exact. Il donne la chance pour chaque enfant : 1 sur 4 pour chaque enfant, peu importe ce qui s'est passé auparavant.
- Omettre les gamètes dans un diagramme génétique. Le barème de correction exige génotypes des parents → gamètes → grille de Punnett → génotypes et phénotypes de la descendance.
- Dire que les bactéries deviennent résistantes parce qu'elles s'habituent à l'antibiotique. Une mutation aléatoire était déjà présente ; l'antibiotique tue les autres, donc les bactéries résistantes survivent et se reproduisent.
- Dire que la méiose produit des cellules identiques. La mitose produit des cellules diploïdes identiques ; la méiose produit quatre gamètes haploïdes génétiquement différents.
Vérifiez-vous
- Citez deux différences entre la reproduction sexuée et asexuée.
- Énoncez deux adaptations d'une fleur pollinisée par le vent.
- Que se passe-t-il après que le tube pollinique atteint l'ovule ?
- Quelle hormone fait un pic au jour 14, et qu'est-ce qu'elle provoque ?
- Définissez gène, allèle et génome.
- (B) Nommez la base qui remplace la thymine dans l'ARN, et où se déroule la traduction.
- Croisez Cc × cc et donnez le rapport phénotypique.
- Pourquoi le gamète du père détermine-t-il le sexe d'un enfant ?
- Citez deux différences entre la mitose et la méiose.
- Expliquez la résistance aux antibiotiques par la sélection naturelle en trois étapes.
Réponses : 1 sexué — deux parents, progéniture génétiquement différente ; asexué — un seul parent, progéniture génétiquement identique ; 2 pollen lisse et léger en grande quantité ; anthères suspendues à l'extérieur de la fleur avec un stigmate plumeux (pétales petits et ternes, pas de nectar) ; 3 le gamète mâle fusionne avec la cellule œuf de l'ovule — fécondation ; l'ovule devient une graine et l'ovaire un fruit ; 4 LH — ovulation (libération de l'œuf) ; 5 gène — une section d'ADN codant pour une protéine ; allèle — une forme alternative d'un gène ; génome — l'ensemble de l'ADN de l'organisme ; 6 (B) uracile ; au niveau d'un ribosome ; 7 gamètes C, c et c, c → Cc, Cc, cc, cc — 1 non affecté : 1 affecté ; 8 l'œuf de la mère porte toujours X ; le spermatozoïde porte X ou Y, donc XX (femelle) ou XY (mâle) dépend du spermatozoïde ; 9 mitose — deux cellules, identiques, même nombre de chromosomes (diploïde), pour la croissance/réparation/reproduction asexuée ; méiose — quatre cellules, génétiquement différentes, moitié du nombre (haploïde), pour les gamètes ; 10 une mutation confère une résistance à une bactérie ; l'antibiotique tue les bactéries non résistantes ; la bactérie résistante survit et se reproduit, répandant ainsi la résistance.